CN111011131A - 小麦快速发育技术、分子标记技术与常规育种相结合的育种方法 - Google Patents

小麦快速发育技术、分子标记技术与常规育种相结合的育种方法 Download PDF

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CN111011131A CN202010005159.8A CN202010005159A CN111011131A CN 111011131 A CN111011131 A CN 111011131A CN 202010005159 A CN202010005159 A CN 202010005159A CN 111011131 A CN111011131 A CN 111011131A
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Abstract

本发明涉及一种小麦快速发育技术、分子标记技术与常规育种相结合的育种方法，通过育种设计、依托于室内一年多代快速发育技术和分子标记技术实现对目标基因转育或聚合，田间表型选择与分子标记选择相结合的步骤，利用小麦快速发育技术缩短育种周期，并在分子标记技术对后代定向选择基础上，依据于农艺性状表现选优淘劣。此育种模式实现了新育种技术与传统育种相结合的育种模式从理论到实践的转化，克服了常规育种周期长，只靠表型选择的缺点，为构建适应现代农业创新需求的小麦育种技术体系提供技术保障。

Description

小麦快速发育技术、分子标记技术与常规育种相结合的育种 方法
技术领域
本发明属于小麦育种技术领域，具体涉及一种快速发育技术、分子标记技术与常规育种相结合的育种方法。
背景技术
小麦是我国的主要粮食作物，对保障国家粮食安全起着至关重要的作用。建国以来我国小麦育种主要经历了抗病稳产（20世纪50～60年代）；矮化高产（20世纪70～80年代）和高产优质（20世纪90年代～21世纪初）三个阶段。过去20年我国小麦产量的增加与单产稳步提高有密切关系，进一步提高小麦单产水平仍是我国小麦生产的首要目标，而选育和推广新品是首要技术措施。受气候异常、资源短缺、环境保护和节本增收的影响，我国常规育种面临更严峻挑战。
常规育种是作物育种技术的主体，是目前生物技术无法脱离的基础。作物育种与遗传改良中的生物技术都是针对解决常规技术中的某些问题而产生或发展起来的。当前小麦育种中的主要问题是：1）选种周期太长，至少需7-8年，若远缘杂交则需时更长；2）遗传基础狭窄，许多重要的野生资源或基因难以被有效地利用。随着分子生物学的发展，特别是分子标记技术的建立，使得对目标性状的选择变成了不受环境条件及显隐性关系限制的直接对基因的选择，不仅提高了选择的准确性，而且可不失时机地开展进一步的杂交、回交，可使选种工作提早到苗期，并使得大量的田间工作可改在室内进行。例如CN110313397A公开了一种节水优质冬小麦选拔育种的方法，其利用具有谷蛋白5+10亚基、黑麦见缺失分子标记的优质小麦和节水小麦亲本，将两个亲本进行杂交，得到F0代，通过分子标记的方式对F0代进行检测，将含有相关标记的小麦作为母本，与优质亲本进行回交，得回交F0代种子，针对回交F0代种子催芽，再次种植得到F1代，进一步得到F1-F7代。该方法利用分子标记，提高了选择的准确性，但是选种周期依然很长。有鉴于此，发明一种具有加快育种进程，且具备普遍性的育种方法尤为重要。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中存在的缺陷，发明一种小麦快速发育技术、分子标记技术与常规育种相结合的育种方法，其可以突破常规育种技术瓶颈，加快育种进程，具备育种普遍性。
为实现上述目的，本发明所采取的技术方案是：
一种小麦快速发育技术、分子标记技术与常规育种相结合的育种方法，其包括如下步骤：
（1）育种设计
确定育种目标和育种材料，对所要育成品种应具备的要求指标进行确定。根据育种目标，通过查询基因信息的公共数据库、文献及材料鉴定，了解拟定育种材料的遗传背景，选择符合特定要求指标的受体亲本和供体亲本，确定育种途径；
（2）室内目标基因转育或聚合
根据育种目标完成育种途径，在大田、温室结合进行，或均在温室内进行。父母本前后两次种植，并通过对温度的调节，使其花期相遇，杂交后按单株取13-18d幼穗，进行胚培养或1% H2O2 低温破眠，利用分子标记辅助选择在苗期进行前景或背景选择，通过杂交或有限回交（步骤同上）达到目的基因转育或聚合，并按照冬小麦一年多代快速育种技术完成两次自交，同时利用分子标记对后代进行选择；
（3）田间综合性状选择
将温室获得的材料进行田间种植。F3/BCnF3～F4/BCnF4代点播，表型选择侧重于株高、生育期、成穗数、结实性及种子性状等农艺性状；F5/BCnF5代进行株行种植，并将分子标记与表型相结合进行选择，表型选择将繁茂性和产量作为重要选择指标，在收获前后通过比较抽穗期、株高、穗部形态、种皮颜色和千粒重等农艺性状进行筛选，并根据分子检测的结果进一步选优淘劣，获得符合育种目标的小麦品系进行产比试验。
作为本发明的一些实施方式，所述步骤（2）中在苗期进行育种目标筛选，是根据目标基因分离规律，确定是否进行分子检测，分子检测时按单株编号，在移栽前取部分叶片提取DNA进行检测，根据检测结果确定单株的去留。
作为本发明的一些实施方式，所述步骤（2）中，低代在室内进行，所述低代为三代以内。
作为本发明的一些实施方式，具体包括如下步骤：
（1）育种设计
确定育种目标，对亲本材料进行聚合育种，聚合要求指标包括品质“14+15”、抗白粉病“Pm21”、抗锈病“Lr34/Yr18/Pm38”基因，选择金禾7183作为受体亲本，品质“14+15”的供体亲本为16初043，抗白粉病“Pm21”的供体亲本为16初098、抗锈病“Lr34/Yr18/Pm38”的供体亲本为S1707，所述16初043为石家庄8号，所述16初098选自石麦15、邢麦6号或邢台456，所述S1707为矮立多；
育种途径如下：以金禾7183为母本配制以下三个杂交组合：金禾7183 × 16初098（14+15）、金禾7183 ×16初043（Pm21)、金禾7183 × 矮立多（Lr34/Yr18/Pm38）；收获F1代后，进行双杂组合：金禾7183 / 16初098（14+15）×金禾7183/16初043（Pm21); 金禾7183/ 16初098（14+15）×金禾7183 /矮立多（Lr34/Yr18/Pm38）; 金禾7183/16初043（Pm21) ×金禾7183 /矮立多（Lr34/Yr18/Pm38）；收获F2代后，进行三交组合：金禾7183 / 16初098（14+15）//金禾7183/16初043（Pm21) ×金禾7183/ 16初098（14+15）//金禾7183 /矮立多（Lr34/Yr18/Pm38）；金禾7183 / 16初098（14+15）//金禾7183/16初043（Pm21) ×金禾7183/16初043（Pm21) //金禾7183 /矮立多（Lr34/Yr18/Pm38）；金禾7183/ 16初098（14+15）//金禾7183 /矮立多（Lr34/Yr18/Pm38）×金禾7183/16初043（Pm21) //金禾7183 /矮立多（Lr34/Yr18/Pm38）；
（2）室内目标基因转育或聚合
在6月初，将每个材料的种子春化，将亲本分两期播种，移栽到花盆，根据育种目标完成育种途径，在大田、温室结合进行，或均在温室内进行，并通过温度的控制，调节杂交组合花期相遇，8中旬以金禾7183为母本配制以下三个杂交组合：金禾7183 × 16初098（14+15）、金禾7183 ×16初043（Pm21)、金禾7183 × 矮立多（Lr34/Yr18/Pm38），杂交后取12-16d幼穗，进行胚培养，春化后移栽，按照冬小麦一年五代快速育种技术进行温室加代，11月中旬各组合选择农艺性状优良F1单株，在温室完成双杂交，双杂交组合如下：金禾7183 / 16初098（14+15）×金禾7183/16初043（Pm21); 金禾7183/ 16初098（14+15）×金禾7183 /矮立多（Lr34/Yr18/Pm38）; 金禾7183/16初043（Pm21) ×金禾7183 /矮立多（Lr34/Yr18/Pm38），杂交后按照冬小麦一年五代快速育种技术进行温室加代,移栽前按单株剪取部分叶片，提取DNA进行分子检测，根据检测结果将含有目标基因的植株移栽到温室，2月中旬选择含双基因且农艺性状优良单株完成三交组合： 金禾7183 / 16初098（14+15）//金禾7183/16初043（Pm21) ×金禾7183/ 16初098（14+15）//金禾7183 /矮立多（Lr34/Yr18/Pm38）；金禾7183 / 16初098（14+15）//金禾7183/16初043（Pm21) ×金禾7183/16初043（Pm21) //金禾7183 /矮立多（Lr34/Yr18/Pm38）；金禾7183/ 16初098（14+15）//金禾7183 /矮立多（Lr34/Yr18/Pm38）×金禾7183/16初043（Pm21) //金禾7183 /矮立多（Lr34/Yr18/Pm38），杂交后按照冬小麦一年多代快速育种技术进行温室加代并完成两次自交；
（3）田间综合性状选择
将温室获得的材料进行田间种植，F3～F4代点播，表型选择侧重于株高、生育期、成穗数、结实性及种子性状等农艺性状；F5代进行株行种植，并将分子标记与表型相结合进行选择，表型选择将繁茂性和产量作为重要选择指标，在收获前后通过比较抽穗期、株高、穗部形态、种皮颜色和千粒重等农艺性状进行筛选，并根据分子检测的结果进一步选优淘劣，获得符合育种目标的小麦品系进行产比试验。
作为本发明的一些实施方式，具体包括如下步骤：
（1）育种设计
确定育种目标，对亲本材料进行聚合育种，聚合要求指标包括品质优质亚基5+10基因和非1B/1R系，选择金禾9123作为受体亲本，藁优9618为供体亲本；
育种途径如下：受体亲本和供体亲本进行杂交，低代材料F1～F3以分子检测筛选在温室中进行，高代材料F4及以上侧重于农艺性状表现选优淘劣在田间进行；
（2）室内目标基因转育或聚合
在5月初，大田杂交后，取幼穗，进行胚培养，按照冬小麦一年多代快速育种技术进行温室加代，F1代，收获18d左右胚龄的幼粒，进行幼粒破眠置处理，F2代，对幼苗提取DNA，分子检测目标基因，选5+10及1B/1R系，收获F2代18d胚龄的幼粒，进行幼粒破眠处置，F3代按单株种植，对幼苗提取DNA，分子检测目标基因，选5+10及1B/1R系，收获F3代种子；
（3）田间综合性状选择
将温室获得的材料进行田间种植，F3～F4代点播，表型选择侧重于株高、生育期、成穗数、结实性及种子性状等农艺性状；F5代进行株行种植，并将分子标记与表型相结合进行选择，表型选择将繁茂性和产量作为重要选择指标，在收获前后通过比较抽穗期、株高、穗部形态、种皮颜色和千粒重等农艺性状进行筛选，并根据分子检测的结果进一步选优淘劣，获得符合育种目标的小麦品系进行产比试验。
作为本发明的一些实施方式，幼粒破眠置处理的具体操作为于40℃烘干2h，再于室温下用1% H2O2浸泡16h，然后将浸后的幼粒用清水冲洗数遍、腹沟朝下摆放于1% H2O2 的水床上、置于6～8℃的冷柜中催芽。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：
本发明通过将小麦快速发育技术、分子标记技术与常规育种相结合，利用小麦快速发育技术缩短育种周期，并在分子标记技术对后代定向选择基础上，依据于农艺性状表现选优淘劣。
本发明利用分子标记检测，在杂交后代不同世代温室选育与田间选育交替定向培育，加速育种进程。此育种模式实现了新育种技术与传统育种相结合的育种模式从理论到实践的转化，克服了常规育种周期长，只靠表型选择基因型的缺点，为构建适应现代农业创新需求的小麦育种技术体系提供技术保障。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1 本发明育种流程图；
图2为金禾7183聚合Pm21与Lr34/Yr18/Pm38基因图，图中：M：100bpmark；1-5：杂交后代；6：金禾9123；7：南大2419；8：空白对照；9：金禾7183；
图3为金禾7183聚合Pm21与14+15基因图，图中：M：100bp；1-7：杂交后代；8：金禾9123；9：金禾7183；10：藁优2018；K：空白对照。
具体实施方式
本发明提供了一种小麦快速发育技术、分子标记技术与常规育种相结合的育种方法，具体包括如下步骤：
（1）制定育种方案：首先确定育种目标，即在一定的生态、生产条件下，对所要育成品种应具备一系列优良性状的要求指标；其次确定育种材料，根据育种目标，利用共享资源和技术查找和熟知育种材料的遗传背景和分子背景，利用已经鉴定出的各种重要育种性状的基因信息, 包括基因在染色体上的位置、遗传效应、基因到性状的生化网络和表达途径、基因之间的互作、基因与遗传背景和环境之间的互作等, 模拟预测各种可能基因型的表现型,从中选择符合特定育种目标的核心亲本（具有优异农艺性状的优良品种或品系）和优异基因供体亲本。最后制定育种方案，根据育种目标和育种材料确定育种途径，如杂交，回交，双交或复交、DH育种、轮回选择等。
（2）室内目标基因转育与聚合：根据育种目标完成育种途径，配制组合可根据实际情况在大田、温室结合进行，也可均在温室内进行。在温室进行时，亲本前后两次种植，并通过温度的控制，调节杂交组合花期相遇。杂交后按单株取12-16d幼穗，进行胚培养（非春性品种需春化后移栽），按照冬小麦一年五代快速育种技术进行温室加代。
在转育和聚合优异基因的过程中，根据目标基因分离规律，确定是否进行分子检测，分子检测时按单株编号，在移栽前取部分叶片提取DNA 。在转育和聚合基因的过程中，根据检测结果及育种目标确定单株的去留，对于转育单个基因的材料直接淘汰不含目的基因的单株；对于聚合多个目标基因的材料，保留聚合全部目标基因单株；对检测只含部分目标基因的材料，先移栽混收农艺性状好的单株，淘汰不含目的基因的单株。
通过杂交或有限回交达到目的基因转育或聚合，并按照冬小麦一年多代快速育种技术完成两次自交，利用分子标记对后代进行选择。根据群体的大小确定经胚培养或幼苗培养（18d幼粒经破眠处理再培养）。F2或BCnF2按单株编号，在苗期移栽前提取DNA进行分子检测，根据检测结果及育种目标确定单株的去留，对于转育单个基因的材料直接淘汰不含目的基因的单株；对于聚合多个优异基因的材料，淘汰不含目的基因的单株，保留聚合全部目标基因单株；对检测只含部分优异基因的材料，根据组合混收农艺性状好的材料。
（3）田间综合性状选择:
分子检测与田间综合农艺性状表现相结合选优淘劣，在田间选择上，更侧重于农艺性状的综合表现。
F3/BCnF3单株选择:点播，选择株高、生育期、成穗数、结实性等农艺性好的优良的植株，按单株收获，再通过比较种子大小、皮颜色、饱满度等进一步选优淘劣，按育种目标及聚合基因的多少确定群体大小，对于聚合多个基因的群体适当放宽选择标准。
F4/BCnF4单株选择:按单株点播，选择株高、生育期、成穗数、结实性等农艺性好的优良的植株，按单株收获，再通过比较种子大小、皮颜色、饱满度等进一步选优淘劣，按育种目标及聚合基因的多少确定群体大小，对于聚合多个基因的群体适当放宽选择标准。
F5/BC3F2代选择：F4/BCnF4代种子种植成株行，每单株种3行，在冬前苗期取样，提取DNA进行目标基因检测。生长过程中，田间调查时农艺性状、繁茂性和产量作为重要选择指标。在收获前后通过比较抽穗期、株高、穗部形态、种皮颜色和千粒重等农艺性状进行筛选。对于聚合多个基因的株系适当放宽选择标准。
选择株型优良、产量高、抗逆强的品系，进行产比试验。
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合具体实施例对发明进行清楚、完整的描述。
在本实施例部分，各实验材料的来源如下：藁优9618、金禾9123、矮粒多、南大2419、金禾7183、16初043、16初098均由河北省农林科学院遗传生理研究所植物转基因研究室提供。PCR仪型号为美国ABI 9700梯度PCR仪。
实施例1
（1）制定育种方案
育种目标的设定：节水节肥品系金禾7183聚合品质（14+15）、抗白粉病（Pm21）、抗锈病（Lr34/Yr18/Pm38）基因，利用共享资源和技术查找和熟知育种材料的遗传背景和分子背景，推测现有资源和高代品系可能含有目标基因的材料，再通过分子检测确定供体亲本及所含目标基因，详见表1。
表1：供体亲本
Figure 583538DEST_PATH_IMAGE001
杂交组合配置：以金禾7183为母本配制以下三个杂交组合：金禾7183 × 16初098（14+15）、金禾7183 ×16初043（Pm21)、金禾7183 × 矮立多（Lr34/Yr18/Pm38）；
收获F1代后，进行双杂组合：金禾7183 / 16初098（14+15）×金禾7183/16初043（Pm21); 金禾7183/ 16初098（14+15）×金禾7183 /矮立多（Lr34/Yr18/Pm38）; 金禾7183/16初043（Pm21) ×金禾7183 /矮立多（Lr34/Yr18/Pm38）；
收获F2代后，进行三交组合：金禾7183 / 16初098（14+15）//金禾7183/16初043（Pm21)×金禾7183/ 16初098（14+15）//金禾7183 /矮立多（Lr34/Yr18/Pm38）；金禾7183 / 16初098（14+15）//金禾7183/16初043（Pm21) ×金禾7183/16初043（Pm21) //金禾7183 /矮立多（Lr34/Yr18/Pm38）；金禾7183/ 16初098（14+15）//金禾7183 /矮立多（Lr34/Yr18/Pm38）×金禾7183/16初043（Pm21) //金禾7183 /矮立多（Lr34/Yr18/Pm38）。
（2）室内目标基因转育或聚合
2017年6月初，将每个材料处理80粒种子，春化30d，春化条件：温度6-8℃，16h/d光照培养箱中培养。将亲本分两期播种（前后相差5d）。移栽到花盆，每盆6-8株，并通过温度的控制，调节杂交组合花期相遇。8中旬以金禾7183为母本配制以下三个杂交组合：金禾7183 ×16初098（14+15）、金禾7183 ×16初043（Pm21)、金禾7183 × 矮立多（Lr34/Yr18/Pm38），每个组合25～30个穗。杂交后取12-16d幼穗，进行胚培养，春化后移栽，按照冬小麦一年五代快速育种技术进行温室加代。
11月中旬各组合选择农艺性状优良F1单株，每株选1穗在温室完成双杂交，收获没杂交农艺性状好的材料进入常规育种程序（下同）。双杂交组合如下：金禾7183 / 16初098（14+15）×金禾7183/16初043（Pm21); 金禾7183/ 16初098（14+15）×金禾7183 /矮立多（Lr34/Yr18/Pm38）; 金禾7183/16初043（Pm21) ×金禾7183 /矮立多（Lr34/Yr18/Pm38）;每个组合杂交15～20个穗，杂交后按照冬小麦一年五代快速育种技术进行温室加代,移栽前按单株剪取部分叶片，提取DNA进行分子检测，根据检测结果将含有目标基因的植株移栽到温室，其中获得127个含两个目标基因的单株。
2月中旬选择含双基因且农艺性状优良单株完成三交组合： 金禾7183 / 16初098（14+15）//金禾7183/16初043（Pm21) ×金禾7183/ 16初098（14+15）//金禾7183 /矮立多（Lr34/Yr18/Pm38）；金禾7183 / 16初098（14+15）//金禾7183/16初043（Pm21) ×金禾7183/16初043（Pm21) //金禾7183 /矮立多（Lr34/Yr18/Pm38）；金禾7183/ 16初098（14+15）//金禾7183 /矮立多（Lr34/Yr18/Pm38）×金禾7183/16初043（Pm21) //金禾7183 /矮立多（Lr34/Yr18/Pm38）。每个组合杂交15～20个穗，杂交后按照冬小麦一年多代快速育种技术进行温室加代并完成两次自交，具体为F1代春化后，移栽前按单株编号并进行分子检测，根据检测结果保留含有目标基因的单株移栽入温室，将含有三个目标基因的47株小麦继续温室加代。F2正常收获，按组合混收含部分目标基因但农艺性状好的材料，按组合混收聚合全部目标基因的材料，所收获的材料用于秋播。
（3）田间综合性状选择
2018-2019年度，在大河试验站点混播入选F3的材料种70行，其中聚合3个基因的材料种27行，行长4m，行距30cm，株距10cm，每行稀播 40 粒种，选择株高、生育期、成穗数、结实性等农艺性好的优良的植株，按单株收获，再通过比较种子大小、皮颜色、饱满度等进一步选优淘劣，按育种目标及聚合基因的多少确定群体大小，对于聚合多个基因的群体适当放宽选择标准。
2019年10月入选163株F4按单株点播在田间，来年将选择株高、生育期、成穗数、结实性等农艺性好的优良的植株，进行株系选择，最终达到含有聚合基因且农艺性状优良的品系，进行产比试验或新的育种材料。
本实施例的分子检测的方法如下：用CTAB法提取幼苗叶片DNA，目标基因及引物信息详见表2。20ul PCR扩增反应体系包含1U Taq酶，两种引物各250ng,250uM的dNTP。程序为：95℃预变性3im,95℃45s,57～68℃ 30s,72℃ 1min 循环35次， PCR产物经1.5～2%的琼脂糖凝胶电泳分离并照像。
表格 2 目标基因及引物信息
Figure RE-DEST_PATH_IMAGE002
实施例2
小麦快速育种技术、分子标记辅助育种与传统育种相结合，转育优质基因培育早熟、高产小麦新品种金禾13294，包括以下步骤：（1）制定育种方案
利用分子标记技术从现有资源材料筛选出含有优质亚基5+10基因，非1B/1R系的材料作为供体亲本，以高产、广适小麦骨干品种为受体亲本。选用藁优9618为供体亲本，金禾9123为受体亲本配制组合。低代材料（F1～F3）以分子检测筛选为主在温室中进行；高代材料（F4及以上）侧重于农艺性状表现选优淘劣，在石家庄大河试验基地进行。
（2）室内目标基因转育或聚合
2009年5月，大田杂交后16d取幼穗，进行胚培养，按照冬小麦一年五代快速育种技术进行温室加代。F1代，收获18d左右胚龄的幼粒，进行幼粒破眠置处理（于40℃烘干2h，再于室温下用1% H2O2浸泡16h，然后将浸后的幼粒用清水冲洗数遍、腹沟朝下摆放于1% H2O2 的水床上、置于6～8℃的冷柜中催芽）。F2代每个组合种植50盆，每盆10株，对幼苗提取DNA，分子检测目标基因,将含有5+10，及1B/1R系的单株挂牌，并结合其农艺性状进行选择，入选102个单株。收获F2代18d胚龄的幼粒，进行幼粒破眠处置。F3代按单株种植，每株种3盆，每盆10株。筛选方法同F2代，共入选22棵单株,入选单株成熟收获。
分子检测所用引物：
1B/1R：x-sec-P3：5'-CCTTCCTCATCTTTGTCCTC-3'；x-sec-P4:5'-GCTCTGGTCTCTGGGGTTGT-3'；
Glu-D1(5+10)：DX5-F：5΄- AAAAGGTATTACCCA A GTGTAACTTGTCCG -3΄；
DX5-R：5΄- AATTGTCCTGGCTGCAGCTGCGA -3΄。
PCR 反应条件为94℃预变性5min, 94℃ 30s, 60℃ 45 s, 72℃45 s, 35 个循环，72℃延伸 7 min，1.5%的琼脂糖凝聚电泳。
（3）田间综合性状选择
F4代选择：2010-2011年度，在大河试验站点混播入选的22株，行长4m，行距30cm，株距10cm，种30行，选择抗病性、穗型、株型等农艺性好的优良的植株，按单株收获，再通过比较种子大小、皮颜色、饱满度等进一步选优淘劣从每个抗病性，繁茂性好的株系中，选择穗型、株型优良的单株，收获后再通过比较种子大小、皮颜色、饱满度等进行选优淘劣，选择表现良好的单株。
F5代选择：2011-2012年度，F 4代种子种植成株行，行长 4 m ，行距 0.25m ，株距6.7cm，每行稀播 80 粒种子。每单株种 3 行。在冬前苗期取样，提取DNA进行目标基因检测。农艺性状、繁茂性和产量仍是重要选择指标。在收获前后通过比较抽穗期、株高、穗部形态、种皮颜色和千粒重等农艺性状进行筛选。入选稳定的2个株系确定含有目标基因，进行产比试验。金禾13294的系谱编号为【藁优9618/金禾9123】-10y01-2。
金禾13294属于半冬性早熟品种，平均生育期238天，比对照石4185早熟2天。幼苗半匍匐，叶色深绿，分蘖较强。成株株型半紧凑，株高73.3厘米。穗长方形，长芒，白壳，白粒，半硬质，籽粒较饱满。亩穗数43.6万，穗粒数35.8个，千粒重40.1克。熟相中等。
2017年河北省农作物品种品质检测中心测定，粗蛋白（干基）15.8%，湿面筋（14%湿基）35.7%，吸水量61.0毫升/100克，形成时间2.6分钟，稳定时间2.2分钟，容重792克/升。其中粗蛋白，湿面筋，吸水量的指标均达强筋水平，但稳定时间短，以其做亲本材料有优质强筋的遗传潜力；经河北省农林科学院植物保护研究所抗病性鉴定结果，2014～2015年度高抗条锈病，中感叶锈病，中感白粉病，中抗赤霉病。抗倒性较好。抗寒性一般，低于对照石4185。
小麦新品种金禾13294早熟、中抗赤霉、含优质亚基5+10，非1B/1R系、高产等特性聚合了目前多项小麦育种主要目标与方向，此类品种的培育与推广将有利于应对全球持续变暖，赤霉病北上的趋势，并且对提高我国整体小麦品质，降低 1BL/ 1RS 频率，促进小麦绿色生产具有重要意义。金禾13294其培育过程将小麦快速育种技术、分子标记辅助育种与传统育种相结合，此育种模式大幅度提高育种效率,实现了新育种技术与传统育种相结合的育种模式从理论到实践的转化。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围。

Claims (6)

1.一种小麦快速发育技术、分子标记技术与常规育种相结合的育种方法，其特征在于，其包括如下步骤：
（1）育种设计
确定育种目标和育种材料，对所要育成品种应具备的要求指标进行确定,根据育种目标，通过查询基因信息的公共数据库、文献及材料鉴定，了解拟定育种材料的遗传背景，选择符合特定要求指标的受体亲本和供体亲本，确定育种途径；
（2）室内目标基因转育或聚合
根据育种目标完成育种途径，在大田、温室结合进行，或均在温室内进行，父母本前后两次种植，并通过对温度的调节，使其花期相遇，杂交后按单株取13-18d幼穗，进行胚培养或1% H2O2 低温破眠，利用分子标记辅助选择在苗期进行前景或背景选择，通过杂交或有限回交达到目的基因转育或聚合，并按照冬小麦一年多代快速育种技术完成两次自交同时利用分子标记对后代进行选择；
（3）田间综合性状选择
将温室获得的材料进行田间种植，F3/BCnF3～F4/BCnF4代点播，表型选择侧重于株高、生育期、成穗数、结实性及种子性状等农艺性状；F5/BCnF5代进行株行种植，并将分子标记与表型相结合进行选择，表型选择将繁茂性和产量作为重要选择指标，在收获前后通过比较抽穗期、株高、穗部形态、种皮颜色和千粒重等农艺性状进行筛选，并根据分子检测的结果进一步选优淘劣，获得符合育种目标的小麦品系进行产比试验。
2.根据权利要求1所述的一种小麦快速发育技术、分子标记技术与常规育种相结合的育种方法，其特征在于，所述步骤（2）、（3）中在苗期进行育种目标筛选，是根据目标基因分离规律，确定是否进行分子检测，分子检测时按单株编号，在移栽前或苗期取部分叶片提取DNA进行检测，根据检测结果确定单株的去留。
3.根据权利要求1所述的一种小麦快速发育技术、分子标记技术与常规育种相结合的育种方法，其特征在于，所述步骤（2）中，低代在室内进行，所述低代为三代以内。
4.根据权利要求1所述的一种小麦快速发育技术、分子标记技术与常规育种相结合的育种方法，其特征在于，具体包括如下步骤：
（1）育种设计
确定育种目标，对亲本材料进行聚合育种，聚合要求指标包括品质“14+15”、抗白粉病“Pm21”、抗锈病“Lr34/Yr18/Pm38”基因，选择金禾7183作为受体亲本，品质“14+15”的供体亲本为16初043，抗白粉病“Pm21”的供体亲本为16初098、抗锈病“Lr34/Yr18/Pm38”的供体亲本为S1707，所述16初043为石家庄8号，所述16初098选自石麦15、邢麦6号或邢台456，所述S1707为矮立多；
育种途径如下：以金禾7183为母本配制以下三个杂交组合：金禾7183 × 16初098（14+15）、金禾7183 ×16初043（Pm21)、金禾7183 × 矮立多（Lr34/Yr18/Pm38）；收获F1代后，进行双杂组合：金禾7183 / 16初098（14+15）×金禾7183/16初043（Pm21); 金禾7183/ 16初098（14+15）×金禾7183 /矮立多（Lr34/Yr18/Pm38）; 金禾7183/16初043（Pm21) ×金禾7183 /矮立多（Lr34/Yr18/Pm38）；收获F2代后，进行三交组合：金禾7183 / 16初098（14+15）//金禾7183/16初043（Pm21) ×金禾7183/ 16初098（14+15）//金禾7183 /矮立多（Lr34/Yr18/Pm38）；金禾7183 / 16初098（14+15）//金禾7183/16初043（Pm21) ×金禾7183/16初043（Pm21) //金禾7183 /矮立多（Lr34/Yr18/Pm38）；金禾7183/ 16初098（14+15）//金禾7183 /矮立多（Lr34/Yr18/Pm38）×金禾7183/16初043（Pm21) //金禾7183 /矮立多（Lr34/Yr18/Pm38）；
（2）室内目标基因转育或聚合
在6月初，将每个材料的种子春化，将父母本分两期播种，移栽到花盆，根据育种目标完成育种途径，在大田、温室结合进行，或均在温室内进行，并通过温度的控制，调节杂交组合花期相遇，8中旬以金禾7183为母本配制以下三个杂交组合：金禾7183 × 16初098（14+15）、金禾7183 ×16初043（Pm21)、金禾7183×矮立多（Lr34/Yr18/Pm38），杂交后取12-16d幼穗，进行胚培养，春化后移栽，按照冬小麦一年五代快速育种技术进行温室加代，11月中旬各组合选择农艺性状优良F1单株，在温室完成双杂交，双杂交组合如下：金禾7183 / 16初098（14+15）×金禾7183/16初043（Pm21); 金禾7183/ 16初098（14+15）×金禾7183 /矮立多（Lr34/Yr18/Pm38）; 金禾7183/16初043（Pm21) ×金禾7183 /矮立多（Lr34/Yr18/Pm38），杂交后按照冬小麦一年五代快速育种技术进行温室加代,移栽前按单株剪取部分叶片，提取DNA进行分子检测，根据检测结果将含有目标基因的植株移栽到温室，2月中旬选择含双基因且农艺性状优良单株完成三交组合： 金禾7183 / 16初098（14+15）//金禾7183/16初043（Pm21) ×金禾7183/ 16初098（14+15）//金禾7183 /矮立多（Lr34/Yr18/Pm38）；金禾7183 / 16初098（14+15）//金禾7183/16初043（Pm21) ×金禾7183/16初043（Pm21) //金禾7183 /矮立多（Lr34/Yr18/Pm38）；金禾7183/ 16初098（14+15）//金禾7183 /矮立多（Lr34/Yr18/Pm38）×金禾7183/16初043（Pm21) //金禾7183 /矮立多（Lr34/Yr18/Pm38），杂交后按照冬小麦一年多代快速育种技术进行温室加代并完成两次自交；
（3）田间综合性状选择
将温室获得的材料进行田间种植；
F3/BCnF3～F4/BCnF4代点播，表型选择侧重于株高、生育期、成穗数、结实性及种子性状等农艺性状；F5/BCnF5代进行株行种植，并将分子标记与表型相结合进行选择，表型选择将繁茂性和产量作为重要选择指标，在收获前后通过比较抽穗期、株高、穗部形态、种皮颜色和千粒重等农艺性状进行筛选，并根据分子检测的结果进一步选优淘劣，获得符合育种目标的小麦品系进行产比试验。
5.根据权利要求1所述的一种小麦快速发育技术、分子标记技术与常规育种相结合的育种方法，其特征在于，具体包括如下步骤：
（1）育种设计
确定育种目标，对亲本材料进行优异基因聚合，聚合要求指标包括品质优质亚基5+10基因和非1B/1R系，选择金禾9123作为受体亲本，藁优9618为供体亲本；
育种途径如下：受体亲本和供体亲本进行杂交，低代材料F1～F3以分子检测筛选为主在温室中进行，高代材料F4及以上侧重于农艺性状表现并结合分子标记辅助选择选优淘劣在田间进行；
（2）室内目标基因转育或聚合
在5月初，大田杂交后，取幼穗，进行胚培养，按照冬小麦一年多代快速育种技术进行温室加代，F1代，收获18d左右胚龄的幼粒，进行幼粒破眠置处理，F2代，对幼苗提取DNA，分子检测目标基因，选5+10及1B/1R系，收获F2代18d胚龄的幼粒，进行幼粒破眠处置，F3代按单株种植，对幼苗提取DNA，分子检测目标基因，选5+10及1B/1R系，收获F3代种子；
（3）田间综合性状选择
将得到F3代种子进行田间点播，之后进行自交繁殖，F3～F4代点播，表型选择侧重于株高、生育期、成穗数、结实性及种子性状等农艺性状；F5代进行株行种植，并将分子标记与表型相结合进行选择，表型选择将繁茂性和产量作为重要选择指标，在收获前后通过比较抽穗期、株高、穗部形态、种皮颜色和千粒重等农艺性状进行筛选，并根据分子检测的结果进一步选优淘劣，获得符合育种目标的小麦品系进行产比试验。
6.根据权利要求1所述的一种小麦快速发育技术、分子标记技术与常规育种相结合的育种方法，其特征在于，幼粒破眠置处理的具体操作为于40℃烘干2h，再于室温下用1% H2O2浸泡16h，然后将浸后的幼粒用清水冲洗数遍、腹沟朝下摆放于1% H2O2 的水床上、置于6～8℃的冷柜中催芽。
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