CN102907312A - 一种抗旱高产小麦的育种方法 - Google Patents
一种抗旱高产小麦的育种方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102907312A CN102907312A CN2012104316767A CN201210431676A CN102907312A CN 102907312 A CN102907312 A CN 102907312A CN 2012104316767 A CN2012104316767 A CN 2012104316767A CN 201210431676 A CN201210431676 A CN 201210431676A CN 102907312 A CN102907312 A CN 102907312A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- drought
- selection
- yield
- wheat
- traits
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Breeding Of Plants And Reproduction By Means Of Culturing (AREA)
Abstract
本发明公开了一种抗旱高产小麦的育种方法，通过生物信息学方法，确定了部分用于小麦根系性状、生理性状等抗旱相关性状的QTL及其紧密连锁的分子标记作为难于直接进行性状选择的标记选择指标，利用分子标记选择结合产量相关性状选择，进行抗旱小麦育种的选择策略。在亲本选择及杂交早代（F2、F3代），主要进行分子标记选择、在高代主要进行产量及株型选择。苗期主要进行胚芽鞘长度、相对发芽率和硝酸还原酶活性、可溶性糖含量和丙二醛含量、根系活力等指标的测定；后期主要进行旗叶的相对含水量、可溶性蛋白质含量、保护酶系统及产量等指标的测定。通过利用抗旱性状分子标记辅助选择结合性状鉴定，选出抗旱、高产小麦品种“青麦6号”。
Description
技术领域
本发明涉及一种抗旱高产小麦的育种方法。
背景技术
小麦是世界上广为种植的一种主要粮食作物,但小麦约有70%分布在干旱、半干旱区,干旱对小麦的影响广泛而严重,它可同时影响小麦的光合作用、呼吸代谢、水分状况和各种酶的变化等生理代谢过程。因此,小麦抗旱性研究和抗旱小麦育种已成为当今世界上的重要课题之一。面对日益增长的人口压力和水资源日益匮乏的现状,进行旱地小麦育种,培育抗旱节水、高产优质的小麦品种将是保障国家粮食安全、促进小麦生产持续稳定发展的有效途径。关于旱地小麦育种及其与抗旱性的关系，多数研究结果表明,具有典型抗旱性特征的品种一般多为低产和中产的农家品种，因此，旱地小麦育种研究的主攻方向为抗旱、高产、广适。同时，研究表明，小麦抗旱性状为复杂的数量性状，在抗旱性育种实践中，直接对抗旱相关指标进行选择不仅效率低，而且对于一些重要的抗旱相关性状如根系性状等难于直接进行选择。这就造成抗旱育种的效率低下，难以适应目前对抗旱品种的需求。分子标记技术的发展给作物抗旱育种带来了新的契机，利用分子标记对目标基因实施定向选择的分子标记辅助选择育种是分子育种技术的一项重要内容。目前分子标记辅助育种存在一些急待解决的问题：一是绝大多数的QTL定位都是以来自两个亲本组合的分离群体为基础的，其结果只是对来源于每一QTL位点上的两个等位基因进行比较，无法确定分子育种中目标性状的最佳有利等位基因。二是当育种家所用的育种亲本与QTL研究群体的亲本不同时，QTL定位的结果就很难直接用于指导分子标记辅助育种。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种抗旱高产小麦的育种方法。
为解决上述问题，本发明采用如下技术方案：一种抗旱高产小麦的育种方法，根据已公布的小麦根系性状相关QTL及其紧密连锁的分子标记，对这些QTL及其分子标记进行分类比较和可靠性分析，选择对表型性状贡献率高、遗传效应大的QTL及其紧密连锁分子标记作为备选标记；利用这些标记分别对小麦材料进行分子标记鉴定，筛选出抗旱性强的根系性状分子标记组合，作为根系性状目标亲本；
从种质资源中选择产量性状符合育种目标的亲本，两类型亲本进行杂交，得F1，F1自交得F2；在杂交后代选择过程中利用分子标记辅助选择结合表型选择以提高选择效率，分子标记辅助选择技术可有效地对多基因控制的复杂的性状进行遗传改良，提高目标基因的选择效率，加速育种进程，特别是对难以进行直接选择的数量性状如抗旱性、产量等性状；
在F2代进行分子标记选择，选择符合目标的根系、产量相关性状的最优分子标记组合，在F3代对F2最优组合进行性状鉴定，在根系性状符合育种目标的基础上，再结合产量构成因素的选择，在千粒重较高的前提下注重选择穗大粒多、分蘖力较强的个体。
作为优选，所述产量性状包括千粒重、结实率和分蘖力性状。
作为优选，再利用PEG胁迫、抗旱棚多种干旱条件对材料进行抗旱性鉴定，获得抗旱材料全面的抗旱特点；为选出抗旱性强的品种，亲本及杂交后代包括亲本圃、杂种圃及选种圃均在正常水浇条件及旱地条件种植，在材料生长的苗期、开花期及成熟期分别取样进行不同条件下的性状鉴定，确定材料的抗旱性及产量、品质等性状。
本发明抗旱高产小麦的育种方法的有益效果是：本项技术的主要目的是将已定位的抗旱相关分子标记进行真实性分析，确定用于抗旱性状选择的分子标记及其有益标记类型，然后应用于抗旱育种实践，并提出利用分子标记辅助形态、生理性状进行抗旱小麦选育的实施方案。该种小麦的穗数、粒数、千粒重及产量在干旱胁迫条件下降低最少，产量最高。
具体实施方式
一种抗旱高产小麦的育种方法，包括以下步骤：
1.亲本抗旱性状、产量性状的筛选：在本实施例中，将该小麦名称定为青麦6号。在青麦6号选育过程中主要是针对小麦上已经初步确定的耐旱相关基因/QTL及其紧密连锁的分子标记，对这些分子标记利用生物信息学方法进行标记的可靠性分析，选择对表型性状贡献率高、遗传效应大的QTL及其紧密连锁分子标记作为备选标记。筛选出Xgwm319,Xbarc18,Xbarc183,Xbarc200,Xwmc025等用于小麦根系性状的辅助选择标记，Xrwgs27,Xrwgs28,Xrwgs29，Xrwgs10,Xrwgs11,Xrwgs12等用于产量相关性状的辅助选择标记。利用这些标记分别对150份小麦材料进行分子标记鉴定。筛选出根系性状符合育种目标的亲本材料（莱州137）和产量及其相关性状符合育种目标的亲本材料（978009）。
其中，QTL是quantitative trait locus的缩写，中文可以翻译成数量性状座位或者数量性状基因座，它指的是控制数量性状的基因在基因组中的位置。
2.杂交后代的选择：
在F2代对分离群体进行上述根系、产量相关分子标记进行鉴定，鉴定数量为1256株。对根系性状、产量相关性状分子标记进行聚合，从中选择出113株优势分子标记组合。然后自交到F3。
F3材料首先在溶液培养，当溶液培养材料生长至分蘖期，进行根系性状包括根粗、根数、根干重、总根量等性状考查，从中选择根基粗、总根量大的个体（68株）转移到大田培养。大田生长的材料当生长至开花期分别进行MDA、脯氨酸含量进行测定，成熟期测定其结实率。从中选择结实率高、MDA含量低、脯氨酸积累高的个体；
中选个体自交，然后在高代分别进行水田、旱田种植，对高代材料在抗旱性、产量符合要求的基础上主要进行株型、籽粒性状等的选择，最终选育出抗旱、高产的旱地小麦品种青麦6号。
青麦6号的基本特性：
特征特性：半冬性，幼苗匍匐。两年区域试验结果平均：生育期236天，比对照品种鲁麦21号早熟1天；株高76.4厘米，株型紧凑，较抗倒伏，熟相较好；亩最大分蘖87.9万，有效穗42.0万，分蘖成穗率47.7%；穗型纺锤，穗粒数33.5粒，千粒重38.9克，容重774.3克/升；长芒、白壳、白粒，籽粒较饱满、硬质。2008-2009年生产试验统一取样经农业部谷物品质监督检验测试中心（泰安）测试：籽粒蛋白质含量12.0%、湿面筋34.0%、沉淀值30.5ml、吸水率66.5ml/100g、稳定时间3.1min，面粉白度74.7。
产量表现：在2006-2008年山东省小麦品种旱地组区域试验中，两年平均亩产410.24公斤，比鲁麦21号增产6.70%；2008-2009年旱地组生产试验，平均亩产446.31公斤，比鲁麦21号增产6.56%。
青麦6号的抗旱性表现：
表1干旱胁迫条件下不同小麦旗叶SOD酶活性、蛋白质含量、过氧化氢酶活性、丙二醛含量情况：
对青麦6号与当前主栽品种抗旱生理指标进行了测定，结果表明，青麦6号的SOD酶活性、可溶性蛋白含量、过氧化氢酶活性、丙二醛含量等指标在开花期与鲁麦21等品种差别不大，但在花后28天，青麦6号的酶活性、可溶性蛋白含量仍保持较高水平，MDA含量较低，从而使植株生长后期保持较高的光合功能，这是其抗旱性的重要体现。
表2干旱胁迫对小麦产量及其构成因素的影响
表2是在正常水浇条件及干旱胁迫下青麦6号及部分品种产量及其构成因素数据，从中可以看出，青麦6号的穗数、粒数、千粒重及产量在干旱胁迫条件下降低最少，产量最高。
本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人在本发明的启示下得出的其他任何与本发明相同或相近似的产品，均落在本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种抗旱高产小麦的育种方法，其特征在于：根据已公布的小麦根系性状相关QTL及其紧密连锁的分子标记，对这些QTL及其分子标记进行分类比较和可靠性分析，选择对表型性状贡献率高、遗传效应大的QTL及其紧密连锁分子标记作为备选标记；利用这些标记分别对小麦材料进行分子标记鉴定，筛选出抗旱性强的根系性状分子标记组合，作为根系性状目标亲本；
从种质资源中选择产量性状符合育种目标的亲本，两类型亲本进行杂交，得F1，F1自交得F2；在杂交后代选择过程中利用分子标记辅助选择结合表型选择以提高选择效率，分子标记辅助选择技术可有效地对多基因控制的复杂的性状进行遗传改良，提高目标基因的选择效率，加速育种进程，特别是对难以进行直接选择的数量性状如抗旱性、产量等性状；
在F2代进行分子标记选择，选择符合目标的根系、产量相关性状的最优分子标记组合，在F3代对F2最优组合进行性状鉴定，在根系性状符合育种目标的基础上，再结合产量构成因素的选择，在千粒重较高的前提下注重选择穗大粒多、分蘖力较强的个体。
2.根据权利要求1所述的抗旱高产小麦的育种方法，其特征在于：所述产量性状包括千粒重、结实率和分蘖力性状。
3.根据权利要求1所述的抗旱高产小麦的育种方法，其特征在于：再利用PEG胁迫、抗旱棚多种干旱条件对材料进行抗旱性鉴定，获得抗旱材料全面的抗旱特点；为选出抗旱性强的品种，亲本及杂交后代包括亲本圃、杂种圃及选种圃均在正常水浇条件及旱地条件种植，在材料生长的苗期、开花期及成熟期分别取样进行不同条件下的性状鉴定，确定材料的抗旱性及产量、品质等性状。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2012104316767A CN102907312A (zh) | 2012-11-02 | 2012-11-02 | 一种抗旱高产小麦的育种方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2012104316767A CN102907312A (zh) | 2012-11-02 | 2012-11-02 | 一种抗旱高产小麦的育种方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN102907312A true CN102907312A (zh) | 2013-02-06 |
Family
ID=47606078
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN2012104316767A Pending CN102907312A (zh) | 2012-11-02 | 2012-11-02 | 一种抗旱高产小麦的育种方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN102907312A (zh) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103290002A (zh) * | 2013-05-13 | 2013-09-11 | 四川农业大学 | 小麦分蘖QTL QMtn.sicau-2B.1的分子标记及应用 |
| CN103388028A (zh) * | 2013-08-07 | 2013-11-13 | 西北农林科技大学 | 一种与小麦抗旱性相关的分子标记及其应用 |
| CN103430836A (zh) * | 2013-09-14 | 2013-12-11 | 贵州省辣椒研究所 | 辣椒抗旱品种的选育方法 |
| CN104904590A (zh) * | 2015-06-18 | 2015-09-16 | 乐陵市东方农作物种植专业合作社 | 一种抗旱高产小麦杂交选育方法 |
| CN105393814A (zh) * | 2015-10-13 | 2016-03-16 | 黑龙江八一农垦大学 | 一种苜蓿耐旱性鉴定方法 |
| CN106119391A (zh) * | 2016-08-24 | 2016-11-16 | 山东农业大学 | 小麦沉淀值分子标记QSed1B‑26及其应用 |
| CN114651721A (zh) * | 2022-05-11 | 2022-06-24 | 商洛学院 | 一种提高小麦品种选育方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001049104A2 (en) * | 1999-12-30 | 2001-07-12 | Pioneer Hi-Bred International, Inc. | Mqm mapping using haplotyped putative qtl-alleles: a simple approach for mapping qtl's in plant breeding populations |
| US20080034450A1 (en) * | 2006-08-04 | 2008-02-07 | Frampton Anna J | Integration of commercial plant breeding and genomic technologies |
| CN101410008A (zh) * | 2003-05-28 | 2009-04-15 | 先锋高级育种国际公司 | 植物育种方法 |
| CN102197784A (zh) * | 2011-02-11 | 2011-09-28 | 河北省农林科学院旱作农业研究所 | 一种冬小麦抗旱节水品种定向培育方法 |
-
2012
- 2012-11-02 CN CN2012104316767A patent/CN102907312A/zh active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001049104A2 (en) * | 1999-12-30 | 2001-07-12 | Pioneer Hi-Bred International, Inc. | Mqm mapping using haplotyped putative qtl-alleles: a simple approach for mapping qtl's in plant breeding populations |
| CN101410008A (zh) * | 2003-05-28 | 2009-04-15 | 先锋高级育种国际公司 | 植物育种方法 |
| US20080034450A1 (en) * | 2006-08-04 | 2008-02-07 | Frampton Anna J | Integration of commercial plant breeding and genomic technologies |
| CN102197784A (zh) * | 2011-02-11 | 2011-09-28 | 河北省农林科学院旱作农业研究所 | 一种冬小麦抗旱节水品种定向培育方法 |
Non-Patent Citations (4)
| Title |
|---|
| 《Phil. Trans. R. Soc. B》 20070831 Bertrand C et al. Marker-assisted selection: an approach for precision plant breeding in the twenty-first century 第559页右栏倒数第2段，560页左栏第2段和第4段 1-3 第363卷, * |
| BERTRAND C ET AL.: "Marker-assisted selection: an approach for precision plant breeding in the twenty-first century", 《PHIL. TRANS. R. SOC. B》, vol. 363, 31 August 2007 (2007-08-31) * |
| RUSSELL LANDE ET AL.: "Efficiency of marker-assisted selection in improvement of quantitative traits", 《GENETICS》, vol. 124, 14 November 1989 (1989-11-14), pages 743 - 756 * |
| 梅旭荣主编: "《节水农业在中国》", 31 October 2006, article "无", pages: 224 - 20-25 * |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103290002A (zh) * | 2013-05-13 | 2013-09-11 | 四川农业大学 | 小麦分蘖QTL QMtn.sicau-2B.1的分子标记及应用 |
| CN103290002B (zh) * | 2013-05-13 | 2014-09-10 | 四川农业大学 | 小麦分蘖QTL QMtn.sicau-2B.1的分子标记及应用 |
| CN103388028A (zh) * | 2013-08-07 | 2013-11-13 | 西北农林科技大学 | 一种与小麦抗旱性相关的分子标记及其应用 |
| CN103388028B (zh) * | 2013-08-07 | 2014-07-30 | 西北农林科技大学 | 一种与小麦抗旱性相关的分子标记及其应用 |
| CN103430836A (zh) * | 2013-09-14 | 2013-12-11 | 贵州省辣椒研究所 | 辣椒抗旱品种的选育方法 |
| CN103430836B (zh) * | 2013-09-14 | 2016-01-20 | 贵州省辣椒研究所 | 辣椒抗旱品种的选育方法 |
| CN104904590A (zh) * | 2015-06-18 | 2015-09-16 | 乐陵市东方农作物种植专业合作社 | 一种抗旱高产小麦杂交选育方法 |
| CN105393814A (zh) * | 2015-10-13 | 2016-03-16 | 黑龙江八一农垦大学 | 一种苜蓿耐旱性鉴定方法 |
| CN106119391A (zh) * | 2016-08-24 | 2016-11-16 | 山东农业大学 | 小麦沉淀值分子标记QSed1B‑26及其应用 |
| CN114651721A (zh) * | 2022-05-11 | 2022-06-24 | 商洛学院 | 一种提高小麦品种选育方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Basu et al. | Genetic improvement of fenugreek (Trigonella foenum-graecum L.) through EMS induced mutation breeding for higher seed yield under western Canada prairie conditions | |
| CN102907312A (zh) | 一种抗旱高产小麦的育种方法 | |
| Assefa et al. | Tef, eragrostis tef (Zucc.) trotter | |
| JP2018533961A (ja) | 倍数体２系雑種イネ及びその育種方法 | |
| CN104429932B (zh) | 一种籼粳交基因渐渗抗纹枯病育种新方法 | |
| CN107197773B (zh) | 一种北方用糯高粱不育系和保持系的选育方法 | |
| CN108243943B (zh) | 一种快速改良黄淮区小麦赤霉病抗性的方法 | |
| CN102640701B (zh) | 一种长粒杂交粳稻选育方法 | |
| CN1094722C (zh) | 利用远缘杂交和多倍体双重优势选育水稻新品种和杂交水稻的方法 | |
| CN108967185A (zh) | 优质抗稻瘟病强优势籼稻恢复系的选育方法 | |
| Mirza et al. | Finger millet (Eleusine coracana L. Gartn.) breeding | |
| Manivong et al. | Marker-assisted selection to improve submergence tolerance, blast resistance and strong fragrance in glutinous rice | |
| Munns et al. | Recent advances in breeding wheat for drought and salt stresses | |
| Yang et al. | Improving the resistance of the rice PTGMS line Feng39S by pyramiding blast, bacterial blight, and brown planthopper resistance genes | |
| CN111448982B (zh) | 一种快速改良盐敏感水稻品种中花11提高耐盐性的方法 | |
| Hu et al. | QTL analysis of nitrogen content of plant shoot under two nitrogen conditions in rice ('Oryza sativa'L.) | |
| Bibi et al. | Systematic implications of pollen morphology in the family Malvaceae from North West frontier province, Pakistan | |
| CN107299149B (zh) | 利用分子标记辅助培育抗除草剂咪草烟粳稻品种的方法 | |
| CN104982325A (zh) | 一种矮杆冬小麦杂交选育方法 | |
| Abbasi et al. | Development of new rice strain with improved sink size and source capacity using a multi-parent advanced generation intercross (magic) approach. | |
| Windpassinger | Breeding strategies for the adaptation of sorghum (Sorghum bicolor L. Moench) as a novel crop for temperate Europe | |
| Tang et al. | Rice production and genetic improvement in China | |
| Tseng | Genetic diversity of seed dormancy and molecular evolution of weedy red rice | |
| Geetha et al. | TRY 4: A high yielding, mid early, sodicity tolerant rice variety suited to Tamil Nadu | |
| Mukhina et al. | Development of rice pre-breeding resources with blast resistance |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C12 | Rejection of a patent application after its publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20130206 |