CN110679472A - 一种利用x群和黄兰群杂优模式选育玉米新品种的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及作物育种方法，具体是一种利用X群和黄兰群杂优模式选育玉米新品种的方法，包括如下步骤：(1)选择X群自交系和黄兰群自交系组配杂交种；(2)将黄兰群自交系的黄改群自交系亲本、兰卡斯特类群自交系亲本和X群自交系杂交作为对照杂交种；选当前我国主栽玉米品种作为对照；(3)进行多点多行区多次重复种植，进行高产、早熟、耐瘠薄、抗病抗倒且宜机收综合性状鉴定，选择比当前我国主栽玉米品种增产10％以上且综合性状表现优于相应对照杂交种的杂交种，为选育的新杂交组合。本发明的育种方法组配出的是高产、早熟、耐瘠薄、抗病抗倒且宜机收等综合性状优良的玉米杂交种，产量可比当前主推品种增产10％以上。

Description

一种利用X群和黄兰群杂优模式选育玉米新品种的方法
技术领域
本发明涉及作物育种方法，具体是一种利用X群和黄兰群杂优模式选育玉米新品种的方法。
背景技术
杂种优势模式(简称杂优模式)是指导优良玉米杂交种组配的理论基础,模式的创新对我国玉米杂交种丰产性、稳产性、抗逆性等方面的提升具有十分重要的意义。东北早熟春玉米区主推玉米品种的杂优模式基本上都是改良瑞德×黄改，存在杂优模式单一的问题，其组配杂交种在高产、早熟、耐瘠薄、抗病抗倒且宜机收等性状上存在一个或多个方面的不足，极易发生大面积倒伏、病虫害爆发、易霉变不耐贮藏等风险，严重影响我国粮食安全。因此，迫切需要研究创新出新的杂优模式。为了适应形势需要，我们依据玉米遗传育种理论，结合育种实践，提出了一种利用X群和黄瑞群杂优模式选育玉米新品种的方法。该方法不仅可以解决东北早熟春玉米区杂优模式单一的问题，而且可以加速创制高产、早熟、耐瘠薄、抗病抗倒且宜机收的玉米新品种，促进农民种粮积极性和农业经济的持续发展，保障国家粮食安全。
发明内容
本发明提供的一种利用X群和黄兰群杂优模式选育玉米新品种的方法，包括如下步骤：
(1)选择X群自交系为母本，选择黄兰群自交系为父本，组配杂交种；所述黄兰群自交系是以黄改群自交系和兰卡斯特类群自交系杂交后系选得到；
(2)在组配杂交种的同时，将黄兰群自交系的黄改群自交系亲本、兰卡斯特类群自交系亲本均和X群自交系杂交作为对照杂交种；同时选当前我国主栽玉米品种作为对照；
(3)将步骤(1)所组配的杂交种、步骤(2)中的对照杂交种和我国主栽玉米品种同时进行多点多行区多次重复种植，进行高产、早熟、耐瘠薄、抗病抗倒且宜机收的综合性状鉴定，选择比当前我国主栽玉米品种增产10％以上且综合性状表现优于相应对照杂交种的杂交种，为选育的利用X群和黄兰群杂优模式的新杂交组合。
其中，所述当前我国主栽玉米品种为先玉335。
其中，所述多点多行区多次重复种植为在内蒙古赤峰、内蒙古通辽、内蒙古呼和浩特、吉林榆树、吉林通化、黑龙江肇东、黑龙江佳木斯、辽宁清源等8个试验点6行区三次重复种植。
本发明所述黄兰群自交系优选通过如下步骤选育：
a、选取黄改群自交系为亲本之一，与兰卡斯特类群自交系杂交，并以黄改群自交系为亲本回交1次，以回交得到的材料为基础选系群体，通过高大严的选系方法，以熟期早、直立抗倒伏能力强、抗丝黑穗病、耐瘠薄、脱水速度快为选育标准，连续自交多代选育出优良自交系若干份；
b、从X群、改良瑞德群、瑞德群、兰卡群、黄改群、旅大红骨群、P群中各选取骨干自交系作为代表系，利用SSR分子标记技术对步骤a选育出的若干份自交系进行类群划分，确认其与现有类群代表性自交系的遗传距离较远，不属于上述群体独立成群，即属于黄兰群；
c、从与黄改群和兰卡斯特类群遗传距离都比较远的X群中选自交系作为母本测验种，以上述步骤选育出的黄兰群自交系和黄改群自交系、兰卡斯特类群自交系为父本，进行杂交组配杂交种；
d、所得杂交种以当前我国主栽的玉米品种为对照，进行多点多行区重复种植，进行熟期、直立抗倒伏能力、丝黑穗病抗性、瘠薄耐性、脱水速度、籽粒含水量综合性状鉴定，选择新选育自交系所配杂交组合产量超过我国主栽玉米品种10％，且熟期早、直立抗倒伏能力强、抗丝黑穗病、耐瘠薄、脱水速度快、籽粒含水量低综合性状优良的杂交组合，并在其中挑选产量、熟期、直立抗倒伏能力、丝黑穗病抗性、对瘠薄的耐性、脱水速度、籽粒含水量性状上都优于黄改群自交系、兰卡斯特类群自交系组配的相应杂交组合的，所选杂交组合对应的自交系，即所育的黄兰群新种质。
其中，所述通过高大严的选系方法连续自交多代，选育的标准为适合东北早熟春玉米区，熟期早、直立抗倒伏能力强、抗丝黑穗病、耐瘠薄、脱水速度快、籽粒含水量低。
熟期早：指比原始亲本早熟2天以上；
直立抗倒伏能力强：倒伏率低于10％；
抗丝黑穗病：丝黑穗病抗性达到中抗以上级别；
耐瘠薄：瘠薄地块产量与原始亲本持平或高于原始亲本5％以上；
脱水速率快：籽粒后期脱水速率比对照快；
籽粒含水量低：收获时籽粒含水量25％以下。
其中，所述黄改群自交系优选自京2416、昌7-2和京2416H中的一种。
其中，所述兰卡斯特类群自交系优选自MO17、PH4CV和LH301中的一种。
本发明所述黄兰群自交系更优选选自京黄兰1、京黄兰2和京黄兰3中的一种。
京黄兰1，分类命名为玉米Zea mays，其保藏号为CGMCC为18329，于2019年08月20日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，地址：北京市朝阳区北辰西路1号院3号，中国科学院微生物研究所，邮编100101。
京黄兰2，分类命名为玉米Zea mays，其保藏号为CGMCC为18330，于2019年08月20日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，地址：北京市朝阳区北辰西路1号院3号，中国科学院微生物研究所，邮编100101。
京黄兰3，分类命名为玉米Zea mays，其保藏号为CGMCC为18336，于2019年08月20日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，地址：北京市朝阳区北辰西路1号院3号，中国科学院微生物研究所，邮编100101。
本发明利用X群和黄兰群杂优模式的育种方法，将以X群自交系为母本，以黄兰群自交系为父本的杂交种组配模式定义为X群×黄兰群杂优模式。该杂优模式不仅可以解决东北早熟春玉米区杂优模式单一的问题，而且可以加速创制高产、早熟、耐瘠薄、抗病抗倒且宜机收的玉米新品种，促进农民种粮积极性和农业经济的持续发展，保障国家粮食安全。利用X群×黄兰群模式组配出的杂交种在高产、早熟、耐瘠薄、抗病抗倒且宜机收等综合性状上表现优良，产量可比当前主推品种增产10％以上、稳产性和适应性突出、综合性状表现优良，在我国玉米生产上具有非常大的应用价值和前景。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
实施例1
本实施例所涉品种京2416、昌7-2、京2416H、MO17、PH4CV和LH301均为公知品种，本领域技术人员可从各品种的选育单位或种质库引种。
1、2012年春季，在北京，选取黄改群自交系(京2416、昌7-2和京2416H)与兰卡斯特类群自交系(MO17、PH4CV和LH301)进行相互杂交，得到(京2416×MO17、京2416×PH4CV、京2416×LH301、昌7-2×MO17、昌7-2×PH4CV、昌7-2×LH301、京2416H×MO17、京2416H×PH4CV、京2416H×LH301)F1种子。
2、2012年冬，将杂交后代(京2416×MO17、京2416×PH4CV、京2416×LH301、昌7-2×MO17、昌7-2×PH4CV、昌7-2×LH301、京2416H×MO17、京2416H×PH4CV、京2416H×LH301)F1种植在海南与黄改群自交系(京2416、昌7-2和京2416H)进行回交，得到[(京2416×MO17)×京2416、(京2416×PH4CV)×京2416、(京2416×LH301)×京2416、(昌7-2×MO17)×昌7-2、(昌7-2×PH4CV)×昌7-2、(昌7-2×LH301)×昌7-2、(京2416H×MO17)×京2416H、(京2416H×PH4CV)×京2416H、(京2416H×LH301)×京2416H]回交1代种子，并按照适合东北早熟春玉米区，熟期早、直立抗倒伏能力强、抗丝黑穗病、耐瘠薄、脱水速度快、籽粒含水量低的标准(比原始亲本早熟2天以上；倒伏率低于10％；丝黑穗病抗性达到中抗以上级别；籽粒后期脱水速率比对照快，收获时籽粒含水量25％以下)对回交1代后代进行选育，每个回交组合选择6-10个果穗。
3、2013年春，将选中的回交1代后代果穗按照穗行种植在北京进行自交，选取优良穗行自交3-5个单株，并按照适合东北早熟春玉米区，熟期早、直立抗倒伏能力强、抗丝黑穗病、耐瘠薄、脱水速度快、籽粒含水量低的标准(选择标准同上)进行自交后代选育。
4、2013年冬-2015年冬按照一年2个世代通过高大严的选系方法在北京-海南进行连续自交选择(选择标准同上)，自交5代选育出优良自交系20份。这20份自交系均表现为熟期早、直立抗倒伏能力强、抗丝黑穗病、耐瘠薄、脱水速度快、籽粒含水量低(比原始亲本早熟2天以上；倒伏率低于8％；丝黑穗病抗性达到中抗以上级别；籽粒后期脱水速率比对照快，收获时籽粒含水量23％以下)。
5、2016年春，选取生产上常用的骨干自交系京724、京MC01、京B547、京2416、昌7-2、京2416H、MO17、PH4CV、LH301、郑58、掖478、CH03、B73、PH6WC、丹340、E28、齐319、P178为X群(京724、京MC01和京B547)、黄改群(京2416、昌7-2和京2416H)、旅大兰卡群(MO17、PH4CV和LH301)、改良瑞德类群(郑58、掖478和CH03)、瑞德群(B73和PH6WC)、红骨群(丹340、E28)、P群(齐319、P178)等7个不同种质类群的代表系，利用SSR分子标记技术对选育出优良自交系20份进行类群划分，结果发现新选育出的20份自交系独立成群，即为黄兰群。该类群包含了在我国广泛利用的瑞德群、黄改群、兰卡群和旅大红骨群等4大玉米种质资源类群的优良特性。
6、利用步骤5中不同种质类群的代表系和新选育出的20份自交，利用SSR分子标记技术按UPGMA(Unweight Pair Group Method Arithmeticaverages)方法进行遗传距离分析发现，新选育出的20份自交系与X群的遗传距离最远。
7、2016年冬，以X群自交系(京724、京MC01和京B547)为母本测验种，以新选育出的20份黄兰群自交系和原始亲本(京2416、昌7-2、京2416H、MO17、PH4CV和LH301)为父本，进行杂交组配杂交种。
8、2017年春，将杂交组配所得杂交种，以当前我国主栽的玉米品种郑单958为对照，在内蒙古赤峰、内蒙古通辽、内蒙古呼和浩特、吉林榆树、吉林通化、黑龙江肇东、黑龙江佳木斯、辽宁清源等8个试验点6行区三次重复种植，进行耐高温干旱、耐阴雨寡照、抗病抗倒、产量等综合性状筛选鉴定(筛选标准：产量与对照持平或高于对照5％以上；比对照早熟2天以上；倒伏率低于5％；丝黑穗病抗性达到中抗以上级别；籽粒后期脱水速率比对照快，收获时籽粒含水量23％以下)。通过产量、抗倒性、抗病性、稳定性等性状综合表现分析发现，新选育出的20份黄兰群自交系与X群自交系组配的杂交组合在丰产性、稳产性、适应性、抗倒性和抗病性上都优于原始亲本京2416、昌7-2、京2416H、MO17、PH4CV和LH301与X群自交系组配杂交组合。同时，新选育出的黄兰群自交系组配的杂交组合能比当前主推品种郑单958增产10％以上且综合性状表现优良的数量有10个。
10、2017年冬季，以X群自交系(京724、京MC01和京B547)为母本测验种，以新筛选出来的10份黄兰群自交系和原始亲本(京2416、昌7-2、京2416H、MO17、PH4CV和LH301)为父本，进行杂交组配杂交种。
11、2018年春，将杂交组配所得杂交种，以当前我国主栽的玉米品种郑单958为对照，在内蒙古赤峰、内蒙古通辽、内蒙古呼和浩特、吉林榆树、吉林通化、黑龙江肇东、黑龙江佳木斯、辽宁清源等8个试验点6行区三次重复种植，进行耐高温干旱、耐阴雨寡照、抗病抗倒、产量等综合性状筛选鉴定(筛选标准：产量与对号持平或高于对照5％以上；比对照早熟2天以上；倒伏率低于5％；丝黑穗病抗性达到中抗以上级别；籽粒后期脱水速率比对照快，收获时籽粒含水量23％以下)。通过2年8点的鉴定发现，新选育出的自交系在熟期早、直立抗倒伏能力强、抗丝黑穗病、耐瘠薄、脱水速度快等方面显著优于原始亲本的有3份黄兰群自交系。这3份黄兰群自交系即为优良的黄兰群新种质，命名为京黄兰1、京黄兰2和京黄兰3，并进行了保藏，保藏信息如下：
京黄兰1，分类命名为玉米Zea mays，其保藏号为CGMCC为18329，于2019年08月20日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，地址：北京市朝阳区北辰西路1号院3号，中国科学院微生物研究所，邮编100101。
京黄兰2，分类命名为玉米Zea mays，其保藏号为CGMCC为18330，于2019年08月20日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，地址：北京市朝阳区北辰西路1号院3号，中国科学院微生物研究所，邮编100101。
京黄兰3，分类命名为玉米Zea mays，其保藏号为CGMCC为18336，于2019年08月20日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，地址：北京市朝阳区北辰西路1号院3号，中国科学院微生物研究所，邮编100101。
12、2018年冬，以X群自交系(京724、京MC01和京B547)为母本测验种，以黄兰群自交系(京黄兰1、京黄兰2、京黄兰3)和原始亲本(京2416、昌7-2、京2416H、MO17、PH4CV和LH301)为父本，进行杂交组配杂交种。
13、在组配杂交种的同时，以X群自交系(京724、京MC01和京B547)为母本测验种，以黄改群自交系亲本、兰卡斯特群自交系亲本(京2416、昌7-2、京2416H、MO17、PH4CV和LH301)为父本进行杂交作为对照杂交种；同时选当前我国主栽玉米品种作为对照；
14、将步骤(12)所组配的杂交种、步骤(13)中的对照杂交种和我国主栽玉米品种先玉335同时进行20点40行区3次重复种植，进行高产、早熟、耐瘠薄、抗病抗倒且宜机收等综合性状鉴定，选择比当前我国主栽玉米品种先玉335增产10％以上且综合性状表现优于相应对照杂交种的杂交种。其中，京MC01×京黄兰1杂交种综合表现突出(比对照早熟3天；比对照杂交种平均高10％，比主栽品种先玉335高13.5％，平均倒伏率2％以下，丝黑穗病抗性达到中抗以上级别；籽粒后期脱水速率比对照快，收获时籽粒含水量22％)，即为利用X群和黄兰群杂优模式的育种方法选育得到的杂交种命名为京农科301。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种利用X群和黄兰群杂优模式选育玉米新品种的方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)选择X群自交系为母本，选择黄兰群自交系为父本，组配杂交种；所述黄兰群自交系是以黄改群自交系和兰卡斯特类群自交系杂交后系选得到；
(2)在组配杂交种的同时，将黄兰群自交系的黄改群自交系亲本、兰卡斯特类群自交系亲本均和X群自交系杂交作为对照杂交种；同时选当前我国主栽玉米品种作为对照；
(3)将步骤(1)所组配的杂交种、步骤(2)中的对照杂交种和我国主栽玉米品种同时进行多点多行区多次重复种植，进行高产、早熟、耐瘠薄、抗病抗倒且宜机收的综合性状鉴定，选择比当前我国主栽玉米品种增产10％以上且综合性状表现优于相应对照杂交种的杂交种，为选育的利用X群和黄兰群杂优模式的新杂交组合。
2.根据权利要求1所述的利用X群和黄兰群杂优模式选育玉米新品种的方法，其特征在于，所述当前我国主栽玉米品种为先玉335。
3.根据权利要求1所述的利用X群和黄兰群杂优模式选育玉米新品种的方法，其特征在于，所述多点多行区多次重复种植为在内蒙古赤峰、内蒙古通辽、内蒙古呼和浩特、吉林榆树、吉林通化、黑龙江肇东、黑龙江佳木斯、辽宁清源8个试验点6行区三次重复种植。
4.根据权利要求1所述的利用X群和黄兰群杂优模式选育玉米新品种的方法，其特征在于，所述黄兰群自交系通过如下步骤选育：
a、选取黄改群自交系为亲本之一，与兰卡斯特类群自交系杂交，并以黄改群自交系为亲本回交1次，以回交得到的材料为基础选系群体，通过高大严的选系方法，以熟期早、直立抗倒伏能力强、抗丝黑穗病、耐瘠薄、脱水速度快为选育标准，连续自交多代选育出优良自交系若干份；
b、从X群、改良瑞德群、瑞德群、兰卡群、黄改群、旅大红骨群、P群中各选取骨干自交系作为代表系，利用SSR分子标记技术对步骤a选育出的若干份自交系进行类群划分，确认其与现有类群代表性自交系的遗传距离较远，不属于上述群体独立成群，即属于黄兰群；
c、从与黄改群和兰卡斯特类群遗传距离都比较远的X群中选自交系作为母本测验种，以上述步骤选育出的黄兰群自交系和黄改群自交系、兰卡斯特类群自交系为父本，进行杂交组配杂交种；
d、所得杂交种以当前我国主栽的玉米品种为对照，进行多点多行区重复种植，进行熟期、直立抗倒伏能力、丝黑穗病抗性、瘠薄耐性、脱水速度、籽粒含水量综合性状鉴定，选择新选育自交系所配杂交组合产量超过我国主栽玉米品种10％，且熟期早、直立抗倒伏能力强、抗丝黑穗病、耐瘠薄、脱水速度快、籽粒含水量低综合性状优良的杂交组合，并在其中挑选产量、熟期、直立抗倒伏能力、丝黑穗病抗性、对瘠薄的耐性、脱水速度、籽粒含水量性状上都优于黄改群自交系、兰卡斯特类群自交系组配的相应杂交组合的，所选杂交组合对应的自交系，即所育的黄兰群新种质。
5.根据权利要求1所述的利用X群和黄兰群杂优模式选育玉米新品种的方法，其特征在于，所述黄兰群自交系选自京黄兰1、京黄兰2和京黄兰3中的一种。
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