CN101720666B - 一种玉米自交系交替选择的改良方法 - Google Patents
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Abstract
一种玉米自交系交替选择的改良方法，属于玉米育种的技术领域。以郑58和昌7-2作为基础材料，利用河南夏季高温高湿易发玉米病害的生态条件作抗病性选择，海南冬季干旱少雨的生态条件作抗旱性选择，通过河南与海南一年两地抗病性与抗旱性的交替选择，连续选择6代，同时组配杂交组合并进行鉴定，从而增强玉米自交系郑58和昌7-2的抗旱性与抗病性。本发明通过南北交替选择，一般只需3年即可选育出稳定的抗逆性好的自交系与杂交组合，大大加快了自交系改良的世代进程和提高了选育的效率，从而达到快速高效地改良玉米自交系的目的。
Description
技术领域
本发明涉及一种玉米育种的技术领域，具体涉及一种玉米自交系交替选择的改良方法。
背景技术
玉米是我国重要的粮、经、饲三元作物，具有很好的发展前景。玉米植株高大，而且生长在高温和蒸发量大的季节，因此一生需水量较多。随着气候变暖，人类将面临水匮乏问题的严重挑战，我国每年因干旱直接减收玉米230万吨左右。因此筛选抗旱性玉米种质，选育抗旱品种对提高玉米产量意义重大。同时，近年来我国玉米病害日趋严重，导致玉米减产和品质下降，给生产安全带来严重威胁。多年的实践证明，选育抗病品种是防治玉米病害最经济有效的途径。目前生产应用的主要是杂交种，提高玉米杂交种的抗逆性首先需要提高其双亲的抗逆性。
玉米的丰产性、抗逆性多为数量性状，由多基因控制，常规杂交方法和现有的遗传工程技术难于把数目庞大而又十分分散且与抗逆性状都高度相关的微效基因聚合在一起。另外，在筛选抗旱种质时，往往需要在旱作棚下创造必要的干旱条件，但是这种方法不仅耗费大量的人力、物力和财力，而且难于实现大规模种植。
为了选育出高产、抗旱、抗病的品种，人们已经尝试采用逆境和正常条件下交替选择的方法，并已经取得一定成效，交替选择技术已经在小麦育种和微生物领域有所应用，但在玉米领域尚无人研究。玉米杂交种为其双亲杂交获得，因此，在筛选其抗逆性的同时，还要兼顾其配合力的选择，与小麦和微生物相比，研究难度较大，目前还缺乏此方面的技术。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是打破常规的玉米自交系改良程序，提供一种玉米自交系交替选择的改良方法。
本发明的技术方案为：一种玉米自交系交替选择的改良方法，选用郑58和昌7-2，在河南作抗病性选择，在海南作抗旱性选择，以及杂交组合的测配，包括下述选育过程：
(1)6月上旬，在河南，选用郑58和昌7-2穗行播种，在全生育期田间调查植株的发病情况，从中选出抗病性好、持绿性好、长势健壮、产量高的植株自交并组配杂交组合，并收获考种，种子留作海南播种；
(2)11月上旬，在海南，选用从河南筛选出的抗病优株穗行播种，设为苗期干旱处理和正常灌水处理，在干旱条件下做抗旱选择，在正常条件下鉴定其丰产性，从中选出抗旱性好、持绿性好、长势健壮、穗部发育好的植株自交并组配杂交组合，并收获考种，然后种子留作河南次年6月上旬播种；
(3)按上述方法，一年两次选择，6月上旬在郑州做抗病性选择，11月上旬在海南做抗旱性选择，同时兼顾其正常条件下的丰产性，连续选择6代，并进行杂交收获种子。
上述的玉米连续自交6代的选育方法为：
第一年6月上旬，在河南，选用郑58和昌7-2播种，从中选出抗病性好的植株自交，获S1果穗；
第一年11月上旬，在海南，分别种植S1穗行，从中选出抗旱性好的植株自交，获S2果穗，并分别在逆境和顺境条件下种植S2穗行及杂交组合，并进行鉴定；
第二年6月上旬，在河南，分别种植S2穗行，从中选出抗病性好的植株自交，获S3果穗，并分别在种植S3穗行及杂交组合，并进行鉴定；
第二年11月上旬，在海南，分别种植S3穗行，从中选出抗旱性好的植株自交，获S4果穗，并分别种植S4穗行及杂交组合，并进行鉴定；
第三年6月上旬，在河南，分别种植S4穗行，从中选出抗病性好的植株自交，获S5果穗，并分别种植S5穗行及杂交组合，并进行鉴定；
第三年11月上旬，在海南，分别种植S5穗行，从中选出抗旱性好的植株自交，获S6果穗，并分别种植S6穗行及杂交组合，收获种子。
上述的玉米杂交组合为以郑58母本，昌7-2为父本的组配杂交组合。
上述的玉米苗期干旱处理为在植株6叶展时开始控水，控水至60％以上植株中午前后2小时内叶片卷曲程度为2级以上。
上述的玉米植株的田间种植密度为5500株/亩。
本发明中，河南地处亚热带和暖温带的过渡地带，6月中旬至9月下旬积温为2000～2800℃，全年降水量600～1200mm，有50～60％集中在7～9月份之间，此期温度高湿度大，在这样的条件下，容易诱发多种病害，如褐癍病、大小癍病、南方锈病、灰斑病、瘤黑粉病、茎腐病、青枯病等，为抗病育种提供了较好的自然条件。海南11月份到翌年4月份为旱季，降水量为170-340mm，犹如一个天然的旱作棚，为抗旱育种提供了较好的自然条件。
本发明中，病害调查根据中国农科院王晓鸣教授田间病害调查方法，叶片卷曲度根据郭龙彪田间叶片卷曲级别公式计算，持绿性根据Mahalakshmi V绿叶分级标准计算。
本发明的有益效果为：
(1)充分利用河南夏季温度高湿度大易发玉米病害的自然条件，进行抗病性选择，同时又利用海南冬季丰富的光热资源，以及干旱少雨的自然条件，进行玉米自交系的抗旱性选择，通过河南与海南一年两地之间的交替选择，并结合杂交组合的测配鉴定，一年2代，一般只需3年即可选育出稳定的抗逆性好的自交系与杂交组合，大大加快了自交系改良的世代进程，缩短了自交系选育的年限，提高了选育的效率，从而达到快速高效地改良玉米自交系的目的。不但加速了世代进程，而且解决了在我国北方进行抗旱性改良时所需的干旱条件限制，以及人工接种诱导玉米病害时耗时费力的问题。
(2)交替选择改良后自交系抗病性表现：交替选择方法对玉米自交系的大田自交系抗病性的改良效果十分显著。如：
郑58的优株灰斑病发病指数约为30％，而普通郑58的灰斑病发病指数约为55％，降低了83.33％；
昌7-2的优株灰斑病发病指数约为12％，而普通昌7-2的灰斑病发病指数约为20％，降低了66.67％；
郑58的优株瘤黑粉病发病率约为2.2％，郑58的普通株瘤黑粉病发病率约为4.5％，降低了104.54％；
昌7-2的优株瘤黑粉病发病率约为3.3％，普通昌7-2的普通株瘤黑粉病发病率约为5.2％，降低了57.58％。
(3)交替选择改良后自交系抗旱性表现：经过交替选择后，郑58和昌7-2的优株与其相应对照相比抗旱性显著提高。如：
郑58优株的相对电导率0.3907，而普通株的相对电导率为0.4342，降低了11.13％；
昌7-2优株的相对电导率0.4531，普通株的相对电导率为0.3896，降低了16.30％。
郑58和昌7-2经交替选择6代后所配杂交组合的叶片卷曲级别为1级，而郑单958为3级。
(4)交替选择改良后杂交组合的增产效果表现：郑单958的平均产量为725.69kg/亩，以此作对照；从郑58和昌7-2中筛选出两个近缘组合，在正常情况下种植，产量分别为777.81kg/亩和787.09kg/亩，分别比对照提高7.18％和8.46％。
附图说明
附图为本发明的选育图。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明作详细说明，但并不以任何方式限制本发明。
如图1所示的选育过程，选用郑58和昌7-2，在河南作抗病性选择，在海南作抗旱性选择，兼顾其正常条件下的丰产性，连续选择6代，同时组配杂交组合并进行鉴定，具体选育过程如下：
第一年6月上旬，在河南，选用郑58和昌7-2播种，从中选出抗病性好的植株自交，获S1果穗，并分别种植S1穗行及杂交组合；
第一年11月上旬，在海南，分别种植S1穗行，设为苗期干旱处理和正常灌水处理，从中选出抗旱性好的植株自交，获S2果穗，并分别种植S2穗行及杂交组合；
第二年6月上旬，在河南，分别种植S2穗行，从中选出抗病性好的植株自交，获S3果穗，并分别种植S3穗行及杂交组合；
第二年11月上旬，在海南，分别种植S3穗行，设为苗期干旱处理和正常灌水处理，从中选出抗旱性好的植株自交，获S4果穗，并分别种植S4穗行及杂交组合；
第三年6月上旬，在河南，分别种植S4穗行，从中选出抗病性好的植株自交，获S5果穗，并分别种植S5穗行及杂交组合。
第三年11月上旬，在海南，分别种植S5穗行，从中选出抗旱性好的植株自交，获S6果穗，并分别种植S6穗行及杂交组合。
本实施例中，玉米的播种密度为5500株/亩，按照玉米高产田水肥条件管理，全生育期田间观察。在河南作抗病性选择期间，调查各材料发病情况，从中选出抗病性好，持绿性好，产量高，长势健壮的植株自交并收获考种，然后种子留作海南播种。在海南作抗旱性选择期间，设为苗期干旱处理和正常灌水处理，正常灌水处理中以基础材料为对照，验证抗病优株的抗性与丰产性，苗期干旱处理中植株苗期6叶展时开始控水一段时期，控水至60％以上植株中午前后2小时内叶片卷曲程度为2级以上，根据各材料对干旱的不同反应，如叶片卷曲程度，相对电导率差异等，从中选出抗旱性好，持绿性好，长势健壮，产量高的植株，自交并收获考种，然后种子留作河南播种。杂交组合的测配为：在选出的抗逆性好的材料中，以郑58母本，昌7-2为父本组配杂交组合，并进行大田鉴定，以郑单958为对照。
郑单958和昌7-2可以直接从市场购买，郑58已申请保护，需要从育种者手中获得。
Claims (5)
1.一种玉米自交系交替选择的改良方法，其特征在于：选用郑58和昌7-2，在河南作抗病性选择，在海南作抗旱性选择，以及杂交组合的测配，包括下述选育过程：
(1)6月上旬，在河南，选用郑58和昌7-2穗行播种，在全生育期田间调查植株的发病情况，从中选出抗病性好、持绿性好、长势健壮、产量高的植株自交并组配杂交组合，并收获考种，种子留作海南播种；
(2)11月上旬，在海南，选用从河南筛选出的抗病优株穗行播种，设为苗期干旱处理和正常灌水处理，在干旱条件下做抗旱选择，在正常条件下鉴定其丰产性，从中选出抗旱性好、持绿性好、长势健壮、产量高的植株自交并组配杂交组合，并收获考种，然后种子留作河南次年6月上旬播种；
(3)按上述方法，一年两次选择，6月上旬在郑州做抗病性选择，11月上旬在海南做抗旱性选择，同时兼顾其正常条件下的丰产性，连续选择6代，并进行杂交收获种子。
2.根据权利要求1所述的玉米自交系交替选择的改良方法，其特征在于：所述的连续自交6代的选育方法为：
第一年6月上旬，在河南，选用郑58和昌7-2播种，从中选出抗病性好的植株自交，获S1果穗，并分别种植S1及杂交组合；
第一年11月上旬，在海南，分别种植S1穗行，从中选出抗旱性好的植株自交，获S2果穗，并分别在逆境和顺境条件下种植S2穗行及杂交组合，并进行鉴定；
第二年6月上旬，在河南，分别种植S2穗行，从中选出抗病性好的植株自交，获S3果穗，并分别在种植S3穗行及杂交组合，并进行鉴定；
第二年11月上旬，在海南，分别种植S3穗行，从中选出抗旱性好的植株自交，获S4果穗，并分别种植S4穗行及杂交组合，并进行鉴定；
第三年6月上旬，在河南，分别种植S4穗行，从中选出抗病性好的植株自交，获S5果穗，并分别种植S5穗行及杂交组合，并进行鉴定；
第三年11月上旬，在海南，分别种植S5穗行，从中选出抗旱性好的植株自交，获S6果穗，并分别种植S6穗行及杂交组合，收获种子。
3.根据权利要求1或2所述的玉米自交系交替选择的改良方法，其特征在于：所述杂交组合为以郑58母本，昌7-2为父本的组配杂交组合。
4.根据权利要求1所述的玉米自交系交替选择的改良方法，其特征在于：所述苗期干旱处理为在植株6叶展时开始控水，控水至60％以上植株中午前后2小时内叶片卷曲程度为2级以上。
5.根据权利要求1或2所述的玉米自交系交替选择改良方法，其特征在于：所述植株的田间种植密度为5500株/亩。
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