CN109964812B - 一种多抗广适选择混合小麦育种方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种多抗广适选择混合小麦育种方法，属于农作物育种领域，该方法是在小麦杂种F2代开始选株，中选单株考种后取单穗脱粒混合，播种F3代；F3代继续选株，中选单株考种后取单穗脱粒混合，播种F4代；F4代选株，考种，单株脱粒后不再混合，而是开始种植株系鉴定；若株系集成较多目标性状且单株间性状表现较一致，可定为重点株系提升小区鉴定试验并保留3‑5个单株保纯；若株系性状分离，则在株系中再选单株，下年度再行种植株系鉴定，直至获取稳定世代。最终，在稳定世代，进行多点品比鉴定。该方法在杂种后代选种时更好地保留优良基因，早期选择优异单株，淘汰不良个体，提高育种效率，缩短育种年限。

Description

一种多抗广适选择混合小麦育种方法

技术领域

本发明属于农作物育种领域，具体，涉及一种多抗广适选择混合小麦育种方法。

背景技术

较国外发达国家，我国小麦育种开始较晚，从资源征集到育种经验均相对落后，上世纪20年代，我国老一辈小麦育种家开始从国外引种，征资源，开始了我国近代小麦育种，1921-1925年，我国先后从国外引进小麦300多份，并从中筛选出当时的推广品种碧玉麦；1932年，我国从英国购进小麦品种1700份，并成功从中筛选出南大2419、矮粒多、中农28等品种在长江流域推广；1946年北京农学院从美国引种2000份，并从中筛选出胜利麦和早洋麦等在我国北方种植。还有后期在我国推广面积较大的阿夫、阿勃郑引1号等。这些品种有直接引种的，部分是系统选育。随着资源丰富，杂交育种开始迅速开展，同时结合混合法、系谱法、衍生系统法和一粒传法的后代处理，小麦新品种层出不穷，我国小麦新品种经历了多次更新换代。但随着小麦产量的逐步提高，小麦育种逐渐进入瓶颈期，怎样利用有限的资源，在一定的育种规模下，保证选育质量，提高育种效率是当下面临的主要问题。

《中国小麦学》一书中指出，目前我国小麦杂交组合成功率仅为1%（90年代），为了提高育种质量和效率，大家对杂交组合数量和后代处理方式各不相同，有人认为要少组合，大群体，用系谱法，他们的依据为，小麦有21对染色体，杂交后形成的基因分离是复杂的，要想保证从中把符合育种目标的基因组合筛选出来，必须以大群体后代保留尽可能多的基因变异，以便从中筛选鉴定出优良后代；有人则认为应多组合，小群体，用混选法，他们的依据是，根据遗传学和统计学原理，在组合亲本遗传背景相差不大时，适当增加选择压力（固定选株数目），大群体和小群体在选择效果上差别不大；同时，品种间杂交分离要比品种杂交后代系统内分离丰富，因此主张用品种间杂交分离多样性代替品种杂交后代分离，以期多出现有利变异，提高选择效果。但金善宝老先生指出，小麦杂交后代没有群体保障，优良基因变异分离不出来，选择也就无从谈起，因此为了多做组合无限制压缩后代群体的做法无异于削足适履。

现有技术中常用混合选择法和系统选育法进行杂种后代处理。传统的混合选择法工作要点是在小麦自花授粉的杂种分离世代，按组合混合种植，只淘汰劣株，不加选择，直到杂种后代纯合百分率达到80%以上(F4代)时，才开始选择单株（选择符合育种目标的单株，即选择具有能够较好结合双亲父母本优点的单株，譬如成穗多，穗部结实性好，籽粒饱满度好，千粒重高，抗病性好，抗寒性好等特性，聚合双亲优点越多越好，继承双亲缺点越少越好），下一代即成为系统（株系），然后选拔更优良系统进行升级试验。该方法的优点是最大可能地保留了组合的变异和基因，保证了选育出优良株系的概率，同时育种规模得到有效控制，较好减轻了工作量。不足之处是只在F4代选株，前期没有进行有效选择，优良株系不能被及时发现。

传统的系谱法的工作要点则是在小麦杂种在经历了分离最明显的F2代后，开始进株系选择，直至到F5-F6代品系稳定。该方法的主要特点是目的性强，株系的不同分离均被有效保留，优良基因不流失。不足之处就是工作量大，育种效率偏低。

发明内容

为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种多抗广适选择混合小麦育种方法。该方法在杂种F2和F3代选种时，按育种目标精选单株，有效混合后种植下一代，充分发挥混合选择法和系谱法的优势，弥补二者的不足，以少量株系鉴定和大范围选择混合为基础，更好地保留优良基因，个别优异单株早期提升，防止优异分离个体丢失，提高育种效率，缩短育种年限。

一种多抗广适选择混合小麦育种方法，包括以下步骤：

（1）亲本选配：选择目标性状互补、遗传远源的小麦父本和小麦母本；

（2）杂种F1代：杂种F1代不做单株选择，个别生理性早衰组合淘汰，其余只按杂种优势分级，脱粒、播种；

（3）杂种F2-F3代：在杂种F2代和杂种F3代进行选株，中选单株收获，考种后每株取单穗，脱粒后按组合混合，播种；

（4）杂种F4、F5及以上世代：在杂种F4代进行选株，中选单株收获，考种后按单株脱粒，种植株行，进行株系鉴定；若株系集成较多目标性状且单株间性状表现较一致，收获提升小区鉴定并保留3-5个单株保纯，获取稳定世代；若株系仍有性状分离，则对株系选株，下年度继续种植株行，直至获得稳定世代；

（5）对稳定世代进行产量鉴定：采用异地多点鉴定方法进行产量试验，选育出高产稳产且具有多种抗逆性的小麦品种。

进一步的，在杂种F2-F3代，个别优异单株提升到株系鉴定试验，提升单株量不超组合中选单株量10%，避免过多增加株系鉴定工作量。

进一步的，所述株系鉴定和小区鉴定重点鉴定丰产性、抗寒性、抗倒性、抗病性、幼苗习性、叶型叶色、株型、穗型、籽粒结实性、成熟期及其它农艺性状。

进一步的，杂种F2、F3和F4代均为早播，以提高抗寒性。

更进一步的，所述早播为较正常生产播种期提前一周播种。

进一步的，在不同世代选择单株时以不同标准控制株高；其中，杂种F2、F3和F4代的选株控制株高为65-75cm、株系鉴定时的株高为70-80cm、产量鉴定时的株高为75-85cm。

进一步的，在F2-F5世代改以往“点播春性诱发行”为“条播种植半冬性诱发行”，增加诱发行繁茂度，加重诱发行发病程度；改以往“单一接种条锈病或叶锈病”为“接种条锈和叶锈混合菌群”，以提高选育品种的广谱抗病性。

进一步的，对F5及以后世代实行不同密度和肥水管理以提高品种抗倒性。

进一步的，在小区鉴定世代采用多点鉴定，提高品种适应性。

本发明采取的技术手段和措施：

1、广泛征集资源，充分鉴定资源，利用远缘杂交，解决亲本遗传相近分离简单，后代遗传狭窄适应性差等问题。

2、准确设立育种目标，根据目前生产上品种利用的现状，结合生产上面临的问题，设立前瞻性育种目标，选育出的新品种要适合5年后市场需求；解决育种目标单一，选育出的品种在生产上生存期短的问题。

3、严格按照小麦杂交组配原则进行亲本选择，要求遗传远源提高后代适应性，以生产上高产推广种为母本给予后代高产基础，双亲目标性状尽量互补，确保后代能分离出符合育种目标的株系；以混合为基础，以选择为压力，混合保障大量基因分离保留，选择单株提升早代优异性，淘汰不良个体，提高中选概率，缩短育种年限。以上措施解决了盲目扩大杂交数量，杂交组合淘汰率高，盲目混合，育种效率低的问题。

5、早代早播抗寒、抗纹枯鉴定；不同世代株高控制，确保选育出的新品种矮秆抗倒；不同世代实行不同密度和肥水管理，提高品种抗倒性鉴定；条播种植半冬性诱发行，同时接种条锈、叶锈混合菌群，加重诱发行发病，提高后代抗病鉴定效果；异地多点鉴定，解决了统一环境选种，选育出的品系抗性单一，综合抗性差，适应性差的问题。

本发明的有益效果：

1、占地较少，工作量较少。

2、特别优异组合重点观察，提高单株选种量，加大筛选力度，可有效缩短育种年限，提高育种效率。

3、本发明与传统混选法相比，在F2和F3代进行选株后混合脱粒种植下一代，选种目的性更强，混合群体中更容易出现符合目标性状的单株，提高育种效率；与传统系谱法相比，进行的选择混合较好地保留了优良基因，减少株系鉴定工作量，在有效保留组合基因变异的同时，能更多的得到稳定品系，提高育种效率。

附图说明

图1是本发明所述育种方法的操作流程示意图。

具体实施方式

一种多抗广适选择混合小麦育种方法，如图1所示，具体操作如下：

按照小麦杂交组配原则进行亲本选择，其中，以生产上高产推广种为母本；亲本杂交，获得杂交F1代，F1收获的种子为F2，种植获F2植株，进行选株，一般选择比较符合育种目标的单株100株，经考种后，每个单株取单穗，脱粒混合，播种，得F3代植株；F3代操作同F2代，最终得F4代植株；对F4代选株，单株收回，考种后单株脱粒，不再混合，而是种植株行，得F5代，为基本稳定世代；对F5代进行株系鉴定，若株行单株间性状表现较一致且集成较多优良性状，进行单株保纯，获得F6代种子并提升小区种植鉴定，获取稳定世代；若出现性状分离或株行不整齐现象，则分株再种植株行，得F6代，直至获取稳定世代。

下面通过具体的实施例对本发明做进一步的解释说明。

实施例1

一种多抗广适选择混合小麦育种方法，具体操作如下：

选择亲本F0，杂交获取F1，杂交F1收获50株，2000粒种子（即为杂种二代F2）。F2种植3寸株距，占地1分；收获选株100株，考种后取单穗脱粒混合，种植F3，确保5000粒，同时提升个别特优单株，种植F3成株行；F3同F2种植，占地1分，收获300株，取单穗混合种植F4，确保8000粒，这个过程依然可以提升单株进行株系鉴定；F4同上种植，收获400-500株提升下年度株系鉴定（F5代，基本稳定）。以此方法，种植10个组合，杂交F1单行或三行种植，1.5米行长，占地面积最多9平方米；F2-F4一个世代占地1亩，早代（F1-F4）总占地面积约3亩；到F5代可得到稳定株系4000-5500个，合计按常年小麦杂交系统选育中选率1%计算，每年组合可得到40-55个稳定品系，加上前期提升株系获得的稳定品系，每年组合一般最终获得稳定品系50-65个，用时5-7年。

本发明所述多抗广适选择混合育种方法是依据杂交组配原则，借鉴墨西哥小麦玉米改良中心CIMMYT的选择混合法，在现有育种基础上结合实践提出的，所谓多抗广适，是高产、多抗，广适育种，是以高产为基础，以抗逆、抗病为保障，以广适为推力，以光、水、肥高效利用为提升，培育高产稳产，抗病抗逆等主要性状完善，同时又具备广泛适应性以便能够大面积推广，具备资源高效、适应新时期生态发展需求的小麦新品种。

采用本发明所述育种方法，以本试验点2016-2017年试验材料中09年的组合为例，2009年做杂交组合100个，截止目前保留组合共7个，组合中选率7%，同一般育种组合中选率1%相比，高600%；株系鉴定中，株系鉴定212个，通过混合选择得到株系189个，自F3提升株系23个，占总株系的10.8%。稳定品系中，品系共30个，来自混合选择27个，来自F3提升的3个，占鉴定品系的10%。统计，从2005-2009年，本点共做杂交组合750个，每年平均150个。目前已参加各级试验品系10个，审定5个，总体组合配制成功率为6.7-13.4‰。较之前的1‰提高近10倍。

需要说明的是，本发明所述实施例仅为说明性的，并不以此限制本发明的保护范围，本发明的保护范围以权利要求书为主，但以本发明精神为基础的、任何的进一步延伸或改进，均属于本发明的保护范围。

Claims (1)

1.一种多抗广适选择混合小麦育种方法，其特征在于：包括以下步骤：

（1）亲本选配：选择目标性状互补、遗传远源的小麦父本和小麦母本；

（2）杂种F1代：杂种F1代不做单株选择，个别生理性早衰组合淘汰，其余只按杂种优势分级，脱粒、播种；

（3）杂种F2-F3代：在杂种F2代和杂种F3代进行选株，中选单株收获，考种后每株取单穗，脱粒后按组合混合，播种；在杂种F2-F3代，个别优异单株提升到株系鉴定试验，提升单株量不超组合中选单株量10%；

（4）杂种F4、F5及以上世代：在杂种F4代进行选株，中选单株收获，考种后按单株脱粒，种植株行，进行株系鉴定；若株系集成较多目标性状且单株间性状表现较一致，收获提升小区鉴定并保留3-5个单株保纯，获取稳定世代；若株系仍有性状分离，则对株系选株，下年度继续种植株行，直至获得稳定世代；

（5）对稳定世代进行产量鉴定：采用水旱平行鉴定和异地多点鉴定方法进行产量试验，选育出高产稳产且具有多种抗逆性的小麦品种；

在不同世代选择单株时以不同标准控制株高；其中，杂种F2、F3和F4代的选株控制株高为65-75cm、株系鉴定时的株高为70-80cm、产量鉴定时的株高为75-85cm；

所述株系鉴定和小区鉴定重点鉴定丰产性、抗寒性、抗倒性、抗病性、幼苗习性、叶型叶色、株型、穗型、籽粒结实性、成熟期及其它农艺性状；

杂种F2、F3和F4代均为早播，以提高抗寒性；

所述早播为较正常生产播种期提前一周播种；

在F2-F5世代条播种植半冬性诱发行，接种条锈和叶锈混合菌群；

对F5及以后世代实行不同密度和肥水管理以提高品种抗倒性；

在小区鉴定世代采用多点鉴定，提高品种适应性。

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