CN105850711A - 一种抗拿捕净饲用谷子杂交种育种方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种抗拿捕净饲用谷子杂交种育种方法，包括以下步骤：首先，以抗拿捕净的谷田中选择的野生谷莠子为原始材料，经6‑8代选育出稳定的抗拿捕净饲草专用谷子品系。然后，利用雄性不育系为母本与抗拿捕净饲草专用谷子品系为父本进行杂交，收获杂交种；然后，鉴定杂交种的真杂交种率；并按每亩真杂交种子用量0.5‑1.0kg，将杂交后所得种子于第二年进行小区种植，选定抗拿捕净、秸秆产量高、营养成分高的杂交组合；最后，将选定的杂交组合的母本和父本按照上述杂交方法进行杂交，收获杂交种，即得。本发明方法简单易操作，经济高效，效果稳定、可持续性，在目前劳动力紧缺的情况下，本发明适宜推广应用。

Description

一种抗拿捕净饲用谷子杂交种育种方法

技术领域

本发明属于植物育种领域，具体涉及一种抗拿捕净饲用谷子杂交种育种方法。

背景技术

谷子[Setaria italica(L.)Beauv.]是我国古老农作物，在近万年的驯化栽培历史中，始终被用作粮饲兼用作物。古代战争中的军草多是指收获粮食后的谷子秸秆，时至今日，谷子仍然作为粮饲兼用作物在北方广泛栽培。在美洲、澳洲和欧洲部分国家多是作为饲草作物栽培的。早在1849年，美国专利局便开始推广谷子饲草栽培，而后迅速发展为饲草作物之一，特别在雨养农业区逐渐成为主要的饲草作物。上世纪初期，美国多个州对谷子作为饲草开展了多方面的试验，包括种植方式与轮作、肥料试验、饲喂品质和品种选择等，逐渐形成了德国金粟、西伯利亚粟和匈牙利粟等几个主栽品种。在加拿大谷子也被用来与小麦轮作增加土地的生物产量，或在收获小麦后将谷子作为夏季饲草作物栽培，并对相应的栽培模式进行模拟研究。研究表明，谷子作为粮饲兼用作物栽培收获籽粒后的秸秆粗蛋白含量4.53％～5.34％，粗脂肪含量1.12％～1.36％，虽然低于豆科植物，但是明显高于其他禾谷类作物，尤其是可消化成分高，其饲喂价值接近豆科牧草，但产量显著优于苜蓿，因此，谷子完全可以作为一个饲草产业来发展。通过对谷子秸草试验分析表明，谷草所含营养成分完全可以满足牲畜的生长发育需要，并且还含有对牲畜有益的多种特殊物质，可提高产品转化率和肉、蛋、奶等品质。谷子秸草还可与其他饲草、料搭配使用，降低生产成本，提高经济效益，发展高产、优质、高效农业。随着我国畜牧业的发展，对优质饲草需求量增加，生产上急需谷子饲草专用品种，内蒙古、河北坝上等地越来越多的农牧民自发栽培谷子，用于饲草生产，且发展速度正在加快，其迫切程度可见一斑。

近几年，中国农科院作科所、内蒙古农牧科学院等单位已经开展了饲草谷子筛选研究，并取得初步进展。其主要采用常规的育种栽培筛选技术，所筛选出来的品种，存在着诸多问题，比如：中国农科院作科存在着抗倒性、抗病性差等不足，；内蒙古农牧科学院选育出蒙金谷1号，秸秆高度达2米，但是该品种不耐密植，在承德种植倒伏严重，且目前方法所得的饲草谷子品种均不抗拿捕净，种植过程中需要人工除草，增加了种植成本，因此，寻找一种育种栽培筛选技术，使培育出来的饲用谷子同时具有抗拿捕净、抗倒、抗病、秸秆多、草量大、耐密植、营养价值高，且易栽培、易管理等诸多优点，显得至关重要。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种抗拿捕净饲用谷子杂交种育种方法，采用该方法所培育出的饲用谷子不仅抗拿捕净、还同时具有抗倒、抗病、秸秆多、草量大、耐密植、营养价值高，且易栽培、易管理等诸多优点。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：

一种抗拿捕净饲用谷子杂交种育种方法，具体包括以下步骤：

步骤1、杂交：利用雄性不育系为母本、抗拿捕净饲草专用谷子品系为父本进行杂交，雄性不育系或抗拿捕净饲草专用谷子品系不同，构成不同的杂交组合；

步骤2、鉴定真杂交种率：将步骤1不同杂交组合杂交后所得种子于温室环境进行种植，当谷苗长至3-5叶时，喷施质量浓度为12.5％的拿捕净1次，用量为80-100mL/亩，计算植株的存活率，即真杂交种率；

步骤3、产量、品质鉴定：依据步骤2真杂种率鉴定结果，计算播种量，按每亩的真杂交种子用量0.5-1.0kg，将步骤1不同杂交组合杂交后所得种子于第二年进行小区种植，当谷苗长至3-5叶时，喷施质量浓度为12.5％的拿捕净1次，用量为80-100mL/亩，杀死不抗拿捕净的谷苗，存活下来的抗拿捕净植株按照株距3cm定苗，生育期间调查苗色、株高、穗长、分蘖、茎叶比、鲜草重、干草重；抽穗期、成熟期调查抗倒性、抗病性；收获期，结合性状调查结果，选出植株高壮、叶片多且黑绿、有分蘖、秸秆多、长势好，植株不萎蔫、不倾斜，叶片上没有病斑的植株测定其秸秆的营养成分，然后选定抗拿捕净、秸秆产量高，植株不萎蔫、不倾斜，叶片上没有病斑，秸秆的营养成分高的杂交组合；

步骤4、杂交种的获得：将步骤3选定的杂交组合的母本和父本按照步骤2所述方法进行杂交，收获杂交种，即得。

进一步的，步骤1具体包括以下步骤：

A、将每个杂交组合的父本抗拿捕净饲草专用谷子品系与母本雄性不育系按一行抗拿捕净饲草专用谷子品系、两行雄性不育系的间隔进行播种，第一行雄性不育系与第二行雄性不育系分别于不同时间进行播种，播种的时间间隔为5-7天；

B、在开花前，将不育系穗子2-3个与花期相遇的饲草专用谷子品系的穗子2个，用羊皮纸袋套在一起，每天早晨9点到10点之间敲袋授粉；

C、待谷穗断青及时收获母本雄性不育系植株上的种子、制种，备用。

进一步的，所述抗拿捕净饲草专用谷子品系是通过包括以下步骤的方法选育的：

步骤a、选种：在连续两年以上种植抗拿捕净谷子品种且喷施拿捕净的谷田中，搜集谷子的伴生杂草谷莠子，待其结穗之后，采集穗子，晾干脱粒，将每株谷莠子种子作为一份原始材料谷莠子分别进行装袋保存，每一株装一袋，以备第二年播种；所述喷施的拿捕净的质量浓度为12.5％，喷施量为80-100mL/亩；

步骤b、驯化：

(1)、选择有机质含量大于10g/kg，全氮含量大于0.5g/kg、速效磷含量大于5mg/kg、速效钾含量大于84mg/kg的砂壤土地，施用30kg复合肥做底肥；

(2)、遇雨或者造墒播种，将每份原始材料谷莠子的种子分别种植2-3行，株距2.5-3.5cm，行距20-30cm；

(3)、当谷苗长至3-5叶时，喷施质量浓度为12.5％的拿捕净1次，用量为80-100mL/亩，杀死不抗拿捕净的谷苗；

(4)、拔节期结合中耕，每亩开沟追施尿素20-30kg；

(5)、通常生长过程中不需浇水，遇极其干旱年份可浇水；且生长过程中注意防治虫害；

(6)、于生育期间调查苗色、株高、穗长、分蘖、茎叶比、鲜草重、干草重；抽穗期、成熟期调查抗倒性、抗病性；收获期，结合性状调查结果，选出植株高壮、叶片多且黑绿、有分蘖、秸秆多、长势好，植株不萎蔫、不倾斜，叶片上没有病斑的植株测定其秸秆的营养成分，然后选定抗拿捕净、秸秆产量高，植株不萎蔫、不倾斜，叶片上没有病斑，秸秆的营养成分高的植株待谷穗断青及时收获、单株脱粒，得穗行种子；每一株装一袋，做好标记，对其穗行种子进行分开保存；

步骤c、按照步骤b第二年或冬季海南加代种植穗行，重复步骤b 6-8代后，即得抗拿捕净饲草专用谷子品系。

更进一步的，步骤a所述抗拿捕净谷子品种包括冀谷31、冀谷25、冀谷36、冀谷37、冀谷38。

进一步的，所述雄性不育系的获得方法包括自然变异、辐射育种、化学杀雄。

与现有技术相比，本发明所取得的有益效果如下：

本发明采用野生抗拿捕净除草剂谷莠子作为选育抗拿捕净饲草专用谷子品系的原材料，并采用选育专用的种植方法对其进行6-8代的穗行筛选，选育出抗拿捕净饲草专用谷子品系，其不仅抗拿捕净除草剂，还具有秸秆高壮、叶片多且黑绿、有分蘖的、秸秆较多、长势好，植株不萎蔫、不倾斜，叶片上没有病斑，且秸秆的粗蛋白、粗脂肪、粗纤维含量高等优点。该方法简单易操作，效果稳定具有可持续性，实现了经济、高效的目的；在目前劳动力紧缺、成本持续增加的情况下，该方案适宜推广应用。

本发明采用雄性不育系为母本、抗拿捕净饲草专用谷子品系为父本进行杂交，并采用温室种植鉴定真杂种率，然后按照选育专用的种植管理方法对其做产量和品质鉴定，即可选育出抗拿捕净饲草谷子杂交组合，次年以选育出的杂交组合的母本和父本进行杂交制种，即得抗拿捕净饲用谷子杂交种；选育出的该杂交种不仅抗除草剂拿捕净，且秸秆高壮、叶片多且黑绿、有分蘖的、秸秆较多、长势好，植株不萎蔫、不倾斜，叶片上没有病斑，此外，秸秆的粗蛋白、粗脂肪、粗纤维含量高，本发明中，喷施拿捕净后不死，证明其抗拿捕净；秸秆高壮、叶片多且黑绿、有分蘖的、秸秆较多、长势好说明其谷草产量高；不萎蔫说明其抗旱；植株不倾斜说明其抗倒；叶片上没有病斑说明其抗病；秸秆的粗蛋白、粗脂肪、粗纤维含量高说明其营养价值高；此外，本发明在杂交过程中，将每个杂交组合的父本抗拿捕净饲草专用谷子品系与母本雄性不育系按一行抗拿捕净饲草专用谷子品系、两行雄性不育系的间隔进行播种，第一行雄性不育系与第二行雄性不育系分别于不同时间进行播种，播种的时间间隔为5-7天；采用播种两行雄性不育系，且将两行雄性不育系播种的时间间隔5-7天，其目的是母本和父本的花期相遇，避免了因气候、环境、温度的差异导致花期提前或延后而无法使花期相遇的情况。采用本发明方法所得到的抗拿捕净饲草谷子杂交种，不仅实现谷草产量高同时还可进行化学除草，为饲草谷子产业化管理和发展起到促进作用。

本发明方法简单易操作，效果稳定具有可持续性，实现了经济、高效的目的；在目前劳动力紧缺、成本持续增加的情况下，该方案适宜推广应用。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明进行进一步详细的叙述。

实施例1

抗拿捕净饲草专用谷莠子是通过包括以下步骤的方法选育的：

步骤a、选种：2010年从邯郸武安连续两年以上种植抗拿捕净谷子品种冀谷31，且喷施拿捕净的谷田中，搜集谷子的伴生杂草谷莠子，待其结穗之后，采集穗子，晾干脱粒，将每株谷莠子种子作为一份原始材料谷莠子分别进行装袋保存，每一株装一袋，共收集35份，以备第二年播种；所述喷施的拿捕净的质量浓度为12.5％，喷施量为80-100mL/亩；

步骤b、驯化：

(1)、选择有机质含量大于10g/kg，全氮含量大于0.5g/kg、速效磷含量大于5mg/kg、速效钾含量大于84mg/kg的砂壤土地，施用30kg复合肥做底肥；

(2)、遇雨或者造墒播种，将每份原始材料谷莠子的种子分别种植2-3行，株距2.5-3.5cm，行距20-30cm；

(3)、当谷苗长至3-5叶时，喷施质量浓度为12.5％的拿捕净1次，用量为80-100mL/亩，杀死不抗拿捕净的谷苗；

(4)、拔节期结合中耕，每亩开沟追施尿素20-30kg；

(5)、通常生长过程中不需浇水，遇极其干旱年份可浇水；且生长过程中注意防治虫害；

(6)、于生育期间调查苗色、株高、穗长、分蘖、茎叶比、鲜草重、干草重；抽穗期、成熟期调查抗倒性、抗病性；收获期，结合性状调查结果，选出植株高壮、叶片多且黑绿、有分蘖、秸秆多、长势好，植株不萎蔫、不倾斜，叶片上没有病斑的植株测定其秸秆的营养成分，然后选定抗拿捕净、秸秆产量高，植株不萎蔫、不倾斜，叶片上没有病斑，秸秆的营养成分高的植株待谷穗断青及时收获、单株脱粒，得穗行种子；每一株装一袋，做好标记，对其穗行种子进行分开保存；

步骤c、按照步骤b第二年或冬季海南加代种植穗行，重复步骤b 6-8代后，即得抗拿捕净饲草专用谷子品系。

实施例2

抗拿捕净饲用谷子杂交种育种方法，具体包括以下步骤：

步骤1、杂交：利用雄性不育系为母本、抗拿捕净饲草专用谷子品系为父本进行杂交，雄性不育系或抗拿捕净饲草专用谷子品系不同，构成不同的杂交组合；所述雄性不育系的选育步骤包括：从育成品种或者品系中选择自然变异的不育单株，经6-8代的系统选育，选择稳定的不育度较高的不育品种或品系，即得。此外，所述雄性不育系还可以采用辐射育种或化学杀雄等方法获得；

A、将实施例1选育的抗拿捕净饲草专用谷子品系18份和雄性不育系3份进行组合；将每个杂交组合的父本抗拿捕净饲草专用谷子品系与母本雄性不育系按一行抗拿捕净饲草专用谷子品系、两行雄性不育系的间隔进行播种，第一行雄性不育系与第二行雄性不育系分别于不同时间进行播种，播种的时间间隔为5-7天；

B、在开花前，将不育系穗子2-3个与花期相遇的饲草专用谷子品系的穗子2个，用羊皮纸袋套在一起，每天早晨9点到10点之间敲袋授粉；

C、待谷穗断青及时收获母本雄性不育系植株上的种子、制种，获得了36个杂交组合种子，备用；

步骤2、鉴定真杂交种率：将步骤1获得的36个杂交组合杂交后所得种子于温室环境进行种植，当谷苗长至3-5叶时，喷施质量浓度为12.5％的拿捕净1次，用量为80-100mL/亩，计算植株的存活率，即真杂交种率；

步骤3、产量、品质鉴定：依据步骤2真杂种率鉴定结果，计算播种量，按每亩的真杂交种子用量0.5-1.0kg，将步骤1获得的36个杂交组合杂交后所得种子于第二年进行小区种植，当谷苗长至3-5叶时，喷施质量浓度为12.5％的拿捕净1次，用量为80-100mL/亩，杀死不抗拿捕净的谷苗，存活下来的抗拿捕净植株按照株距3cm定苗，生育期间调查苗色、株高、穗长、分蘖、茎叶比、鲜草重、干草重；抽穗期、成熟期调查抗倒性、抗病性；收获期，结合性状调查结果，选出植株高壮、叶片多且黑绿、有分蘖、秸秆多、长势好，植株不萎蔫、不倾斜，叶片上没有病斑的植株测定其秸秆的营养成分(粗蛋白、粗脂肪、粗纤维、矿质元素等)，最终选定了抗拿捕净、秸秆产量高，植株不萎蔫、不倾斜，叶片上没有病斑，秸秆的营养成分高的杂交组合3份，分别命名为3A269、6A356、3A75；

步骤4、杂交种的获得：将步骤3选定的3份杂交组合的母本和父本分别按照步骤2所述方法进行杂交，收获3份杂交组合的杂交种，分开保存，即得。

效果例1

以杂交谷子品种为对照，与采用本发明实施例2所述方法培育出的3个抗拿捕净饲草谷子杂交种(3A269、6A356、3A75)进行了产量比较试验，调查乳熟期株高、鲜草产量、干草产量、茎叶比、分蘖等性状指标，并测定该3个抗拿捕净饲草谷子杂交种的干草的粗蛋白、粗脂肪、粗纤维等营养指标，结果表明见表1和表2；

表1 饲用性状分析

表2 营养成分分析

由表1数据可知：3个抗拿捕净饲草谷子杂交种的株高均高于对照，茎叶比均低于对照，说明叶子偏多，均有分蘖，干草产量均显著高于对照。表2中数据可知，3个抗拿捕净饲草谷子的粗蛋白、粗脂肪、粗纤维、磷、钙、锌、硒均高于对照，说明营养丰富适于做饲草品种。

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。对于本领域一般技术人员而言，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 (5)

1.一种抗拿捕净饲用谷子杂交种育种方法，其特征在于具体包括以下步骤：

步骤1、杂交：利用雄性不育系为母本、抗拿捕净饲草专用谷子品系为父本进行杂交，雄性不育系或抗拿捕净饲草专用谷子品系不同，构成不同的杂交组合；

步骤2、鉴定真杂交种率：将步骤1不同杂交组合杂交后所得种子于温室环境进行种植，当谷苗长至3-5叶时，喷施质量浓度为12.5％的拿捕净1次，用量为80-100mL/亩，计算植株的存活率，即真杂交种率；

步骤3、产量、品质鉴定：依据步骤2真杂种率鉴定结果，计算播种量，按每亩的真杂交种子用量0.5-1.0kg，将步骤1不同杂交组合杂交后所得种子于第二年进行小区种植，当谷苗长至3-5叶时，喷施质量浓度为12.5％的拿捕净1次，用量为80-100mL/亩，杀死不抗拿捕净的谷苗，存活下来的抗拿捕净植株按照株距3cm定苗，生育期间调查苗色、株高、穗长、分蘖、茎叶比、鲜草重、干草重；抽穗期、成熟期调查抗倒性、抗病性；收获期，结合性状调查结果，选出植株高壮、叶片多且黑绿、有分蘖、秸秆多、长势好，植株不萎蔫、不倾斜，叶片上没有病斑的植株测定其秸秆的营养成分，然后选定抗拿捕净、秸秆产量高，植株不萎蔫、不倾斜，叶片上没有病斑，秸秆的营养成分高的杂交组合；

步骤4、杂交种的获得：将步骤3选定的杂交组合的母本和父本按照步骤2所述方法进行杂交，收获杂交种，即得。

2.根据权利要求1所述的一种抗拿捕净饲用谷子杂交种育种方法，其特征在于步骤1具体包括以下步骤：

A、将每个杂交组合的父本抗拿捕净饲草专用谷子品系与母本雄性不育系按一行抗拿捕净饲草专用谷子品系、两行雄性不育系的间隔进行播种，第一行雄性不育系与第二行雄性不育系分别于不同时间进行播种，播种的时间间隔为5-7天；

B、在开花前，将不育系穗子2-3个与花期相遇的饲草专用谷子品系的穗子2个，用羊皮纸袋套在一起，每天早晨9点到10点之间敲袋授粉；

C、待谷穗断青及时收获母本雄性不育系植株上的种子、制种，备用。

3.根据权利要求1或权利要求2所述的一种抗拿捕净饲用谷子杂交种育种方法，其特征在于，所述抗拿捕净饲草专用谷子品系是通过包括以下步骤的方法选育的：

步骤a、选种：在连续两年以上种植抗拿捕净谷子品种且喷施拿捕净的谷田中，搜集谷子的伴生杂草谷莠子，待其结穗之后，采集穗子，晾干脱粒，将每株谷莠子种子作为一份原始材料谷莠子分别进行装袋保存，每一株装一袋，以备第二年播种；所述喷施的拿捕净的质量浓度为12.5％，喷施量为80-100mL/亩；

步骤b、驯化：

(1)、选择有机质含量大于10g/kg，全氮含量大于0.5g/kg、速效磷含量大于5mg/kg、速效钾含量大于84mg/kg的砂壤土地，施用30kg复合肥做底肥；

(2)、遇雨或者造墒播种，将每份原始材料谷莠子的种子分别种植2-3行，株距2.5-3.5cm，行距20-30cm；

(3)、当谷苗长至3-5叶时，喷施质量浓度为12.5％的拿捕净1次，用量为80-100mL/亩，杀死不抗拿捕净的谷苗；

(4)、拔节期结合中耕，每亩开沟追施尿素20-30kg；

(5)、通常生长过程中不需浇水，遇极其干旱年份可浇水；且生长过程中注意防治虫害；

(6)、于生育期间调查苗色、株高、穗长、分蘖、茎叶比、鲜草重、干草重；抽穗期、成熟期调查抗倒性、抗病性；收获期，结合性状调查结果，选出植株高壮、叶片多且黑绿、有分蘖、秸秆多、长势好，植株不萎蔫、不倾斜，叶片上没有病斑的植株测定其秸秆的营养成分，然后选定抗拿捕净、秸秆产量高，植株不萎蔫、不倾斜，叶片上没有病斑，秸秆的营养成分高的植株待谷穗断青及时收获、单株脱粒，得穗行种子；每一株装一袋，做好标记，对其穗行种子进行分开保存；

步骤c、按照步骤b第二年或冬季海南加代种植穗行，重复步骤b 6-8代后，即得抗拿捕净饲草专用谷子品系。

4.根据权利要求3所述的一种抗拿捕净饲用谷子杂交种育种方法，其特征在于，步骤a所述抗拿捕净谷子品种包括冀谷31、冀谷25、冀谷36、冀谷37、冀谷38。

5.根据权利要求1或权利要求2所述的一种抗拿捕净饲用谷子杂交种育种方法，其特征在于，所述雄性不育系的获得方法包括自然变异、辐射育种、化学杀雄。