CN110115226A - 一种基于玉米Suwan种质选育光钝感自交系的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及农作物育种技术领域，尤其涉及一种基于玉米Suwan种质选育光钝感自交系的方法。本发明通过采用低代大群体中密度种植，中高代小群体穗行种植，中代高密度选择，北方固定播种日、设置授粉时限的方法进行“南北穿梭选择”，用Suwan种质作为基础群体，低、中代在中国南方，中、高代在北方制种区进行选育自交系，最终育成可以在中国南方山区利用的光钝感Suwan自交系，通过该自交系育成了一批能在南方山区生产应用的优良玉米品种。

Description

一种基于玉米Suwan种质选育光钝感自交系的方法

技术领域

本发明涉及农作物育种技术领域，尤其是一种基于玉米Suwan种质选育光钝感自交系的方法。

背景技术

玉米是世界主要粮食作物之一，同时已被称为饲料之王，也是利用杂种优势最早、增产最显著的作物。因此，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。

中国西南山区生态环境复杂，其土壤贫瘠，同时在玉米生长频繁发生前期干旱、后期阴雨连绵，导致生产上对品种的抗病(逆)性要求高；而来自热(亚)带的Suwan种质具有抗病(逆)性、籽粒品质好等优点，自Suwan种质引入该区以来，在生产上有80％以上组合的亲本之一来自Suwan种质，如兴黄单89～2、会单4号、金玉818等，在生产上发挥了重大作用。

Suwan种质在该区的组配模式大多是与温带种质组配，而温带种质比Suwan种质的生育期短、品质差等；在中国西南进行种子生产，其生产的种子质量差、产量低，并且由于其气候因素不稳定，可能会导致制种减产或绝收；在中国北方，光温条件充足，土地平、大且肥力好，有利于规模化机械化生产，生产的种子质量好、产量高；而Suwan种质对光敏感强，致生育期长、植株变高等现象；这是长期困扰西南玉米育种及制约种子生产上的问题。

因此，寻找一种选育光钝感自交系的方法，在兼顾各农艺性状的前提下，南方选择其适应性、抗性等，北方选择其光敏性，目的是选育光钝感自交系组配的杂交种在北方制种，这对提高制种产量和质量，节约生产成本具有重要意义。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述技术问题，本发明提供一种基于玉米Suwan种质选育光钝感自交系的方法，具体是通过以下技术方案得以实现的：

一种基于玉米Suwan种质选育光钝感自交系的方法，包括以下步骤：

(1)利用Suwan种质作为基础群体，进行大群体中密度种植，选择单株自交，收获时分穗脱粒后编号保存种子，获得S1代种子；

(2)取步骤(1)得到的S1代种子在南方采用大群体中密度种植进行培育，收获时选择20个以上的S2代，S2代开始按穗行种植；

(3)S2代在南方采用大群体中密度种植，在表现优良的穗行中各选择优良单株自交3～6株，收获时进行穗选，分穗脱粒，进行下一代选育；

(4)S3～S4代在北方制种区采用小群体穗行种植、高密度选择，并固定播种日、设置授粉时限，针对光敏性进行选择，在光钝感表现优良的穗行中，各选择优良单株3～6株自交，选择时根据上一代的授粉日期，选择提前1～2天的植株进行自交，收获时进行穗选，分穗脱粒，进行下一代选育；

(5)S5～S6代在南方采用小群体穗行种植、高密度选择，针对抗病、抗逆性进行选择，在抗病、抗逆性表现优良的穗行中各选择优良单株自交3～6株，收获时进行穗选，分穗脱粒，进行下一代选育；

(6)S7～S8代在北方制种区同(4)，一直选育到S8代即得到可以在中国“北制南用”的光钝感Suwan自交系。

本发明使用了“南北穿梭选择”，利用Suwan种质作为基础群体，低(中)代在中国南方、(中)高代在北方进行选育自交系，其中低代是指S1～S2代，中代是指S3～S6代，高代是指S7～S8代。

使用“南北穿梭选择”，可以既保留Suwan种质的抗病性，也对Suwan种质的光敏性进行选择；在选择的优良自交系的同时也解决了种子生产的问题。本发明在中国南方中心区域选择其抗病(逆)性，解决了南方山区生产上对品种的选择；在中国种子生产核心区域对光敏性进行选择并固定其播种和授日期，使其选育的自交系对光敏性钝感，解决了南方生上用种问题；固定选择(区域)地点对选育的自交系和杂交种的适应性提高了，在所述的南方和北方的固定地点分别对抗病(逆)性和光敏性钝感进行选择，不采用南北穿梭选择时，会导致整体种群品质出现偏差，常出现光敏性钝感表现较好但是抗病(逆)性和产量表现达不到要求，或者抗病(逆)性表现较好但光敏性钝感达不到要求等情况。

所述的“北制南用”具体是指将对光敏感的Suwan种质通过本发明方法选育光钝感自交系，组配的杂交种，能够在北方进行种子生产(制种)，南方生产上应用。

所述的南方，具体是中国纬度在25～27°、海拔在1000～1400m之间的地区，该地区是南方山区的中心地带，并且玉米种植面积较大，在此区域进行种植、选择，可以充分提升Suwan种质的抗逆、抗病等性质，达到中国南方山区生产上的抗病(逆)性要求，在南方其他地区进行筛选时，植株的抗病性、抗逆性、结实率均较难达到要求，整体效果不佳，无法达到预期水准。

所述的北方制种区，具体是中国纬度在37～39°、海拔在1300～1600m之间的河西走廊，该区是中国玉米种子生产的核心区域，在此区域进行种植、选择对Suwan种质的光敏性作为选择目标，可以选育出光钝感的Suwan自交系，以其组配的杂交种可以在此区域进行种子生产，产量较高，可以解决其南方用种问题，并有效地降低生产成本，在北方其他地区进行筛选时，植株的结实率、产量不佳，整体自交系的品质无法达到预期水准。

优选的，所述的大群体中密度种植，是种植基础群体500株以上，此条件能体现原始群体的遗传多样性；结合Suwan群体的生长特性和南方生产上的种植习惯，密度为4500～5000株/亩。

优选的，所述的小群体穗行种植、高密度选择，是结合工作强度和效率，每个穗种植30株以上较好；为了清晰的选育系谱，按穗行种植；为了增加选择压力，种植密度设置为6500～8000株/亩进行选择。

优选的，所述的固定播种日期，是在4月20日前后1天播种。此时间与当地大面积种子生产播种时间相对保持一致；同时在玉米生长季节与当地的日照紧密关联，使玉米植株的品质得到充分提升。

优选的，所述的设置授粉时限，是将授粉日期控制在7月中旬至8月上旬之间，8月10日以后开花的不授粉。此授粉时间较为合适，当地如错过这时期，玉米将不能正常生长，会影响植株的品质。

优选的，所述步骤(1)～(6)中选择植株、果穗的方法及原则，具体如下：

a.在开花前期选择株型好、雌雄协调的植株套袋自交，其它植株不用套袋、也不去除；

b.在完熟期对抗病性、果穗的结实率、籽粒的商品性进行选择。

此选择原则是结合生产要求确定的，对植株进行严格的选择，能够进一步实现选育目标。

优选的，所述选择株型好的植株，是选择半紧凑或紧凑型的单株，并起始选择株高2.7m以下，穗位1.4m以下的植株，然后每选择一代按降低6cm以上的标准进行选择。优选的，所述选择雌雄协调的植株，为了使选育出的自交系能够正常结实且不减产，选择单株花期相遇的植株。

优选的，所述在完熟期对抗病性、果穗的结实率、籽粒的商品性进行选择，是选择综合抗病性达中抗以上、结实率达93％以上、籽粒为硬粒型且颜色为桔黄色的果穗为入选果穗。

本发明通过采用低代大群体中密度种植，中高代小群体穗行种植，中代高密度选择，北方固定播种日、设置授粉时限的方法进行“南北穿梭选择”，用Suwan种质作为基础群体，低、中代在中国南方，中、高代在北方制种区进行选育自交系，最终育成可以在中国南方山区利用的光钝感Suwan自交系。

与现有技术相比，本发明创造的技术效果体现在：

(1)本发明利用世界著名的Suwan种质作为选择对象，在中国南方中心区域选择其抗病(逆)性，解决了南方山区生产上对品种的选择；在中国种子生产核心区域对光敏性进行选择并固定其播种和授日期，使其选育的自交系对光敏性钝感，解决了南方生上用种问题；固定选择(区域)地点对选育的自交系和杂交种的适应性提高了。

(2)用本发明所选育的光钝感的玉米自交系最终育成了在南方山区生产上应用的一批优良玉米品种；提高了种子生产的效率。

(3)用本发明所选的光钝感的玉米自交系解决了种子生产的核心技术问题，为利用热(亚)带Suwan种质选育适应中国西南山区的玉米杂交种奠定了基础。

(4)本发明方法，育种程序相对简单、易操作，成功几率较大，花费的人力物力较少，成本较低。

(5)通过本发明提供的选育方法选育出的QR273、QB2182等品种，具有配合力高、生育期适中、出籽率高、品质好、综合抗病性强、广适等特点，已成为中国南方生产和育种常用的光钝感自交系，为生产应用和今后的新品种选育定奠良好的基础。

附图说明

图1是本发明的钝化玉米Suwan自交系光敏性的方法示意图。

具体实施方式

下面结合具体的实施方式来对本发明的技术方案做进一步的限定，但要求保护的范围不仅局限于所作的描述。

实施例1

QR273及其杂交种培育：

(1)利用Suwan种质作为基础群体，进行大群体中密度种植，选择单株自交，收获时分穗脱粒后编号保存种子，收获32个S1代种子；

(2)取步骤(1)得到的S1代种子在中国纬度27°、海拔1400m的地区种植基础群体600株，密度为5000株/亩进行培育，收获时选择30个S2代果穗，S2代开始按穗行种植；

(3)S2代在中国纬度27°、海拔1400m的地区种植基础群体600株，密度为5000株/亩进行培育，在表现优良的穗行中各选择优良单株自交5株，收获时进行穗选，分穗脱粒，进行下一代选育；

(4)S3～S4代在中国纬度38.5°、海拔1597m的河西走廊按穗行种植，每个穗种植36株，种植密度设置为8000株/亩进行选择，固定在4月20日前后1天播种，将授粉日期控制在7月中旬至8月上旬之间，8月10日以后开花的不授粉，针对光敏性进行选择，在光钝感表现优良的穗行中各选择优良单株自交5株，选择时根据上一代的授粉日期，选择提前1～2天的植株进行自交，收获时进行穗选，分穗脱粒，进行下一代选育；

(5)S5～S6代在中国纬度27°、海拔1400m的地区按穗行种植，每个穗种植36株，种植密度设置为8000株/亩进行选择，针对抗病、抗逆性进行选择，在抗病、抗逆性表现优良的穗行中各选择优良单株自交5株，收获时进行穗选，分穗脱粒，进行下一代选育；

(6)S7～S8代按照步骤(4)的方法，一直选育到S8代即得到可以在中国“北制南用”的光钝感Suwan自交系。

所述步骤(1)～(6)中选择植株、果穗的方法及原则，具体如下：

a.在开花前期选择半紧凑或紧凑型的单株，并起始选择株高2.7m以下，穗位1.4m以下的植株，然后每选择一代按降低6cm以上，并且单株花期相遇的植株的植株套袋自交，其它植株不用套袋、也不去除；

b.在完熟期选择综合抗病性达中抗以上、结实率达95％以上、籽粒为硬粒型且颜色为桔黄色的果穗为入选果穗。

通过本方法最终选育得到对光钝感的QR273自交系。其株型半紧凑，叶片宽大，叶色浓绿，生育期123天左右，株高210厘米，穗位高85厘米；穗长16厘米，穗粗4.5厘米，穗行数12～16行，行粒数35粒，百粒重28.0克，出籽率85％。雄穗护颖绿色，花药黄色，雌穗花绿色。果穗白轴，籽粒黄色、硬粒型。田间表现青秆成熟，抗大小斑病、锈病等。于2016年获得农业部植物新品种权保护授权，品种权号为：CNA20100303.8。

QR273自交系所组配的杂交种在生产上应用的有金玉506、华龙玉899、青青515、金玉1号、黔单988等10余个。

所得到的金玉506品种是以QB506为母本，QR273为父本，审定编号(黔审玉2012003号和国审玉2013012)。2010年～2011年参加贵州省玉米区域试验跨区组(C组)，两年平均亩产664.4公斤，比对照黔单16号增产9.54％。2011年省生产试验平均亩产569.1公斤，比对照黔单16号增产7.29％。2011～2012年参加西南玉米品种区域试验，两年平均亩产617.4千克，比对照渝单8号增产5.9％。2012年生产试验，平均亩产589.1千克，比对照渝单8号增产12.5％。

所得到的华龙玉899品种是以QB1540为母本，QR273为父本，审定编号(黔审玉2015012)。2013年～2014年参加贵州省玉米区域试验跨区组(G组)，两年平均亩产651.3公斤，比对照黔单16增产11.66％，2014年生产试验平均亩产581.8公斤，较对照黔单16增产11.73％。

所得到的青青515品种是以QB512为母本，QR273为父本，通过本发明的方法育种得到的玉米杂交种，审定编号(桂审玉2014015号)。2012年春秋两季区试平均亩产521.9公斤，比对照正大619增产8.9％，2013年春秋两季生产试验平均亩产514.4公斤，比对照正大619平均增产6.5％。

所得到的金玉1号品种是以QR25为母本，QR273为父本，通过本发明的方法育种得到的玉米杂交种，2009年～2010年参加贵州省区域试验高山组，两年平均亩产644.47公斤，比对照毕玉17号增产22.71％，2010年省生产试验平均亩产570.1公斤，比对照毕玉17号增产32.2％。

所得到的黔单988品种是以QR30为母本，QR273为父本，审定编号(黔审玉2012002号)。2010年～2011年参加贵州省玉米区域试验跨区组(C组)，两年区试平均亩产646.6公斤，比对照黔单16增产8.24％，2011年省生产试验平均亩产578.2公斤，较对照黔单16增产10.12％。

所得到的黔单100品种是以QR29为母本，QR273为父本，审定编号(黔审玉2011009号)。2010年～2011年参加贵州省玉米区域试验跨区组，两年平均亩产640.8公斤，比对照黔单16增产12.56％，2010年省生产试验平均亩产555.6公斤，较对照黔单16增产2.61％。

QB2182及其杂交种培育：

(1)利用Suwan种质作为基础群体，进行大群体中密度种植，选择单株自交，收获时分穗脱粒后编号保存种子，收获35个S1代种子；

(2)取步骤(1)得到的S1代种子在中国纬度25°、海拔1100m的地区种植基础群体550株，密度为4500株/亩进行培育，收获时选择26个S2代果穗，S2代开始按穗行种植；

(3)S2代在中国纬度25°、海拔1100m的地区种植基础群体550株，密度为4500株/亩进行培育，在表现优良的穗行中各选择优良单株自交4株，收获时进行穗选，分穗脱粒，进行下一代选育；

(4)S3～S4代在中国纬度37°、海拔1400m的河西走廊按穗行种植，每个穗种植30株，种植密度设置为7000株/亩进行选择，固定在4月20日前后1天播种，将授粉日期控制在7月中旬至8月上旬之间，8月10日以后开花的不授粉，针对光敏性进行选择，在光钝感表现优良的穗行中各选择优良单株自交4株，选择时根据上一代的授粉日期，选择提前1～2天的植株进行自交，收获时进行穗选，分穗脱粒，进行下一代选育；

(5)S5～S6代在中国纬度25°、海拔1100m的地区按穗行种植，每个穗种植30株，种植密度设置为7000株/亩进行选择，针对抗病、抗逆性进行选择，在抗病、抗逆性表现优良的穗行中各选择优良单株自交4株，收获时进行穗选，分穗脱粒，进行下一代选育；

(6)S7～S8代按照步骤(4)的方法，一直选育到S8代即得到可以在中国“北制南用”的光钝感Suwan自交系。

所述步骤(1)～(6)中选择植株、果穗的方法及原则，具体如下：

a.在开花前期选择半紧凑或紧凑型的单株，并起始选择株高2.6m以下，穗位1.3m以下的植株，然后每选择一代按降低6cm以上，并且单株花期相遇的植株的植株套袋自交，其它植株不用套袋、也不去除；

b.在完熟期选择综合抗病性达中抗以上、结实率达96％以上、籽粒为硬粒型且颜色为桔黄色的果穗为入选果穗。

通过本方法最终选育得到对光钝感的QB2182自交系。其生育期125天，株型较披散，叶色深浓绿，株高220厘米左右，穗位高88厘米左右；穗长17厘米，穗粗4.6厘米，穗行数14～16行，行粒数38粒，百粒重30.0克。雄穗护颖绿色，颖壳基部红色，花药黄色，雌穗花绿色。穗轴白色，籽粒桔红色、硬粒型。田间表现青秆成熟，抗大小斑病、丝黑穗病、穗腐病等。于2018年申请农业部植物新品种权保护，已受理。组配的杂交种在生产上应用的有友玉876等，目前，多家单位利用该自交系作为测验种，参试组合一批，如北玉8298、黔1382等，正在突显阶段。

所得到的友玉876是以ZH05为母本，QB2182为父本组配而成的玉米杂交种，审定编号(黔审玉20180001号)。2016年～2017年参加贵州省玉米区域试验跨区组，两年平均亩产735.5公斤，比对照黔单16增产10.65％，2017年生产试验平均亩产596.7公斤，较对照黔单16增产12.52％。

由上述内容可知，通过本发明的方法可选育获得对光敏性钝感的QR273、QB2182等，将QR273、QB2182组配得到的杂交种应用于生产，即具有广泛的应用前景，且被证实具有极高的应用价值。已经具备显著的商业成功性。

最后，应当指出，以上实施例仅是本发明较有代表性的例子。显然，本发明的技术方案并不限于上述实施例，还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种基于玉米Suwan种质选育光钝感自交系的方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)利用Suwan种质作为基础群体，进行大群体中密度种植，选择单株自交，收获时分穗脱粒后编号保存种子，获得S1代种子；

(2)取步骤(1)得到的S1代种子在南方采用大群体中密度种植进行培育，收获时选择20个以上的S2代果穗，S2代开始按穗行种植；

(3)S2代在南方采用大群体中密度种植，在表现优良的穗行中各选择优良单株自交3～6株，收获时进行穗选，分穗脱粒，进行下一代选育；

(4)S3～S4代在北方制种区采用小群体穗行种植、高密度选择，并固定播种日、设置授粉时限，针对光敏性进行选择，在光钝感表现优良的穗行中，各选择优良单株3～6株自交，选择时根据上一代的授粉日期，选择提前1～2天的植株进行自交，收获时进行穗选，分穗脱粒，进行下一代选育；

(5)S5～S6代在南方采用小群体穗行种植、高密度选择，针对抗病、抗逆性进行选择，在抗病、抗逆性表现优良的穗行中各选择优良单株自交3～6株，收获时进行穗选，分穗脱粒，进行下一代选育；

(6)S7～S8代在北方制种区同(4)，一直选育到S8代即得到可以在中国“北制南用”的光钝感Suwan自交系；

上述步骤中，所述的南方，具体是中国纬度在25～27°、海拔在1000～1400m之间的地区；所述的北方制种区，具体是中国纬度在37～39°、海拔在1300～1600m之间的河西走廊。

2.根据权利要求1所述的基于玉米Suwan种质选育光钝感自交系的方法，其特征在于，所述的大群体中密度种植，是种植基础群体500株以上，密度为4500～5000株/亩。

3.根据权利要求1所述的基于玉米Suwan种质选育光钝感自交系的方法，其特征在于，所述的小群体穗行种植、高密度选择，是按穗行种植，每个穗种植30株以上，种植密度设置为6500～8000株/亩进行选择。

4.根据权利要求1所述的基于玉米Suwan种质选育光钝感自交系的方法，其特征在于，所述的固定播种日期，是在4月20日前后1天播种。

5.根据权利要求1所述的基于玉米Suwan种质选育光钝感自交系的方法，其特征在于，所述的设置授粉时限，是将授粉日期控制在7月中旬至8月上旬之间，8月10日以后开花的不授粉。

6.根据权利要求1所述的基于玉米Suwan种质选育光钝感自交系的方法，其特征在于，所述步骤(1)～(6)中选择植株、果穗的方法及原则，具体如下：

a.在开花前期选择株型好、雌雄协调的植株套袋自交，其它植株不用套袋、也不去除；

b.在完熟期对抗病性、果穗的结实率、籽粒的商品性进行选择。

7.根据权利要求6所述的基于玉米Suwan种质选育光钝感自交系的方法，其特征在于，所述选择株型好的植株，是选择半紧凑或紧凑型的单株，并起始选择株高2.7m以下，穗位1.4m以下的植株，然后每选择一代按降低6cm以上的标准进行选择。

8.根据权利要求6所述的基于玉米Suwan种质选育光钝感自交系的方法，其特征在于，所述选择雌雄协调的植株，是选择单株花期相遇的植株。

9.根据权利要求6所述的基于玉米Suwan种质选育光钝感自交系的方法，其特征在于，所述在完熟期对抗病性、果穗的结实率、籽粒的商品性进行选择，是选择综合抗病性达中抗以上、结实率达93％以上、籽粒为硬粒型且颜色为桔黄色的果穗为入选果穗。