CN105230479A - 选育小麦矮败不育种质的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种选育小麦矮败不育种质的方法，属于小麦育种领域。本发明是将蓝粒、矮秆、花药败育三个性状连锁遗传的“蓝矮败”，通过性状交换，使蓝粒基因与和它连锁在一起的太谷核不育基因及矮秆基因两个性状基因打破连锁，选出白粒矮秆不育植株，选育成”矮败”不育种质。运用本发明可以将任何一个品种的“蓝矮败”回交群体，选育成“矮败”回交群体。本发明对所选育“矮败”群体的特征特性等具有很好的预见性，选育把握大，重复性强，简便易行。

Description

选育小麦矮败不育种质的方法

技术领域

本发明涉及小麦育种领域，特别涉及一种选育小麦矮败不育种质的方法。

背景技术

小麦育种难度越来越大，在艰难爬坡，大量优良性状基因不能有效保存而丢失，有些甚至是永久消失，导致育成品种遗传基础越来越窄。种质资源匮乏与种质资源过于狭窄是制约小麦育种的瓶颈因素。

轮回选择是循环式的选择、杂交、再选择、再杂交，通过相互杂交，将分散在不同材料中所需要的有益基因集中起来，形成一个新群体的群体改良与育种方法。

运用轮回选择技术，将若干品种组成轮回选择群体，即可以保存众多优良性状基因，不至于丢失，丰富遗传基础，同时通过逐轮次选择也可聚合大量优良基因，提高育成品种或种质的总体水平，为常规育种和杂交小麦亲本选择提供种质支撑。

轮回选择用于改良遗传群体，在异花授粉作物上较易实施，在像小麦这类自花授粉作物实施轮回选择则较为困难。中国农科院刘秉华研究员将太谷核不育基因与矮杆基因成功连锁——育成“矮败”。为小麦轮回选择进行群体改良提供了工具，并搭建了轮回选择育种的全国协作平台，先后育成了轮选6号、轮选7号、轮选981、轮选987、轮选321及大量种质材料，成为轮回选择群体改良成功的典型，2010年获得国家科技进步一等奖。

尽管我们有了“蓝矮败”这一轮回选择更加便捷的工具，但是“矮败”作为小麦育种的一种杂交工具及轮回选择的载体，仍将发挥作用。

中国农科院的刘秉华研究员采取用太谷核不育种质与大拇指矮矮源种质杂交，通过大群体选择而选育成“矮败”（在4D染色体上矮秆与不育基因连锁），有了刘秉华研究员育成的”矮败”种质后，目前人们利用定型品种对“矮败”不育株连续回交，直至分离出的高秆可育株与回交父本外观长相基本相同时，”矮败”种质即为育成。

原有的矮败选育方法可预见性差、重复性差、选育把握不大。

发明内容

为了弥补现有技术的不足，本发明提供了一种选育小麦矮败不育种质的方法，本发明小麦矮败不育种质的选育具有很好的可预见性、可重复性且稳定性好。

本发明的技术方案为：

一种选育小麦矮败不育种质的方法，包括步骤：

1）将蓝矮败纯合回交群体种子进行粒色分拣，采用大小行种植模式种植分拣出的白粒种子，以确保田间下部透光；

2）选择矮秆植株，并剪除矮秆植株相邻的其它植株，给予更好的田间光照；抽穗后，选择没有花药的植株；

3）将选出的矮秆、没有花药的植株进行套袋处理；待种植的蓝矮败回交父本品种开花后，剪下蓝矮败回交父本品种的穗，用捻穗法对套袋的植株人工授粉，授粉后，去除套袋；

4）建立回交群体隔离区，育成稳定的矮败不育种质。

作为优选方案，步骤1）中所述蓝矮败回交群体为转育稳定的蓝矮败回交群体。

作为优选方案，步骤1）中，所述大小行种植模式具体为形成20cm与40cm大小行种植模式。

作为优选方案，步骤4）具体为，将步骤3）矮败选株所得种子田间播种，矮败选株出苗后播种蓝矮败的回交父本品种作为授粉的回交父本；越冬期矮败植株实施地膜覆盖，春季小麦起身期间揭膜；小麦拔节后，在种植矮败选株回交群体及其授粉父本外围设置隔离墙；在扬花前拔除高杆可育株；成熟后，通过去杂去劣，选收矮败回交群体材料，脱粒考种。

“蓝矮败”是蓝粒、矮秆、花药败育三个性状连锁标记的种质资源。其植株矮壮，完全败育，可以接受任何品种的花粉而正常结实，用普通白粒品种为其授粉结实后，同一麦穗结蓝白两色籽粒。分拣出蓝粒种子种植，下代仍然是矮秆、不育的；种植白粒种子，则株高正常、完全可育能正常自交结实、结出的籽粒全部为白粒种子。

将收获的“蓝矮败”纯合回交群体种子进行粒色分拣，种植分拣出的白粒种子。采用20cm//40cm大小行种植模式（使用行距20厘米的6行小区/穗行播种机，将排钟盒第二、第五行种子排空，形成40厘米与20厘米大大小行模式），以确保田间下部透光，使分离出的“矮败”植株能够接受阳光正常发育，使“矮败”植株正常结实。并就近种植少量“蓝矮败”回交群体的父本品种，准备为选择的“矮败”不育系回交授粉。

蓝粒、矮秆、花药败育三个性状连锁遗传的“蓝矮败”，有机会通过性状交换，使蓝粒基因与和它连锁在一起的太谷核不育基因与矮秆基因两个性状基因打破连锁，选出白粒矮秆不育植株，选育成需要类型的”矮败”不育种质。

种植的这些白粒种子所长成的植株通常是株高正常、能够自交结实的植株，在小麦拔节后，尤其是抽穗期间注意寻找其中的矮秆植株，对发现的矮秆植株进行挂牌标记，并剪除两侧相邻的植株，给予更好的田间光照等发育条件。抽穗后选择没有花药的“矮败”植株类型，对发现的矮秆、没有花药的植株用羊皮纸大纸袋进行整株套袋，待种植的“蓝矮败”回交父本品种开花后，剪其穗用捻穗法给套袋的“矮败”选株人工授粉。授粉结实后去掉套袋，以免影响灌浆。成熟后整株拔收，编号登记，按群体存放，统一单株考种。

将选收的“矮败”选株，用6行（小区/穗行）播种机种成株行，通常每个单株播种3行，每节播种2个选株，播种的“矮败”选株出苗后，在小区两侧各播种1苗带父本（原“蓝矮败”的回交父本品种）作为授粉的回交父本。越冬期间对“矮败”不育系实施地膜覆盖，春季小麦起身期间揭膜，以实现母本等待父本调节花期相遇。小麦拔节后，在种植的“矮败”选株回交群体及其授粉父本外围，用鸭蛋竹、铁丝、塑料编织布搭建墙高1.0～1.2米的隔离区。小麦挑旗至齐穗，在小麦扬花前，综合评估各选株的综合表现，尤其是对其约一半的高秆植株的一致性及与回交父本间长相的相似性进行评估。对一致性差、与父本长相差异大的“矮败”株系在记载本上注明，在收获时予以整株系淘汰。对当选株系综合评价后，立即组织对隔离区矮败群体内的高秆（可育）植株全部拔除，仅保留矮秆不育植株，隔离区两侧的父本为其自然授粉，或用小竹竿拨动父本为“矮败”人工辅助授粉。成熟后，选收表现一致的“矮败”株系。按株系单收单脱粒，并对各株系籽粒考种，淘汰籽粒有严重缺陷的株系。将需要保留的各株系种子混合。至此一个由原“蓝矮败”回交群体，通过性状交换途径，选育的“矮败”群体即已育成。

“矮败”群体的继代保存与维护：下年秋播用各当选株系混合而成的“矮败”播种，两侧播种回交父本，越冬地膜覆盖，春季揭膜以调节花期相遇，拔节后搭建隔离墙建立隔离区，小麦拔节后至齐穗期，可以随时拔除高秆可育植株与劣株，自然授粉。择优收获“矮败”选株按群体单独脱粒。

下年仍重复这样的程序与工作，年复一年的进行。这样建立的“矮败”回交群体在动态中被继代保存。

“矮败”主要用于轮回选择，是小麦杂交的高效工具。

从“蓝矮败”纯合的回交群体中分拣白粒种子种植，采用较宽的大小行模式，保证下层空间有相对较好的光照等条件使分离出的“矮败”植株能正常生长发育，对发现的“矮败”植株挂牌整株套袋，并剪除两侧相邻植株，使选株得到更多光照。待播种的“蓝矮败”原回交父本（未来的“蓝败”回交父本）开花时，剪其穗，用捻穗法为套袋“矮败”选株授粉，结实后及时除去套袋。拔收选株，考种。将选留的“矮败”选株种植株行，在“矮败”小区两侧播种回交父本作授粉父本。越冬地膜覆盖，春季大田小麦起身时揭膜，以调节花期相遇，小麦拔节后搭建隔离墙建立隔离区，挑旗至抽穗期评价各选株与回交父本长相特征的相似度及一致性，标出与回交父本差异大的株系予以淘汰。扬花前及时拔除“矮败”群体中分离的半数高秆可育株，隔离区内的回交父本为其自然授粉，通过去杂去劣，选收“矮败”回交群体材料，脱粒考种。选留那些长相及特征特性与回交父本相似的株系，将其种子混合，这就是我们要选育的“矮败”种子。

后续各世代，种植这些“矮败”种子，两侧种植回交父本，越冬覆膜，春季揭膜，小麦拔节期搭建隔离墙建立隔离区，抽穗前拔除高秆可育株，两侧的回交父本为其自然授粉，去杂去劣，混收混脱成为下一代种植的“矮败”种子，在依次循环往复中实现“矮败”的继代保存。

本发明的有益效果为：

1、本发明对所选育“矮败”群体的特征特性等具有很好的预见性，选育把握大，重复性强，简便易行。

2、本发明对丰富矮败不育种质意义重大，运用本发明可以将任一“蓝矮败”回交群体选育成对应的矮败回交群体。

3、本发明所得矮败不育种质可作为重要的杂交工具和轮回选择的载体。

具体实施方式

实施例1

临麦2号矮败不育种质的选育

A.播种选种圃，选择矮败植株。

将当年收获的临麦2号纯合的蓝矮败回交群体种子进行粒色分拣，种植分拣出的白粒种子。使用行距20厘米6行小区/穗行播种机，将排钟盒第二、第五行种子排空，形成40cm//20cm大大小行模式，选种区播种一耧4行、行长25米，选种区占地30m²，大约播种3000粒。播种出苗后按常规大田管理。来春在小麦拔节后，尤其是抽穗期间寻找其中的矮秆植株，共发现24株矮败类植株，对其进行挂牌标记，剪除两侧相邻的植株，用种植的临麦2号为套袋选株授粉，结实后去除套袋。成熟前及时拔收，单独存放并按群体进行单株考种。通过考种，结合记载的田间植株信息，根据当年试验规模和播种计划，在24个矮败选株中淘汰或暂存14个单株，择优选留10个选株准备秋播。

B.建立矮败隔离区。

对选留的10个矮败选株种植株行，建立矮败隔离区。每个单株种植3行，使用6行株行/穗行播种机，每节播种2个单株，行长2米，节与节之间小走道0.5米，10个选株，共种植5节，每耧预留地宽2米，在距矮败50cm（留出越冬盖膜的作业带）处两侧各人工撒播回交父本临麦2号10cm宽苗带，隔离区总占地25m²。越冬覆膜，来春大田小麦起身时揭膜，常规大田管理，小麦拔节期用鸭蛋竹、铁丝、塑料编织布搭建1.0-1.2m高的隔离墙，建立隔离区。小麦挑旗至齐穗期，评价各矮败选株长相等特征特性与临麦2号的相似程度，将2个与临麦2号差异较大、一致性偏差的株系标注，准备在收获时淘汰。评价后赶在小麦开花前，将半数高秆可育株拔除，小麦开花期，用小竹竿拨动父本为矮败辅助授粉。成熟后，将与临麦2号长相相同的8个株系单收、分别脱粒，考种。通过考种结合田间观察记载，最终选留5份矮败选株的种子混合组成未来矮败不育种质的种子。

C.矮败群体的继代保存与维护。

将上述所选株系混合而成的临麦2号矮败不育种质，使用6行的穗行播种机播种2节，每节行长2米，两侧播种回交父本临麦2号，共占地10m²。越冬地膜覆盖，春季揭膜以调节花期相遇，拔节后搭建隔离墙建立隔离区，小麦拔节后至齐穗期，随时拔除高秆可育植株与劣株，自然授粉。择优收获矮败选株按群体单独脱粒。

后续各世代仍保持占地10m²的规模，重复这样的程序与工作，年复一年的进行，在动态中继代保存矮败不育种质。

临麦2号矮败不育种质：该矮败不育种质选自临麦2号蓝矮败纯合回交群体。半冬性，在鲁北能够正常越冬，茎秆粗壮，苗势旺，分蘖力中等，成穗率较低，亩成穗20万左右，株高43厘米，叶片上举，叶色较深，长方穗，长芒，白粒较饱满，千粒重45.4克，大田自然条件下白粉与锈病发病较轻。熟期比临麦2号晚熟2天，熟相一般。

实施例2

烟2415矮败不育种质选育

A.播种选种圃，选择矮败植株。

将当年收获的烟2415纯合的蓝矮败回交群体种子进行粒色分拣，种植分拣出的白粒种子。使用行距20厘米6行小区/穗行播种机，将排钟盒第二、第五行种子排空，形成40cm//20cm大大小行模式，选种区播种一耧4行、行长25米，选种区占地30m²，大约播种3000粒。播种出苗后按常规大田管理。来春在小麦拔节后，尤其是抽穗期间寻找其中的矮秆植株，共发现27株矮败类植株，对其进行挂牌标记，剪除两侧相邻的植株，用种植的烟2415为套袋选株授粉，结实后去除套袋。成熟前及时拔收，单独存放并按群体进行单株考种。通过考种，结合记载的田间植株信息，根据当年试验规模和播种计划，在27个矮败选株中淘汰7个或暂存10个单株，择优选留10个选株准备秋播。

B.建立矮败隔离区。

对选留的10个矮败选株种植株行，建立矮败隔离区。每个单株种植3行，使用6行株行/穗行播种机，每节播种2个单株，行长2米，节与节之间小走道一米，10个选株，共种植5节，每耧预留地2米，在距矮败50cm（留出越冬盖膜的作业带）处两侧各人工撒播回交父本烟241510cm宽苗带，隔离区总占地25m²。越冬覆膜，来春大田小麦起身时揭膜，常规大田管理，小麦拔节期用鸭蛋竹、铁丝、塑料编织布搭建1.0-1.2m高的隔离墙，建立隔离区。小麦挑旗至齐穗期，评价各矮败选株长相等特征特性与烟2415的相似程度，将2个与烟2415差异较大、一致性偏差的株系标注，准备在收获时淘汰。评价后赶在小麦开花前，将半数高秆可育株拔除，小麦开花期，用小竹竿拨动父本为矮败辅助授粉。成熟后，各个将与烟2415长相相同的8株系单收、分别脱粒，考种。通过考种结合田间观察记载，最终选留5份矮败选株的种子混合组成未来矮败不育种质的种子。

C.矮败群体的继代保存与维护。

将上述所选株系混合而成的烟2415矮败不育种质，使用6行的穗行播种机播种2节，每节行长2米，两侧播种回交父本烟2415，共占地10m²。越冬地膜覆盖，春季揭膜以调节花期相遇，拔节后搭建隔离墙建立隔离区，小麦拔节后至齐穗期，随时拔除高秆可育植株与劣株，自然授粉。择优收获矮败选株按群体单独脱粒。

后续各世代仍保持占地10m²的规模，重复这样的程序与工作，年复一年的进行，在动态中继代保存矮败不育种质。

烟2415矮败不育种质介绍：该矮败不育种质选自烟2415蓝矮败纯合回交群体。半冬性，在鲁北能够正常越冬，茎秆粗壮，苗势中等，分蘖力较强，成穗率较高，亩成穗32万，株高41.7厘米，叶片上举，叶色较浅，纺锤穗，长芒，白粒较饱满，千粒重40.2克，大田自然条件下白粉与锈病发病较轻。熟期比烟2415晚熟2天，熟相一般。

Claims (4)

1.一种选育小麦矮败不育种质的方法，其特征在于，包括步骤：

1）将蓝矮败纯合回交群体种子进行粒色分拣，采用大小行种植模式种植分拣出的白粒种子，以确保田间下部透光；

2）选择矮秆植株，并剪除矮秆植株相邻的其它植株，给予更好的田间光照；抽穗后，选择没有花药的植株；

3）将选出的矮秆、没有花药的植株进行套袋处理；待种植的蓝矮败回交父本品种开花后，剪下蓝矮败回交父本品种的穗，用捻穗法对套袋的植株人工授粉，授粉后，去除套袋；

4）建立回交群体隔离区，育成稳定的矮败不育种质。

2.如权利要求1所述选育小麦矮败不育种质的方法，其特征在于：步骤1）中所述蓝矮败回交群体为转育稳定的蓝矮败回交群体。

3.如权利要求1或2所述选育小麦矮败不育种质的方法，其特征在于：步骤1）中，所述大小行种植模式具体为形成20cm与40cm大小行种植模式。

4.如权利要求1所述选育小麦矮败不育种质的方法，其特征在于：步骤4）具体为，将步骤3）矮败选株所得种子田间播种，矮败选株出苗后播种蓝矮败的回交父本品种作为授粉的回交父本；越冬期矮败植株实施地膜覆盖，春季小麦起身期间揭膜；小麦拔节后，在种植矮败选株回交群体及其授粉父本外围设置隔离墙；在扬花前拔除高杆可育株；成熟后，通过去杂去劣，选收矮败回交群体材料，脱粒考种。