CN105028173A - 一种磷高效玉米的杂交育种方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种磷高效玉米的杂交育种方法，包括：步骤一、将玉米父本和第一母本进行杂交，得到杂交F1代种子；步骤二、在筛选种植条件下，利用F1代种子自交形成二环系群体，选择一株具有筛选性状的特异株，将该特异株连续自交8代，培育成自交系作为第二母本；其中，筛选种植条件包括：对玉米植株进行三次处理，第一次处理：在低磷条件下播种种子，第二次处理：从七叶期至乳化期之间进行干旱处理，第三次处理：干旱恢复：乳熟期向玉米种植区中浇灌含有K20的水，之后对玉米正常浇灌水分步骤三、利用玉米第二母本与玉米父本杂交得到新的F1代种子，即为磷高效玉米种子。本发明自交种和杂交种对磷的利用效率高，产量高，耐干旱。
Description
技术领域
本发明涉及一种磷高效玉米的杂交育种方法。
背景技术
玉米在中国的播种面积很大，分布也很广，是中国北方和西南山区及其它旱谷地区人民的主要粮食之一。玉米的丰收是关系到粮食安全和社会稳定的重大问题。近年来，由于干旱等天气条件，又不能及时向玉米浇灌水分，导致玉米大幅减产。同时，由于近年来磷肥价格看涨，很多农民在玉米种植中少施或不施磷肥，也造成了玉米的耐旱性降低及减产。因此，培育高产磷高效及耐旱玉米品种是未来解决我国粮食安全和资源、环境问题的重要途径之一。
发明内容
本发明的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。
本发明的另一个目的是提供一种磷高效玉米的杂交育种方法，本发明通过在低磷和干旱条件下筛选玉米第二母本，获得的玉米第二母本和杂交种磷吸收效果高且耐旱，制得的玉米种子高产且对恶劣环境抗性强。
本发明还有一个目的是提供一种杂交玉米种子，本发明的种子长成的植株对磷的利用效率大大提高，且产量高，耐干旱。
本发明提供的技术方案为：
一种磷高效玉米的杂交育种方法，包括：
步骤一、将玉米父本和玉米第一母本进行杂交，得到杂交组合F1代种子；以及，
步骤二、在筛选种植条件下，利用步骤一中的F1代种子自交形成二环系群体，从其群体中选择一株具有筛选性状的特异株，通过将该特异株连续自交8代，培育成自交系作为玉米第二母本；
其中，
所述筛选种植条件包括：在玉米的生长周期中，对玉米植株进行三次处理，每次处理均持续一段时间，第一次处理：在低磷条件下播种种子，第二次处理：从玉米植株长至七叶期至乳化期之间，对玉米植株进行干旱处理，不再向玉米种植区中浇灌水，第三次处理：干旱回复：乳熟期之后1～2天内向玉米种植区中浇灌含有质量体积浓度0.01～0.03mMK2O的水至水平面高出地面2～5cm，之后对玉米正常浇灌水分；
所述筛选性状包括如下性状中的任意三种：
玉米籽粒颜色：黄色；
株高：150～180cm；
果穗：穗行数10～18行，千粒重360g，结实性好；
株型：茎与植株上位穗上叶夹角小于23°～28°；
穗位偏低：40～60cm；
步骤三、利用步骤二中得到的玉米第二母本与玉米父本杂交得到新的F1代种子，即为磷高效玉米种子。
优选的是，所述的磷高效玉米的杂交育种方法中，在播种前，在玉米种植区施加底肥：氮肥100kgN/hm2磷肥5kgP2O5/hm2和钾肥100kgK2O/hm2，以形成低磷条件进行所述第一次处理。
优选的是，所述的磷高效玉米的杂交育种方法中，所述步骤二、在利用步骤一中的F1代种子自交形成二环系群体之前，还包括对F1代种子进行诱导处理，所述诱导处理的过程具体包括：首先将F1代种子置于-30～-20℃下冷冻2～3h，之后将F1代种子置于等离子体空气中于温度35～40℃下进行等离子空气浴8～12h，之后再将所述F1代种子自交。
优选的是，所述的磷高效玉米的杂交育种方法中，所述诱导处理中，首先将F1代种子置于-25℃下冷冻2.5h，之后将F1代种子置于等离子体空气中于温度37.5℃下进行等离子空气浴10h，之后再将所述F1代种子自交。
优选的是，所述的磷高效玉米的杂交育种方法中，所述第三次处理中，K2O的质量体积浓度为0.02mM，浇灌水至水平面高出地面3cm。
优选的是，所述的磷高效玉米的杂交育种方法中，在所述步骤三中，首先播种玉米第二母本，之后间隔3～4天播种3/5的玉米父本，然后再间隔3～4天后播种1/5的玉米父本，最后间隔3～4天后播种1/5的玉米父本。
优选的是，所述的磷高效玉米的杂交育种方法中，在所述步骤一中，在所述筛选种植条件下将玉米父本和玉米第一母本进行杂交。
优选的是，所述的磷高效玉米的杂交育种方法中，所述玉米父本为先玉335，所述玉米母本为农大108。
一种磷高效杂交玉米种子，由任一所述的方法育种得到。
本发明至少包括以下有益效果：
本发明通过在低磷和干旱条件下筛选玉米第二母本，获得的玉米第二母本和杂交种磷吸收效果高且耐旱条件，制得的玉米种子高产且对恶劣环境抗性强。本发明的种子长成的植株对磷的利用效率大大提高，且产量高，耐旱。本发明的方法有利于提高玉米磷高效新品种的选育效率，在玉米的育种领域具有较大的应用前景。
本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
具体实施方式
下面对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。
本发明提供一种磷高效玉米的杂交育种方法，包括：
步骤一、将玉米父本和玉米第一母本进行杂交，得到杂交组合F1代种子；以及，
步骤二、在筛选种植条件下，利用步骤一中的F1代种子自交形成二环系群体，从其群体中选择一株具有筛选性状的特异株，通过将该特异株连续自交8代，培育成自交系作为玉米第二母本；
其中，
所述筛选种植条件包括：在玉米的生长周期中，对玉米植株进行三次处理，每次处理均持续一段时间，第一次处理：在低磷条件下播种种子，第二次处理：从玉米植株长至七叶期至乳化期之间，对玉米植株进行干旱处理，不再向玉米种植区中浇灌水，第三次处理：干旱回复：乳熟期之后1～2天内向玉米种植区中浇灌含有质量体积浓度0.01～0.03mMK2O的水至水平面高出地面2～5cm，之后对玉米正常浇灌水分；
所述筛选性状包括如下性状中的任意三种：
玉米籽粒颜色：黄色；
株高：150～180cm；
果穗：穗行数10～18行，千粒重360g，结实性好；
株型：茎与植株上位穗上叶夹角小于23°～28°；
穗位偏低：40～60cm；
步骤三、利用步骤二中得到的玉米第二母本与玉米父本杂交得到新的F1代种子，即为磷高效玉米种子。
本发明通过在低磷和干旱条件下筛选玉米第二母本，获得的玉米第二母本和杂交种磷吸收效果高且耐干旱条件，制得的玉米种子高产且对恶劣环境抗性强。本发明的种子长成的植株对磷的利用效率大大提高，且产量高，耐干旱。本发明的方法有利于提高玉米磷高效新品种的选育效率，在玉米的育种领域具有较大的应用前景。
在上述的方案中，在播种前，在玉米种植区施加底肥：氮肥100kgN/hm2磷肥5kgP2O5/hm2和钾肥100kgK2O/hm2，以形成低磷条件进行所述第一次处理。
作为优选，为获得形状更优异的后代植株，所述步骤二、在利用步骤一中的F1代种子自交形成二环系群体之前，还包括对F1代种子进行诱导处理，所述诱导处理的过程具体包括：首先将F1代种子置于-30～-20℃下冷冻2～3h，之后将F1代种子置于等离子体空气中于温度35～40℃下进行等离子空气浴8～12h，之后再将所述F1代种子自交。
作为优选，所述诱导处理中，首先将F1代种子置于-25℃下冷冻2.5h，之后将F1代种子置于等离子体空气中于温度37.5℃下进行等离子空气浴10h，之后再将所述F1代种子自交。
作为优选，所述第三次处理中，所述第三次处理中，K2O的质量体积浓度为0.02mM，浇灌水至水平面高出地面3cm。
作为优选，在所述步骤三中，首先播种玉米第二母本，之后间隔3～4天播种3/5的玉米父本，然后再间隔3～4天后播种1/5的玉米父本，最后间隔3～4天后播种1/5的玉米父本。
作为优选，在所述步骤一中，在所述筛选种植条件下将玉米父本和玉米第一母本进行杂交。
作为优选，所述玉米父本为先玉335，所述玉米母本为农大108。
一种磷高效杂交玉米种子，由任一所述的方法育种得到。
在本发明的一个实施例中，该磷高效玉米的杂交育种方法，包括如下步骤：
(1)将玉米父本先玉335和玉米第一母本农大108进行杂交，得到杂交组合F1代种子；
(2)对F1代种子进行诱导处理，所述诱导处理的过程具体包括：首先将F1代种子置于-30℃下冷冻3h，之后将F1代种子置于等离子体空气中于温度35℃下进行等离子空气浴12h
(3)在F1代种子播种前，在玉米种植区施加底肥：氮肥100kgN/hm2磷肥5kgP2O5/hm2和钾肥100kgK2O/hm2，以形成低磷条件，
(4)然后再播种诱导过的F1代种子。F1代种子自交形成二环系群体，在玉米植株生长周期中，从玉米植株长至七叶期至乳化期之间，对玉米植株进行干旱处理，不再向玉米种植区中浇灌水，乳熟期之后1天进行干旱恢复，第一次浇水时向玉米种植区中浇灌含有质量体积浓度0.01mMK2O的水至水平面高出地面5cm，之后对玉米正常浇灌水分；在玉米生长过程中，观察各植株形状，从其群体中选择一株具有筛选性状的特异株，收获该特异株的种子F2，所述筛选性状包括如下性状中的任意三种：
玉米籽粒颜色：黄色；
株高：180cm；
果穗：穗行数18行，千粒重360g，结实性好；
株型：茎与植株上位穗上叶夹角小于28°；
穗位偏低：60cm；
(5)在筛选种植条件下，该特异株的种子F2代连续自交8代，这样将其筛选形状稳定下来，形成遗传稳定的株系，作为玉米第二母本；
(6)将该第二母本和玉米父本先玉335杂交得到新的F1代杂交种子，即为磷高效玉米种子。杂交过程中具体播种时间为：首先播种玉米第二母本，之后间隔4天播种3/5的玉米父本，然后再间隔4天后播种1/5的玉米父本，最后间隔4天后播种1/5的玉米父本。这样，可保证所有的玉米第二母本都能有合适的玉米父本的花粉进行杂交，以获得性状最优良的磷高效玉米种子。
在本发明的另一个实施例中，该磷高效玉米的杂交育种方法，包括如下步骤：
(1)将玉米父本先玉335和玉米第一母本农大108进行杂交，得到杂交组合F1代种子；
(2)对F1代种子进行诱导处理，所述诱导处理的过程具体包括：首先将F1代种子置于-20℃下冷冻2h，之后将F1代种子置于等离子体空气中于温度40℃下进行等离子空气浴8h
(3)在F1代种子播种前，在玉米种植区施加底肥：氮肥100kgN/hm2磷肥5kgP2O5/hm2和钾肥100kgK2O/hm2，以形成低磷条件，
(4)然后再播种诱导过的F1代种子。F1代种子自交形成二环系群体，在玉米植株生长周期中，从玉米植株长至七叶期至乳化期之间，对玉米植株进行干旱处理，不再向玉米种植区中浇灌水，乳熟期之后2天进行干旱恢复，第一次浇水时向玉米种植区中浇灌含有质量体积浓度0.03mMK2O的水至水平面高出地面2cm，之后对玉米正常浇灌水分。
在玉米生长过程中，观察各植株形状，从其群体中选择一株具有筛选性状的特异株，收获该特异株的种子F2，该特异株具有如下筛选性状：
玉米籽粒颜色：黄色；
株高：165cm；
果穗：穗行数14行，千粒重360g，结实性好；
株型：茎与植株上位穗上叶夹角小于25°；
穗位偏低：50cm；
(5)在筛选种植条件下，该特异株的种子F2代连续自交8代，这样将其筛选形状稳定下来，形成遗传稳定的株系，作为玉米第二母本；
(6)将该第二母本和玉米父本先玉335杂交得到新的F1代杂交种子，即为磷高效玉米种子。杂交过程中具体播种时间为：首先播种玉米第二母本，之后间隔3天播种3/5的玉米父本，然后再间隔3天后播种1/5的玉米父本，最后间隔3天后播种1/5的玉米父本。这样，可保证所有的玉米第二母本都能有合适的玉米父本的花粉进行杂交，以获得性状最优良的磷高效玉米种子。
在本发明的再一个实施例中，该磷高效玉米的杂交育种方法，包括如下步骤：
(1)将玉米父本先玉335和玉米第一母本农大108进行杂交，得到杂交组合F1代种子；
(2)对F1代种子进行诱导处理，所述诱导处理的过程具体包括：首先将F1代种子置于-25℃下冷冻2.5h，之后将F1代种子置于等离子体空气中于温度37℃下进行等离子空气浴10h
(3)在F1代种子播种前，在玉米种植区施加底肥：氮肥100kgN/hm2磷肥5kgP2O5/hm2和钾肥100kgK2O/hm2，以形成低磷条件，
(4)然后再播种诱导过的F1代种子。F1代种子自交形成二环系群体，在玉米植株生长周期中，从玉米植株长至七叶期至乳化期之间，对玉米植株进行干旱处理，不再向玉米种植区中浇灌水，乳熟期之后2天进行干旱恢复，第一次浇水时向玉米种植区中浇灌含有质量体积浓度0.02mMK2O的水至水平面高出地面2.5cm，之后对玉米正常浇灌水分在玉米生长过程中，观察各植株形状，从其群体中选择一株具有筛选性状的特异株，收获该特异株的种子F2，该特异株具有如下的筛选性状：
玉米籽粒颜色：黄色；
株高：150cm；
果穗：穗行数10行，千粒重360g，结实性好；
株型：茎与植株上位穗上叶夹角小于23°；
穗位偏低：40cm；
(5)在筛选种植条件下，该特异株的种子F2代连续自交8代，这样将其筛选形状稳定下来，形成遗传稳定的株系，作为玉米第二母本；
(6)将该第二母本和玉米父本先玉335杂交得到新的F1代杂交种子，即为磷高效玉米种子。杂交过程中具体播种时间为：首先播种玉米第二母本，之后间隔4天播种3/5的玉米父本，然后再间隔4天后播种1/5的玉米父本，最后间隔4天后播种1/5的玉米父本。这样，可保证所有的玉米第二母本都能有合适的玉米父本的花粉进行杂交，以获得性状最优良的磷高效玉米种子。
如上所述，根据本发明，由于通过低磷和干旱等种植条件筛选到形状优良的玉米第二母本，使得杂交后的玉米种子在生产中高产、耐旱、能够高效利用磷，减少了农业生产成本，提高了玉米的产量和品质。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节。
Claims (9)
1.一种磷高效玉米的杂交育种方法，其特征在于，包括：
步骤一、将玉米父本和玉米第一母本进行杂交，得到杂交组合F1代种子；以及，
步骤二、在筛选种植条件下，利用步骤一中的F1代种子自交形成二环系群体，从其群体中选择一株具有筛选性状的特异株，通过将该特异株连续自交8代，培育成自交系作为玉米第二母本；
其中，
所述筛选种植条件包括：在玉米的生长周期中，对玉米植株进行三次处理，每次处理均持续一段时间，第一次处理：在低磷条件下播种种子，第二次处理：从玉米植株长至七叶期至乳化期之间，对玉米植株进行干旱处理，不再向玉米种植区中浇灌水，第三次处理：干旱回复：乳熟期之后1～2天内向玉米种植区中浇灌含有质量体积浓度0.01～0.03mMK2O的水至水平面高出地面2～5cm，之后对玉米正常浇灌水分；
所述筛选性状包括如下性状中的任意三种：
玉米籽粒颜色：黄色；
株高：150～180cm；
果穗：穗行数10～18行，千粒重360g，结实性好；
株型：茎与植株上位穗上叶夹角小于23°～28°；
穗位偏低：40～60cm；
步骤三、利用步骤二中得到的玉米第二母本与玉米父本杂交得到新的F1代种子，即为磷高效玉米种子。
2.如权利要求1所述的磷高效玉米的杂交育种方法，其特征在于，在播种前，在玉米种植区施加底肥：氮肥100kgN/hm2磷肥5kgP2O5/hm2和钾肥100kgK2O/hm2，以形成低磷条件进行所述第一次处理。
3.如权利要求1所述的磷高效玉米的杂交育种方法，其特征在于，所述步骤二、在利用步骤一中的F1代种子自交形成二环系群体之前，还包括对F1代种子进行诱导处理，所述诱导处理的过程具体包括：首先将F1代种子置于-30～-20℃下冷冻2～3h，之后将F1代种子置于等离子体空气中于温度35～40℃下进行等离子空气浴8～12h，之后再将所述F1代种子自交。
4.如权利要求3所述的磷高效玉米的杂交育种方法，其特征在于，所述诱导处理中，首先将F1代种子置于-25℃下冷冻2.5h，之后将F1代种子置于等离子体空气中于温度37.5℃下进行等离子空气浴10h，之后再将所述F1代种子自交。
5.如权利要求4所述的磷高效玉米的杂交育种方法，其特征在于，所述第三次处理中，K2O的质量体积浓度为0.02mM，浇灌水至水平面高出地面3cm。
6.如权利要求1所述的磷高效玉米的杂交育种方法，其特征在于，在所述步骤三中，首先播种玉米第二母本，之后间隔3～4天播种3/5的玉米父本，然后再间隔3～4天后播种1/5的玉米父本，最后间隔3～4天后播种1/5的玉米父本。
7.如权利要求1所述的磷高效玉米的杂交育种方法，其特征在于，在所述步骤一中，在所述筛选种植条件下将玉米父本和玉米第一母本进行杂交。
8.如权利要求1所述的磷高效玉米的杂交育种方法，其特征在于，所述玉米父本为先玉335，所述玉米母本为农大108。
9.一种磷高效杂交玉米种子，其特征在于，由如权利要求1至8任一所述的方法育种得到。
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