CN102090326A - 一种培育小麦品种的方法 - Google Patents

Abstract

一种培育小麦品种的方法，它包括步骤：a.利用显性核不育基因Ta1材料做母本，分别与含有所需遗传组分的育种亲本材料单交或复交进行组合杂交，得轮回选择群体CO；b.轮回选择群体CO后代通过相互杂交轮回选择得到轮回后代Cn；c.轮选后代Cn的选育，通过在同一地点建立逆境和非逆境不同选种环境，以及世代间经过逆境、非逆境交替选择和产比鉴定试验育成小麦优良品种。按照本发明提供的方法培育的小麦品种，具有抗逆性、节水性、丰产性及广泛适应性。

Description

一种培育小麦品种的方法

技术领域

本发明涉及一种育种方法，特别涉及一种培育小麦品种的方法。

背景技术

小麦是全世界分布最广、种植面积最大、总产量最多、加工制品最为丰富的粮食作物，是全世界50%以上人口的主食。

多年来小麦育种育成的突破性品种甚少，其根本原因是育种方法陈旧，资源利用不充分。目前应用的常规杂交育种方法已沿用了近100年，采用单一生态条件的系谱法处理组合后代，致使组合后代主要目标性状基因很难同时表达，遗传类型不能充分表现，选择的盲目性大，低世代入选材料基本稳定后拿到不同生态条件下鉴定，往往因不能适应多种复杂的环境条件而被淘汰。低世代沉重的材料包袱到高世代才能抛掉，造成人力物力的严重浪费。

受传统育种方法的限制，更为严重的问题是导致了育成品种遗传背景狭窄，基因资源贫乏，因为每次杂交选择都会把一些非目的基因扬弃掉，久而久之，被丢弃的基因陆续增多，而中选的基因类型也越来越窄，致使育成品种某些个别性状特别突出，而广泛适应性较差，不能适应多变的生态环境。

从遗传学理论分析，常规杂交育种方法多进行1-2次杂交，利用的只是几个甚至是1个主效基因，对数目庞大而又十分分散且与各个产量性状和抗逆性状都高度相关的微效基因都很难利用，而这些微效基因群正是高产稳产必不可少的基础。常规杂交育种方法所利用的基因遗传效应主要是互补效应，而基因的累加效应和加性效应则很难实现，这也是很难育成突破性品种的内在原因之一。

如何大量积集有效的主效基因和微效基因，使之充分重组累加，产生更多遗传变异；变异产生的优良基因重组类型得到充分的表达；利用自然选择的方法加大逆境选择压力，培育品种的多抗性；并通过人工选择和自然选择的方法选择培育出多抗节水高产品种，是新的育种方法要解决的主要问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术之缺陷、提供一种培育小麦品种的方法，该方法应使培育的小麦品种具有多抗、节水、高产等特点。

本发明所述技术问题是由以下技术方案实现的：

一种培育小麦品种的方法，它按如下步骤进行：

a.利用显性核不育基因Ta1材料做母本，分别与含有所需遗传组分的育种亲本材料单交或复交进行组合杂交，得轮回选择群体CO；

b.轮回选择群体CO 在轮回过程中通过相互杂交轮回选择，轮回选择最少要经过四个世代，到第四代得到轮回后代C4；

c.轮选后代Cn的选育，通过在同一地点建立逆境和非逆境不同选种环境，以及世代间经过逆境、非逆境交替选择和产比鉴定试验及区域试验育成目标小麦品种。

上述培育小麦品种的方法，所述步骤a为：

（1）根据育种目标筛选出优异亲本材料，配成单交或复交组合，作为组建轮回群体的育种材料；

（2）利用显性核不育基因Ta1材料做母本，分别与优异亲本材料单交或复交F1进行组合杂交，每组合保证400粒，收获后每组合选取250粒混合均匀，组成轮回选择群体CO 。

上述培育小麦品种的方法，所述步骤b为：

轮回选择群体种植周边隔离，预防外来花粉侵入：

C0：点播种植轮回选择群体C0至少2000粒，行距30cm，株距10cm，抽穗后标记不育株A和可育株B，充分自由授粉，收获前A、B株各选100株，分别脱粒后，A、B株各自混合，供下年度播种用；

C１：将从C0群体入选的种子A、B隔行种植，开花前淘汰劣株，充分自由授粉，收获前选出优良A、B株各100株，分别混合脱粒后，得轮回后代C１；

按照轮回后代C１的培育方法分别得到C2、C3……Cn ,并最终得到轮回后代Cn；轮回选择最少要经过四个世代。

上述培育小麦品种的方法，所述步骤c为：

根据育种目标从轮回后代Cn选出优良可育株，按系谱株系单株种植，点播，以当地旱地和水地推广种为对照，每个株系播种120粒，行距25cm，株距5cm：

CnF1代：非逆境选种圃种植，使材料的丰产性、抗病性、抗倒伏能力以及水肥反应特征等基因型充分表达，重点选择品种的产量潜力和水肥反应特性，选择的性状是株高、穗部性状、株型、分蘖成穗情况、抗病性、抗倒伏能力；

CnF2代：由C4F1代入选材料逆境选种圃种植，通过逆境条件的压力使后代抗逆基因型充分表达，拉开株系差异，有利选择，选种重点是明确抗逆性强的优良株系，确定的依据是抗旱、抗寒、后期叶片功能期长、抗干热风、落黄正常、籽粒饱满、穗部性状好，严格淘汰生长势弱、抗逆力差的株系；

CnF3：由C4F2入选材料非逆境选种圃种植，进一步对后代材料的产量潜力、水肥反应特性、抗病性和抗倒伏能力进行选择培育；

CnF4：由C4F3入选材料逆境选种圃种植，进一步对后代材料的多抗性、节水性、水肥反应特性及丰产性进行选择培育,后代材料基本稳定后进入产比鉴定试验；

鉴定试验分别在逆境、非逆境选种圃同时进行，根据两圃表现综合评价品系的抗逆性、丰产性以及产量潜力，按照育种目标要求严格选择，选出两圃都表现突出符合育种目标性状要求的优良品系。

上述培育小麦品种的方法，所述步骤c中逆境、非逆境为：

逆境和非逆境环境建立于同一地点，逆境选种圃设在旱地（简称旱地圃），包括旱肥地或旱薄碱地，旱肥地土壤肥力基本同水地圃；旱薄碱地土壤肥力为有机质0.8%，全氮0.07%，速效P2O5含量为6ppm，土壤含盐量0.21%-0.4%；旱地圃全生育期均不浇水；

非逆境选种圃设在水肥地（简称水地圃）土质为中壤，0-20厘米耕层有机质含量为1.39%，全氮含量为0.097%，速效P2O5含量为11ppm，小麦生育期保浇4次水以上，肥料供应满足。

本发明培育小麦品种的方法所使用的显性核不育基因Ta1材料，它发现于山西太谷县，是我国独有的一份珍贵种质资源，由中国农科院作物所引入。利用亲本复交后代与显性核不育基因Ta1材料一次性快速组建轮回选择群体，并利用控制杂交种子数量保证每个亲本在轮回群体中的遗传组分是本发明的一个技术环节。利用Ta1基因材料在轮回群体内广泛的连续杂交，群体内每一个单株都处于高度的杂合状态，不育株上获得的每一粒杂交种子，都是相当于一个杂交组合。因此，组合数量之多，变异类型之丰富是任何育种方法无法比拟的。通过轮回选择的方法，创造了丰富的遗传变异，实现了包括主效基因和数目庞大的微效基因的持续重组积累，有利于打破不良性状的基因连锁，重组新的类型，获得最佳遗传背景的基因型，由于轮回选择群体大，变异类型多，提供了充足的选择机会，因而容易选出符合育种目标的新品种。本发明通过在同一地点建立逆境和非逆境不同选种环境，较好地克服了常规育种法单一生态环境处理组合后代的弊病有利于杂种后代基因类型充分表达，性状变异范围大，有利于选择。增强逆境选择压力，受自然选择压力的影响，促进轮选后代变异向有利于抗逆性形成方向发展，通过自然选择和人工选择有机结合，对品种抗逆性培育有明显效果。通过轮选后代交替选择，对促进育种材料抗逆性与丰产性的有效结合，以及品种特殊适应性和广泛适应性的培育具有重要意义。本发明通过育种过程中育种材料上下世代逆境和非逆境选种环境交替选择，使育成品种产量适应范围变宽，产量潜力增大，品种的广泛适应性增强，选择的有效性比传统方法提高，有效地保证了育种目标的实现。通过产比鉴定试验、区域生产试验，使用本发明方法培育的小麦品种具有抗逆性、节水性、丰产性及广泛适应性。

附图说明

图1是沧核030小麦品种审定合格证书；

图2是沧核036小麦品种审定合格证书。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明做进一步说明。

使用本发明所述的培育小麦品种的方法进行田间实验，成功育成了沧核030和沧核036小麦品种，并通过了河北省品种审定委员会审定。

实施例1，沧核030小麦品种的培育

1986年利用Ｔa1显性核不育基因材料，以抗逆、优质、丰产亲本为主组建轮回群体，到1990年完成轮回选择过程。1991-1994年轮回后代按系谱法经水旱交替选择培育，1995年进入产比试验并稀播繁种，1997-1998，完成河北省区试和生产试验，1999年由河北省品种审定委员会审定通过，审定编号为冀审麦99-003，具体培育方法如下：

一、小麦的优异亲本材料

根据育种目标的要求，广泛搜集各种品种资源材料423份，对品种的抗旱性、耐盐性、抗病性、抗干热风能力、丰产性等其它农艺性状进行了深入的研究，从中精选出23个具有突出性状的资源材料，做为优异亲本，用于杂交组合方案，包括：

抗旱：平阳75(38)-30  86-021    盘矮140    CA8694

耐盐：71-321         科遗26    昌乐5      临汾6154

抗病：0743    丰抗13    78(10)-1    0895053     089638

丰产：79022   9D15-03   CA841       红粮1      临汾52123

早熟：京双10    78(34)-4   津0-0-4    79-2     农3065

其中引自北京品种5个，山西品种4个，河北品种5个，山东品种4个，河南品种2个，天津品种2个。

二、建立逆境、非逆境选种场圃

逆境和非逆境环境建立于同一地点，逆境选种圃设在旱地（简称旱地圃），包括旱肥地或旱薄碱地，旱肥地土壤肥力基本同水地圃；旱薄碱地土壤肥力为有机质0.8%，全氮0.07%，速效P2O5含量为6ppm，土壤含盐量0.21%-0.4%；旱地圃全生育期均不浇水；

非逆境选种圃设在水肥地（简称水地圃）土质为中壤，0-20厘米耕层有机质含量为1.39%，全氮含量为0.097%，速效P2O5含量为11ppm，小麦生育期保浇4次水以上，肥料供应满足。

三、组配轮回选择杂交群体进行轮回选择

1.轮回群体的组建方法：

第一步：将23个入选优异亲本配成6个复交组合F1，组成一个复交群体，具体组配组合如下：

平阳75（38）-30×79022//京双10×78（34）-4

科遗26×9D15-03//昌乐5×0743

临汾6154×86-021//79-2×盘矮140

78（10）-1×临汾52123//71-321×089638

盘矮140×CA8694//津0-0-4×0895053

CA841×濮农3665//丰抗13×红粮11

第二步：利用显性核不育基因Ta1材料做母本，分别与复交组合F1杂交，每组合保证400粒，收获后每组合选取250粒混合均匀，组成轮回选择群体CO，由23个骨干亲本组成的CO群体。 

2.轮回选择过程：

轮回选择群体种植周边隔离，预防外来花粉侵入：

C0：点播种植轮回选择群体C0至少2000粒，行距30cm，株距10cm，抽穗后标记不育株A和可育株B，充分自由授粉，收获前A、B株各选100株，分别脱粒后，A、B株各自混合，供下年度播种用；

C１：将从C0群体入选的种子A、B隔行种植，开花前淘汰劣株，充分自由授粉，收获前选出优良A、B株各１００株，分别混合脱粒后，得轮回后代C１；

C2、C3、C4轮回后代的处理方法同C1，最终得轮回后代C4 。

Ｃ４：经过四个世代的轮回，由Ｃ４群体中选择优良可育株进入常规选种圃。

四、选出轮选后代进行逆境、非逆境环境下交替选择

根据育种目标从轮回后代C4选出优良可育株，按系谱株系单株种植，点播，以当地旱地和水地推广为对照，每个株系播种120粒，行距25cm，株距5cm：

C4F1代：非逆境选种圃种植，使材料的丰产性、抗病性、抗倒伏能力以及水肥反应特征等基因型充分表达，重点选择品种的产量潜力和水肥反应特性，选择的性状是株高、穗部性状、株型、分蘖成穗情况、抗病性、抗倒伏能力；

C4F2代：由C4F1代入选材料逆境选种圃种植，通过逆境条件的压力使后代抗逆基因型充分表达，拉开株系差异，有利选择，选种重点是明确抗逆性强的优良株系，确定的依据是抗旱、抗寒、后期叶片功能期长、抗干热风、落黄正常、籽粒饱满、穗部性状好，严格淘汰生长势弱、抗逆力差的株系；

C4F3：由C4F2入选材料非逆境选种圃种植，进一步对后代材料的产量潜力、水肥反应特性、抗病性和抗倒伏能力进行选择培育；

C4F4：由C4F3入选材料逆境选种圃种植，进一步对后代材料的多抗性、节水性、水肥反应特性及丰产性进行选择培育；

产比鉴定试验分别在逆境、非逆境选种圃同时进行，根据两圃表现综合评价品系的抗逆性、丰产性以及产量潜力，按照育种目标要求严格选择，选出两圃都表现突出符合育种目标性状要求的优良品系，最终得沧核030小麦品种。

实施例2 ，沧核036小麦品种的培育

沧核036小麦新品种，1986年利用显性核不育基因Ta1材料组建轮回群体，1991年完成轮回选择过程，进入交替选择、鉴定试验并稀播繁种，2001-2002年，完成区域生产试验，2002年由河北省品种审定委员会审定通过，审定编号为“冀审麦2002004号”。具体培育方法如下：

一、小麦的优异亲本材料

沧核036（沧太97—19为参加区试时的品种代号）品种同样来源于1986年利用Ｔa1显性核不育基因材料，以抗逆、优质、丰产亲本为主组建轮回群体，选用的优异亲本材料杂交组合方案以及轮回群体的组建与沧核030相同。

二、建立逆境、非逆境选种场圃

逆境和非逆境环境建立于同一地点，逆境选种圃设在旱地（简称旱地圃），包括旱肥地或旱薄碱地，旱肥地土壤肥力基本同水地圃；旱薄碱地土壤肥力为有机质0.8%，全氮0.07%，速效P2O5含量为6ppm，土壤含盐量0.21%-0.4%；旱地圃全生育期均不浇水；

非逆境选种圃设在水肥地（简称水地圃）土质为中壤，0-20厘米耕层有机质含量为1.39%，全氮含量为0.097%，速效P2O5含量为11ppm，小麦生育期保浇4次水以上，肥料供应满足。

三、轮回选择过程：

轮回选择群体种植周边隔离，预防外来花粉侵入：

C0：点播种植轮回选择群体C0至少2000粒，行距30cm，株距10cm，抽穗后标记不育株A和可育株B，充分自由授粉，收获前A、B株各选100株，分别脱粒后，A、B株各自混合，供下年度播种用；

C１：将从C0群体入选的种子A、B隔行种植，开花前淘汰劣株，充分自由授粉，收获前选出优良A、B株各１００株，分别混合脱粒后，得轮回后代C１；

C2、C3、C4、C5轮回后代的处理方法同C1，最终得轮回后代C5 。

Ｃ5：经过四个世代的轮回，由Ｃ４群体中选择优良可育株进入常规选种圃。

四、选出轮选后代进行逆境、非逆境环境下交替选择

1991年根据育种目标从轮回后代C5选出优良可育株，按系谱株系单株种植，点播，以当地旱地和水地推广为对照，每个株系播种120粒，行距25cm，株距5cm：

1992年C5F1代：非逆境选种圃种植，使材料的丰产性、抗病性、抗倒伏能力以及水肥反应特征等基因型充分表达，重点选择品种的产量潜力和水肥反应特性，选择的性状是株高、穗部性状、株型、分蘖成穗情况、抗病性、抗倒伏能力；

1993年C5F2代：由C5F1代入选材料逆境选种圃种植，通过逆境条件的压力使后代抗逆基因型充分表达，拉开株系差异，有利选择，选种重点是明确抗逆性强的优良株系，确定的依据是抗旱、抗寒、后期叶片功能期长、抗干热风、落黄正常、籽粒饱满、穗部性状好，严格淘汰生长势弱、抗逆力差的株系；

1994年C5F3：由C5F2入选材料非逆境选种圃种植，进一步对后代材料的产量潜力、水肥反应特性、抗病性和抗倒伏能力进行选择培育；

1995年C5F4：由C5F3入选材料逆境选种圃种植，进一步对后代材料的多抗性、节水性、水肥反应特性及丰产性进行选择培育；

1996年C5F5：由C5F4入选材料非逆境选种圃种植，严格按育种目标要求进行选择，进一步对后代材料的产量潜力、水肥反应特性、抗病性和抗倒伏能力进行选择培育；

1997、1998年产比鉴定试验分别在逆境、非逆境选种圃同时进行，根据两圃表现综合评价品系的抗逆性、丰产性以及产量潜力，按照育种目标要求严格选择，选出两圃都表现突出符合育种目标性状要求的优良品系；

1999、2000年稀播繁殖；

2001、2002年完成区域试验的审定程序，最终育成沧核036小麦品种。2002年由河北省品种审定委员会审定通过，审定编号为冀审麦2002004。

Claims (5)

1.一种培育小麦品种的方法，其特征在于，它按如下步骤进行：

a.利用显性核不育基因Ta1材料做母本，分别与含有所需遗传组分的育种亲本材料单交或复交进行组合杂交，得轮回选择群体CO；

b.轮回选择群体CO 在轮回过程中通过相互杂交轮回选择，到第四代得到轮回后代C4；

c.轮选后代Cn的选育，通过在同一地点建立逆境和非逆境不同选种环境，以及世代间经过逆境、非逆境交替选择和产比鉴定试验及区域试验育成小麦品种。

2.根据权利要求1所述培育小麦品种的方法，其特征在于，所述步骤a为：

（1）根据育种目标筛选出优异亲本材料，配成单交或复交组合，作为组建轮回群体的育种材料；

（2）利用显性核不育基因Ta1材料做母本，分别与优异亲本材料单交或复交F1进行组合杂交，每组合保证400粒，收获后每组合选取250粒混合均匀，组成轮回选择群体CO 。

3.根据权利要求2所述培育小麦品种的方法，其特征在于，所述步骤b为：

轮回选择群体种植周边隔离，预防外来花粉侵入：

C0：点播种植轮回选择群体C0至少2000粒，行距30cm，株距10cm，抽穗后标记不育株A和可育株B，充分自由授粉，收获前A、B株各选100株，分别脱粒后，A、B株各自混合，供下年度播种用；

C１：将从C0群体入选的种子A、B隔行种植，开花前淘汰劣株，充分自由授粉，收获前选出优良A、B株各100株，分别混合脱粒后，得轮回后代C１；

按照轮回后代C１的培育方法分别得到C2、C3…… Cn ,并最终得到轮回后代Cn；轮回选择最少要经过四个世代。

4.根据权利要求3所述培育小麦品种的方法，其特征在于，所述步骤c为：

根据育种目标从轮回后代Cn选出优良可育株，按系谱株系单株种植，点播，每个株系播种120粒，行距25cm，株距5cm：

CnF1代：非逆境选种圃种植，使材料的丰产性、抗病性、抗倒伏能力以及水肥反应特征等基因型充分表达，依据品种的产量潜力和水肥反应特性进行选择，选择的性状是株高、穗部性状、株型、分蘖成穗情况、抗病性、抗倒伏能力；

CnF2代：由C4F1代入选材料逆境选种圃种植，通过逆境条件的压力使后代抗逆基因型充分表达，拉开株系差异，明确抗逆性强的优良株系，确定依据是抗旱、抗寒、后期叶片功能期长、抗干热风、落黄正常、籽粒饱满、穗部性状好，严格淘汰生长势弱、抗逆力差的株系；

CnF3：由C4F2入选材料非逆境选种圃种植，进一步对后代材料的产量潜力、水肥反应特性、抗病性和抗倒伏能力进行选择培育；

CnF4：由C4F3入选材料逆境选种圃种植，进一步对后代材料的多抗性、节水性、水肥反应特性及丰产性进行选择培育,后代材料基本稳定后进入产比鉴定试验；

鉴定试验分别在逆境、非逆境选种圃同时进行，根据两圃表现综合评价品系的抗逆性、丰产性以及产量潜力，按照育种目标要求严格选择，选出两种选种圃都表现突出、符合育种目标性状要求的优良品系。

5.根据权利要求4所述培育小麦品种的方法，其特征在于，所述步骤c中逆境、非逆境为：

逆境和非逆境环境建立于同一地点，逆境选种圃设在旱地，包括旱肥地或旱薄碱地，旱肥地土壤肥力基本同水地圃；旱薄碱地土壤肥力为有机质0.8%，全氮0.07%，速效P2O5含量为6ppm，土壤含盐量0.21%-0.4%；旱地圃全生育期均不浇水；

非逆境选种圃设在水肥地，土质为中壤，0-20厘米耕层有机质含量为1.39%，全氮含量为0.097%，速效P2O5含量为11ppm，小麦生育期保浇4次水以上，肥料供应满足。

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