CN103907530A - 一种抗蚜高粱育种方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种抗蚜高粱育种方法，其步骤包括：以抗蚜高粱品系为母本通过杂交、自交的手段创建抗蚜杂交群体；室内幼苗抗蚜鉴定和田间成株抗蚜鉴定相结合，实现一代两次抗蚜鉴定选择的育种方法，快速准确地选育抗蚜高粱品种。

Description

一种抗蚜高粱育种方法

技术领域

本发明涉及农业领域，具体涉及一种抗蚜高粱育种方法。 

背景技术

高粱是世界第五大粮食作物，在我国已有5000多年的栽培历史，曾作为主要粮食作物在我国广泛种植。目前高粱主要作为酿酒和酿醋原粮在吉林、山西、贵州、四川、河北等地种植。现代科学证明高粱中的单宁、抗性淀粉对人体有益，对肥胖症、糖尿病、高血脂等慢性病有食疗作用，食用高粱有益于健康。生产中危害高粱的蚜虫包括高粱蚜、麦二叉蚜、玉米蚜三种，高粱蚜是危害高粱最严重的一种，本专利仅针对高粱蚜。高粱蚜是高粱8-9月份常发猖獗性害虫，如不及时防治一股减产20-30％，严重时绝收。目前主要采取化学方法防治蚜虫，在8-9月份正是高温多雨季节，高粱植株高大，化学防治困难，效果时好时坏。化学防治在杀死蚜虫的同时也会伤害天敌，造成蚜虫再次猖獗。化学防治易造成农药残留，污染环境。蚜虫不仅吸取营养，而且排泄蜜露、传播病毒，影响质量，因此有必要选育抗蚜品种。选育高粱抗蚜品种有必要发明抗蚜高粱育种方法，田间鉴定、选择抗蚜单株易受天敌、温度、湿度、降雨、蚜虫流行强度等环境因素的影响，单一的田间鉴定选择准确性、可靠性差，导致抗性基因丢失，难以选出抗性单株和品系。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种抗蚜高粱育种方法，具体为室内鉴定选择和田间鉴定选择相结合的一代两次鉴定选择抗高粱蚜的高粱育种方法，提高了高粱抗蚜育种的准确性和效率，解决了抗蚜育种难的问题，具有快捷、有效、准确的优点。 

为实现上述目的，本发明所采取的技术方案为： 

一种抗蚜高粱育种方法，其具体包括以下步骤： 

(1)、抗蚜组合配制获得F1种子 

以抗蚜材料130A或130B为母本与具有优异性状的材料R47或1041B杂交获得F1代种子； 

(2)、抗蚜群体的建立 

将获得的F1代种子种于田间，连续种植自交两代获得F3代种子，选择F2抗蚜单株，收获F3代的种子，为抗蚜群体； 

(3)、抗蚜单株的鉴定： 

通过室内和田间对F3代单株进行两次鉴定，最终收获无油腻，单个叶片蚜虫数不高于10头的单株，淘汰蚜虫发生重，有油腻的单株； 

(4)、抗蚜品系的获得 

将步骤(3)收获的单株所得种子重复步骤(3)的鉴定方法，直至入选单株的农艺性状和抗蚜性基本稳定，当90％以上的单株幼苗的蚜虫数少于6头时即为抗蚜稳定品系。 

作为本发明进一步地改进，所述步骤(3)具体包括如下步骤： 

a室内抗性鉴定 

以F₃代的抗性单穗为单位，每穗取100粒种子在室内进行抗性鉴定，在幼叶期，每株接3头蚜虫，以接虫后第五天单株蚜虫数量判断单株的抗蚜性，拔除单株蚜虫6头以上的单株，选留单株上蚜虫数少于6头的幼苗； 

b炼苗 

将留有抗性幼苗的营养盘放在室外炼苗2-3天； 

c移栽 

将在室外炼苗2-3天的苗移栽到大田，插牌标记来源； 

d田间鉴定 

在抽穗后收获前调查每株的蚜虫发生情况，收获无油腻，单个叶片蚜虫数不高于10头的单株，淘汰蚜虫发生重，有油腻的单株。 

作为本发明进一步地改进，步骤(4)中所述的抗蚜稳定品系的等级判定方法如下：90％以上单株幼苗没有蚜虫时，为0级抗性；90％以上单株幼苗蚜虫数少于3头时，为1级抗性；90％以上幼苗上蚜虫数多于3头少于6头时，为2级抗性。 

本发明与现有育种方法相比具有以下的特点： 

1.本发明以抗蚜材料130A或130B做为母本，母本材料的抗蚜性好，且其它农艺性状也较好，易选出理想的抗蚜品系。 

2.本发明采用室内苗期鉴定，室内鉴定不受天敌、气候、蚜虫数量等偶然因素的影响，及早、准确淘汰不抗蚜单株，鉴定结果准确。 

3.本发明采用室内和田间选择相结合，一代鉴定两次、选择两次的育种方法，可操作性强，加速了抗性单株的选育速度。 

4.本发明采用室内苗期鉴定，室内淘汰了1/3-2/3不抗蚜单株，减少了田间育种群体，提高了育种效率。 

本发明育成的抗蚜品系可作为高粱杂交种的父本或母本用于抗蚜杂交种选育，也可直 接用于田间种植，服务生产。培育抗蚜品种或杂交种可抵抗蚜虫危害，减少农药使用，达到增产增收的目的。 

附图说明

图1为不同播种期不同品系蚜虫繁殖对比图； 

图2为不同接虫数量不同品系蚜虫繁殖对比图； 

图3为不同调查时期不同品系蚜虫繁殖对比图。 

具体实施方式

下面将结合具体实施例对本发明进行进一步详细的说明，本申请中130A、R47、130B、1041B、7B、R5、R54、R6、R61均购自河北金谷农业科技有限公司。 

实施例1：石R49选育 

130A和R47杂交，获得F1种子：将获得的F1代种子种于田间，连续种植自交两代获得F3代种子，选择F2抗蚜单株，收获F3代的种子。室内鉴定F3代的抗蚜性：以F3代的抗性单穗为单位，每穗取100粒种子在温度22-29℃，相对湿度55-75％的室内进行抗性鉴定。将高粱种子种在来源田间的壤土中培养，壤土装在营养盘的营养穴内，插牌标记来源。提前1周繁殖蚜虫，繁殖蚜虫数量是鉴定高粱苗数的5倍以上。在2叶期，每株人工接3头蚜虫。接虫后第一天、第三天检查每株幼苗是否有蚜虫，没有蚜虫的重接虫。第5天调查单株上的蚜虫数量。以第五天单株蚜虫数量判断单株的抗蚜性，拔除单株蚜虫超过6头(含6头)以上的单株，选留单株上蚜虫数少于6头的幼苗。将留有抗性幼苗营养盘放在室外炼苗2-3天。将在室外炼苗2-3天的苗移栽到大田，插牌标记来源。在抽穗后收获前调查每株的蚜虫发生情况，收获无油腻，单个叶片蚜虫数不高于10头的单株，淘汰蚜虫发生重，有油腻的单株，重复上述鉴定程序，直到F6代，入选单株的农艺性状和抗蚜性基本稳定，90％以上的单株幼苗的蚜虫数少于6头，定为抗蚜稳定品系。根据最后一代室内鉴定结果，确定抗蚜级别，90％以上单株幼苗蚜虫数少于3头，定为1级抗性。根据其后代的田间编号定为新的抗蚜品系石R49。 

实施例2：98B选育 

130B和1041B杂交，获得F1种子：将获得的F1代种子种于田间，连续种植自交两代获得F3代种子，选择F2抗蚜单株，收获F3代的种子。室内鉴定F3代的抗蚜性：以F3代的抗性单穗为单位，每穗取100粒种子在温度22-29℃，相对湿度55-75％的室内进行抗性鉴定。将高粱种子种在来源田间的壤土中培养，壤土装在营养盘的营养穴内，插牌标记来源。提前1周繁殖蚜虫，繁殖蚜虫数量是鉴定高粱苗数的5倍以上。在2叶期，每株人工接3头 蚜虫。接虫后第一天、第三天检查每株幼苗是否有蚜虫，没有蚜虫的重接虫。第5天调查单株上的蚜虫数量。以第五天单株蚜虫数量判断单株的抗蚜性，拔除单株蚜虫超过6头(含6头)以上的单株，选留单株上蚜虫数少于6头的幼苗。将留有抗性幼苗营养盘放在室外炼苗2-3天。将在室外炼苗2-3天的苗移栽到大田，插牌标记来源。在抽穗后收获前调查每株的蚜虫发生情况，收获蚜虫发生轻，无油腻，单个叶片蚜虫数不高于10头的单株，淘汰蚜虫发生重，有油腻的单株。重复上述鉴定程序，直到F6代，入选单株的农艺性状和抗蚜性基本稳定，当90％以上的单株幼苗的蚜虫数少于6头时算为抗蚜稳定品系。根据最后一代室内鉴定结果，确定抗蚜级别，90％以上单株幼苗蚜虫数少于3头，定为1级抗性。根据其后代的田间编号定为新的抗蚜品系98B。 

效果例1 

对选育出的石R49和98B与抗蚜材料冀粱2号和不抗蚜材料BTx623在三个重复情况下按实施例1的室内单株抗蚜鉴定方法试验，结果见表1： 

表1不同品种蚜虫数量 

效果例2 

对选育出的石R49和98B与抗蚜材料冀粱2号和不抗蚜材料BTx623在室内进行了100株苗抗蚜鉴定试验，确定了石R49和98B抗性最好，均为一级。具体见表2： 

表2抗蚜级别鉴定试验表 

在本发明中抗蚜稳定品系的等级判定方法如下： 

每株材料接3头蚜虫，接虫后第五天将鉴定材料上蚜虫数分为0、1-3、4-6、7-9、10-12、 13-15、16-18、19-21、22-24、25-27、28-30以上，相对应的级别数为0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10级，每一级代表蚜虫在幼苗上繁殖倍数。按照100株苗群体鉴定结果，当0到某一级别的株数达到90％时的级别定为该品种的抗蚜级别可行可靠，即90％的幼苗上没有蚜虫，定为0级抗性；90％以上幼苗上蚜虫数少于3头时，定为1级抗性；90％以上幼苗上蚜虫数少于6头时，定为2级抗性；90％以上单株幼苗蚜虫数大于6头时，不入选抗蚜材料。 

试验例1接虫时期的选择 

试验材料和方法： 

分4个不同播种期，每期间隔2天，每穴放3粒种子，使苗的生长分别处在针叶期、一叶初展期、一叶一心期、两叶期和三叶期。在同一天每个处理去除两株留一株叶龄符合要求的幼苗接虫，每株接虫3头，在接虫后的第一天、第三天、第五天调查蚜虫的繁殖情况，并记录植株的受害情况，对没有蚜虫的单株要重接虫。选择4个不同抗性的品种(分别为高感7B、中抗R5和R54、高抗冀粱2号)，在土壤培养基上进行，每个处理3个重复，以第5天蚜虫数量进行比较。 

现象和结论：不同叶龄接虫，蚜虫繁殖数量有差异，结果如图1示。从图1看出，感蚜品种7B的表现为随着叶龄的增长，蚜虫繁殖的数量在增加，而抗蚜品种冀梁2号不同叶龄间有差异，规律不明显，但在针叶期接虫会有较多蚜虫出现，不同抗性品种在针叶期接虫，到第五天品种间差异不大，因此不宜在针叶期接虫。中抗品种在针叶、一叶期较多，2叶以后，蚜虫数量较少。综合多次试验结果，到二叶期因种子造成的死苗基本可以排除，容易选择生长一致的幼苗进行接虫，此时植株表面面积较多适宜蚜虫繁殖，也容易调查，因此选择在二叶期接虫较为理想。 

试验例2接虫数量的确定 

试验材料和方法： 

选用6个不同抗性的品种(分别为分别为高感7B、R61、中抗R5、中抗R54、高抗冀粱2号、R6)，以壤土为培养基，每穴种3粒种子，2叶时期留1健壮株接虫，接虫数量分别为1头、3头、5头、大量(8头以上)。在接虫后的每天调查蚜虫的数量，没有虫的重接，并记录植株的受害情况。每个处理重复3次。 

现象和结论： 

接虫后第五天调查6个品种，4个不同接虫数量处理植株上的蚜虫数量，结果如图2示。总的变化趋势是随着接虫数量增加不同抗性品种间的差异变小，以接虫1头和3头的差异最为 明显，接虫5头以上时，感蚜品种植株上的蚜虫数量有减少的趋势，抗蚜品种植株上的蚜虫有增加的趋势。考虑到接虫成功率和鉴定效果两方面的因素，确定接3头蚜虫为最适宜接虫量，这样接保证了每株上能够接上有效的蚜虫，又可得到差异明显的结果，接虫数量也容易控制。在蚜虫流行年份，田间有大量的虫源，一些抗蚜性一股品种表现为感蚜，试验结果符合这一自然现象。 

试验例3调查时期的确定 

材料和方法： 

选用6个不同抗性的品种(分别为高感7B、R61、中抗R5、中抗R54、高抗冀粱2号、R6)，以壤土为培养基，每穴种3粒种子，2叶时期留一健壮单株接虫，接虫后每天调查蚜虫数量，接虫后第1、3、5、7、9天各调查一次。没有虫的植株重接虫，并记录植株的受害情况。每个处理重复3次。 

现象和结论： 

以壤土培养为例，幼苗接虫后9日内5次的调查单株上蚜虫数，重复间结果平均，如图3示。接虫后第1天感蚜品种上的蚜虫数量增多，抗蚜品种上蚜虫数量不增反降，不同品种的蚜虫数量差异较小。接虫后第3天感蚜品种上的蚜虫数量增多明显，抗蚜品种上蚜虫基本不变，不同品种的蚜虫数量开始出现差异。第5天感蚜品种的蚜虫数量继续增多，抗蚜品种上的蚜虫数量仍保持基本不变，不同品种间差异明显。到了第7天抗蚜的品种植株上的蚜虫有所增加，感蚜品种的蚜虫数量仍在增加，品种间差异仍明显，到第9天，感蚜品种的蚜虫数量虽然明显增加，但一些抗蚜的品种上也有较多蚜虫，抗蚜品种和感蚜品种间的差异缩小。鉴于上述不同品种上蚜虫数量的变化，选择接虫后第五天作为适宜蚜虫调查时间，其理由有三，一是这一天的抗蚜品种和感蚜品种的蚜虫数量差异明显也符合田间的表现，二是到第5天已连续接虫3次，可以排除接虫误差导致的结果不准，三是随着时间的推移，到5天以后一些幼苗开始死苗，幼苗之间的生长状况开始出现差异，感蚜品种的蚜虫数量会增加到30-50头，调查困难，不宜再进行比较。因此本发明优选接虫后第5天为调查适宜时间。 

以上所述实施方式仅为本发明的优选实施例，而并非本发明可行实施的穷举。对于本领域一股技术人员而言，在不背离本发明原理和精神的前提下对其所作出的任何显而易见的改动，都应当被认为包含在本发明的权利要求保护范围之内。 

Claims (3)

1.一种抗蚜高粱育种方法，其特征在于：其具体包括以下步骤：

(1)、抗蚜组合配制获得F1种子

以抗蚜材料130A或130B为母本与具有优异性状的材料R47或1041B杂交获得F1代种子；

(2)、抗蚜群体的建立

将获得的F1代种子种于田间，连续种植自交两代获得F3代种子，选择F2抗蚜单株，收获F3代的种子，为抗蚜群体；

(3)、抗蚜单株的鉴定

通过室内和田间对F3代单株进行两次鉴定，最终收获无油腻，单个叶片蚜虫数不高于10头的单株，淘汰蚜虫发生重，有油腻的单株；

(4)、抗蚜品系的获得

将步骤(3)收获的单株所得种子重复步骤(3)的鉴定方法，直至入选单株的农艺性状和抗蚜性基本稳定，当90%以上的单株幼苗蚜虫数少于6头时即为抗蚜稳定品系。

2.根据权利要求1所述的一种抗蚜高粱育种方法，其特征在于：所述步骤(3)具体包括如下步骤：

a 室内抗性鉴定 

以F₃代的抗性单穗为单位，每穗取100粒种子在室内进行抗性鉴定，在幼叶期，每株接3头蚜虫，以接虫后第五天单株蚜虫数量判断单株的抗蚜性，拔除单株蚜虫6头以上的单株，选留单株上蚜虫数少于6头的幼苗；

b 炼苗

将留有抗性幼苗的营养盘放在室外炼苗2-3天；

c 移栽

将在室外炼苗2-3天的苗移栽到大田，插牌标记来源；

d 田间鉴定

在抽穗后收获前调查每株的蚜虫发生情况，收获无油腻，单个叶片蚜虫数不高于10头的单株，淘汰蚜虫发生重，有油腻的单株。

3.根据权利要求1或2所述的一种抗蚜高粱育种方法，其特征在于：步骤(4)中所述的抗蚜稳定品系的等级判定方法如下：90%单株幼苗没有蚜虫，为0级抗性；90%以上单株幼苗蚜虫数少于3头时，为1级抗性；90%以上单株幼苗蚜虫数多于3头少于6头时，为2级抗性。