CN111109073A - 花生梯次选择性状育种方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种花生梯次选择性状育种方法，属于花生遗传育种技术领域。本发明花生梯次选择性状育种方法，是母本和父本杂交的F1代；高效扩繁F1代的杂交种，得到F2代籽仁；从F2代开始，以花生品质为出发点，在育种早期重点对花生的品质、农艺性状进行筛选，适度对产量性状进行筛选；育种中期对花生的农艺性状、产量、品质和荚果性状进行筛选；育种晚期对花生的叶部病害和荚果病害进行筛选，同时根据产量确定最终筛选的单株。本发明的育种方法克服高产与品质的矛盾、高产与早熟的矛盾、高产与抗病性的矛盾，减少系谱法造成的基因丢失缺点；减少劳动强度；能更高效的对花生的品质性状、抗病性状、产量性状进行选择。
Description
技术领域
本发明属于花生遗传育种技术领域，具体涉及一种花生梯次选择性状育种方法。
背景技术
花生是我国最重要的油料作物之一，年种植面积约7000万亩，花生因其高产优质、高效的经济效益，成为我国单产、总产和出口创汇最高的油料作物和经济作物，是我国优质食用植物油和优质食用植物蛋白的重要来源，在我国食物安全和油脂安全中占有重要地位。
花生新品种培育是保障我国花生产业发展前提，现阶段我国花生新品种培育主要使用有性杂交方法，系谱选择的方法，选育花生品种。
系谱法是国内外花生育种最常用一种杂种后代处理方法，主要特点从杂种的第一个分离世代开始单株选择，其优良株系在各世代的表现和相互关系清晰，也便于获得纯合基因型，但花生许多重要的性状是数量性状，由许多微效基因控制，易受环境影响，早代选择效果较低，而且容易造成大量优良基因的丢失。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于克服系谱法的缺点，提供一种花生梯次选择性状育种方法；该方法既可保持系谱法的优点，又可在很大程度上避免优良基因的丢失，提高选择效率，减少劳动强度。
为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
花生梯次选择性状育种方法，是母本和父本杂交的F1代；高效扩繁F1代的杂交种，得到F2代籽仁；从F2代开始，以花生品质为出发点，在育种早期重点对花生的品质、农艺性状进行筛选，适度对产量性状进行筛选；育种中期对花生的农艺性状、产量、品质和荚果性状进行筛选；育种晚期对花生的叶部病害和荚果病害进行筛选，同时根据产量确定最终筛选的单株。
在上述方案的基础上，所述花生梯次选择性状育种方法，步骤如下：
(1)母本和父本杂交的F1代，检测真假杂交种；
(2)高效扩繁F1代的杂交种，得到F2代籽仁；
(3)育种早期筛选：F2代、F3代重点对花生的品质、农艺性状进行筛选，适度对产量性状进行筛选；
(4)育种中期筛选：F4、F5、F6对花生的农艺性状、产量和品质和荚果性状进行筛选；
(5)育种晚期筛选：F7、F8对花生的叶部病害和荚果病害进行筛选，同时根据产量确定最终筛选的单株。
在上述方案的基础上，所述步骤(3)～(5)中产量筛选是：
在育种早期剔除混合群体理论产量低于中亲值组合；
在育种中期剔除混合群体理论产量小于0.8倍高亲本产量组合；
在育种晚期剔除混合群体理论产量小于0.9倍高亲本产量组合。
在上述方案的基础上，所述混合群体理论产量混合群体理论产量的计算方法为：
对每个组合选出的单株进行单株生产力测定，计算单株生产力，根据单株生产力计算结果，剔除影响混合群体产量的单株，根据入选的单株数，计算混合群体理论产量：
公式：(单株生产力1+单株生产力2+……)/单株数×播种密度。
在上述方案的基础上，
所述农艺性状为株高、分枝长、分支角度、分枝数、叶片大小、叶型、叶色、荚果在土壤分布形状；所述荚果在土壤分布形状的选择方法为花生从土壤起出后，手握住花生茎秆与体面垂直，看荚果是否在一个平面，有利于机械化收获；
所述品质为油酸含量；
所述荚果性状为：果针强度、荚果形状、荚果大小、荚果整齐度、荚果饱果数、籽仁颜色、籽仁整齐度。
在上述方案的基础上，所述步骤(3)～(5)中油品筛选是：
F2～F4代筛选油酸含量高于70％的籽仁；
F5代筛选油酸含量高于73％的籽仁；
F6、F7代筛选油酸含量高于75％的籽仁。
在上述方案的基础上，所述花生梯次选择性状育种方法，具体步骤为：
(1)母本和父本杂交的F1代，采用分子标记检测真假杂交种；
(2)高效扩繁F1代的杂交种，得到F2代籽仁；近红外单粒选择含油酸量大于70％的F2代籽仁，再在高油酸含量的籽仁中选择大小适中的籽仁混合；
(3)将步骤(2)选出的F2代籽仁单粒播种，进行农艺性状筛选，计算单株生产力，根据单株生产力计算结果，剔除影响混合群体产量的单株，根据入选的单株数，计算混合群体理论产量，然后与中亲值进行比较，剔除混合群体理论产量低于中亲值组合，筛选出的高产组合；同时近红外单粒选择含油酸量大于70％的籽仁，进行混合，构建出F3代混合群体；
(4)将步骤(3)筛选出的F3代籽仁单粒播种，进行农艺性状筛选，计算单株生产力，根据单株生产力计算结果，计算混合群体理论产量，筛选混合群体理论产量与高产亲本产量进行比较，剔除混合群体理论产量小于0.8倍高亲本产量组合，筛选出的高产组合；同时近红外单粒选择含油酸量大于70％的籽仁，进行混合，构建出F4代混合群体；
(5)将步骤(4)筛选出的F4代籽仁单粒播种，进行农艺性状筛选，计算单株生产力，根据单株生产力计算结果，计算混合群体理论产量，筛选混合群体理论产量与高产亲本产量进行比较，剔除混合群体理论产量小于0.9倍高亲本产量组合，筛选出的高产组合；同时近红外单粒选择含油酸量大于73％的籽仁，进行混合，构建出F5代混合群体；
(6)将步骤(5)筛选出的F5代籽仁单粒播种，进行农艺性状筛选，计算单株生产力，根据单株生产力计算结果，计算混合群体理论产量，筛选混合群体理论产量与高产亲本产量进行比较，剔除混合群体理论产量小于0.9倍高亲本产量组合，筛选出的高产组合；同时近红外单粒选择含油酸量大于75％的籽仁，进行混合，构建出F6代混合群体；
(7)将步骤(6)筛选出的F6代籽仁单粒播种，进行农艺性状终选，在田间标记单株，对田间标记单株进行产量相关性状终选，单株收获；对收获单株进行品质终选，所选单株籽仁混合；构建F7代混合群体；
(8)将步骤(7)筛选出的F7代籽仁单粒播种，对叶部抗病性进行筛选，标记单株，在标记单株中对F8代荚果抗病性筛选，收获单株；不混合；
(9)高效扩繁F8代单株，同时进行叶部病害与荚果病害接种鉴定；选择单株进行扩繁，进行二年品系鉴定，好的品系参加国家组织的区域试验、生产试验、DUS测定、转基因测定、抗病性鉴定、品质检测，最后农业农村部花生品种登记，形成品种。
本发明技术方案的优点
本发明的育种方法克服高产与品质的矛盾、高产与早熟的矛盾、高产与抗病性的矛盾，减少系谱法造成的基因丢失缺点；减少劳动强度；更高效对花生的品质性状、抗病性状、产量性状进行选择。本发明梯次选择育种方法出发点是先选择品质相关性状，再根据单株生产力构建混合群体，这样既可保持系谱法的优点，又可在很大程度上避免优良基因的丢失，提高选择效率，减少劳动强度。
1.逐步选择性状，尽可能的在早代对性状有方向的选择，适当保留下一代群体规模，品质必须在早代进行选择，减少近红外单粒检测的工作量，保证品质选择的有效性；
2.利用此方法逐步剔除低配合力杂交组合数，减少工作劳动强度；
3.尽可能的保留所需基因，克服系谱法造成的基因丢失，同时克服高产与品质的矛盾、高产与早熟的矛盾、高产与抗病性的矛盾；
4.高效聚合优异性状，由系谱法的单一性状选择，改良为多性状选择，由系谱法的点状选择，改良为连续选择。
构思及原理：
对于数量基因，杂交后代性状的分布符合正态分布，系谱法根据一个主要性状进行后代选择时，实际上是在连续性状的点状选择，如果仅选择正态分布中极少数部分，必然丢失非常多的有利基因。例如：母本(300公斤/亩)×父本(200/亩)，后代中间值为250公斤/亩为数量最多的个体，趋近母本的数量会逐步减少，趋近父本的数量逐步减少，系谱法会在极少数趋近母本或超出母本的个体中进行选择，其余不选，造成大量的有利基因丢失，诸如优质、抗病、早熟等性状。系谱法需要一定的运气，才能选到高产优质抗病的花生品种。
如何进行多性状(性状都为数量基因)选择是花生育种的关键问题，本发明从品质(粒型、高油、高蛋白、高油酸、食用型等)相关性状出发，梯次进行性状选择，根据单株生产力入选高于中亲值单株，这样就把点状选择变成了连续选择，把单一性状选择变成了多性状选择，避免了系谱法基因丢失。如果所选单株生产力都低于中亲值，说明此组合配合力低，淘汰该组合，减少劳动强度。本发明的方法可以更加高效的聚合优良性状，定向的选育出高产、优质、早熟、抗病的优良花生品种。
具体实施方式
在本发明中所使用的术语，除非有另外说明，一般具有本领域普通技术人员通常理解的含义。
下面结合具体实施例，并参照数据进一步详细的描述本发明。以下实施例只是为了举例说明本发明，而非以任何方式限制本发明的范围。
实施例
以高油花生品种吉花25(2019年新参加东北区区试)选育过程为例说明，本发明梯次选择性状育种方法；构建高油杂交组合45个，用于高油花生育种，其中各杂交组合如表1所示：
表1 25组杂交组合
经筛选最终高油酸组合剩下1个，唐8252×CTWE；其中，母本为高产早熟品种(唐8252)；父本为高油酸抗病材料(CTWE)；具体梯次选择性状育种方法如下：
第一步：唐8252×CTWE得到F1，分子标记检测真假杂交种；
第二步：高效扩繁F1得到F2代籽仁，近红外单粒选择含油酸量在70％的籽仁，再在高油酸含量的籽仁中选择大小适中，进行混合；
第三步：在田间单粒播种F2代籽仁，根据株高、分枝长、叶片大小、分枝角度、叶色等选择单株，并进行标记，对标记单株荚果单收(F3)测量单株生产力，根据单株生产力计算结果，剔除影响混合群体产量的单株，根据入选的单株数，计算混合群体理论产量(公式：(单株生产力1+单株生产力2+……)/单株数×播种密度)，然后与中亲值进行比较，剔除混合群体理论产量低于中亲值组合，筛选出的高产组合。同时对单株品质近红外检测，把油酸量高于70％的籽仁混合，构建出F3代混合群体。
第四步：在田间单粒播种F3代籽仁，根据株高、分枝长、叶片大小、分枝角度、叶色、荚果性状、荚果大小等选择单株，标记单株，对F4单株进行单株生产力测定，计算单株生产力，根据单株生产力计算结果，计算混合群体理论产量，筛选混合群体理论产量与高产亲本产量进行比较，剔除混合群体理论产量小于0.8倍高亲本产量组合，筛选出的高产组合；同时对单株生产力大于中亲值的籽仁进行近红外检测，把油酸量高于70％的籽仁混合，构建出F4代混合群体。
第五步：在田间单粒播种F4代籽仁，根据株高、分枝长、叶片大小、分枝角度、叶色、荚果性状、荚果大小、荚果整齐度、荚果饱果数等选择单株，单株标记，对标记单株(F5)单株进行单株生产力测定，计算单株生产力，根据单株生产力计算结果，计算混合群体理论产量，筛选混合群体理论产量与高产亲本产量进行比较，剔除混合群体理论产量小于0.9倍高亲本产量组合，筛选出的高产组合；同时对单株品质进行筛选，把油酸含量高于73％的籽仁混合，构建出F5代混合群体。
第六步：田间播种F5代籽仁，根据株高、分枝长、叶片大小、分枝角度、叶色、荚果性状、荚果大小、荚果整齐度、荚果饱果数、籽仁颜色、荚果抗病性、早熟性等选择单株，标记单株，对F6单株进行单株生产力测定，计算单株生产力，根据单株生产力计算结果，计算混合群体理论产量，筛选混合群体理论产量与高产亲本产量进行比较，剔除混合群体理论产量小于0.9倍高亲本产量组合，筛选出的高产组合；同时对单株品质进行筛选，把单株品质筛选油酸含量高于75％的籽仁混合，构建出F6代混合群体。
第七步：田间播种F6代籽仁，根据株高、分枝长、叶片大小、分枝角度、叶色等农艺性状筛选标记单株，对标记单株荚果性状、荚果大小、荚果整齐度、荚果饱果数、籽仁颜色、荚果抗病性、叶部抗病性等选择单株筛选，对F6单株进行单株生产力测定，计算单株生产力，根据单株生产力计算结果，计算混合群体理论产量，筛选混合群体理论产量与高产亲本产量进行比较，剔除混合群体理论产量小于0.9倍高亲本产量组合，筛选出的高产组合，把油酸量大于75％单株，农艺性状、产量性状优异单株籽仁混合。
第八部：在田间播种F7代籽仁，根据株高、分枝长、叶片大小、分枝角度、叶色、荚果性状、荚果大小、荚果整齐度、荚果饱果数、籽仁颜色、荚果抗病性、叶部抗病性等进行单株选择，其中根据荚果抗病性、叶部抗病性进行单株选择，选出的单株测量单株生产力，检测单株籽仁含油量，把单株生产力高、油酸含量高于75％单株单收。
第九步：高效扩繁F8代单株，同时进行叶部病害鉴定与荚果病害鉴定。
第十步：扩繁品系，进行二年品系鉴定，好的品系参加国家组织的区域试验、生产试验、DUS测定、转基因测定、抗病性鉴定、品质检测，最后农业农村部花生品种登记，形成品种。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.花生梯次选择性状育种方法，其特征在于，
母本和父本杂交的F1代；高效扩繁F1代的杂交种，得到F2代籽仁；从F2代开始，以花生品质为出发点，在育种早期重点对花生的品质、农艺性状进行筛选，适度对产量性状进行筛选；育种中期对花生的农艺性状、产量、品质和荚果性状进行筛选；育种晚期对花生的叶部病害和荚果病害进行筛选，同时根据产量确定最终筛选的单株。
2.根据权利要求1所述花生梯次选择性状育种方法，其特征在于，步骤如下：
(1)母本和父本杂交的F1代，检测真假杂交种；
(2)高效扩繁F1代的杂交种，得到F2代籽仁；
(3)育种早期筛选：F2代、F3代重点对花生的品质、农艺性状进行筛选，适度对产量性状进行筛选；
(4)育种中期筛选：F4、F5、F6对花生的农艺性状、产量和品质和荚果性状进行筛选；
(5)育种晚期筛选：F7、F8对花生的叶部病害和荚果病害进行筛选，同时根据产量确定最终筛选的单株。
3.根据权利要求1或2所述花生梯次选择性状育种方法，其特征在于，所述步骤(3)～(5)中产量筛选是：
在育种早期剔除混合群体理论产量低于中亲值组合；
在育种中期剔除混合群体理论产量小于0.8倍高亲本产量组合；
在育种晚期剔除混合群体理论产量小于0.9倍高亲本产量组合。
4.根据权利要求3所述花生梯次选择性状育种方法，其特征在于，所述混合群体理论产量混合群体理论产量的计算方法为：
对每个组合选出的单株进行单株生产力测定，计算单株生产力，根据单株生产力计算结果，剔除影响混合群体产量的单株，根据入选的单株数，计算混合群体理论产量：
公式：(单株生产力1+单株生产力2+……)/单株数×播种密度。
5.根据权利要求1或2所述花生梯次选择性状育种方法，其特征在于，
所述农艺性状为株高、分枝长、分支角度、分枝数、叶片大小、叶型、叶色、荚果在土壤分布形状；
所述品质为油酸含量；
所述荚果性状为：果针强度、荚果形状、荚果大小、荚果整齐度、荚果饱果数、籽仁颜色、籽仁整齐度。
6.根据权利要求5所述花生梯次选择性状育种方法，其特征在于，
所述步骤(3)～(5)中油品筛选是：
F2～F4代筛选油酸含量高于70％的籽仁；
F5代筛选油酸含量高于73％的籽仁；
F6、F7代筛选油酸含量高于75％的籽仁。
7.根据权利要求1～6任一项所述花生梯次选择性状育种方法，其特征在于，具体步骤为：
(1)母本和父本杂交的F1代，采用分子标记检测真假杂交种；
(2)高效扩繁F1代的杂交种，得到F2代籽仁；近红外单粒选择含油酸量大于70％的F2代籽仁，再在高油酸含量的籽仁中选择大小适中的籽仁混合；
(3)将步骤(2)选出的F2代籽仁单粒播种，进行农艺性状筛选，计算单株生产力，根据单株生产力计算结果，剔除影响混合群体产量的单株，根据入选的单株数，计算混合群体理论产量，然后与中亲值进行比较，剔除混合群体理论产量低于中亲值组合，筛选出的高产组合；同时近红外单粒选择含油酸量大于70％的籽仁，进行混合，构建出F3代混合群体；
(4)将步骤(3)筛选出的F3代籽仁单粒播种，进行农艺性状筛选，计算单株生产力，根据单株生产力计算结果，计算混合群体理论产量，筛选混合群体理论产量与高产亲本产量进行比较，剔除混合群体理论产量小于0.8倍高亲本产量组合，筛选出的高产组合；同时近红外单粒选择含油酸量大于70％的籽仁，进行混合，构建出F4代混合群体；
(5)将步骤(4)筛选出的F4代籽仁单粒播种，进行农艺性状筛选，计算单株生产力，根据单株生产力计算结果，计算混合群体理论产量，筛选混合群体理论产量与高产亲本产量进行比较，剔除混合群体理论产量小于0.9倍高亲本产量组合，筛选出的高产组合；同时近红外单粒选择含油酸量大于73％的籽仁，进行混合，构建出F5代混合群体；
(6)将步骤(5)筛选出的F5代籽仁单粒播种，进行农艺性状筛选，计算单株生产力，根据单株生产力计算结果，计算混合群体理论产量，筛选混合群体理论产量与高产亲本产量进行比较，剔除混合群体理论产量小于0.9倍高亲本产量组合，筛选出的高产组合；同时近红外单粒选择含油酸量大于75％的籽仁，进行混合，构建出F6代混合群体；
(7)将步骤(6)筛选出的F6代籽仁单粒播种，进行农艺性状终选，在田间标记单株，对田间标记单株进行产量相关性状终选，单株收获；对收获单株进行品质终选，所选单株籽仁混合；构建F7代混合群体；
(8)将步骤(7)筛选出的F7代籽仁单粒播种，对叶部抗病性进行筛选，标记单株，在标记单株中对F8代荚果抗病性筛选，收获单株；不混合；
(9)高效扩繁F8代单株，同时进行叶部病害与荚果病害接种鉴定；选择单株进行扩繁，进行二年品系鉴定，好的品系参加国家组织的区域试验、生产试验、DUS测定、转基因测定、抗病性鉴定、品质检测，最后农业农村部花生品种登记，形成品种。
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