CN103430826A

CN103430826A - 五位一体品种选育方法

Info

Publication number: CN103430826A
Application number: CN2013103471632A
Authority: CN
Inventors: 赵久然; 王元东; 段民孝; 邢锦丰; 刘新香
Original assignee: Beijing Academy of Agriculture and Forestry Sciences
Current assignee: Beijing Academy of Agriculture and Forestry Sciences
Priority date: 2013-08-09
Filing date: 2013-08-09
Publication date: 2013-12-11
Anticipated expiration: 2033-08-09
Also published as: CN103430826B

Abstract

本发明提供一种五位一体品种选育方法，包括以下步骤：1）以杂交组合A×B或群体品种C为基础材料，高密度、大群体种植到强胁迫环境中，以IPT方法连续自交和测交，测交后代种植在生态环境明显不同地域，选测交后代达到一定标准的单株D；2）以D为材料进行DH育种，获1000粒以上的单倍体籽粒E，单倍体加倍得100株以上的DH纯系，用MAS分子标记辅助育种技术进行目标性状选择、遗传背景恢复选择、纯合度鉴定，选符合育种目标的DH纯系F；3）以F为亲本，与3-4个现有常用自交系品种组配杂交组合，在不同生态区10个以上试验点种植，选其中适应性强、品质优、产量高的杂交组合作为选育的杂交品种G。本发明提高了育种效率。

Description

五位一体品种选育方法

技术领域

本发明涉及育种技术，具体是一种五位一体品种选育方法。

背景技术

选育新品种是育种工作的最终目的。随着育种研究的不断深入，DH育种技术、MAS分子标记辅助育种等高新技术或方法不断涌现。但是大多数育种者依然采用常规系统选育方法或结合其中某一项新技术，依靠个人或少数几个人的实践经验，在内部试验基地或鉴定点，进行自交系的选育和杂交种的组配及鉴定工作，存在着低效率、盲目性和偶然性，影响育种工作的效率、稳定性和可持续发展。

为了改变育种工作的现状，我们依据遗传育种理论，结合育种实践，提出了一种五位一体品种选育方法，实现了品种培育方法的又一次突破。五位一体品种选育方法培育方法集成了自交系“高大严”选系技术、IPT、DH、MAS和多生态区鉴定五种杂交种培育方法为一体，是一种高效实用的培育方法。

发明内容

本发明提供一种五位一体品种选育方法。

本发明所述一种五位一体品种选育方法包括以下步骤：

（1）以杂交组合A×B或群体品种C为基础材料，采用高密度、大群体种植到强胁迫环境中，以IPT方法进行连续自交和测交，测交后代种植在生态环境明显不同的地域，严格选择测交后代达到一系列标准单株作为待选单株D；

（2）以待选单株D为材料，进行DH育种，获得1000粒以上的单倍体籽粒E后，进行单倍体加倍得到100株以上的DH纯系，并利用MAS分子标记辅助育种技术进行目标性状选择和遗传背景恢复选择以及纯合度鉴定，选取其中符合育种目标的作为入选的DH纯系F；

（3）以入选的DH纯系F为亲本，与3-4个现有常用自交系品种组配杂交组合，在不同生态区的10个以上试验点进行种植，选其中适应性强、品质优、产量高的杂交组合作为选育的杂交品种G。

其中，所述高密度为≥7000株/亩；所述大群体为在S₁-S₃代，选系群体≥4000株。

其中，所述强胁迫环境为以下胁迫环境的一种或几种：

①平均温度6℃时进行低温播种；

②以雨养旱作为主，整个生育期不浇水；

③种植在通风口或风道上，进行强风胁迫；

④在选系中间世代进行寡照处理，即通过设置遮阳网的方法，控制透光率在50%以下；

⑤通过田间接种小斑病、矮花叶病、茎腐病、弯孢菌叶斑病和玉米螟等病害和虫害；

⑥施肥总量控制在20千克/亩以下。

其中，所述测交后代达到一系列标准产为产量比对照高10%以上、单穗粒重≥120g、出籽率≥88%、粗淀粉含量≥73%。

其中，所述适应性强为对生态区主要病害达到中抗以上级别抗性、倒伏率低于10%、空杆率为3%以下、不秃尖或秃尖长度小于0.5cm；所述品质优为粗淀粉含量≥73%；所述产量高为产量高于对照。

其中，所述对照为当地常用杂交品种。

其中，所述群体品种C优选美国杂交种X1132x混粉群体。

其中，所述连续自交的代数为2-4代。

其中，所述IPT方法为配合力的定向测定方法，具体为选择优良单株，将所选单株进行自交的同时，以该单株为亲本与别的自交系进行测交，根据下一年度的种植测交后代的表现来淘汰或入选单株。

其中，所述DH育种为双单倍体（Doubled Haploid）育种的简称，获得单倍体的方法为诱导系诱导或花药离体培养等方法，单倍体加倍为经过自然或人工药剂处理。

其中，MAS分子标记辅助育种技术为采用分子标记跟踪目标基因、遗传背景回复程度，并进行自交系纯合度鉴定等，从而加快育种进程。

本发明还提供所述五位一体品种选育方法在植物育种中的应用。

所述植物优选玉米。

本发明的有益效果是：

本发明所提供的一种五位一体品种选育方法能够提高优良杂交种的选育质量和效率。此方法解决了杂交种培育中的低效率、盲目性和偶然性问题，从而大大提高了育种效率，保证了育种工作的稳定可持续发展。

附图说明

图1为本发明五位一体品种选育方法的流程图。

具体实施方式

以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

实施例1

MC665是以自选系京725为母本，以另一自选系京92为父本组配而成的单交种。

(一)母本的选育过程

1母本亲本来源

母本京725为北京市农林科学院玉米研究中心自选系，来源于美国杂交种X1132x混粉群体为基础材料的选系。

2母本自交系选育过程：

2004年冬在海南筛选鉴定20株美国杂交种X1132x并完成新种质X1132x混粉群体的组建。成熟后，混合脱粒。

2005年4月15日在北京以7000株/亩的密度种植4000株S₁。授粉期选择优良单株（雌穗雄穗开花期相差小于2天，穗位低于1m）自交1000株，并同时授粉于测验种昌7-2，每个单株测交2穗。授粉后进行病虫害接种胁迫以及耐贫瘠和耐干旱胁迫。成熟后，收获抗性级别在中抗以上自交果穗200穗（S₂）和对应测交果穗400穗（TC1）。

2006年4月20日在吉林四平按穗行以7000株/亩的密度种植200穗S₂，每一个穗行种植50株，共计10000株，并在北京、河北、河南、吉林种植测交后代TC1进行组合鉴定。授粉期继续选择优良穗行中的优良单株1000株自交和测交。授粉后进行病虫害接种胁迫以及耐贫瘠和耐干旱胁迫。成熟后，收获抗性级别在中抗以上自交果穗500穗（S₃）和对应测交果穗1000穗（TC2）。然后根据TC1多点鉴定的产量、单粒重、出籽率和品质的表现（要求产量比对照高10%以上；单穗粒重≥120g；出籽率≥88%；粗淀粉含量≥73%）决选入选S₃代150穗。

2007年4月15日在河南郑州按穗行以7000株/亩的密度种植150穗S₃，每一个穗行种植30株，共计4500株，并在北京、河北、河南、吉林种植测交后代TC2进行组合鉴定。授粉期继续选择优良穗行中的优良单株800株自交。授粉后同样进行病虫害接种胁迫以及耐贫瘠和耐干旱胁迫。成熟后，收获抗性级别在中抗以上自交果穗S₄代100穗。然后根据TC2多点鉴定的产量、单粒重、出籽率和品质的表现（参考TC1鉴定标准）决选入选S₄代30穗。

2007年冬在海南对入选S₄代30穗按照穗行种植进行单倍体诱导，每个穗行种植20株，共计得到6000粒的准单倍体籽粒。

2008年在北京种植准单倍体籽粒6000粒，将加倍有花粉植株自交，获得DH系200株。

2008年冬在海南种植200株DH系，利用MAS分子标记辅助育种技术进行纯合度鉴定，同时进行扩繁及与现有常用自交系京92、京2416、京C632、昌7-2进行组配。收获后，根据MAS分子标记鉴定结果，决定入选纯合DH系180个及对应杂交组合720个。

2009年在不同生态区的10个以上试验点种植入选杂交组合720个，进行产量和综合抗性的测试。根据多点多生态区的产量和综合抗性的测试结果，筛选出适应性强、品质优、产量高（所述品质优为粗淀粉含量≥73%；适应性强为对生态区主要病害达到中抗以上级别抗性、倒伏率低于10%、空杆率为3%以下、不秃尖或秃尖长度小于0.5cm）的杂交组合100个和对应的DH系30个。

2009年冬在海南种植入选的30个DH系，并与骨干自交系京92京2416、京C632、昌7-2组配120个杂交组合。

2010年在不同生态区的10个以上试验点种植杂交组合120个，进行产量和综合抗性的测试。根据产量，抗病抗倒性，早熟性，籽粒品质等筛选出京725×京92组合及对应的DH系京725。

（二）父本的来源和选育过程

父本京92，选育单位北京市农林科学院玉米研究中心，曾用于组配京科968，京科968的审定编号为国审玉2011007。京92来源于（昌72×京24）×Lx9801为基础材料的多代自交选系。2004年春组配该选系材料，2004年冬季在海南种植F₁，2005年在北京开始在大群体分离世代中选择单株自交。严格选择抗倒性强、生育期适中、雌雄协调、花粉量大、散粉期较长的单株自交，2006年冬在海南选择田间性状基本一致、稳定的穗行进行测配，2007年继续自交纯合，同时种植测配组合进行田间鉴定。2007年将配合力较好的穗系定名为京92。

（三）杂交种选育过程

2008年开始组配该组合，经过多点鉴定，2009、2010年在北京、河北、天津、吉林、辽宁、内蒙和山西等生态试验点进行广泛测试，产量平均亩产863公斤，比郑单958增产10%，增产点率90%。2011～2012年参加国家东华北春播区域试验。两年平均亩产789.5公斤，比对照增产4.2%。2012年生产试验，平均亩产766.2公斤，比对照郑单958增产9.79%。

（四）品种特征特性

在东华北区出苗至成熟127.8天，比对照郑单958早熟1天，需有效积温2750℃左右；幼苗叶鞘紫色，叶片绿色，叶缘淡紫色，花药淡紫色，颖壳淡紫色；株型半紧凑，株高294.0厘米，穗位高121.0厘米，成株叶片数19～20片，花丝淡红色，果穗筒型，穗长18.2厘米，穗行数16～18行，穗轴红色，籽粒黄色，半马齿型，百粒重38.0克。平均倒伏率1.7%。

经中国农业科学院作物研究所与河北省农林科学院植物保护研究所2011、2012两年接种鉴定，中抗～抗大斑病（3～5级），中抗～抗弯孢叶斑病（3～5级），中抗茎腐病（12.1%），抗～高抗抗玉米螟（1.8～2.5）。

经农业部谷物及制品质量监督检验测试中心（哈尔滨）测定，籽粒容重770g/l，粗蛋白含量10.52%，粗脂肪含量3.68%，粗淀粉含量74.54%，赖氨酸含量0.32%。

实施例2

MC220是以自选系京X220为母本，以另一自选系京C632为父本组配而成的单交种。

(一)母本的来源和选育过程

1母本亲本来源

母本京X220为北京市农林科学院玉米研究中心自选系，来源于国外新种质X1132x杂交种混粉群体为基础材料的选系。

2母本自交系选育世代：

2005年4月15日在北京以7000株/亩的密度种植4000株S₁。授粉期选择优良单株（雌穗雄穗开花期相差小于2天，穗位低于1m）自交1000株，并同时授粉于测验种昌7-2，每个单株测交2穗。授粉后进行病虫害接种胁迫以及耐贫瘠和耐干旱胁迫。成熟后，收获抗性级别在中抗以上自交果穗（S₂）200穗和对应测交果穗（TC1）400穗。

2006年4月20日在吉林四平按穗行以7000株/亩的密度种植200穗S₂，每一个穗行种植50株，共计10000株，并在北京、河北、河南、吉林种植TC1进行组合鉴定（要求达到产量高、单穗粒重、出籽率高、品质优标准，所述产量高为产量比对照高10%以上；单穗粒重为单穗粒重≥120g；出籽率高为出籽率≥88%；品质优为粗淀粉含量≥73%）。授粉期继续选择优良穗行中的优良单株1000株自交和测交。授粉后进行病虫害接种胁迫以及耐贫瘠和耐干旱胁迫。成熟后，收获抗性级别在中抗以上自交果穗（S₃）500穗和对应测交果穗（TC2）1000穗。然后根据TC1多点鉴定的产量、单粒重、出籽率和品质的表现决选入选S₃代150穗。

2007年4月15日在河南郑州按穗行以7000株/亩的密度种植150穗S₃，每一个穗行种植30株，共计4500株，并在北京、河北、河南、吉林种植TC2进行组合鉴定。授粉期继续选择优良穗行中的优良单株800株自交。授粉后同样进行病虫害接种胁迫以及耐贫瘠和耐干旱胁迫。成熟后，收获抗性级别在中抗以上自交果穗S₄代100穗。然后根据TC2多点鉴定的产量、单粒重、出籽率和品质的表现（标准同TC1）决选入选S₄代30穗。

2008年冬在海南种植200株DH系，利用MAS分子标记辅助育种技术进行纯合度鉴定，同时进行扩繁及与骨干自交系京92、京2416、京C632、昌7-2进行组配。收获后，根据MAS分子标记鉴定结果，决定入选纯合DH系180个及对应杂交组合720个。

2009年在不同生态区的10个以上试验点种植入选杂交组合720个，进行产量和综合抗性的测试。根据多点多生态区的产量和综合抗性的测试结果，筛选出适应性强、品质优、产量高的杂交组合100个和对应的DH系30个（所述适应性强为对生态区主要病害达到中抗以上级别抗性、倒伏率低于10%、空杆率为3%以下、不秃尖或秃尖长度小于0.5cm；品质优为粗淀粉含量≥73%）。

2010年在不同生态区的10个以上试验点种植杂交组合120个，进行产量和综合抗性的测试。根据产量，抗病抗倒性，早熟性，籽粒品质等筛选出京X220×京C632组合及对应的DH系京X220。

（二）父本的来源和选育过程

父本京C632，为北京市农林科学院玉米研究中心自选系。来源于（昌72×京2416）×京2416为基础材料的多代自交选系。2003年春组配该选系材料，2003年冬季在海南种植F₁，2004年在北京开始在大群体分离世代中选择单株自交。严格选择抗倒性强、生育期适中、雌雄协调、花粉量大、散粉期较长的单株自交，2005年冬在海南选择田间性状基本一致、稳定的穗行进行测配，2006年继续自交纯合，同时种植测配组合进行田间鉴定。2007年将配合力较好的穗系定名为京C632。

（三）杂交种选育过程

2008年开始组配该组合，经过多点鉴定，筛选出该组合产量潜力高，抗病抗倒，早熟，籽粒品质好，后期适于机械化收割。2009、2010年在北京顺义、北京昌平、河北玉田、天津蓟县、河北廊坊、天津西青、天津武清、河北保定、河北沧州、河北定兴、河北容城和河北易县等12点进行广泛测试，产量平均亩产763公斤，比京单28增产12%。增产点率83%。

2011～2012年参加国家京津唐玉米品种区域试验，19点次增产，1点次减产，两年平均亩产736.0公斤，比对照增产6.33%。2012年生产试验，平均亩产739.7公斤，比对照京单28增产10.75%。

（四）品种特征特性

在京津唐夏播区出苗至成熟100.9天，比对照京单28晚熟1天，需有效积温2500℃左右；幼苗叶鞘紫色，叶片绿色，叶缘淡紫色，花药淡紫色，颖壳淡紫色；株型紧凑，株高275.0厘米，穗位高110.5厘米，成株叶片数19片，花丝绿色转淡红色，果穗筒型，穗长17.1厘米，穗行数14～16行，穗轴红色，籽粒黄色，半马齿型，百粒重42.4克。平均倒伏率0.7%。

经中国农业科学院作物研究所与河北省农林科学院植物保护研究所2011、2012两年接种鉴定，中抗小斑病（5级），中抗～抗茎腐病（9.5～11.5%）。

经农业部谷物及制品质量监督检验测试中心（哈尔滨）测定，籽粒容重732g/l，粗蛋白含量7.25%，粗脂肪含量4.43%，粗淀粉含量76.15%，赖氨酸含量0.30%。

Claims

1.一种五位一体品种选育方法包括以下步骤：

1）以杂交组合A×B或群体品种C为基础材料，采用高密度、大群体种植到强胁迫环境中，以IPT方法进行连续自交和测交，测交后代种植在生态环境明显不同的地域，严格选择测交后代达到一系列标准单株作为待选单株D；

2）以待选单株D为材料，进行DH育种，获得1000粒以上的单倍体籽粒E后，进行单倍体加倍得到100株以上的DH纯系，并利用MAS分子标记辅助育种技术进行目标性状选择和遗传背景恢复选择以及纯合度鉴定，选取其中符合育种目标的作为入选的DH纯系F；

3）以入选的DH纯系F为亲本，与3-4个现有常用自交系品种组配杂交组合，在不同生态区的10个以上试验点进行种植，选其中适应性强、品质优、产量高的杂交组合作为选育的杂交品种G。

2.如权利要求1所述的选育方法，其特征在于，所述高密度为≥7000株/亩；所述大群体为在S₁-S₃代，选系群体≥4000株。

3.如权利要求1所述的选育方法，其特征在于，所述测交后代达到一系列标准产为产量比对照高10%以上、单穗粒重≥120g、出籽率≥88%、粗淀粉含量≥73%。

4.如权利要求1所述的选育方法，其特征在于，所述适应性强为对生态区主要病害达到中抗以上级别抗性、倒伏率低于10%、空杆率为3%以下、不秃尖或秃尖长度小于0.5cm；所述品质优为粗淀粉含量≥73%；所述产量高为产量高于对照。

5.如权利要求1所述的选育方法，其特征在于，所述群体品种C优选美国杂交种X1132x混粉群体。

6.如权利要求1所述的选育方法，其特征在于，所述连续自交的代数为2-4代。

7.权利要求1-6任一项所述选育方法在植物育种中的应用。

8.如权利要求7所述的应用，其特征在于，所述植物为玉米。