CN101647388A - 海涂米草、甜高粱、水稻杂交粮饲能源兼用作物选育方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种海涂米草、甜高粱、水稻杂交粮饲能源兼用作物选育方法，包括以甜高粱为父本，水稻为母本进行属间远缘杂交，得甜高粱/水稻杂交一代种子；以海涂米草为父本，甜高粱/水稻杂交一代种为母本，进行杂交，得到海涂米草、甜高粱、水稻三元杂交种；采取回交育种法，选育耐盐、茎秆含糖高、能在海涂盐碱地种植的品种。本发明海涂米草、甜高粱、水稻属间远缘杂交方法，通过甜高粱、水稻优质高产经济性状和米草耐盐基因种质资源发掘与创新，选育出耐盐、优质、秸秆含糖量高、能在海涂盐碱地种植的米草/甜高粱/水稻粮饲、能源兼用作物新品系、新品种。

Description

海涂米草、甜高粱、水稻杂交粮饲能源兼用作物选育方法

技术领域：

本发明涉及一种杂交育种方法。

背景技术：

目前，国际上已鉴定出14种米草，在我国种植的米草分布面积最广的是大米草和互花米草。大米草(Spartina anglica)是1963年由南京大学仲崇信教授从英国引入我国。大米草已列入《中国饲料学》：禾本科大米草属多年生草本植物，具有很强的耐盐、耐淹能力，最适生于海滩潮间带。年鲜草产量15-30t/hm²，适合放牧饲养牛、羊等反刍动物。

互花米草(Spartina alterniflora)是1979年由南京大学仲崇信教授从美国引入我国。互花米草和大米草一样，具有保滩护岸，促淤造陆，绿化海滩，改善海滩生态环境等作用。由于互花米草比大米草植株高大，产草量高，适合放牧饲养牛、羊等草食动物，可作为畜禽饲料、鱼类饵料、肥料和燃料，广为人们所重视。

本申请发明和申请人陈启康研究员，从事盐土农业、海涂研究与开发35年，研究和利用米草作为饲料饲养牛羊35年，立志把祖国海涂建成绿色长城。1975年开始引种大米草，1980年引种互花米草，建立海涂米草牧场8万亩，创建了中国第一个大米草羊场——江苏省启东市黄海滩羊场。承担国家科委《海滨牧场实验》及江苏省、市科委8项科研项目。利用米草放牧饲养牛羊，年饲养牛羊3000多头，《海滨牧场实验》项目1985年鉴定为国内首创。研究发现米草确实具有耐盐、耐淹等优良特性，但米草种籽小，结实率低，且难以收获。

应该研究和利用米草的耐盐、耐淹、产草量高等高效基因资源。

应该研究和利用水稻的籽粒饱满、优质高产等高效基因资源。

水稻是主要的粮食作物之一，全世界约有1/2的人口以稻米为主食，我国水稻种植面积及总产量均占世界第一位。水稻品种资源丰富多彩，种子饱满，产量高，稻草又能用作牛羊饲料，为改良作物品种提供了良好的种质资源条件。

应该研究和利用甜高粱的抗旱、耐盐碱、茎秆含糖最高等高效基因资源。

甜高梁，也叫“二代甘蔗”。因为它上边长粮食，下边长甘蔗，所以又叫“高梁甘蔗”。甜高梁可以生食、制糖、制酒，也可以加工成优质饲料。甜高粱生长在干旱地区，具有抗旱、耐涝、耐盐碱等特性，在全球大多数贫民居住的半干旱地区都可以生长。

甜高梁，株高3·5米左右，穗粒重40克左右，千粒重21克左右。茎秆弹性强，抗倒伏。生育期130-135天。汁液含糖量20％左右。甜高梁属粮秆兼用型，茎秆产量10000斤/亩，籽粒产量300-600斤/亩。(品种间存在差异)

在受干旱和盐渍土壤影响的地区，甜高粱“作物中的骆驼”可能成为可持续农业发展的关键。

世界性的能源危机，激起了人们对可再生能源的兴趣，甜高粱在生物量能源系统中是第一位竞争者。粮食、能源与环境已成为当今世界上的重要课题。原国家科委早已将甜高粱列为《国家级科技成果重点推广计划》项目，现又被列为“绿色扶贫工程”项目。

甜高粱茎秆中含有丰富的糖分，可作制糖、酿酒(酒精)、酿醋、造纸的原料，又是生物能源的重要原料；籽粒可食用、饲用、酿造用；青贮可作牲畜的饲草饲料，所以被人们称为“三元作物”。

对米草物种生态控制最适宜的科学方法之一是替代作用，能不能用米草甜高粱与水稻杂交种替代米草，这是本申请发明和申请人陈启康研究员一直在研究解决的难题。远缘杂交能够导入不同种属植物的有利基因，提高和改进植物品种的经济性状，出现近缘杂交不可比拟的多样性和新类型。

发明内容：

本发明的目的在于提供一种能选育出适合海涂生长的、耐盐、糖含量高的海涂米草、甜高粱、水稻杂交种的海涂米草、甜高粱、水稻杂交粮饲能源兼用作物选育方法。

本发明的技术解决方案是：

一种海涂米草、甜高粱、水稻杂交粮饲能源兼用作物选育方法，其特征是：依次包括下列步骤：

(1)以甜高粱为父本，水稻为母本进行属间远缘杂交，得甜高粱/水稻杂交一代种子；

(2)以海涂米草为父本，甜高粱/水稻杂交一代种为母本，进行杂交，得到海涂米草、甜高粱、水稻三元杂交种；

(3)采取回交育种法，选育耐盐、茎秆含糖高、能在海涂盐碱地种植的品种。

步骤(1)杂交时，水稻去雄方法用温汤去雄法：在父母本抽穗开花期，每天上午在水稻开花前，用盆盛满温水，将水温调至41-42℃，把稻穗浸入温水中处理10分钟，将水温控制在41-42℃，以达到杀雄效果；温水处理以后，陆续开颖，花开完时切除未开的颖花，已开颖的花药也要去除，去除花药时，剪去颖壳上部的1/3，以提高柱头外露率和结实率；去雄剪颖后立即套袋隔离，挂牌编号。然后剪取甜高粱带有雄粉的花穗进行人工授粉，授粉后记录杂交情况。

步骤(2)杂交时，甜高粱/水稻杂交一代去雄方法用温汤去雄法：在父母本抽穗开花期，每天上午在玉米♂×水稻♀杂交一代开花前，用盆盛满温水，将水温调至41-42℃，把甜高粱/水稻杂交一代穗浸入温水中处理10分钟，将水温控制在41-42℃，以达到杀雄效果，温水处理以后，陆续开颖，花开完时必须切除未开的颖花，已开颖的花药也要去除，去除花药时，剪去颖壳上部的1/3，以提高柱头外露率和结实率；去雄剪颖后立即套袋隔离，挂牌编号，然后剪取米草带有雄粉的花穗进行人工授粉，授粉后记录杂交情况。

所述海涂米草是海涂大米草或互花米草。

采取回交育种法，选育耐盐、高产、茎秆含糖高、能在海涂盐碱地种植的品种的具体方法是：

(1)以海涂米草、甜高粱、水稻三元杂交种为母本、以水稻C₁…Cn为父本回交，得回交一代B₁F₁；

(2)以回交一代为母本，以水稻C₁…Cn为父本回交，南繁加代，得回交二代B₂F₁；

(3)将回交二代在盐碱地试种筛选，从回交二代杂种中选能在盐碱地正常生长的回交二代耐盐株为母本，以水稻C₁…Cn为父本回交，得回交三代B₃F₁；

(4)将回交三代南繁加代、盐碱地试种筛选，从回交三代杂种中选择能在盐碱地正常生长的回交三代耐盐株为母本，以水稻C₁…Cn为父本回交，得回交四代B₄F₁；

(5)将回交四代盐碱地试种筛选，从回交四代杂种中选择能在盐碱地正常生长的回交四代耐盐株为母本，以水稻C₁…Cn为父本回交，得回交五代B₅F₁；

(6)对回交五代B₅F₁南繁加代，从回交五代B₅F₁中选择耐盐单株自交，得自交代B₅F₂；

(7)对自交代B₅F₂进行海涂区试，海涂耐盐性鉴定，从自交代B₅F₂中选择能在含盐量大于5‰的海涂上正常生长的耐盐单株组成耐盐群体自交，得自交代B₅F₃；

(8)对自交代B₅F₃进行南繁加代，继续选择，选出稳定耐盐、秸秆糖含量2～5％的品种。

本发明海涂米草、甜高粱、水稻属间远缘杂交方法，通过甜高粱、水稻优质高产经济性状和米草耐盐基因种质资源发掘与创新，选育出耐盐、优质、秸秆含糖量高、能在海涂盐碱地种植的米草/甜高粱/水稻粮饲、能源兼用作物新品系、新品种。这将对开发和利用我国广阔的海涂具有巨大的经济价值和社会意义。

下面结合实施例对本发明作进一步说明。

具体实施方式：

一种海涂米草、甜高粱、水稻杂交粮饲能源兼用作物选育方法，其特征是：依次包括下列步骤：

(1)以甜高粱为父本，水稻为母本进行属间远缘杂交，得甜高粱/水稻杂交一代种子；进行田间种植试验，秸秆糖份测定(糖含量须为2～5％)，同时进行分子检测和细胞学分析，证明得到含有甜高粱遗传成分的甜高粱/水稻杂交一代种；

(2)以海涂米草为父本，甜高粱/水稻杂交一代种为母本，进行杂交，得到海涂米草、甜高粱、水稻三元杂交种；进行海涂盐碱地田间种植筛选试验(盐筛)(须在盐含量大于5‰的盐碱地上正常生长)，秸秆糖份测定(糖含量须为2～5％)，同时进行分子检测和细胞学分析，得到含有海涂米草、甜高粱、水稻遗传成分的海涂米草、甜高粱、水稻三元杂交种。

(3)采取回交育种法，选育耐盐、茎秆含糖高、能在海涂盐碱地种植的品种。

步骤(1)杂交时，水稻去雄方法用温汤去雄法：在父母本抽穗开花期，每天上午在水稻开花前，用盆盛满温水，将水温调至41-42℃，把稻穗浸入温水中处理10分钟，将水温控制在41-42℃，以达到杀雄效果；温水处理以后，陆续开颖，花开完时切除未开的颖花，已开颖的花药也要去除，去除花药时，剪去颖壳上部的1/3，以提高柱头外露率和结实率；去雄剪颖后立即套袋隔离，挂牌编号。然后剪取甜高粱带有雄粉的花穗进行人工授粉，授粉后记录杂交情况。

步骤(2)杂交时，甜高粱/水稻杂交一代去雄方法用温汤去雄法：在父母本抽穗开花期，每天上午在玉米♂×水稻♀杂交一代开花前，用盆盛满温水，将水温调至41-42℃，把甜高粱/水稻杂交一代穗浸入温水中处理10分钟，将水温控制在41-42℃，以达到杀雄效果，温水处理以后，陆续开颖，花开完时必须切除未开的颖花，已开颖的花药也要去除，去除花药时，剪去颖壳上部的1/3，以提高柱头外露率和结实率；去雄剪颖后立即套袋隔离，挂牌编号，然后剪取米草带有雄粉的花穗进行人工授粉，授粉后记录杂交情况。

所述海涂米草是海涂大米草或互花米草。

采取回交育种法，选育耐盐、高产、茎秆含糖高、能在海涂盐碱地种植的品种的具体方法是：

(1)以海涂米草、甜高粱、水稻三元杂交种为母本、以水稻C₁…Cn为父本回交，得回交一代B₁F₁；水稻C₁…Cn为水稻的不同品种C₁、C₂、…Cn。回交一代海涂试种，证明能在含盐量大于5‰的海涂上正常生长。

(2)以回交一代为母本，以水稻C₁…Cn为父本回交，南繁加代，得回交二代B₂F₁；

(3)将回交二代在盐碱地试种筛选，从回交二代杂种中选能在含盐量大于5‰的盐碱地正常生长的回交二代耐盐株为母本(对母本选择时，可同时对回交二代B₂F₁进行分子标记辅助选择及细胞学检测分析，证明选择的母本含有海涂米草、甜高粱和水稻的遗传成分)，以水稻C₁…Cn为父本回交，得回交三代B₃F₁；

(4)将回交三代南繁加代、盐碱地试种筛选，从回交三代杂种中选择能在含盐量大于5‰的盐碱地正常生长的回交三代耐盐株为母本(对母本选择时，可同时对回交二代B₂F₁进行分子标记辅助选择及细胞学检测分析，证明选择的母本含有海涂米草、甜高粱和水稻的遗传成分)，以水稻C₁…Cn为父本回交，得回交四代B₄F₁；

(5)将回交四代盐碱地试种筛选，从回交四代杂种中选择能在盐碱地正常生长的回交四代耐盐株为母本(对母本选择时，可同时对回交二代B₂F₁进行分子标记辅助选择及细胞学检测分析，证明选择的母本含有海涂米草、甜高粱和水稻的遗传成分)，以水稻C₁…Cn为父本回交，得回交五代B₅F₁；同时可以对五代B₅F₁自交，组成耐盐性遗传分析群体，对耐盐基因和后代、双亲基因分子标记分析；

(6)对回交五代B₅F₁南繁加代，从回交五代B₅F₁中选择耐盐单株自交，得自交代B₅F₂；同时自交代B₅F₂可组成耐盐性遗传分析群体，对耐盐基因和后代、双亲基因分子标记分析；

(7)对自交代B₅F₂进行海涂区试，海涂耐盐性鉴定，从自交代B₅F₂中选择能在含盐量大于5‰的海涂上正常生长的耐盐单株组成耐盐群体自交，得自交代B₅F₃；

(8)对自交代B₅F₃进行南繁加代，继续选择，选出稳定耐盐、秸秆糖含量2～5％的品种。并可对获得的品种进行分子标记鉴定，证明其含海涂米草、甜高粱和水稻的遗传成分。

Claims (5)

1、一种海涂米草、甜高粱、水稻杂交粮饲能源兼用作物选育方法，其特征是：依次包括下列步骤：

(1)以甜高粱为父本，水稻为母本进行属间远缘杂交，得甜高粱/水稻杂交一代种子；

(2)以海涂米草为父本，甜高粱/水稻杂交一代种为母本，进行杂交，得到海涂米草、甜高粱、水稻三元杂交种；

(3)采取回交育种法，选育耐盐、茎秆含糖高、能在海涂盐碱地种植的品种。

2、根据权利要求1所述的海涂米草、甜高粱、水稻杂交粮饲能源兼用作物选育方法，其特征是：步骤(1)杂交时，水稻去雄方法用温汤去雄法：在父母本抽穗开花期，每天上午在水稻开花前，用盆盛满温水，将水温调至41-42℃，把稻穗浸入温水中处理10分钟，将水温控制在41-42℃，以达到杀雄效果；温水处理以后，陆续开颖，花开完时切除未开的颖花，已开颖的花药也要去除，去除花药时，剪去颖壳上部的1/3，以提高柱头外露率和结实率；去雄剪颖后立即套袋隔离，挂牌编号。然后剪取甜高粱带有雄粉的花穗进行人工授粉，授粉后记录杂交情况。

3、根据权利要求1所述的海涂米草、甜高粱、水稻杂交粮饲能源兼用作物选育方法，其特征是：步骤(2)杂交时，甜高粱/水稻杂交一代去雄方法用温汤去雄法：在父母本抽穗开花期，每天上午在玉米♂×水稻♀杂交一代开花前，用盆盛满温水，将水温调至41-42℃，把甜高粱/水稻杂交一代穗浸入温水中处理10分钟，将水温控制在41-42℃，以达到杀雄效果，温水处理以后，陆续开颖，花开完时必须切除未开的颖花，已开颖的花药也要去除，去除花药时，剪去颖壳上部的1/3，以提高柱头外露率和结实率；去雄剪颖后立即套袋隔离，挂牌编号，然后剪取米草带有雄粉的花穗进行人工授粉，授粉后记录杂交情况。

4、根据权利要求1、2或3所述的海涂米草、甜高粱、水稻杂交粮饲能源兼用作物选育方法，其特征是：所述海涂米草是海涂大米草或互花米草。

5、根据权利要求1、2或3所述的海涂米草、甜高粱、水稻杂交粮饲能源兼用作物选育方法，其特征是：采取回交育种法，选育耐盐、高产、茎秆含糖高、能在海涂盐碱地种植的品种的具体方法是：

(1)以海涂米草、甜高粱、水稻三元杂交种为母本、以水稻C₁…Cn为父本回交，得回交一代B₁F₁；

(2)以回交一代为母本，以水稻C₁…Cn为父本回交，南繁加代，得回交二代B₂F₁；

(3)将回交二代在盐碱地试种筛选，从回交二代杂种中选能在盐碱地正常生长的回交二代耐盐株为母本，以水稻C₁…Cn为父本回交，得回交三代B₃F₁；

(4)将回交三代南繁加代、盐碱地试种筛选，从回交三代杂种中选择能在盐碱地正常生长的回交三代耐盐株为母本，以水稻C₁…Cn为父本回交，得回交四代B₄F₁；

(5)将回交四代盐碱地试种筛选，从回交四代杂种中选择能在盐碱地正常生长的回交四代耐盐株为母本，以水稻C₁…Cn为父本回交，得回交五代B₅F₁；

(6)对回交五代B₅F₁南繁加代，从回交五代B₅F₁中选择耐盐单株自交，得自交代B₅F₂；

(7)对自交代B₅F₂进行海涂区试，海涂耐盐性鉴定，从自交代B₅F₂中选择能在含盐量大于5‰的海涂上正常生长的耐盐单株组成耐盐群体自交，得自交代B₅F₃；

(8)对自交代B₅F₃进行南繁加代，继续选择，选出稳定耐盐、秸秆糖含量2～5％的品种。