CN106455510A - 杂种谷物种子生产 - Google Patents
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Abstract
在此披露一种生产杂种种子、具体地说杂种谷物种子的方法，该方法包括使一片更矮的雌性(雄性不育)植株(比这些能育植株更矮)与一片更高的雄性能育植株(比这些不育植株更高)杂交。该方法包括限制最终生产的种子储备中的自花受精的雄性种子的比例。具体地说，该方法限制在授粉之后雄性植株上的种子发育以便降低或消除最终生产的种子储备中的自花受精的雄性种子的比例。该方法将最终生产的种子储备中的自花受精的雄性种子的该比例限制在一个阈值以下，优选地在符合一种监管杂种性水平的一个值以下。限制该雄性植株的种子储备包括在开花期(优选开花期结束)与收获期之间使一种工具至少一次在更矮雌性植株的高度上方、但在更高雄性能育植株的高度水平下方延伸。该工具旨在防止或减少矗立在此高度之上的这些雄性能育植株的正常发育。使雌性植株与雄性能育植株杂交包括将这些种子作为一种混合物播种或将雄性不育种子和雄性能育植株种子条播在单独的列中。优选地，所述消除工具具有施加优选为内吸性的一种除草剂如草甘膦的装置。
Description
本发明是关于一种用于生产杂种种子、尤其是杂种谷物种子的方法以及工具和/或化学品、尤其是除草剂在该背景下的一种新的用途。
背景技术
从谷物生产杂种种子对于种子公司、特别是对于所有类型的小麦、大麦和水稻来说是一个重大挑战，但是由种子繁殖的任何其他作物(包括作物像黑小麦、燕麦、小米或黑麦)也可以受益于本发明。
杂种小麦可以通过使用一种用于杂交的化学试剂(CHA)获得。雄株和雌株以条带形式播种，经常(但并非总是)雄株比雌株高以便促进更好的花粉传播。一种CHA用于防止雌株上的花粉形成。商业上使用的唯一CHA是来自SAATEN-UNION的100。
以条带或行形式播种的相同生产系统可以用于从使用遗传性状获得的雄性不育(雌性)植株：细胞核雄性不育或细胞质雄性不育与一种或多种恢复基因的使用组合来得到能育杂种种子。这些性状可以由天然或GMO技术且由一种或几种基因产生。
这两种类型的系统意味着使用雄株和雌株的呈条带或行形式的播种。可以使用不同比例并且即使雄株条带或行的面积小于雌株条带或行，雌株的比例典型地也将不超过总植株的三分之二。此外，花粉传播可能未进行优化，并且收获必须以防止花粉供体与杂种种子一起收获的方式来进行。
在大麦中，一种杂种生产系统已由先正达公司(Syngenta)说明，其中播种95％雌性和5％雄性种子的一种简单共混物。收获物包含足够的杂种种子以便符合杂种商业化的规定。此外，播种更高百分比的雄株应该提高杂种种子的产率，但是这样做也将增加雄性种子在所收获的种子中的比例。此外，使用这种混合林系统生长杂种种子(其中95％的这些种子是雌性，如与其中例如仅三分之二为雌性的一种条带生长系统中对照)应该提高每单位面积的杂种种子生产率。
当雌株和雄株被播种到一种混交林时，收获物包括在由雄性和雌性自花授粉种子进行授粉的不育雌株上生产的种子。从杂种生产中的父本中除去种子可以以几种方式来实现。一种表型标记可以用于去除雄性自花授粉种子的全部或一小部分。在使用细胞质雄性不育的杂种种子的生产中使用一种颜色标记在US 3,842,538中进行了描述。使用一种蓝色种子标记在蒲宗君(Zong-Jun Pu)等人(2005)中进行了描述。关于在普通小麦中培育具有一种蓝色种子标记的显性细胞核矮雄性不育系的研究在小麦信息服务编号99:46-50中进行了描述。WO2012/038350描述了使用近红外线来基于表型差异在杂种种子与纯合种子之间进行选择。一种系统如这些种子标记的使用意味着一种或多种相应的表型标记基因渗入到所使用的遗传物质中。
矮败小麦(Dwarf male-sterile wheat)以及它们在小麦轮回选择中的使用在杨(Yang)等人，(2009)的论文：一种革命性小麦育种方法(Arevolutionary BreedingApproach to wheat)，舒Q.Y.(编辑)，基因组学时代的诱发突变(Induced Mutation inthe GenomicsEra).联合国粮食与农业组织(Food and agriculture organization ofthe United Nations)，罗马，370-372页中进行了描述。这种方法被命名为“矮败小麦技术体系”。在这种方法中，以类似的方法播种的矮雄性不育植株与高大雄性植株的混合物具有更好的授粉在其他论文中给出，曹W.等人，2008年，一种与普通小麦(普通小麦(Triticumaestivum))中的雄性不育Ms2基因密切相关的分子标记(A molecular marker closelylinked to the male sterile Ms2 gene in common wheat(Triticum aestivum))第11届国际小麦遗传学研讨会会刊1-3页，其报道如果将太古(Taigu)雄性不育基因Ms2克隆且与针对除草剂抗性的一种基因密切联系，则在一种能育性恢复基因变得可用时它可以用于生产商业杂种小麦品种。
发明目的
仍然需要一种用于有效地生产杂种种子、尤其是谷物(包括小麦和大麦)的杂种种子的方法。
本发明的一个目的因此是提出一种允许以有效且有成本效益的方式生产杂种种子的新方法。
另一个目的是提出这样一种方法，该方法允许在杂种性水平的监管要求、特别是欧洲认证体系的那些监管要求内生产杂种种子，对于小麦、大麦、油菜、黑小麦和水稻该杂种性水平当前被设定在90％。
另一个目的是提出这样一种方法，该方法允许以所使用的每单位土地良好或提高的产率有效地生产杂种种子。
另一个目的是提出这样一种方法，该方法允许使用提高的雄性种子比例、具体地关于总亲本种子的雄性不育种子高于5％的比例生产杂种种子。
仍然另一个目的是提出这样一种方法，该方法允许与条播种子相比在收获物中回收更少雄性种子，比方说相较于所播种的降低收获物中雄性种子的比例。
发明概述
根据本发明的方法是基于使用比雌株(雄性不育)更高的雄性能育植株(产生花粉以用于雌性(雄性不育)植株的授粉)，这样提供在这些雌性植株已经被授粉之后通过一种基于机械和/或化学手段的易于实现的方法大规模破坏这些更高的能育雄性植株的可能性。此外，该方法影响比雌性植株更高的雄性植株的主分蘖和更高的次生分蘖，但是更矮的或次生分蘖也可以受雄性植株的化学处理影响，即使这些分蘖尚未与化学品直接相接触。
该方法是基于使用能育雄性植株和雌性植株之间的高度差距，通过选择比相应雌性植株更高的雄性植株，包括例如在小麦中使用一种或多种rht基因突变，从而使得雌性植株比雄性植株更矮。雄性植株和雌性植株可以作为一种混合物播种，或以窄行或列条播，并且在开花之后，可以例如通过使用一个杂草抹药机或一种等效的物理/机械装置来选择性地破坏雄性植株，无论是否与使用一种除草剂相关联。可以进行种子的一种另外选择以便消除所生产的种子储备中的不想要的雄性种子。“种子储备”在本发明的背景下意指所收获的种子的数量。
本发明因此涉及一种生产杂种种子、尤其是杂种谷物种子的方法，该方法包括使一片更矮的雌性(雄性不育)植株(比这些能育植株更矮)与一片更高的能育植株(比这些雌性植株更高)杂交。该方法包括限制最终生产的种子储备中的自花受精的雄性种子的比例。限制自花受精的雄性种子比例包括在开花期(优选开花期结束)与收获期之间使一种工具至少一次在更矮雌性植株的高度上方、但在更高雄性能育植株的高度水平下方延伸。该工具旨在防止或减少矗立在此高度之上的这些雄性能育植株的正常发育。该工具接触矗立在此高度之上的这些雄性能育植株并且造成防止或减少其正常发育。
本发明还涉及一种从含有一片更矮雌性(雄性不育)授粉的植株与一片更高雄性能育植株的田地生产杂种谷物种子的方法，该方法包括在开花期(优选开花期结束)与收获期之间使一种工具在这些更矮雌性植株的高度上方延伸，该工具将一种机械作用和/或一种化学品施加在这些更高雄性能育植株上，由此防止或减少矗立在该高度之上的这些雄性能育植株的发育。
该方法将最终生产的种子储备中的自花受精的雄性种子的这种比例限制在一个阈值以下，优选地在符合一种监管杂种性水平的一个值以下。
具体地说，该方法限制在这些雌性植株授粉之后雄性植株上的种子发育以便降低或消除最终生产的种子储备中自花受精的雄性种子的比例。可能生产的这些自花受精的雄性种子可以进一步在收获期结束时消除或减少。此外，一部分雄性植株可以在收获时(例如，在使用一种收割机时)与秸秆一起消除。
本发明还涉及一种工具(如施加一种化学品、优选一种除草剂的一种杂草抹药机)和/或一种化学品(例如除草剂，优选为内吸性的一种除草剂)用于防止或减少包括更矮雌性(雄性不育)植株和更高能育植株的田地中的这些更高能育植株在开花期(优选开花期结束)与收获期之间的正常发育以用于生产杂种种子、尤其杂种谷物种子的用途，其中在开花期与收获期之间将该化学品(例如除草剂)至少一次施加到在这些更矮雌性植株的高度上方延伸的这些更高能育植株上。该工具是在授粉之后施加的。
本发明还涉及一种工具(如施加一种化学品、优选一种除草剂的一种杂草抹药机)和/或一种化学品(例如除草剂，优选为内吸性的一种除草剂)用于防止或减少包括更矮雌性(雄性不育)植株和更高能育植株的田地中在开花期(优选开花期结束)与收获期之间由能育植株进行的自花受精的种子的生产以用于生产杂种种子、尤其杂种谷物种子的用途，其中在开花期与收获期之间将该化学品(例如除草剂)至少一次施加到在这些更矮雌性植株的高度上方延伸的这些更高能育植株上。该工具是在授粉之后施加的。
这些用途旨在将最终生产的种子储备中的自花受精的雄性种子的这种比例具体地限制在一个阈值以下，优选地在符合一种监管杂种性水平的一个值以下。
该方法涉及生产杂种小麦，但不限于从两种近交亲本系生产杂种，该方法还应该用于生产复合杂种：三交杂种(three way hybrid)、双交杂种…
详细说明
使雌性(雄性不育)植株与雄性能育植株杂交包括将两种群体的种子紧密邻近播种以便确保高水平的异花授粉。本发明的兴趣之一是使得一种混合播种或近行播种或另一种播种方法“接近混合播种”成为可能，同时允许限制最终收获物中的不想要的种子，同时甚至增加在杂交时能育植株与花粉可用性的比率。
在一个第一实施方案中，使雌性(雄性不育)植株与雄性能育植株杂交包括将这些种子作为一种混合物播种在该实施方案中，播种处于适当比例的雌性(雄性不育)植株和雄性能育植株的种子的一种混合物。
在一个第二实施方案中，使雌性(雄性不育)植株与雄性能育植株杂交包括将雌性(雄性不育)种子和雄性能育植株种子条播在单独的行或列中。优选地，将雌性(雄性不育)植株的种子和雄性能育植株的种子平行条播。作为一种替代，将雄性种子和雌性种子相继播种在同一或“共同”行上。还有可能使用一种类型的若干行或列播种雌株和雄株，然后使用另一类型的若干行或列播种雌株和雄株，以此类推，其中若干被优选地维持在一个较低水平下以便确保“紧密邻近”，具体地说由同一种子类型的2列或更多列组成。
限制来自雄性植株的种子储备包括使一种工具在更矮雌性植株的高度上方、但在更高雄性能育植株的高度水平下方延伸。
在一个优选的实施方案中，该工具将一种化学品(优选除草剂)施加到这些更高雄性植株上或具有将一种化学品(优选除草剂)施加到这些更高雄性植株上的一种装置，优选地通过与在这些更矮雌性植株的高度上方延伸的这些植株相接触。在另一个实施方案中，该工具切割在这些更矮雌性植株的高度以上的这些更高雄性植株。作为举例，利用一种“杂草抹药机”，其是包括一个可移动的水平杆或支撑件的一种装置，其优选地是电动机驱动的或通过一个电动机驱动的车辆支撑的。放置该杆的高度优选地是可调整的以便用于使用者将它的高度调整至这些植株的高度，优选地能够在行进通过一种作物时被改变。该杆或支撑件优选地被设计成将一种化学品(优选一种除草剂)递送到与该杆或支撑件相接触的这些植物上。例如，该杆或装置包括一个辊子或刷子或一个绳子或一个海绵或一个叶片和/或类似物，并且一种化学品(优选一种除草剂)被滴或浸渍到其上。适用于本发明或适于本发明的杂草抹药机描述于文献中，例如：CA 2 313 068、GB 2 305 590、US 4 485 588、WO 95/21524、WO 83/00601、EP 058 612、US 4 332 107、US 4 208 835、AU 2006203431。
一种替代可以是使用一种切割工具，例如具有非常高的切割水平的一种收割机以便特别地除去这些更高雄性植株，或例如使用一种玉米去雄机。该工具是可移动的，优选地是电动机驱动的或通过一个电动机驱动的车辆支撑的。放置该切割工具的高度优选地是可调整的以便用于使用者将它的高度调整至这些植株的高度，优选地能够在行进通过一种作物时被改变。
在一个实施方案中，该工具如该杂草抹药机或该切割工具是电动机驱动的并且具有装置来在行进通过一种作物时将该工具的高度自动地调整至这些植株的高度。这些装置包括用于检测这些雌性植株和/或雄性植株的高度的传感器并且根据由这些传感器恢复的数据来调整这些装置的高度。
本发明中的种子可以作为具有5％或更多雄性种子、优选约50％、40％、30％、20％、15％、10％或5％雄性种子的一种混合物来播种。它们还可以条播于行或列中，同时遵循该比例。
在播种或杂交时雄性能育种子或植株对雌性(雄性不育)种子或植株的比例可以从约5％/约95％至约50％/约50％变化。通过使用精密农业工具，该比例和其他参数如播种密度可以不断适应杂种生产田地以便根据土壤和其他环境数据确保最佳杂种种子产率。
本发明可以具体地应用于谷物，具体地说燕麦、小麦、大麦、水稻、斯佩尔特小麦(spelt)、黑小麦、小米、黑麦、或油菜。本发明涉及自花受精的杂种谷物：燕麦(oat)(燕麦(Avena sativa)，包括拜占庭(byzantine)；裸燕麦(Avena nuda)；粗燕麦(Avenastrigosa))、大麦(barley)(大麦(Hordeum vulgare))、水稻(稻(Oryza sativa))、小麦(wheat)(小麦(Triticum aestivum))、硬粒小麦(Triticum durum)(硬粒小麦(Triticumdurum))、斯佩尔特小麦(spelt)(斯佩尔特小麦(Triticum spelta))、以及黑小麦(triticale)(黑小麦(Triticosecale))。本发明还可以涉及部分自花受精的植物，例如油菜(芸苔属)。
一旦这些雌性植株已足够授粉或一旦这些雌性植株开花结束就可以使用该工具。该工具因此可以在这些雄性不育植株的开花期开始之后且优选在开花期结束时或开花期后使用。它可以在这些种子的开花期与收获期之间的任何时间使用。可以例如使用一种切割工具来进行一种机械消除并且该切割工具的作用是即时的，可以在开花期与收获期之间的任何时间进行消除，然而，为了优化该作物中的这些雌性(雄性不育)植株的发育，优选在开花期之后尽可能早地进行该消除。一种化学品(例如除草剂)处理需要一些时间来影响植株，这样使得施加时间在收获之前取决于该化学品(例如除草剂)的作用速度、化学品(例如除草剂施加)的数量、天气条件等被确定为有效的，并且再次，为了优化该作物中的这些雄性不育植株的发育，优选在开花期之后尽可能早地进行该化学品处理。一般来说，该消除(机械和/或化学)将优选地在开花期与开花期之后达30、20或10天之间施加。
所使用的除草剂是任何除草剂或在开花期开始之后或在开花期后且在上述条件下能够通过所进行的施加或有效损害或终止植株生长和谷物的种子发育的任何其他化学品。优选地，该除草剂是通过与植株的接触作用进入植株的一种内吸性除草剂。优选地，该除草剂能够在此发育阶段杀死植株。作为一个实例，该除草剂是草甘膦或草铵膦，优选地该除草剂是草甘膦。该除草剂可以施加一次或以若干施加(至少两个，例如2或3)来施加。一种佐剂可以添加至该除草剂以便改进其效率，例如改进除草剂与植株的接触，并且可以是有益的。因此，可以添加一种组分以用于改进除草剂到植株中的渗透性和扩散以使内吸作用更有效地发生。
可以使用能够破坏更高植株的其他组分，例如干燥剂。当已经使用该工具一次或更多次时，可以进行这些存活雄性植株的一种另外的人工去除。
根据一种特征，限制来自自花受精的雄性植株的种子的比例进一步包括在收获这些种子之后对这些种子的一种选择以便除去自花受精的雄性种子，例如使用一种形态标准或特征如种子(具体地说早熟干燥的或皱缩的种子)的大小或密度或形状或组成和/或一些其他方面和/或使用一种表型特征例如颜色进行选择。这些早熟的或皱缩的种子可以来自除草剂的作用，具体地说但不限于由受除草剂影响但未完全破坏的分蘖产生的穗。来自雄株的次生分蘖也应该获得种子，如果它们的成熟期关于主分蘖足够延迟，但这些种子应该在收获时未成熟：更小和/或更绿。雄性种子的这种消除可以使用任何已知的方法来进行。最容易的方式可以是在存在大小或其他方面的显著差异的任何时候通过大小或密度分类并且这样可以允许消除较小种子或皱缩的种子。
因此，在一个优选的实施方案中，在收获之后，根据这些种子的大小或密度进行这些种子的一种选择以便选择根据它们的大小最大的种子或根据它们的密度更密的种子。这样允许相较于该作物中的结实，提高所收获的种子中杂种种子的比例。
根据一种特征，限制自花受精的雄性种子还包括使用与植株的雄性组和/或与植株的雌性组相关的一种表型标记，并且该标记分别单独地使用抑或与大小或其他方面一起使用以便丢弃或保留由来自在雄性不育植株组上产生的杂种种子的植株的雄性组的自花受精产生的种子。
一种表型标记优选地与植株的雄性不育组缔合，并且该标记用于进一步丢弃由来自这些杂种种子的植株的自花受精授粉的雄性组产生的种子。
根据本发明的一个具体特征，杂交是用一种雄性植株进行的，该雄性植株是针对更好异花受精能力选择的一种杂种植株。
杂种种子的认证要求至少给定百分比的收获的种子来自异花受精而不是来自自花受精。因此对于小麦、大麦、油菜、黑小麦和水稻，欧洲认证的杂种商业化的杂种性限制当前是90％。如果假定，在一种经典混合林木生产系统中，雄株的自花受精的频率是雌株的异花授粉的两倍，则这些雄性种子不应超过所播种的总亲本种子的一些5％以使所收获的种子保持高于90％杂种性阈值。播种的雄性种子关于雌性种子的这种比例可以由于在开花期之后和收获之前这些雄性植株的消除以及由植株的雄性组的自花受精授粉产生的种子的可能消除而增加。本发明的方法是通用的并且允许获得具有希望百分比的不想要的雄性种子的一种收获物，并且该值可以是例如在根据本发明处理收获的种子之后关于总计收获的种子约15％、10％、5％、4％、3％、2％或1％。
本发明的方法提供主要优点来优化在一种特定作物中、在一个特定区域或更一般地在关于受精和杂种种子生产和产率的预期结果情况下针对雄性和雌性近交系的一种特定组合中的这种杂种生产播种的雄性/雌性植株的比例。该方法允许具有一种更好的结实，这是由于雄株与雌株之间的紧密相邻以及由于雄性植株与雌性植株之间的更有利的比例所致的良好花粉传播。任何作物上的花粉密度应该被改进为对防止来自外来花粉的外来授粉以及关于所收获的种子储备的纯度的结果具有积极作用。另一种移除应该是得到一种更容易的播种方案，因为使得播种雄性种子和雌性种子的一种混合物称为可能并且这是比条播条带更容易且最具成本效益的。另一个优点是所产生的杂种将产生更多，因为它们包含更多的杂种种子，这些杂种种子比这些雄性种子进行更多。
用于本发明的方法的谷物系可以有利地是矮生植物、半矮生植物或双矮生植物或另外并且在降低的或增强的高度的任何遗传控制下。
两组植株之间的高度差异允许优化花粉从更高植株传播至更矮组植株，雌株可以是更矮的；然而，也可以使用标准雌株和更高雄性植株，也可使用更矮雄株和甚至更矮雌株或产生一种高度差异和一种所希望的杂种产物的任何其他组合。此外，作为一种混合物播种防止更高雄性植株的负载。
一般来说，该高度差异应该符合施加本身的技术要求并且可以被估计为潜在包括1米与10或20厘米或甚至更少之间。这些植株或一种作物的高度越均匀，所要求的高度差异可能就越小。这是5至20cm或甚至更小的一个高度差异也应该符合本发明的原因。另一方面，可能不利的是产生了较大高度差异，以及使用过高的雄性植株，这是由于存在倒伏的风险。因此，平均高度差异可以在从约5cm至约1m，具体地说从约10cm至约60cm，优选地从约20cm至约50cm的范围内。
雄株与雌株之间的高度差异的产生和使用可以通过许多不同的方式来获得，这些方式是本领域的技术人员已知的。在小麦中许多矮生和半矮生基因是已知的，例如：
○来自日本“农林(Norin)10号”品种的Rht1(现在命名为Rht-B1b(4BS))和Rht2现在命名为RHT-D1b(4DS))，Rht1皮尔斯斯蒂芬(Pearce Stephen)(2011)，六倍体小麦中的Rht-1矮生基因的分子表征(Molecular Characterization of Rht-1 Dwarfing Genes inHexaploid Wheat).植物生理学(Plant Physiol)，第157卷，第1820-1831页。
○Rht1s(Rht-B1d)，来自埼玉(Saitama)27沃兰德AJ(Worland AJ)和彼得罗维奇S(Petrovic S)(1988)，来自品种埼玉27的赤霉酸不敏感的矮生基因(The gibberellicacid insensitive dwarfing gene from the varietySaitama 27).荷兰植物育种杂志(Euphytica)38:55-63.(Rht1的等位基因)。
○来自大拇指汤姆(Tom Thumb)的称为Rht-B1c(4BS–Rht-B1b的等位基因)的Rht3，(参见克莱尔(Kleijer)等人(1984)，荷兰植物育种杂志33 107-112)。
○来自品种“赤小麦(Akakomugi)”的Rht8(2DS)，加斯佩里尼(Gasperini)等人(2012)，面包小麦中Rht8的遗传和生理学分析——具有对油菜素类固醇的降低的灵敏度的半矮秆的一种替代来源(Genetic and physiological analysis of Rht8 in breadwheat an alternative source of semi-dwarfism with a reduced sensitivity tobrassinosteroids).实验植物学杂志(Journal of Experimental Botany).第63卷12期第4419-4436页。
○Rht9(7BS)，来自品种“赤小麦”，埃利斯M.H.(Ellis M.H.)等人，(2005)面包小麦中赤霉素应答性矮生基因的分子作图(Molecular mapping of gibberellin-responsive dwarfing genes in bread wheat).理论与应用遗传学(Theoretical andApplied Genetics)，111:423–430。
○来自品种“太古”的称为Rht-D1c(4DS)的Rht10，和泉N(Izumi N)等人，普通小麦中的矮生性的遗传分析(Genetic analysis of dwarfness in Triticum aestivumm L).Ai_Bian 1，31，38-48(1983)。
○以及其他RHT4(2BL)、RHT5、RHT7(2A)、RHT12(5AL)、RHT13(7BS)、RHT14、Rht12。
但是矮生植株也可以通过经由在植株育种群体中或从高度QTL(数量性状基因座)或GMO(遗传修饰的生物体)策略的一种聚合选择较矮植株进行的简单选择来获得。
在大麦中，影响植株高度的许多突变也是已知的，参见弗兰克韦亚克(Franckowiak)等人，(1987)，关于半矮生大麦收集的协调人报告(Coordinator’s reporton the semi-dwarf barley collection)，大麦遗传新闻(Barley Genet News)17:114-115。最频繁使用的矮秆基因是：
Ari-e GP；Uzu、Sdw1、Sdw3(2HS)哥特瓦尔德(Gottwald)等人，(2004)大麦的赤霉酸不敏感的矮生基因sdw3位于显示与水稻染色体7L的高共线性的区域中的染色体2HS上(The gibberellic-acid insensitive dwarfing gene sdw3 of barley is located onchromosome 2HS in a region that shows high colinearity with rice chromosome7L)，分子遗传学和基因组学(Mol Gen Genomics)第4期，271:426-436，
矮生大麦也可以通过经由在植株育种群体中或从高度QTL(数量性状基因座)或GMO(遗传修饰的生物体)策略的一种聚合选择较矮植株进行的简单选择来获得。
用于这种方案的系可以是无论怎样产生的较矮植株或较高植株或矮生植株或半矮生植株或双矮生植株并且在任何模式的遗传控制下。本发明可以以一种不育矮系的产生开始。
基本上，该方法要求一种雌性(雄性不育)植株。用于产生这类植株的若干方法已经进行了描述并且是本领域的技术人员已知的。
在小麦中使用细胞质雄性不育(CMS)的一些方案描述于马安(Maan)和卢肯(Lucken)(1972)，用于杂种小麦研究的相互作用雄性不育恢复系统(Interacting malesterility restoration Systems for hybrid wheat Research)，作物科学(CropScience)第12卷，弗兰克韦亚克等人，(1976)，关于利用粗山羊草细胞质的杂种小麦的提议(A proposal for Hybrid Wheat Utilizing Aegilops squarrosa L.Cytoplasm)，作物科学，第16卷，第725-728页。关于综述，参见惠特福德(Whitford)等人，(2013)，小麦中的杂种育种：用于提高杂种小麦种子生产的技术(Hybrid breeding in wheat:technologies toimprove hybrid wheat seed production)，实验植物学杂志，在线2013年10月31日。
CMS的使用已经用于在大麦中产生杂种：阿霍卡斯H.(Ahokas H.)(1998)，大麦，杂种栽培品种演化(Barley,Hybrid Cultivar development)：邦高(BANGA)，S.S.–邦高S.K.(编辑)，Narosa新德里，印度，第316-331页。该系统使用两种CMS细胞质，已知的msm1和msm2。对于两种不育基因Rfm1a(6H)的育性恢复是已知的。分别参见阿霍拉斯H.(AhorasH.)(1979)大麦中的细胞质雄性不育(cytoplasmic male sterility in barley).msm1细胞质中不育的III维持和育性的恢复(III maintenance of sterility and restorationof fertility in the msm1cytoplasm)，荷兰植物育种杂志(Euphytica)28，409-419；阿霍拉斯H.(1982)，大麦中的细胞质雄性不育XI-msm2细胞质(Cytoplasmic male sterilityin barley XI the msm2cytoplasm)，遗传学(Genetics)102:285-295；松井K.(Matsui K.)(2001)大麦(Hordeum vulgare L.)中细胞质雄性不育的育性恢复基因座(Rfm1)的分子作图(Molecular mapping of a fertility restoration locus(Rfm1)forcytoplasmicmale sterility in barley(Hordeum vulgare L.))，理论与应用遗传学(Theor ApplGenet)，102:477-482。
杂种谷物的生产可以是基于遗传雄性不育(GMS)并且要求在同一基因处对一种隐性gms等位基因为纯合的一种雄性不育植株与对一种显性GMS(即，野生型、正常、能育)等位基因为纯合的一种雄性能育系的杂交。
使用GMS系统生产雄性不育植株的其他方式在谷物中存在。这些策略中的大多数是基于使用所谓的保持系(maintainer line)，该保持系在自花授粉时得到一定百分比的用于杂种生产的雌性(雄性不育)植株和一定百分比的保持植株，这些保持植株可以用于进一步生产不育植株。
在小麦中使用GMS可涉及：
○隐性ms1(4BS)
○来自帕格斯利(Pugsley)品种的ms1a，苏内索恩(Suneson)等人，在杂交育种中使用帕格斯利的不育小麦(Use of Pugsley’s Sterile wheat in Cross breeding)，作物科学2(6):534-535.，
○来自普罗布斯(Probus)突变体(电离辐射突变体)的ms1b，德里斯科尔CJ(Driscoll CJ)(1975)六倍体小麦中的两种染色体雄性不育突变体的细胞遗传学分析(Cytogenetic analysis of two chromosomal male-sterility mutants in hexaploidwheat).澳大利亚生物科学杂志(澳大利亚生物科学杂志)28:413-416，
○来自基石(电离辐射突变体)的ms1c，巴罗KK(Barlow KK)和德里斯科尔CJ(1981)涉及六倍体小麦中的两种染色体雄性不育突变体的连锁研究(Linkage studiesinvolving two chromosomal male-sterility mutants in hexaploid wheat).遗传学98:791-799，
○ms1d(FS2，EMS突变体)、ms1e(FS3)、ms1f(FS24)EMS突变体，来自克林德沃特(Klindworth)等人，六倍体小麦的四种突变体中遗传雄性不育基因的染色体定位(Chromosomal location of genetic male sterility genes in four mutants ofhexaploid wheat)，作物科学，2002，42(5):1447-1450，
○来自兰州(Lanzhou)的ms1g(周KJ等人，(2008)，小麦(triticum aestivum L.)中的一种新的雄性不育突变体LZ(A new male sterile mutant LZ in wheat(triticumaestivum L).荷兰植物育种杂志159(3):403-410)。
补偿对雄性能育性的ms1作用可以涉及：
-来自黑麦属谷物(Secale cereal L.)的5r(使用一种显性可视标记(毛花梗(hairy pedoncule)，hp)，
-2RS，通过黑麦进行的小麦的基石雄性不育的育性补偿(fertilitycompensation of Cornerstone male sterility of wheat by rye).候塞因MA(HossainMA)和德里斯科尔CJ遗传学1983年5月；104(1):181–189.，
-4E，参见周KJ(2006)的公开，生产杂种小麦的4E-ms系统(The 4E-ms system ofproducing hybrid wheat).作物科学46，250-255。
○显性Ms2(4DS)Ta1，邓(Deng)和高(Gao)，在小麦育种中使用一种显性雄性不育基因(The use of a dominant male sterile gene in wheat breeding).中央研究院农业气象学学报(Acta Agrom Sinica)6:85-98(1980)；刘B.(Liu B.)等人，针对小麦中的雄性不育的一种显性基因(A dominant gene for male sterility in wheat).植物育种(Plant Breed)97:204-209(1986).显性Ms3(5AS)(雄性不育EMS突变体KS87UP9)马安SS等人，针对小麦中的雄性不育的一种显性基因的染色体臂定位和基因着丝点距离(chromosome arm location and gene centromere distance of a dominant gene formale sterility in wheat).作物科学27 494-500(1987)；
○显性Ms4(4DS)，普通小麦中的第三显性雄性不育基因(third dominant malesterility gene in common wheat)，马安SS，吉安尼SF(Kianian SF)，小麦情报服务社(Wheat Information Service)，93:27-31；
○隐性ms5(3AL)(FS20，EMS突变体)，来自克林德沃特(Klindworth)等人，(六倍体小麦的四种突变体中遗传雄性不育基因的染色体定位(Chromosomal location ofgenetic male sterility genes in four mutants of hexaploid wheat)，作物科学(CROP SCIENCE)，2002，42(5):1447-1450。
存在其他雄性不育系统，但不育是基于外部条件：来自郭(Guo)等人，2006(理论与应用遗传学112:1271-1276)的wptms1(5B)和wptms2(5B)以及来自陈(Chen)等人，(生物医学与生物技术(Biomed&Biotechnol))的Wptms3(1BS)是温光敏感性的。
已经在大麦中鉴别了许多基因或遗传雄性不育基因，参见阿霍卡斯H.(1998)，大麦，杂种栽培品种演化(Barley,Hybrid Cultivar development)：邦高，S.S.–邦高S.K.(编辑)，Narosa新德里，印度，第316-331页。
遗传DNA标记可供用于这些突变中的大多数(如果不是全部)，但表型(即可视)标记也可用于追踪例如补偿一种gms基因的存在的等位基因。与蓝色果皮或红色相关的一些标记存在并且可以用于例如促进不育或能育种子的回收。
a-使用染色体附加系来补偿基因雄性不育：
用于产生杂种的这种方法是最初在大麦中发展的，拉梅奇R.T.(Ramage R.T.)(1965，1991)，用于在杂种种子生产中使用的平衡三级三体(Balanced tertiarytrisomics for use in hybrid seed production)，作物科学5:177-178。大麦育种中的染色体操作(Chromosome manipulation in barley breeding)，第18章，植物中的人色体工程：遗传学、育种、进化(Chromosome Engineering in Plants:Genetics,Breeding,Evolution)，帕尔P.K.古普塔(par P.K.Gupta)，T.土屋(T.Tsuchiya)出版，第385-400页。
在小麦中，使用附加系的第一实例描述于迪斯克罗尔(Discroll)(1972，1985，1986)的XYZ系统中，生产杂种小麦的XYZ系统(XYZ system of producing hybrid wheat)，作物科学12:516-517(1972)；产生杂种小麦的改良的XYZ系统(Modified XYZ system ofproducing hybrid wheat)，作物科学第25卷第1115-1116页(1985)；杂种品种的种子生产中的细胞核雄性不育系统(Nuclear male sterility systems in seed production ofhybrid varieties)，植物科学的CRC锐评(CRC Critical Reviews in Plant Sciences)，第3卷，第3期，第227-256页；以及德里斯科尔(1986)。该系统是基于使用雄性不育的一种同源隐性突变和使用一种“恢复”系，该恢复系在根据XYZ系统的型式的一个或两个拷贝中含有携带“恢复”基因的一个附加染色体。
补偿染色体也可以包含一种表型标记，例如来自黑麦属谷物的染色体5R的毛颈标记(hairy neck marker of the chromosome 5R from Secale cereal L).迪斯克罗尔(1972)，候塞因和迪斯克罗尔(1983)，通过黑麦进行的小麦的基石雄性不育的育性补偿.遗传学104:181-189。育性恢复基因的其他起源已经在德里斯科尔(1985)中进行了测试，一种修饰的大麦染色体的乌拉尔图小麦(Triticum urartu)Jakubz的α臂等臂染色体、染色体4或长臂等臂染色体(The alpha-arm isochromosome of Triticum urartu,Jakubz,Chromosome 4or the long arm isochromosome of a modified barley chromosome4HmL)。
一种表型颜色遗传标记可以被添加至先前描述的系统以便追踪子代中的补偿基因；该标记可以允许分离子代中的种子，如WO 92/01366中所描述。表型颜色标记可以是来自长穗偃麦草(gropyron elongatum)的染色体4的蓝色糊粉(4g)，参见泽勒(Zeller)等人，(1991)，理论与应用遗传学81(4):551-8；以及泽文A.C.(Zeven A.C.)，(1991)，具有紫色和蓝色谷粒的小麦：综述(Wheats with purple and blue grains:a review)，荷兰植物育种杂志56:243-258。这种蓝色标记被易位到4-显性等位基因-来自沙达小麦(Triticumthaoudar)、单粒小麦(Triticum monococcum)或乌拉尔图小麦的染色体上。该易位的染色体进一步用作XYZ系统中的一个附加染色体。
描述于周KJ等人(2006)，生产杂种小麦的4E-ms系统(The 4E-ms system ofproducing hybrid wheat).作物科学，250-255中的4E/MS系统使用具有“基因剂量效应”和显性野生型类似物MS1的一种附加系：携带来自冰草属的基因Ba的蓝色糊粉颜色的4E(长穗偃麦草)(博尔顿EF(Bolton EF)(1968)六倍体小麦中蓝色糊粉和紫色果皮的遗传(Inheritance of blue aleurone and purple pericarp in hexaploid wheat).博士论文(PhD diss.)科罗拉多州立大学(Colorado Stat Univ.)福特柯林斯(Fort Colins CO)，其补偿雄性不育等位基因ms1的存在。
一种类似的系统已经由黄S.S.等人(1991)开发，面包小麦中的一种蓝色标记的细胞核雄性不育系及其保持系的演化(The development of a blue marked nucleus malesterile line and its maintainer in bread wheat)，中央研究院农业气象学学报17:81-87。
与不育相关的表型标记还可以被连接至植株大小基因，如一种rht突变。例如，蓝色种子标记可以被添加至含有雄性不育的显性Ms2基因和Rht-D1c(矮秆)的一个染色体。田(Tian)和刘(Liu)(2001).硬粒小麦和普通小麦中具有一种蓝色种子标记的显性细胞核雄性不育系的演化(Development of dominant nuclear male-sterile lines with a blueseed marker in durum and common wheat)，植物育种120，79-81。这种附加系的潜在用途在以下中进行了论述：蒲宗君等人，(2005).关于在普通小麦中培育具有一种蓝色种子标记的显性细胞核矮雄性不育系的研究，小麦信息服务编号99:46-50。
b-附加代换系的使用。
用于获得杂种谷物的另一种方式在WO 92/01366中进行了描述。对于含有针对不育的隐性突变的4B以及含有蓝色标记和恢复基因的附加易位的4染色体为纯合的恢复系自花授粉以便获得对于含有携带该隐性突变且无颜色标记的4B和含有该易位的染色体为纯合的一种代换系2n。
一种衍生方案由以下描述：金(King)等人，(1991)，诱导优先传递的沙融山羊草(Aegilops sharonensis)染色体4S的雄性不育基因中的一种突变及其用于杂种小麦生产的应用(Induction of a mutation in the male fertility gene of thepreferentially transmitted Aegilops sharonensis chromosome 4S and itsapplication for hybrid wheat production)，荷兰植物育种杂志54:33-39。
在WO 93/13649中，描述了在两种4S染色体之间的交换之后由先前系产生的另一种育性恢复系。这种易位应当在使用具有同源染色体的改变的配对的一种小麦突变体的情况下获得,例如(ph1或ph2)，萨顿T.(Sutton T.)(2003)，植物杂志(The Plant Journal)36，443-456；埃布尔J.(Able J.)(2006).植物科学趋势(Trends in Plant Science)，第11卷第6期；以及绍翁-林珍(Choon-Lin Tiang)等人(2012)，植物生理学(Plant Physiol)，第158卷，第26-34页。
用于产生小麦杂种的其他不同的方式在WO 03/057848中进行了描述。
用于产生雄性不育植株或雌性植株的一些GMO策略描述于WO 2005/005641中(还参见惠特福德等人，(2013)小麦中的杂种育种：用于提高杂种小麦种子生产的技术，实验植物学杂志，10月31日公开的预先访问)。
本发明还可以使用更茁壮的一种雄性植株来实施，这样使得杂种可以得到更好的授粉。该杂种雄株必须是不育雌株的完全恢复者。例如，如果该雌株不育是基于纯合隐性ms(如在4E-ms中)，则该雄株需要是纯合野生型。
如之前所解释，雄性植株可能在收获时仍然存在，并且所收获的种子储备可能仍然包括自花受精的雄性种子。表型标记或种子加工可以用于在收获之后帮助除去那些不想要的种子并且提高商业产品中的杂种种子的水平。
例如，可以使用一种种子清选设备、种子筛选、一种种子分选机、一种重力分选台、抽吸、一种齿槽分选机、一种光学种子分选机。例如，可以使用具有TGW(千粒重)的可感知差异的亲本系，并且选择可以在一种“佩特库斯”分离器装置上进行(US 8,502,019)。
另一个实例是使用红色/白色谷粒颜色基因(谢尔曼J.D.(Sherman J.D.)等人(2008)：小麦中用于麦粒颜色基因的微卫星标记(Microsatellite markers for kernelcolour genes in wheat).作物科学，48:1419–1424)：小麦种子的红色颜色通过在三种基因即R-A1b(在染色体3AL上)、R-B1b(在3BL上)以及R-D1b(在3DL上)中的一个或多个处的显性等位基因控制(谢尔曼等人，2008)。存在这些红色等位基因的一种“剂量效应”：由一种种子携带的红色等位基因越多，红色颜色的强度就越高。白色颜色可以在3个基因座(r-a1b、r-b1b和r-d1b)处不存在红色等位基因的情况下获得。
红色颜色是使用二倍体果皮组织的染色母系表达的。它意味着无论杂交是什么，这些F1种子都将具有与母本相同的颜色。取决于种子颜色和谷粒硬度，所产生的小麦籽粒以及从其碾磨的随后面粉可以被定向到不同的市场类别中：红色和白色籽粒的小麦是特定市场优选的。
因此有可能通过使用这些雄性种子与杂种种子之间的种子颜色差异来将(如果不是全部)大多数这些雄性种子从一个杂种种子批中分选出来，例如：
·使用一种白色种子的雄性系(纯合的r-a1b、r-b1b和r-d1b)和一种红色种子的雌性系(纯合的R-A1b、r-b1b和r-d1b/r-a1b、R-B1b和r-d1b/r-a1b、r-b1b和R-D1b/R-A1b、R-B1b和r-d1b/R-A1b、r-b1b和R-D1b/r-a1b、R-B1b和R-D1b或R-A1b、R-B1b和R-D1b)，这些杂种种子将是红色的并且来自自花授粉的雄性种子将是白色的。
·使用一种红色种子的雄性系(纯合的R-A1b、r-b1b和r-d1b/r-a1b、R-B1b和r-d1b/r-a1b、r-b1b和R-D1b/R-A1b、R-B1b和r-d1b/R-A1b、r-b1b和R-D1b/r-a1b、R-B1b和R-D1b或R-A1b、R-B1b和R-D1b)和一种白色种子的雌性系(纯合的r-a1b、r-b1b和r-d1b)，这些杂种种子将是白色的并且来自自花授粉的雄性种子将是红色的。
·使用一种淡红色种子的雄性系(纯合的R-A1b、r-b1b和r-d1b/r-a1b、R-B1b和r-d1b/r-a1b、r-b1b和R-D1b)和一种暗红色种子的雌性系(纯合的R-A1b、R-B1b和R-D1b)，这些杂种种子将是暗红色的并且这些自花授粉的雄性种子将是淡红色的。
·使用一种暗红色种子的雄性系(纯合的R-A1b、R-B1b和R-D1b)和一种淡红色种子的雌性系(纯合的R-A1b、r-b1b和r-d1b/r-a1b、R-B1b和r-d1b/r-a1b、r-b1b和R-D1b)，这些杂种种子将是淡红色的并且这些自花授粉的雄性种子将是暗红色的。
第一杂种的下一代(F2)种子在任何情况下将是红色的，因为这些杂种植株对于三种红色基因中的一种将是纯合的。
该种子分选可以使用能够使白色种子与红色种子分离或使淡红色种子与暗红色种子分离的任何常规光学分选机来实现。使用NIR针对这些颜色分选种子描述于王(Wang)等人，(1999)，通过使用近红外反射光谱谷物化学进行的单粒小麦颜色分类(Single WheatKernel Colour Classification by Using Near-Infrared reflectance SpectraCereal Chemistry)，第76卷，第1期。
种子还可以在一个特定筛网(例如2.8mm)上根据其大小进行分选以便除去最小的或皱缩的种子，这些最小或皱缩的种子通常具有比这些杂种更短的大小。
本发明现在将使用非限制性实例进行描述。
图1是一个田间实验的图解。
实例1：小麦
为了产生所希望的高度差异，使用可供用于小麦中的矮生基因。使用一种双矮生雌株Rht-B1b/Rht-B1、Rht-D1b/Rht-D1b(具有加性效应的等位基因)与一种野生型雄株Rht-B1a/Rht-B1a、Rht-D1a/Rht-D1a的组合。优选地，该野生型雄株不易于倒伏。优先地，该Rht-B1b/Rht-B1a、Rht-D1b/Rht-D1a杂种被选择为具有接近于一种商业品系(主要是Rht-B1b/Rht-B1b、Rht-D1a/Rht-D1a抑或Rht-B1a/Rht-B1a、Rht-D1b/Rht-D1b)的高度的一个中间高度。
测定在开花期后通过草甘膦施加进行的种子储备减少
·关于不同基因型的田间测试
在开花期后，将5种欧洲冬小麦优良系的植株通过向穗手动施加浸渍有120g/l的草甘膦溶液的一个刷子来进行处理(在英国被推荐用于杂草除去)。在完全成熟时，收获处理的和未处理的植株的来自主茎以及来自分蘖的穗并且测定它们的能育性且将能育性表示为种子/小穗的数量比。对于5种优良系中的每种，收获来自未处理的植株的7至12个重复和来自处理的植株的20至24个重复。
如可以从上表中得出结论，来自未处理的植株的种子/小穗的平均数量(平均值)是1.93(标准偏差0.66)，并且来自处理的植株的穗的能育性是2.13(标准偏差0.58)。未处理的植株和处理的植株的结实无统计学差异。这一除草剂处理实验未显著降低所收获的每穗种子的数量。
然而，相较于未处理的穗的这些种子，处理的穗的这些种子皱缩。这些皱缩的种子具有更小大小并且相对易于在收获后种子加工期间除去。皱缩的种子不太可能发育成一个正常植株。来自处理的穗的平均78.2％的种子(120粒测试的种子/品系)是不可存活的(不发芽)，与之相比来自未处理的穗的15.0％的种子(60粒测试的种子/品系)是不可存活的。
·除草剂施加时间的温室测试
在温室中通过在4个以下发育阶段用一个浸湿的防滴刷子将120g/l的草甘膦溶液施加至栽培品种Apache的植株的主穗来进行一个实验：
·在开花期时的主穗(处理1)，
·在开花期后的主穗，但在开花期时无次生分蘖(处理2)，
·在开花期后的主穗，在开花期时一个或多个次生分蘖(处理3)，
·在开花期后的主穗，在开花期后一个或多个次生分蘖(处理4)，
将每次处理至少10个穗用草甘膦处理。收获主穗(进一步称为“来自主茎的穗”)以及来自分蘖的穗(进一步称为“来自次生茎的穗”)并且将这些穗脱粒以便测定结实/穗。
如可以从以上表2中观察到，对于这些未处理的穗(对照)，在主茎上19个穗上的平均结实/穗是34.2并且在次生茎上28个穗上的平均结实/穗是25.9。
对于用处理1处理的这些穗，在这些主茎的穗上未产生种子，并且次生茎的穗上的结实相较于未处理的处理对照大大降低(平均10.8对25.9)。
对于用处理2处理的(即仅在开花期后处理的)这些穗，这些主茎的穗平均仅产生由未处理的穗产生的结实的19.6％。那些种子中的大多数是皱缩的(60％)。这些次生分蘖上的远非产生正常结实(14.2)。
对于用处理3处理的这些穗，这些处理的主穗的结实显示接近正常的能育性，但仅产生皱缩的种子。次生分蘖上的这些穗显示相对正常的能育性，但所产生的42.3％的这些种子是皱缩的。
对于用处理4处理的这些穗，在植株水平下在开花期后进行的草甘膦处理不会妨碍繁殖力，但在处理的主穗上，这些种子中的大多数是皱缩的(67.4％)。未处理的分蘖上的高结实可能是该植株内部的营养物重新分布的作用。
该实验的结论是在开花期后处理的每个穗能够结实，但是那些种子中的大多数(67.4％)是皱缩的并且将会在种子加工期间被消除。草甘膦在植株内部的扩散似乎影响同一植株上的一个未处理的穗的能育性，除非这些未处理的穗已经达到开花期。因为用草甘膦处理将仅在整个植株将已经终止开花时实施，所以未由该处理直接达到的每个穗应该能够产生大部分可存活的种子，但这些种子主要是皱缩的。即使未提供这些雄性种子的完全消除，使用草甘膦的一种开花期后处理也将显著减少雄性种子储备，从而使能提高该混合林木生产系统中的雌株/雄株比例。
产生可存活小植株的能力将在这些处理“未处理的”和“处理4”的种子的子集上进行测试。
已经在优良系Alixan上重复同一实验。
一种模拟的混合林生产中的田间测试
实施了用于杂种生产的一种模拟测试。一种矮商业品种(Courtot，纯合的Rht-B1b-Rht-D1b)(一种能育矮生品系)模拟《雌株》并且一种野生型高株商业品种(Alhambra，纯合的Rht-B1a-Rht-D1a)(一种能育中等高品系)模拟《雄株》。这两种品系具有类似的早熟性并且在播种时以以下比例混合：
·95％Courtot与5％Alhambra混合，
·90％Courtot与10％Alhambra混合，
·85％Courtot与15％Alhambra混合，
·80％Courtot与20％Alhambra混合，
包括分别具有100％Courtot和100％Alhambra的两种对照。
图1是田间实验的一个图解，每个框表示1.5m×6m的一个区块或小块土地，具有所播种的物种的描述：Courtot(仅播种Courtot种子)，Alhambra(仅播种Alhambra种子)，Courtot-AL-95/5(播种95％的Courtot与5％的Alhambra的一种混合物)，Courtot-AL-90/10(播种90％的Courtot与10％的Alhambra的一种混合物)，Courtot-AL-85/15(播种85％的Courtot与15％的Alhambra的一种混合物)，Courtot-AL-80/20(播种80％的Courtot与20％的Alhambra的一种混合物)。
图例：在田地上的位置通过使小块土地的在图1上的左侧的数字与在图1的底部的数字交叉来给出：
-位于13-18/2、13-18/5、7-12/3、以及1-6/4处的小块土地：无处理
-位于13-18/3、7-12/4、1-6/2、以及1-6/5处的小块土地：1次处理
-位于13-18/4、7-12/2、7-12/5(在结果中未考虑的小块土地)、以及1-6/3处的小块土地：2次处理。
在收获时，雌株上的结实被认为是实质杂种种子。该实验因此有点偏差，因为该实质杂种结实是相当最优的。用一个浸渍的海绵用单向施加(1次处理)或一种双向(相反)施加(2次处理)将120g/l的草甘膦在开花期后施加在《雄性》植株上。对于根据图1中所描述的田间实验的每种条件进行四个重复。
结果在表3中：在具有单独Alhambra的小块土地上，观察到一种中度至强倒伏，从而解释降低的产率。相比之下，在Courtot-Alhambra小块土地中未观察到Alhambra的倒伏：Courtot充当一种支撑。雄株的倒伏易感性因此可以在一种混合林木生产系统中显著降低。对Alhambra穗的处理(其结果是这些穗的结实减少)将这些混合的小块土地中的产率限制至达51.8％(混合Courtot-AL-80/20，2次处理)。该结果指示杂种生产中雄性植株的百分比必须加以限制以便限制对雌株产率的影响。
表3：用单独Courtot或Alhambra或courtot与Alhambra种子的混合物播种的小块土地的产率结果。结果呈吨/公顷。降低％是在一次或两次处理情况下播种的Courtot与Alhambra的一种组合关于无处理的相同条件的产率的降低。
Rht-B1b和Rht-D1b基因上的分子标记用于鉴别Courtot种子(表示模型中的杂种种子)和Alhambra种子(表示模型中的雄性种子)。对来自每块单独小块土地的24粒种子进行了分析并且结果在表4中示出。
由于高株雄性植株相对于较矮雌性植株的会合，对比在无处理的条件下播种的量，相对于雌性种子数量，雄性种子数量几乎翻倍。例如，在混合物“Courtot-Alhambra-90％/10％”中，Alhambra在播种时占这些种子的10％，但它们在收获时的比例上升至19.7％。在无雄株部分破坏或消除的情况下，具有高株雄株的一种混合林木生产将是不可行的。一种双重/双向施加似乎比一种单一施加更有效。例如，在混合物“Courtot-Alhambra-90％/10％”中且使用一种双向处理，收获时Alhambra种子的比例被降低至2.2％，其转换为97.8％的杂种性。在一种双重/双向施加的情况下，所收获的批次的《杂种性》总是高于90％。
表4：对于每种种子混合物和每种处理，在播种时和在收获时指示“雄性”种子(Alhambra)的百分比。实质杂种性被计算为“雌性种子”(Courtot)在所收获的批次中的百分比。处理0对应于无处理的批次，处理1对应于具有一次施加的一种草甘膦处理的批次，并且处理2对应于具有一种双向施加的草甘膦处理。“播种”对应于在混合播种中Alhambra种子的百分比，并且“收获”对应于在所收获的种子中Alhambra种子的百分比。
实例2：大麦
除草剂施加的初步测试在2013年夏季进行，在那时使用一种杂草抹药机将草甘膦以由提供商推荐的速率施加至更矮大麦批次中的高株大麦植株。观察到可以在不损害相同批次上存在的半矮生大麦植株的情况下破坏高株大麦。
在高株植株和更矮植株的一种混合物上用一种切割工具进行相同实验并且可以选择性的切割这些高株植株。
还在两种大麦品系(指定为基因型A和B)之间进行了一种杂种生产。使用一种分级装置将所收获的结实进行拌种。生产了具有较大种子大小的三种不同的种子等级：高于2.8mm、中等(即高于2.5mm)和小(即低于2.5mm)。这些种批的分子分析表明杂种种子主要在第一批中，具有更大种子大小。尚未分级的杂种种子的比例是72％，而在优良2.8mm子样品中杂种种子的比例是96％。
该实验表明使用一种种子分选装置能够提高所收获的种子批次中的杂种种子的比例。
Claims (22)
1.一种生产杂种谷物种子的方法，该方法包括使一片更矮的雌性(雄性不育)植株与一片更高的雄性能育植株杂交并且限制所生产的种子储备中的自花受精的雄性种子的比例，其中限制该自花受精的雄性种子比例包括在开花期与收获期之间使一种工具在这些更矮雌性植株的高度上方延伸，该工具接触矗立在该高度之上的这些雄性能育植株并且造成防止或减少其正常发育。
2.如权利要求1所述的方法，其中使雌性(雄性不育)植株与雄性能育植株杂交包括将这些种子作为一种混合物播种或将雌性(雄性不育)种子和雄性能育植株种子条播在共同或单独的行中。
3.如权利要求1或2所述的方法，其中所述工具将一种除草剂施加到矗立在这些更矮雌性植株的高度之上的这些能育植株上，优选地该工具是一种杂草抹药机。
4.如权利要求3所述的方法，其中所使用的该除草剂是内吸性的，优选地该除草剂包含草甘膦。
5.如权利要求1或2所述的方法，其中所述工具是一种切割工具。
6.如以上权利要求中任一项所述的方法，其中在播种或杂交时雄性能育种子或植株对雌性(雄性不育)种子或植株的比例可以从约5％/约95％至约50％/约50％变化。
7.如以上权利要求中任一项所述的方法，其中雌性(雄性不育)植株与雄性能育植株之间的高度平均差异在从约5cm至约1m，具体地说从约10cm至约60cm，优选地从约20cm至约50cm的范围内。
8.如以上权利要求中任一项所述的方法，其中该谷物是燕麦、小麦、大麦、水稻、斯佩尔特小麦、黑小麦、小米、黑麦、或油菜。
9.如以上权利要求中任一项所述的方法，其中所述工具是在这些雄性能育植株的开花期结束时或开花期后使用的。
10.如以上权利要求中任一项所述的方法，其中限制该自花受精的雄性种子比例进一步包括在收获之后使用一种形态特征和/或一种表型特征对这些种子进行一种选择以便除去不想要的自花受精的雄性种子。
11.如权利要求10所述的方法，其中一种表型标记与植株的雌性(雄性不育)和/或雄性能育组缔合，并且该标记用于进一步丢弃由来自这些杂种种子的自花受精的雄性植株产生的种子。
12.如以上权利要求中任一项所述的方法，其中限制该自花受精的雄性种子比例进一步包括在收获之后消除皱缩的种子。
13.如以上权利要求中任一项所述的方法，限制该自花受精的雄性种子比例进一步包括在收获之后根据这些种子的大小来选择这些种子。
14.如以上权利要求中任一项所述的方法，其中执行限制该自花受精的雄性种子比例以便获得至少90％的杂种种子。
15.一种除草剂(优选内吸性的，如草甘膦)用于防止或减少包括更矮雌性(雄性不育)植株和更高雄性能育植株的田地中的更高雄性能育植株在开花期与收获期之间的正常发育以用于生产杂种种子、优选杂种谷物种子的用途，其中在开花期与收获期之间将该除草剂至少一次施加到在这些更矮雌性(雄性不育)植株的高度上方延伸的这些更高雄性能育植株上。
16.一种从含有一片更矮雌性(雄性不育)授粉的植株与一片更高雄性能育植株的田地生产杂种谷物种子的方法，该方法包括在开花期与收获期之间使一种工具在这些更矮雌性植株的高度上方延伸，该工具将一种机械作用和/或一种化学品施加在这些更高雄性能育植株上，由此防止或减少矗立在该高度之上的这些雄性能育植株的发育。
17.如权利要求16所述的方法，其中在收获之后，执行使用一种形态特征和/或一种表型特征进行的这些种子的一种选择以便除去不想要的自花受精的雄性种子。
18.如权利要求17所述的方法，其中一种表型标记与植株的该雌性(雄性不育)和/或雄性能育组缔合，并且该标记用于进一步丢弃由来自这些杂种种子的自花受精的雄性植株产生的种子。
19.比授粉的雌株(雄性不育)更高的雄性能育植株在一种方法中的用途，其中通过机械和/或化学作用对这些更高的能育雄性植株进行破坏。
20.如权利要求19所述的用途，其中在收获之后，执行使用一种形态特征和/或一种表型特征进行的这些种子的一种选择以便除去不想要的自花受精的雄性种子。
21.如权利要求17所述的用途，其中一种表型标记与植株的雌性(雄性不育)和/或雄性能育组缔合，并且该标记用于进一步丢弃由来自这些杂种种子的自花受精的雄性植株产生的种子。
22.一种施加化学品以便防止或减少包括更矮雌性(雄性不育)植株和更高雄性能育植株的田地中的这些更高雄性能育植株在开花期与收获期之间的正常发育的工具的用途，其中在开花期与收获期之间将该化学品至少一次施加到在这些更矮授粉的雌性植株的高度上方延伸的这些更高雄性能育植株上。
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