CN106665331A - 玉米温热人工群体Suwan‑Lancaster合成的构建方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种玉米温热人工群体Suwan‑Lancaster合成的构建方法，包括以下步骤：选取分别来自Suwan和Lancaster类群的品系，经过人工有目的的杂交，合成温热玉米Suwan‑Lancaster群体，在自然隔离条件下自由授粉，连续进行4次遗传平衡，形成Suwan‑Lancaster原始群体C0，定名为苏兰C0。本发明的玉米温热人工合成Suwan‑Lancaster群体的产量遗传增益大和群体结构变异大；采用半同胞轮回选择法对Suwan‑Lancaster群体改良的3轮；同时，对改良过的群体直接选系，选育出一批优良自交系，该群体对拓宽我国玉米现有的种质基础起推动作用。

Description

玉米温热人工群体Suwan-Lancaster合成的构建方法

技术领域

本发明属于农作物育种技术领域，具体地说，涉及一种玉米温热人工群体Suwan-Lancaster合成的构建方法。

背景技术

玉米是世界重要的粮食作物，其总产量仅次于小麦，位居第二，玉米已上升为我国第一大粮食作物，在粮食安全中具有重要的战略地位。

西南山区玉米带是我国仅次于东北和华北的第三大玉米带，为主要玉米产区之一，针对我国西南山区玉米的生产条件和特点，选育抗旱、耐瘠、抗病、能适应山区种植的高产、稳产和优质玉米杂交种是具有重要意义的。

现有种质资源狭窄和杂优模式单一已严重制约着我国玉米育种和生产的发展，对外来种质的引进、改良和创新是一项迫切且重要的任务。

玉米Suwan种质(类群)在西南地区有较强的适应性而且由于Suwan种质群体及其杂交种多为硬粒及半硬粒种，籽粒胚乳以角质为主，商品品质好，容易为以玉米为主食的山区农民接受，加上它易贮藏，在贮藏期间不易受虫害的优点。在我国南方地区，随着今后育种工作的进展，含Suwan种质的杂交种将会愈来愈受到重视。

玉米Lancaster种质(类群)具有叶片数目较少，株型好，耐密植，果穗细长，轴细，粒长，脱水快，熟期适中，抗倒性好，抗丝黑穗病、大小斑病、茎腐病、青枯病、玉米螟等，耐旱耐瘠，稳产性好，适应性广，但由于其不抗矮花叶病，根系欠发达。改良重点增加穗粗，提高配合力和自身产量，注意改良株型(耐密性)、病毒病、青枯病和穗粒腐病抗性等能力。

实践证明，利用玉米Lancaster种质(类群)籽粒的灌浆脱水快、出籽率高、株型紧凑、通风透光好等优点；结合优良热带玉米Suwan种质(类群)的抗逆性，以至于达到高产稳产、品质好、脱水快、抗逆性强和适应性广的目的。

玉米温热人工合成Suwan-Lancaster群体属于种质改良范畴，种质改良周期长，见效慢，耗费大量的财力、物力和精力。在合成温热Suwan-Lancaster群体中发现，热带玉米Suwan种质和温带玉米Lancaster种质杂交后，经过选择后的群体偏向热带Suwan种质；而没有很好结合两者的优点。

发明内容

有鉴于此，本发明针对上述的问题，提供了一种玉米温热人工群体Suwan-Lancaster合成的构建方法，合成的群体具有遗传多样性丰富、抗逆性强、脱水快、品质优和适应性广等特点。

为了解决上述技术问题，本发明公开了一种玉米温热人工群体Suwan-Lancaster合成的构建方法，包括以下步骤：

1)利用选自玉米Suwan群体与Lancaster的自交系组配成14个杂交组合，将其均匀的混合。

2)在自然隔离条件下，将步骤1)的14个品系混合播种；每穴播2粒，不匀苗，收获时不选择，从所收获的每个果穗上取等量种子混合；

3)将步骤2)中的混合品系，在自然隔离条件下自由授粉，连续进行3次遗传平衡，形成Suwan－Lancaster原始群体C0，定名为苏兰C0。

进一步地，将步骤3)制备得到的苏兰C0群体种植后，苏兰C0群体＞300株，按半同胞轮回选择法，开花散粉期，在苏兰C0群体里随机单株套袋分别自交，单株个数超过250株，同时，将苏兰C0群体里随机单株的花粉分别与测交种墨瑞C0测配3-5个果穗，收获时自交果穗单独收获脱粒，测交组合的果穗混合脱粒。

进一步地，，所述玉米Suwan群体包括S611、QB17、4018、QB48、QB39、S37、QB137、39141-1-1、39141-1-2、39141或QB44；所述Lancaster的自交系：Mo17。

进一步地，测验种墨瑞C0通过以下方法制备得到：用选自Tuxpeno的自交系与属Reid的自交系组配成16个杂交组合，在自然隔离条件下，用其中的2个杂交组合的混合种子作父本，其余14个杂交组合分别作母本，抽雄期时母本彻底去雄，成熟时从各母本组合上收取等量种子混合；经过4次遗传平衡后，形成Tuxpeno-Reid原始群体，定名为墨瑞C0。

进一步地，Tuxpeno的自交系为449、405、94-90或81565中的一种；Reid的自交系为掖478、铁7922、郑58、B73或黄C中的一种。

进一步地，2个父本杂交组合为81565×掖478和81565×黄C；14个母本杂交组合为449×黄C，449×掖478，449×郑58，405×铁7922，405×掖478，405×黄C，94-90×掖478，81565×铁7922，，81565×B73，94-90×B73，94-90×黄C，94-90×B73，大19×掖478和大19×黄C。

进一步地，步骤3)制备得到的苏兰C0群体种植后，苏兰C0群体＞300株，按半同胞轮回选择法，开花散粉期，在苏兰C0群体里随机单株套袋分别自交，单株个数超过250株，同时，将苏兰C0群体里随机单株的花粉分别与测交种墨瑞C0测配3-5个果穗，收获时自交果穗单独收获脱粒，测交组合的果穗混合脱粒具体为：

3.1)制备苏兰1号；

3.2)制备苏兰2号。

进一步地，步骤3.1)中的制备苏兰1号具体为：

3.1.1)在春天，种植墨瑞C0和苏兰C0群体，按半同胞相互轮回选择法，Suwan-Lancaster群体苏兰C0套袋自交250个单株；同时，将每个自交株的花粉与测验种墨瑞C0群体的3株测交，收获时自交果穗单独收获脱粒保存，测交组合的3个果穗混合脱粒；将250份测交组合田间鉴定；

3.1.2)根据测交组合田间鉴定结果，筛选出产量排前22位的测交组合的亲本苏兰C0自交果穗；于次年冬，对苏兰C0群体中选的22个自交果穗，在隔离条件下自由授粉进行遗传平衡，完成改良1轮的Suwan-Lancaster，定名为苏兰1号。

进一步地，步骤3.2)中的制备苏兰2号具体为：

以苏兰1号种子父本，以木6、CML171、QB1102、QB1105、QB1106做母本，母本与父本的行比为4:1，母本全部去雄进行自由授粉；成熟后分别按母本行单独收获脱粒；次年春，将苏兰1号群体进行人工混合授粉再次遗传平衡，继续对该群体完成改良1轮的Suwan-Lancaster，形成苏兰2号。

进一步地，木6来源于C103和地方材料晴隆五穗白，CML171来源于CIMMYT的Pop252；QB1102、QB1105、QB1106来源于木6和QB48选系。

与现有技术相比，本发明可以获得包括以下技术效果：

1)本发明对玉米温热人工Suwan-Lancaster群体改良3轮，合成新群体3个(苏兰C0，苏兰1号，苏兰2号)，选育高配、多抗和高产自交系2个。

2)本发明制备得到的玉米温热人工合成Suwan-Lancaster群体的产量遗传增益大和群体结构变异大；采用半同胞轮回选择法对Suwan-Lancaster群体改良的3轮；对改良过的群体直接选系，选育出一批优良自交系，该群体对拓宽我国玉米现有的种质基础起推动作用。

当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有技术效果。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明玉米半同胞轮回选择的方法示意图，其中，Ⅰ表示一种人工合成温热玉米Suwan-Lancaster群体；Ⅱ表示测验种(Tuxpeno-Reid群体(简称墨瑞群体)；Ⅲ表示玉米Suwan-Lancaster群体的单株；I-1、2、3代表250个玉米单株；Ⅴ表示测验种的雌穗；A表示自交；B表示测交。

具体实施方式

以下将配合实施例来详细说明本发明的实施方式，藉此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题并达成技术功效的实现过程能充分理解并据以实施。

本发明提供一种玉米温热人工群体Suwan-Lancaster合成的构建方法，包括以下步骤：

1)制备苏兰C0：

1.1)用选自玉米Suwan群体与Lancaster的品系(自交系)组配成14个杂交组合(具体见表1)。

表1玉米Suwan和Lancaster品系(自交系)的系谱

14个杂交组合具体如下：Mo17×S611，Mo17×QB48，Mo17×QB39，Mo17×S37，Mo17×QB137，Mo17×39141-1-2，Mo17×39141，Mo17×QB44，Mo17×T32，39141-1-2×QB137，QB137×QB39，QB44×39141，39141-1-2×QB44，Mo17×4018，4018×QB137和QB44×39141。

1.2)在自然隔离条件下，将步骤1.1)的14个杂交组合混合播种；每穴播2粒，不匀苗，收获时不选择，从所收获的每个果穗上取等量种子混合。

1.3)并将1.2)中收获的种子，于2008年春(贵阳)、2008冬(海南)和2009春(海南)在自然隔离条件下自由授粉，进行3次遗传平衡后，形成Suwan－Lancaster原始群C0，定名为苏兰C0。

其中，第一次遗传平衡即为于2008年春(贵阳)在自然隔离条件下自由授粉，具体为：将1.2)收获的种子，于2008年春(贵阳)，在自然隔离(周围直线距离500米内无其他玉米种植)条件下自由授粉(无人为选择、突变和诱变等方式，使其每个单株有均等的随机交配机率)，目的是打破不良基因连锁(基因往往是优良基因与不良基因连系在一起)。收获时，将所有的果穗种子(无人为选择的，群体内每个单株的果穗全部收获、脱粒)进行充分混合；以上过程称完成1次遗传平衡；依次类推(共完成3次遗传平衡)。

2)制备测验种墨瑞C0：

为了更好的对玉米温热人工群体Suwan-Lancaster(苏兰C0)改良与利用，正确地选择测验种对群体改良和利用十分关键；本发明以Tuxpeno-Reid群体(简称墨瑞群体)做测验种，按照半同胞轮回选择群体改良法进行测配、测交组合鉴定和筛选优良品系，完成一轮改良。

其中，测验种Tuxpeno-Reid群体合成构建过程如下：

用选自Tuxpeno的自交系与属Reid的自交系组配成16个杂交组合(具体见表2)，在自然隔离条件下，用2个杂交组合(81565×黄C和81565×掖478)的混合种子作父本，其余14个杂交组合分别作母本，抽雄期时母本彻底去雄，成熟时从各母本组合上收取等量种子混合。

玉米自交系449、405、94-90、81565来源于热带玉米Tuxpeno群体选系，掖478、铁7922、郑58、B73和黄C均属于Reid群体；经过4次遗传平衡后，形成Tuxpeno-Reid原始群体，定名为墨瑞C0。

表2玉米Tuxpeno和Reid品系(自交系)的系谱

注明：大19选自405×449。

16个杂交组合具体如下：2个父本杂交组合(81565×掖478和81565×黄C)；其余14个母本杂交组合(449×黄C，449×掖478，449×郑58，405×铁7922，405×掖478，405×黄C，94-90×掖478，81565×铁7922，，81565×B73，94-90×B73，94-90×黄C，94-90×B73，大19×掖478和大19×黄C)。

3)将苏兰C0群体(＞300株)种植后，按半同胞轮回选择法，开花散粉期，在苏兰C0群体里随机单株套袋(＞250株)分别自交，同时，将(苏兰C0群体里随机单株)花粉分别与测交种墨瑞C0测配3-5个果穗，收获时自交果穗单独收获脱粒，测交组合的果穗混合脱粒。

3.1)制备苏兰1号：

3.1.1)2009年春于贵州省农业科学院试验地种植墨瑞C0和苏兰C0群体，按半同胞相互轮回选择法，Suwan-Lancaster群体(苏兰C0)套袋自交250个单株；同时，将每个自交株的花粉与墨瑞C0群体(测验种)的3株测交，收获时自交果穗单独收获脱粒保存，测交组合的3个果穗混合脱粒；将250份测交组合田间鉴定(2010年在贵州省农业科学院试验地对测交组合进行田间鉴定，2次重复，2行区，行长5m，行距0.7m，密度3800株/667m²)。

3.1.2)根据测交组合田间鉴定(产量)结果，筛选出产量排前22位的测交组合的亲本(苏兰C0)自交果穗；于2010年冬，在南繁基地(海南省三亚)对苏兰C0群体中选的22个自交果穗，在隔离条件下自由授粉进行遗传平衡，完成改良1轮的Suwan-Lancaster，定名为苏兰1号。

3.2)制备苏兰2号：

根据合成的苏兰1号群体，在海南省三亚市崖城镇(2010年冬)隔离区内，以苏兰1号种子父本，玉米品系(自交系)木6、CML171、QB1102、QB1105、QB1106做母本，母本与父本的行比为4:1，母本全部去雄进行自由授粉。成熟后分别按母本行单独收获脱粒。

对玉米品系(自交系)木6、CML171、QB1102、QB1105、QB1106系谱进行解释，木6来源于C103和地方材料晴隆五穗白(属于Lancaster)，CML171来源于CIMMYT的Pop252；QB1102、QB1105、QB1106来源于木6和QB48选系。

将苏兰1号群体在贵州省农科院试验田(2011年春)进行人工混合授粉再次遗传平衡，继续对该群体完成改良1轮的Suwan-Lancaster，形成苏兰2号。

如图1所示，Ⅰ表示一种人工合成温热玉米Suwan-Lancaster群体；Ⅱ表示测验种(Tuxpeno-Reid群体(简称墨瑞群体)。Ⅲ表示玉米Suwan-Lancaster群体的单株；Ⅰ-1、2、3250个玉米单株；Ⅴ表示测验种的雌穗；A表示自交，过程是在开花时期(以Ⅰ群的Ⅰ-250为例)，随机取单株Ⅰ-250的花粉，先将花粉与同株果穗花丝授精(自交)，目的是保留种子；同时，B表示测交，过程是将(Ⅲ)中Ⅰ-250的花粉对(Ⅱ)中的3株(Ⅰ250-1，2，3)玉米果穗(Ⅴ)授粉(杂交)；收获的种子(测交种)，以备次年田间鉴定。依次类推，温热玉米Suwan-Lancaster群体共自交250个单株，同时测交果穗750个(250株×3个/株)。

上述说明示出并描述，但如前所述，应当理解发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离发明的精神和范围，则都应在发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种玉米温热人工群体Suwan-Lancaster合成的构建方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)利用选自玉米Suwan群体与Lancaster的自交系组配成14个杂交组合，将其均匀的混合；

2)在自然隔离条件下，将步骤1)的14个品系混合播种；每穴播2粒，不匀苗，收获时不选择，从所收获的每个果穗上取等量种子混合；

3)将步骤2)中的混合品系，在自然隔离条件下自由授粉，连续进行3次遗传平衡，形成Suwan－Lancaster原始群体C0，定名为苏兰C0。

2.根据权利要求1所述的玉米温热人工群体Suwan-Lancaster合成的构建方法，其特征在于，进一步地，将步骤3)制备得到的苏兰C0群体种植后，苏兰C0群体＞300株，按半同胞轮回选择法，开花散粉期，在苏兰C0群体里随机单株套袋分别自交，单株个数超过250株，同时，将苏兰C0群体里随机单株的花粉分别与测交种墨瑞C0测配3-5个果穗，收获时自交果穗单独收获脱粒，测交组合的果穗混合脱粒。

3.根据权利要求1所述的玉米温热人工群体Suwan-Lancaster合成的构建方法，其特征在于，所述玉米Suwan群体包括S611、QB17、4018、QB48、QB39、S37、QB137、39141-1-1、39141-1-2、39141或QB44；所述Lancaster的自交系：Mo17。

4.根据权利要求2所述的玉米温热人工群体Suwan-Lancaster合成的构建方法，其特征在于，所述测验种墨瑞C0通过以下方法制备得到：用选自Tuxpeno的自交系与属Reid的自交系组配成16个杂交组合，在自然隔离条件下，用其中的2个杂交组合的混合种子作父本，其余14个杂交组合分别作母本，抽雄期时母本彻底去雄，成熟时从各母本组合上收取等量种子混合；经过4次遗传平衡后，形成Tuxpeno-Reid原始群体，定名为墨瑞C0。

5.根据权利要求4所述的玉米温热人工群体Suwan-Lancaster合成的构建方法，其特征在于，所述Tuxpeno的自交系为449、405、94-90或81565中的一种；Reid的自交系为掖478、铁7922、郑58、B73或黄C中的一种。

6.根据权利要求4所述的玉米温热人工群体Suwan-Lancaster合成的构建方法，其特征在于，所述2个父本杂交组合为81565×掖478和81565×黄C；14个母本杂交组合为449×黄C，449×掖478，449×郑58，405×铁7922，405×掖478，405×黄C，94-90×掖478，81565×铁7922，，81565×B73，94-90×B73，94-90×黄C，94-90×B73，大19×掖478和大19×黄C。

7.根据权利要求2所述的玉米温热人工群体Suwan-Lancaster合成的构建方法，其特征在于，将步骤3)制备得到的苏兰C0群体种植后，苏兰C0群体＞300株，按半同胞轮回选择法，开花散粉期，在苏兰C0群体里随机单株套袋分别自交，单株个数超过250株，同时，将苏兰C0群体里随机单株的花粉分别与测交种墨瑞C0测配3-5个果穗，收获时自交果穗单独收获脱粒，测交组合的果穗混合脱粒具体为：

3.1)制备苏兰1号；

3.2)制备苏兰2号。

8.根据权利要求7所述的玉米温热人工群体Suwan-Lancaster合成的构建方法，其特征在于，步骤3.1)中的制备苏兰1号具体为：

3.1.1)在春天，种植墨瑞C0和苏兰C0群体，按半同胞相互轮回选择法，Suwan-Lancaster群体苏兰C0套袋自交250个单株；同时，将每个自交株的花粉与测验种墨瑞C0群体的3株测交，收获时自交果穗单独收获脱粒保存，测交组合的3个果穗混合脱粒；将250份测交组合田间鉴定；

3.1.2)根据测交组合田间鉴定结果，筛选出产量排前22位的测交组合的亲本苏兰C0自交果穗；于次年冬，对苏兰C0群体中选的22个自交果穗，在隔离条件下自由授粉进行遗传平衡，完成改良1轮的Suwan-Lancaster，定名为苏兰1号。

9.根据权利要求8所述的玉米温热人工群体Suwan-Lancaster合成的构建方法，其特征在于，步骤3.2)中的制备苏兰2号具体为：

以苏兰1号种子父本，以木6、CML171、QB1102、QB1105、QB1106做母本，母本与父本的行比为4:1，母本全部去雄进行自由授粉；成熟后分别按母本行单独收获脱粒；次年春，将苏兰1号群体进行人工混合授粉再次遗传平衡，继续对该群体完成改良1轮的Suwan-Lancaster，形成苏兰2号。

10.根据权利要求9所述的玉米温热人工群体Suwan-Lancaster合成的构建方法，其特征在于，木6来源于C103和地方材料晴隆五穗白，CML171来源于CIMMYT的Pop252；QB1102、QB1105、QB1106来源于木6和QB48选系。