CN108812300A - 用于遗传育种的玉米群体的人工合成方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于遗传育种的玉米群体的人工合成方法。本发明为选育出具有高配、广适与抗病(逆)性强、脱水快、适合西南山地玉米区未来生产上的轻简化栽培或者机械化栽培与收获所需的优势材料，通过对种质材料的优势互补性的选择和高强度、多区域复杂生态环境压力的联动胁迫，构建群体。发明人改良与扩增的重点是以热带玉米Suwan种质为主，解决热带Suwan种质籽粒脱水慢、出籽率偏低和农艺性状差等缺点，为选育出适合未来实际生产需要的杂交种；对西南山地玉米育种和遗传研究具有强有力的实践探索作用。

Description

用于遗传育种的玉米群体的人工合成方法

技术领域

本发明涉及农业技术领域，具体为一种用于遗传育种的玉米群体的人工合成方法。

背景技术

玉米是我国及至全世界种植面积最大、用途最多、总产量最高的作物，也是局部山区重要的粮食和饲料作物；发展玉米生产对保障粮食安全和促进畜牧业发展有着至关重要的作用。

西南玉米生态区是我国玉米主产区之一，但由于该地区生态环境复杂、土壤贫瘠和近年来极端气候变化常态化导致生产上对品种的要求多样。因此，选育抗旱耐瘠、抗病、适应性广、脱水快、配合力高的自交系，对组配杂交种能适应山区种植的需求具有重要意义。

生产上现有的种质资源还满足不了该区的需求，制约了我国玉米育种和生产水平的提高，对生产上应用的种质进行改良创新与扩增是一项迫切且重要的任务。

玉米Suwan种质起初来源于世界，现在应用于世界，其遗传变异丰富、适应性广，尤其在生态复杂的西南山区是最重要的育种材料。具有植株抗病虫性好，耐瘠耐旱性好，籽粒品质优、色泽亮、商品性好等优点。

玉米Lancaster类群种质具有熟期早，籽粒脱水快且出籽率高，植株叶片数目较少、株型合理、耐密植。

我国大部分玉米育种长期依靠二环系选育技术导致了种质基础遗传多样性频率低，但利用两类种质合成新群体并进行改良研究少有报道，尤其是通过设计能使优势材料和互补性状之间充分融合的合成方法，更是未见报道。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种用于遗传育种的玉米群体的人工合成方法，通过该方法获得的玉米群体具有遗传多样性丰富、适应性广且抗病性强、优良性状融合充分等优点。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：用于遗传育种的玉米群体的人工合成方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：将选自Suwan种质的种质材料与代表Lancaster类群的自交系进行杂交，按NCⅡ设计组配杂交组合，每个组合配制2个果穗以上，根据种子质和量选出质量优良的杂交种子，将每份杂交种子装3/5-4/5的量装袋，将每份种子剩余的种子全部混合；

步骤2：在自然隔离条件下，将步骤1中3/5-4/5的量装袋分别作母本按穗行种植，步骤1中混合种子作父本；按4000-4500株/亩的密度，父母行比为1：4-6，行长20米以上，单粒播种，抽雄期对植株不选择，将母本的雄花去掉，让父本行雄花自由散粉，收获时对植株抗性和穗部性状进行严格选择，收获后每个杂交种的籽粒全部混合，形成混合群体。

步骤3：在自然隔离条件下，将步骤2中的混合群体，在贵州贵阳和四川绵阳各地种植1-2亩，按4000-4500株/亩的密度，单粒播种，开花期对株高、穗位高、雌雄协调性，收获时对抗病性和穗部性状进行严格选择，选择标准同步骤2，将两地种子混合形成混合群体1代；将混合群体1代在海南三亚种植1-2亩，按4500-5000株/亩的密度，单粒播种，收获时同混合群体1代进行选择(同上选择)，形成混合群体2代；将混合群体2代在云南保山种植2-4亩，按5500-6000株/亩的密度，收获时进行选择，形成混合群体3代；将混合群体3代在海南三亚种植1-2亩，按5500-6000株/亩的密度，收获时进行选择，形成混合群体4代，即获得用于遗传育种的玉米群体；上述各混合群体在其生态环境下自由授粉。

步骤1中所述的选自Suwan种质的种质材料包括QB446、QB48、SL3C1×QB2232、SL3C1×QB2218、Suwan1C11、SD164、HLS171、S611、GH368、WG646及XZ50612(SL3C1：是苏兰3号C1(苏兰3号改良第一轮),QB2232在循环改良发明里有QB2218今年审定品种已公示)；所述代表Lancaster类群体的自交系包括PH4VC、SD620、PHB1M、LH82及HCL645。

步骤2中所述选择具体是，

1)株高穗位高：在开花期前2-3天将株高为2.8m以上、穗位高1.5以上的植株砍掉；

2)花期协调性：在盛花期到田间观察每一植株的雌雄花是否相遇，如单株花期不相遇的植株砍掉；

3)抗病性：在腊熟期到田间观察，把中抗以下的植株砍掉；

4)穗部性状：在收获时对上述所留下来的植株进行选择，熟相好、苞叶好、果穗封顶性好-不秃尖、籽粒大小颜色、出籽率等性状进行严格选择。

有益效果

与现有技术相比，本发明为选育出具有高配、广适与抗病(逆)性强、脱水快、适合西南山地玉米区未来生产上的轻简化栽培或者机械化栽培与收获所需的优势材料，通过对种质材料的优势互补性的选择和高强度、多区域复杂生态环境压力的联动胁迫，构建群体。发明人改良与扩增的重点是以热带玉米Suwan种质为主，解决热带Suwan种质籽粒脱水慢、出籽率偏低和农艺性状差等缺点，为选育出适合未来实际生产需要的杂交种；对西南山地玉米育种和遗传研究具有强有力的实践探索作用。

本发明相对于现有的技术而言所具有的主要优点如下:

1.遗传多样性丰富

本发明选用的基础材料是生产上推广面积大的亲本或优良的基础种质，都具有各自突出性状，来源广泛；该群体具有拓宽我国现有种质基础并可提供遗传育种的物质材料。

2.适应性广且抗病性强

本发明从群体组建开始在贵州贵阳、四川绵阳、云南保山、海南三亚等五个生态环境胁迫下形成。

3.优良性状融合充分

本发明为了选用材料间的性状充分融合的目的，按NCⅡ设计组配杂交种质、每个组合抽取1/5-2/5的种子混合作父本、每个组合的3/5-4/5作母本，母本去雄后自由授粉，经选择后，收获种子混合；再经5个生态四代遗传平衡形成的基础群体。

4.籽粒脱水快、出籽率高

本发明为了解决Suwan种质籽粒脱水慢、出籽率偏低和株型差的问题，通过选用HCL645等种质解决了以上问题。

附图说明

附图1为本发明的流程示意图。

具体实施方式

本发明的实施例1(过程)：用于遗传育种的玉米群体的人工合成方法

2015年春季，收集构建群体的基础材料(以Suwan种质为主的11份种质材料与代表Lancaster类群的5个自交系)，在贵阳种植，按NCⅡ设计杂交组配成55个杂交组合，每个组合配制2个以上果穗，收获时根据种子质和量重点选择44份杂交种子，每份杂交种子3/5-4/5的种子装袋编号(F1...F44)，每份杂交种子1/5-2/5的种子混合编为M。

2015年冬季，将上一季收获的种子在海南三亚在自然隔离条件下，将F1...F44的种子作母本按穗行种植，M作父本；按4000-4500株/亩的密度，父母行比为1：6的比例，行长20米以上，单粒播种，抽雄期将母本的雄花去掉，让父本行雄花自由散粉，收获时对植株抗性和穗部性状进行严格选择，收获后每个杂交种的籽粒全部混合，形成混合群体。

2016年春季，将上一季收获的种子在自然隔离条件下，在贵州贵阳和四川绵阳各地种植约1亩，按4000-4500株/亩的密度，单粒播种，收获时对株高、穗位高、抗病和穗部性状进行严格选择(下同)，将两地种子混合形成混合群体1代。

2016年冬季，将上一季收获的混合群体1代种子在自然隔离条件下，在海南三亚种植约1亩，按4500-5000株/亩的密度，同上，形成混合群体2代。

2017年春季，将上一季收获的种子在自然隔离条件下，在云南保山种植约2亩，按5500-6000株/亩的密度，同上，形成混合群体3代。

2017年冬季，将上一季收获的种子在自然隔离条件下，在海南三亚种植约1亩，按5500-6000株/亩的密度，同上，形成混合群体4代。

经五个生态环境下自由授粉，连续进行5次四季遗传平衡，通过该方法,最终构建形成群体C₀，定名为苏兰5号C₀。该群体具有遗传多样性丰富，籽粒脱水快、出籽率高，适应性广，抗病(逆)性强等优点。为选育出适合西南山地玉米区未来生产上的轻简化栽培或者机械化栽培与收获所需的物质材料奠定了坚实的基础

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

本实施例的生态环境选择如下，

1)贵州贵阳的地理位置处于中国西南地区中心位置，其气候特点是生米生长期温暖无酷暑，土壤肥力中等，所以在此选育出来的自交系及杂交种可以幅射周边地区；

2)四川绵阳属北亚热带山地湿润季风气候区，在玉米开花期容易出现极端高温天气，在此环境选育出的材料对玉米花期协调一定的作用；

3)云南保山属低纬山地亚热带季风气候，年温差小，日温差大；降水充沛、干湿分明，此环境对玉米的灰斑、穗腐等病害要求高，故将本发明的群体在此进行环境胁迫；

4)海南三亚地处低纬度，属热带海洋性季风气候区，是全国农业工作者南繁的优质基地，热带材料和温带材料均适合种植，正好适合本发明用的Suwan(热带)和Lancaster(温带)两类种质材料。

Claims (3)

1.一种用于遗传育种的玉米群体的人工合成方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：将选自Suwan种质的种质材料与代表Lancaster类群的自交系进行杂交，按NCⅡ设计组配杂交组合，每个组合配制2个果穗以上，根据种子质和量选出质量优良的杂交种子，将每份杂交种子装3/5-4/5的量装袋，将每份种子剩余的种子全部混合；

步骤2：在自然隔离条件下，将步骤1中3/5-4/5的量装袋分别作母本按穗行种植，步骤1中混合种子作父本；按4000-4500株/亩的密度，父母行比为1：4-6，行长20米以上，单粒播种，抽雄期对植株不选择，将母本的雄花去掉，让父本行雄花自由散粉，收获时对植株抗性和穗部性状进行严格选择，收获后每个杂交种的籽粒全部混合，形成混合群体。

步骤3：在自然隔离条件下，将步骤2中的混合群体，在贵州贵阳和四川绵阳各地种植1-2亩，按4000-4500株/亩的密度，单粒播种，开花期对株高、穗位高、雌雄协调性，收获时对抗病性和穗部性状进行严格选择，选择标准同步骤2，将两地种子混合形成混合群体1代；将混合群体1代在海南三亚种植1-2亩，按4500-5000株/亩的密度，单粒播种，收获时同混合群体1代进行选择(同上选择)，形成混合群体2代；将混合群体2代在云南保山种植2-4亩，按5500-6000株/亩的密度，收获时进行选择，形成混合群体3代；将混合群体3代在海南三亚种植1-2亩，按5500-6000株/亩的密度，收获时进行选择，形成混合群体4代，即获得用于遗传育种的玉米群体；上述各混合群体在其生态环境下自由授粉。

2.根据权利要求1所述的用于遗传育种的玉米群体的人工合成方法，其特征在于：步骤1中所述的选自Suwan种质的种质材料包括QB446、QB48、SL3C1×QB2232、SL3C1×QB2218、Suwan1C11、SD164、HLS171、S611、GH368、WG646及XZ50612；所述代表Lancaster类群体的自交系包括PH4VC、SD620、PHB1M、LH82及HCL645。

3.根据权利要求1所述的用于遗传育种的玉米群体的人工合成方法，其特征在于：步骤2中所述选择具体是，

1)株高穗位高：在开花期前2-3天将株高为2.8m以上、穗位高1.5以上的植株砍掉；

2)花期协调性：在盛花期到田间观察每一植株的雌雄花是否相遇，如单株花期不相遇的植株砍掉；

3)抗病性：在腊熟期到田间观察，把中抗以下的植株砍掉；

4)穗部性状：在收获时对上述所留下来的植株进行选择，熟相好、苞叶好、果穗封顶性好-不秃尖、籽粒大小颜色、出籽率等性状进行严格选择。