CN107950384A - 一种采用异地夏繁加代加快作物育种进程的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种采用异地夏繁加代加快作物育种进程的方法。本发明提供的作物育种方法：(1)种植父本和母本，收获F1代杂交种子；(2)种植F1代杂交种子，获得F2代种子；(3)种植F2代种子，收获F3代种子；(4)种植F3代种子，收获F4代种子；(5)种植F4代种子，收获F5代种子；20个月以内完成步骤(1)至步骤(5)；12个月以内完成步骤(1)至步骤(3)1；8个月以内完成步骤(4)开始至步骤(5)；地域乙比所述育种目标地区的纬度低5个纬度以上。本发明所提供的异地夏繁加代方法，实现一年4代种植，大大加快了自交纯合的世代进程，加速育种进程。
Description
技术领域
本发明属于育种领域，具体涉及一种采用异地夏繁加代加快作物育种进程的方法。
背景技术
常规杂交育种是应用最为广泛且有效的作物育种手段，其基本程序是利用品种间杂交等方法创造变异，通过连续自交实现基因纯合，选择符合需要的纯合体，从而选育出新品种的方法。在杂交育种过程中，亲本杂交产生F1代后，需自交纯化4到5个世代，才能对产量等重要性状进行选择，直至选出稳定遗传的品系，而后进行品系鉴定与品种试验，获得具有特异性、一致性、稳定性和经济利用价值的品种。从配制杂交组合到申报审定，选育一个作物新品种通常历时十年以上，耗费大量的人力、物力，育成的品种也常滞后于生产需要。因此，加快育种速度、缩短育种周期、提高育种效率，是杂交育种技术发展进步的重大问题，具有重大的理论价值和实际意义。
大豆、水稻、玉米等秋收作物大部分属于短日喜温植物，通过人工短日和高温处理可加快其发育速度，但由于人工调控光照和温度的成本较高，育种材料种植规模受到限制，使人工光温处理方法在这些作物育种中并未得到广泛应用。热带亚热带如我国海南省特别是三亚周边地区冬季日照较短、温度较高，大豆等短日作物的生育期短，特别适合这些作物的冬繁加代，可在一年内完成两个或三个世代(一代或两代在海南，下一代在中、高纬度育种目标区域)的种植，有效缩短了育种材料自交纯合的时间。尽管如此，通过冬季南繁和夏季在育种目标区域繁种仍至少需要3年时间才能获得纯系材料，再加上后续的单株选择、品系比较等程序，选育出一个品种仍需七、八年时间，因此，迫切需要寻找可充分利用多样化自然条件，在较低投入情况下缩短作物早期世代自交纯合时间的方法，提高育种效率，从而加快育种进程。
发明内容
本发明的目的是提供一种采用异地夏繁加代加快作物育种进程的方法。
本发明首先提供了一种作物育种方法，依次包括如下步骤：
(1)种植父本品种和母本品种并杂交，收获F1代杂交种子；
(2)种植F1代杂交种子，去除假杂种，自交，获得F2代种子；
(3)种植F2代种子，自交，收获F3代种子；
(4)种植F3代种子，自交，收获F4代种子；
(5)种植F4代种子，自交，收获F5代种子；
从步骤(1)开始至步骤(5)结束，在20个月以内完成(优选在18个月以内完成)；从步骤(1)开始至步骤(3)结束，在12个月以内完成(优选在9个月以内完成)；从步骤(4)开始至步骤(5)结束，在8个月以内完成(优选在6个月以内完成)；
所述父本品种和/或所述母本品种为育种目标地区的栽培品种；
步骤(4)和步骤(5)是在地域乙的夏季完成的；所述地域乙比所述育种目标地区的纬度低5个纬度以上。
步骤(1)是在地域甲(地域甲为育种目标地区、温室或者热带地区)完成的，步骤(2)是在温室或者热带地区完成的，步骤(3)是在温室或者热带地区完成的。
育种目标地区具体为高纬度地域或中纬度地域。
地域乙具体为中纬度地域或低纬度地域。
育种目标地区的纬度为30-54度(例如40-54度，进一步例如44-54度)。
育种目标地区具体为黑龙江省(例如漠河县)。
地域乙的纬度为30-45度(例如35-42度，进一步例如35-40度)。
地域乙具体为北京市、河北省、河南省(例如新乡市)或湖北省(例如武汉市)。
步骤(2)中，所述热带地区为地域丙。
步骤(3)中，所述热带地区为地域丙。
所述地域丙的纬度为3-20度(优选3-20度，进一步优选17-19度)。
地域丙具体为低纬度地域。地域丙具体为海南省(例如三亚市)。
步骤(4)中，可提前采收果实或种子。
步骤(1)至步骤(5)，均可提前采收果实或种子。
所述方法还包括如下步骤：种植F5代种子，自交，收获F6代种子。
所述方法还包括如下步骤：在地域丁种植F5代种子，自交，收获F6代种子。
所述地域丁的纬度为20-30度(例如23-26度)。
所述地域丁具体为云南省(例如德宏州)。
所述方法还包括如下步骤：在所述地域甲种植F6代种子，选择具有优良性状的单株，收获种子，每个单株收取的种子形成一个株系。
所述方法还包括如下步骤：种植每个株系的种子，进行决选。
本发明还保护一种作物育种方法，依次包括如下步骤：
(1)种植父本品种和母本品种并杂交，收获F1代杂交种子；
(2)种植F1代杂交种子，自交，获得F2代种子；
(3)种植F2代种子，自交，收获F3代种子；
(4)种植F3代种子，自交，收获F4代种子；
(5)种植F4代种子，自交，收获F5代种子；
从步骤(1)开始至步骤(5)结束，在20个月以内完成(优选在18个月以内完成)；从步骤(1)开始至步骤(3)结束，在12个月以内完成(优选在9个月以内完成)；从步骤(4)开始至步骤(5)结束，在8个月以内完成(优选在6个月以内完成)；
所述父本品种和/或所述母本品种为育种目标地区的栽培品种；
步骤(4)和步骤(5)是在地域乙的夏季完成的；所述地域乙比所述育种目标地区的纬度低5个纬度以上。
步骤(1)是在地域甲(地域甲为育种目标地区、温室或者热带地区)完成的，步骤(2)是在温室或者热带地区完成的，步骤(3)是在温室或者热带地区完成的。
育种目标地区具体为高纬度地域或中纬度地域。
地域乙具体为中纬度地域或低纬度地域。
育种目标地区的纬度为30-54度(例如40-54度，进一步例如44-54度)。
育种目标地区具体为黑龙江省(例如漠河县)。
地域乙的纬度为30-45度(例如35-42度，进一步例如35-40度)。
地域乙具体为北京市、河北省、河南省(例如新乡市)或湖北省(例如武汉市)。
步骤(2)中，所述热带地区为地域丙。
步骤(3)中，所述热带地区为地域丙。
所述地域丙的纬度为3-20度(优选3-20度，进一步优选17-19度)。
地域丙具体为低纬度地域。地域丙具体为海南省(例如三亚市)。
步骤(4)中，可提前采收果实或种子。
步骤(1)至步骤(5)，均可提前采收果实或种子。
所述方法还包括如下步骤：种植F5代种子，自交，收获F6代种子。
所述方法还包括如下步骤：在地域丁种植F5代种子，自交，收获F6代种子。
所述地域丁的纬度为20-30度(例如23-26度)。
所述地域丁具体为云南省(例如德宏州)。
所述方法还包括如下步骤：在所述地域甲种植F6代种子，选择具有优良性状的单株，收获种子，每个单株收取的种子形成一个株系。
所述方法还包括如下步骤：种植每个株系的种子，进行决选。
本发明还保护一种作物育种方法，包括如下步骤：
(1)种植父本品种和母本品种并杂交，收获F1代杂交种子；
(2)种植F1代杂交种子，自交，获得F2代种子；
(3)种植F2代种子，自交，收获F3代种子；
(4)种植F3代种子，自交，收获F4代种子；
从步骤(1)开始至步骤(4)结束，在17个月以内完成(优选在15个月以内完成)；从步骤(1)开始至步骤(3)结束，在12个月以内完成(优选在9个月以内完成)；从步骤(4)开始至步骤(4)结束，在5个月以内完成(优选在3个月以内完成)；
所述父本品种和/或所述母本品种为育种目标地区的栽培品种；
步骤(4)和步骤(5)是在地域乙的夏季完成的；所述地域乙比所述育种目标地区的纬度低5个纬度以上。
步骤(1)是在地域甲(地域甲为育种目标地区、温室或者热带地区)完成的，步骤(2)是在温室或者热带地区完成的，步骤(3)是在温室或者热带地区完成的。
育种目标地区具体为高纬度地域或中纬度地域。
地域乙具体为中纬度地域或低纬度地域。
育种目标地区的纬度为30-54度(例如40-54度，进一步例如44-54度)。
育种目标地区具体为黑龙江省(例如漠河县)。
地域乙的纬度为30-45度(例如35-42度，进一步例如35-40度)。
地域乙具体为北京市、河北省、河南省(例如新乡市)或湖北省(例如武汉市)。
步骤(2)中，所述热带地区为地域丙。
步骤(3)中，所述热带地区为地域丙。
所述地域丙的纬度为3-20度(优选3-20度，进一步优选17-19度)。
地域丙具体为低纬度地域。地域丙具体为海南省(例如三亚市)。
步骤(4)中，可提前采收果实或种子。
步骤(1)至步骤(4)，均可提前采收果实或种子。
本发明还保护一种作物育种方法，包括如下步骤：
将父本品种和母本品种杂交再自交一代得到的F2代种子作为待处理种子；
在特定地域的夏季完成如下操作：待处理种子连续两代自交并收获种子；
所述特定地域为中纬度地域或低纬度地域。
所述特定地域的纬度为30-45度(例如35-42度，进一步例如35-40度)。
所述特定地域具体为北京市、河北省、河南省(例如新乡市)或湖北省(例如武汉市)。
本发明还保护一种作物育种方法，包括如下步骤：
将父本品种和母本品种杂交再自交2代得到的F3代种子作为待处理种子；
在特定地域的夏季完成如下操作：待处理种子连续两代自交并收获种子；
所述特定地域为中纬度地域或低纬度地域。
所述特定地域的纬度为30-45度(例如35-42度，进一步例如35-40度)。
所述特定地域具体为北京市、河北省、河南省(例如新乡市)或湖北省(例如武汉市)。
以上任一所述方法中，提前采收果实或种子，具体为：初粒期开始计天数，第25天以后至生理成熟期以前采收果实或种子。
以上任一所述方法中，提前采收果实或种子，具体为提前摘荚。
以上任一所述方法中，收获种子包括如下步骤：采收果实或种子，进行风干干燥，然后获得可发芽的种子。
所述作物为短日照作物，例如大豆。
以上任一所述母本品种可为母本作物品种，例如母本大豆品种，具体可为黑河49。
以上任一所述父本品种可为父本作物品种，例如父本大豆品种，具体可为东大2号、北兴1号、北豆36或北豆49。
本发明所提供的异地夏繁加代方法，辅之以鼓粒期荚果干燥技术，可充分利用中、低纬度地区(我国中、南部)夏秋季天然的短日高温条件，缩短作物的发育周期，实现夏繁2代，结合南繁加代，实现一年4代种植，大大加快了作物自交纯合的世代进程，从而缩短育种年限，有效提高育种效率，加速育种进程。
具体实施方式
以下的实施例便于更好地理解本发明，但并不限定本发明。下述实施例中的实验方法，如无特殊说明，均为常规方法。
大豆的生育过程以开花为界，划分为营养生长时期(V)和生殖生长时期(R)两个阶段。生殖生长时期又包括8个时间节点(R1至R8)。始花期(R1)：主茎的任何节位上有一朵花开放的那一天。盛花期(R2)：主茎最上部着生完全展开叶的2个节之中任何一个节位上开花的那一天。始荚期(R3)：主茎最上部4个着生完全展开叶的节中，任何一个节位有长度达到5mm的幼荚的那一天。盛荚期(R4)：主茎最上部4个着生完全展开叶的节中，任何一个节位上有长达2cm的荚的那一天。初粒期(R5)：主茎最上部4个着生完全展开叶的节中，任何一个节位上豆荚内种子长度达3mm的那一天。满粒期(R6)：主茎最上部4个着生完全展开叶的节中，任何一个节位上豆荚内绿色种子充满荚皮的种穴的那一天。生理成熟期(R7)：主茎上有一个荚达到成熟时正常色泽的那一天。完熟期(R8)：95％豆荚达到正常成熟色泽的那一天。
实施例中，除温室种植外，其他均为田间种植。实施例中的田间种植参数均为：垄作，垄距70cm，行长6m，株距5cm。实施例中的大豆栽培均采用常规管理。
实施例中，温室的条件为：20-30℃、光照12小时/黑暗12小时。
黑河49为黑龙江省漠河县大豆主栽品种。黑河49的相关信息：学名Glycine max(L.)Merr.，国家农作物种质库(网址：http://icgr.caas.net.cn)统一编号为ZDD24328；审定编号：黑审豆2008018；选育单位：黑龙江省农业科学院黑河分院。
东大2号的相关信息：学名Glycine max(L.)Merr.，国家农作物种质库(网址：http://icgr.caas.net.cn)统一编号为ZDD24420；审定编号：黑审豆2004007；选育单位：山西省临县李东农作物研究所。
北兴1号的相关信息：学名Glycine max(L.)Merr.；审定编号：黑审豆2010017；选育单位：孙吴县北早种业有限责任公司。
北豆36的相关信息：学名Glycine max(L.)Merr.；审定编号：黑审豆2010016；选育单位：黑龙江省农垦科研育种中心华疆科研所。
北豆49的相关信息：学名Glycine max(L.)Merr.；审定编号：黑垦审豆2014002；选育单位：北大荒垦丰种业股份有限公司。
正常采摘：完熟期以后摘荚。
提前摘荚：初粒期开始计天数，第25天以后至生理成熟期以前摘荚。
豆荚风干的方法：在“温度30-40℃，湿度≤30％”的条件下阴干5-10天，避免阳光直射。
实施例1、东北高纬地区大豆杂交育种材料在北京的夏繁加代
分别设置如下4个杂交组合：
杂交组合1：黑河49为母本，东大2号为父本；
杂交组合2：黑河49为母本，北兴1号为父本；
杂交组合3：黑河49为母本，北豆36为父本；
杂交组合4：黑河49为母本，北豆49为父本。
育种过程如下：
2015年5月26日，在黑龙江省漠河县北极镇北极村种植母本和父本，2015年6月10日出苗，2015年7月18日至7月21日起陆续进入始花期，开花后杂交，2015年8月1日起陆续进入初粒期，2015年9月1日起陆续进入生理成熟期，2015年8月26日进行提前摘荚，收获豆荚并风干，获得F1代杂交种子。
2015年9月10日，在温室盆栽种植所有F1代杂交种子，开花后去除假杂种(根据花色、叶形等性状)，自交，2015年10月21日起陆续进入初粒期，2015年11月30日起陆续进入生理成熟期，2015年11月25日进行提前摘荚，收获豆荚并风干，获得F2代种子。
2015年12月1日，在海南省三亚市种植所有F2代种子，2015年12月6日出苗，2016年1月1日进入始花期，自交，2016年1月10日起陆续进入初粒期，2016年2月20日起陆续进入生理成熟期，2016年2月15日进行提前摘荚，收获豆荚并风干，获得F3代种子。
2016年5月4日，在北京市海淀区种植F3代种子，2016年5月12日出苗，2016年6月19日进入始花期，自交，2016年6月26日起陆续进入初粒期，2016年8月10日起陆续进入生理成熟期，2016年8月1日进行提前摘荚，收获豆荚并风干，获得F4代种子。
2016年8月9日，在北京市海淀区种植F4代种子，2016年8月13日出苗，2016年9月2日进入始花期，自交，2016年9月10日起陆续进入初粒期，2016年10月31日起陆续进入生理成熟期，2016年10月28日进行提前摘荚，收获豆荚并风干，获得F5代种子。
2016年11月30日，在云南省德宏州种植F5代种子，自交，2017年2月5日起起陆续进入初粒期，2017年3月20日起陆续进入生理成熟期，2017年3月10日进行提前摘荚，收获豆荚并风干，获得F6代种子。
2017年5月21日，在黑龙江省漠河县北极镇北极村种植F6代种子，2017年6月7日出苗，2017年9月2日至9月5日调查植株的生育期性状并选出优良单株，9月6日收获优良单株的种子，每个单株的种子为一个株系。
2017年冬季，在海南分行种植各个株系，扩繁种子，并依照产量和抗病性等综合表现选择优良株系，来年在北方地区进行评比、决选。
经抽样检测，杂交组合1进行上述育种过程，F6代种子的出苗率为81.0％±1.4％。
经抽样检测，杂交组合2进行上述育种过程，F6代种子的出苗率为78.3％±5.6％。
经抽样检测，杂交组合3进行上述育种过程，F6代种子的出苗率为88.4％±1.4％。
经抽样检测，杂交组合4进行上述育种过程，F6代种子的出苗率为92.1％±0.2％。
Claims (10)
1.一种作物育种方法，依次包括如下步骤：
(1)种植父本品种和母本品种并杂交，收获F1代杂交种子；
(2)种植F1代杂交种子，去除假杂种，自交，获得F2代种子；
(3)种植F2代种子，自交，收获F3代种子；
(4)种植F3代种子，自交，收获F4代种子；
(5)种植F4代种子，自交，收获F5代种子；
从步骤(1)开始至步骤(5)结束，在20个月以内完成；从步骤(1)开始至步骤(3)结束，在12个月以内完成；从步骤(4)开始至步骤(5)结束，在8个月以内完成；
所述父本品种和/或所述母本品种为育种目标地区的栽培品种；
步骤(4)和步骤(5)是在地域乙的夏季完成的；所述地域乙比所述育种目标地区的纬度低5个纬度以上。
2.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于：步骤(1)是在育种目标地区、温室或者热带地区完成的，步骤(2)是在温室或者热带地区完成的，步骤(3)是在温室或者热带地区完成的。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于：育种目标地区的纬度为30-54度。
4.如权利要求1至3中任一所述的方法，其特征在于：地域乙的纬度为30-45度。
5.如权利要求2至4中任一所述的方法，其特征在于：
步骤(2)中，所述热带地区为地域丙；
步骤(3)中，所述热带地区为地域丙；
所述地域丙的纬度为3-20度。
6.如权利要求1至5中任一所述的方法，其特征在于：步骤(4)中，提前采收果实或种子。
7.一种作物育种方法，依次包括如下步骤：
(1)种植父本品种和母本品种并杂交，收获F1代杂交种子；
(2)种植F1代杂交种子，自交，获得F2代种子；
(3)种植F2代种子，自交，收获F3代种子；
(4)种植F3代种子，自交，收获F4代种子；
(5)种植F4代种子，自交，收获F5代种子；
从步骤(1)开始至步骤(5)结束，在20个月以内完成；从步骤(1)开始至步骤(3)结束，在12个月以内完成；从步骤(4)开始至步骤(5)结束，在8个月以内完成；
所述父本品种和/或所述母本品种为育种目标地区的栽培品种；
步骤(4)和步骤(5)是在地域乙的夏季完成的；所述地域乙比所述育种目标地区的纬度低5个纬度以上。
8.一种作物育种方法，包括如下步骤：
(1)种植父本品种和母本品种并杂交，收获F1代杂交种子；
(2)种植F1代杂交种子，自交，获得F2代种子；
(3)种植F2代种子，自交，收获F3代种子；
(4)种植F3代种子，自交，收获F4代种子；
从步骤(1)开始至步骤(4)结束，在17个月以内完成；从步骤(1)开始至步骤(3)结束，在12个月以内完成；从步骤(4)开始至步骤(4)结束，在5个月以内完成；
所述父本品种和/或所述母本品种为育种目标地区的栽培品种；
步骤(4)和步骤(5)是在地域乙的夏季完成的；所述地域乙比所述育种目标地区的纬度低5个纬度以上。
9.一种作物育种方法，包括如下步骤：
将父本品种和母本品种杂交再自交一代得到的F2代种子作为待处理种子；
在特定地域的夏季完成如下操作：待处理种子连续两代自交并收获种子；
所述特定地域为中纬度地域或低纬度地域。
10.一种作物育种方法，包括如下步骤：
将父本品种和母本品种杂交再自交2代得到的F3代种子作为待处理种子；
在特定地域的夏季完成如下操作：待处理种子连续两代自交并收获种子；
所述特定地域为中纬度地域或低纬度地域。
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| CN114532170A (zh) * | 2022-02-22 | 2022-05-27 | 石家庄市农林科学研究院 | 一种鲜食玉米选育方法 |
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