CN111328705A - 一种利用农家品种选育玉米自交系的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于玉米育种技术领域，具体公开了一种利用农家品种选育玉米自交系的方法。一种利用农家品种选育玉米自交系的方法，包括：以广西亚热带区耐旱玉米农家品种为基础材料，S1大群体自交；S2‑S4在广西亚热带区高温高湿和高密度条件下单株自交，并选择果穗中的黄色籽粒；S5‑S10继续在广西亚热带区高温高湿高密度条件下选择优良抗病植株自交；继续选择果穗中黄色硬粒型籽粒，获得稳定自交系GRLMB8。本发明的利用农家品种选育玉米自交系的方法在广西主产区进行测配组合和种植鉴定；筛选出比当地对照玉米品种早熟5天增产19.75％的杂交新品种；可用于培育产量高、品质优的玉米新品种GRLMB8。
Description
技术领域
本发明涉及玉米自交系育种技术领域，具体的是一种利用农家品种选育玉米自交系的方法。
背景技术
玉米的起源地是中南美洲和加勒比海地区，墨西哥国际小麦玉米改良中心(CIMMYT)收集保存了世界最丰富的玉米种质资源。玉米自从引进我国以后，经过几百年的栽培和种植，在适应我国复杂多样的生态环境条件下，形成大量的地方品种和农家品种，并在这些品种中积累了广泛的遗传变异和丰富的生物多样性。这些地方品种和农家品种是一个丰富的基因库，遗传基础广泛，蕴含着多种可被利用的性状和潜在的杂种优势群和杂种优势模式，利用潜力巨大，在产量、品质、抗逆性和适应性等性状改良上起着关键作用。科学鉴定和充分利用种质资源，是关系农业持续发展、保障粮食安全的一项重要工作。
我国玉米生产上使用的一些杂交品种，有不少优良自交系都是从优异地方品种或农家品种资源选育获得，如著名自交系黄早四、丹340、旅28、双M9等。中国著名的玉米杂交品种“农大108”含有CIMMYT热带种质资源Tuxpeno(广西称为墨白一号)种质成分(许启凤，2003)，广西的桂单22号(杨华铨，2000)、亚航639的亲本自交系是从墨黄9号选育而成，正大619、桂单0810、桂单162等品种含有苏湾种质成分。糯玉米品种玉美头601(黄开健，2004)、玉美头606和桂糯518(时成俏，2011)都含有来自宜州糯、都安糯和忻城糯等农家品种种质成分。这些优良种质资源在广西一些地方现在还有少量农户种植，成为了广西特色的农家品种。
可见，玉米农家品种资源为我国玉米产业的发展做出了重要的贡献，进一步改良和利用优异的农家品种资源，将会为我国玉米产业发展和粮食安全做出更大的贡献。
发明内容
本发明的目的是提供一种利用农家品种选育玉米自交系的方法，该农家品种自交系为可用于培育籽粒产量高、抗病性好、品质优的杂交玉米新品种。
本发明所提供的技术方案是：
一种利用农家品种选育玉米自交系的方法，包括以下步骤：
(1)以广西亚热带区玉米农家品种为基础材料，在每亩4500株密度的大群体中选择1000个优良单株套袋自交获得S1种子；
(2)S2至S4代在广西亚热带区高温高湿和120000-90000株/hm2高密度压力条件下种植鉴定，选择抗病性好、雌雄花期协调、农艺综合性状优的植株自交，收获前田间选株选穗，淘汰抗性差、农艺性状不好、果穗结实性差的植株；
(3)S5-S10代继续在高温高湿和较高密度条件下种植鉴定和选育，以植株农艺性状稳定整齐株型好、抗病性强、果穗结实率高、硬粒型、籽粒品质优、粒色橘黄、耐密抗倒为目标性状进行单株自交选择，至S10代育成基因型纯合、表现型一致的自交系，命名为FMB8；
(4)把育成的纯合自交系FMB8进行人工接种抗病性鉴定，该自交系具有高抗大斑病(HR)、高抗小斑病(HR)、抗南方锈病(R)、中抗穗粒腐病(MR)、感纹枯病和灰斑病(S)的特点；
(5)把育成的纯合自交系FMB8与GRL21191、GRL62491、GRL73691、先21A、GRL5262、GRL6176、GRL7204-100自交系进行测配，鉴定筛选出这些杂交组合，比对照品种早熟5天，平均产量10196.10Kg/hm2，平均增产19.75％，将该系继续自交纯合，获得稳定的自交系GRLMB8。
作为优选，步骤(1)中所述亚热带区玉米农家品种为“凤山墨白”。
作为优选，步骤(1)中所述亚热带区玉米农家品种“凤山墨白”为广西凤山县当地农民栽培种植几十年引自墨西哥国际小麦玉米改良中心(CIMMYT)的“Tuxpeno”群体改良种，该农家品种在苗期具有较强的耐旱性。
作为优选，步骤(2)中所述亚热带区高温高湿和120000-90000株/hm2高密度压力条件。
作为优选，步骤(2)和(3)中所述高温高湿条件为玉米生长期内最高气温大于30℃、相对湿度大于70％的天数多于30天。
作为优选，步骤(2)所述的抗病性好的标准为中抗玉米主要病害，雌雄花期协调标准为玉米吐丝和散粉时间同步或者吐丝早于散粉，农艺综合性状优包括植株株型好、穗位适中、果穗结实性好。
作为优选，步骤(3)中所述较高密度条件为75000株/hm2。
作为优选，所述的抗病性强是指人工接种鉴定高抗大斑病和小斑病、抗南方锈病、中抗穗粒腐病。
作为优选，步骤(5)中所述对照品种为桂单162，是当地主推籽粒玉米品种，其母本自交系为SP221。
与现有技术相比，本发明具有的有益效果如下：
(1)较好的适应性和耐旱性。本发明的农家品种自交系的基础种质来源于具有较强耐旱能力、适应本地复杂的气候和生态环境的、当地农民生产种植30多年的广西本地玉米农家品种资源“凤山墨白”。在广西和西南地区2010年春季严重干旱的情况下，大多数杂交品种无法正常出苗生长，但广西凤山县玉米农家品种“凤山墨白”却能正常出苗和生长，该农家品种具有较强的耐旱能力。
(2)较强的耐密抗到性。本发明的农家品种自交系在选育的全过程都施加了高密度(120000-90000株/hm2)和较高密度(75000株/hm2)的压力条件，具有农艺综合性状优包括植株株型好、穗位适中、果穗结实性好的特性。
(3)抗病性强。本发明的农家品种自交系选育的全过程都是在广西亚热带的高温高湿环境条件下进行，主要病害发生概率大，经过多年多季节选择，获得了抗病性强的自交系。经四川省农业科学院植保研究所人工接种抗病性鉴定，具有高抗大斑病(HR)、高抗小斑病(HR)、抗南方锈病(R)、中抗穗粒腐病(MR)、感纹枯病和灰斑病(S)等特点。
(4)较早熟、配合力高。本发明的农家品种自交系与本地主要骨干自交系测配杂交组合平均产量为10916.10Kg/hm2，比对照品种增产19.75％，平均早熟5天(参见表1)，表现为配合力高，早熟性较好的特点。
附图说明
图1为GRLMB8选育系谱图；
图2为基础种质材料“凤山墨白”的果穗；
图3为GRLMB8成熟期的植株；
图4为GRLMB8的果穗。
具体实施方式
下面结合具体例对本发明作进一步详细的说明。
实施例
本发明的农家品种自交系GRLMB8选育过程如下：
第一季(2012年秋季)：利用玉米优异农家品种“凤山墨白”为基础材料，按照每亩4500株密度种植基础大群体，在植株抽雄散粉前选择1000个优良单株进行标记和自交授粉，在成熟收获前再进行田间自交植株优选和果穗结实性优选，按照80％的淘汰率，收获200个果穗在室内拷种时剔除白色籽粒，留下黄色籽粒进行混合，从而获得S1代种子。
第二季(2013年春季)：将S1代种子在高温高湿和120000-90000株/hm2高密度压力条件下种植，同样在植株抽雄散粉前选择抗病性好、雌雄花期协调、农艺综合性状优的植株进行自交，收获前田间选株选穗，淘汰抗性差、农艺性状不好、果穗结实性差的植株，具体方法是采用大集团种植，不分穗行，选择500个优良植株进行自交，收获前按照80％淘汰率进行田间选株选穗，收获的100个果穗在室内拷种时淘汰有穗腐和粒腐的果穗，剔除白色籽粒，选择留下至少60个果穗的黄色硬粒型籽粒进行混合，获得了S2代种子。
第三季(2013年秋季)：将S2代种子按照上一季的种植鉴定和选择方法获得S3代种子。
第四季(2014年春季)：将S3代种子按照上一季的种植鉴定和选择方法获得S4代种子。
第五季(2014年秋季)：将S4代种子继续在高温高湿和75000株/hm2较高密度条件下种植鉴定和选育，以植株农艺性状稳定整齐株型好、抗病性强、果穗结实率高、硬粒型、籽粒品质优、粒色橘黄、耐密抗倒为目标性状进行单株自交选择。具体方法是将S4代种子分为63个穗行进行种植鉴定和选择，在植株抽雄散粉前淘汰抗病性差、雌雄不协调、株型不好、抗倒性差的穗行，选择符合目标要求的穗行进行自交，成熟收获前进行第二次田间选择，按照80％的淘汰率继续淘汰不符合目标要求的穗行，收获的优良穗行自交果穗在室内拷种时，同样淘汰有穗腐和粒腐的果穗，剔除白色籽粒，选择留下13个穗行41个果穗的黄色硬粒型的籽粒，从而获得S5代种子。
第六季(2015年春季)：将S5代41个穗行的种子按照上一季的种植鉴定和选择方法，按照50％的淘汰率继续淘汰不符合目标要求的穗行，选择留下21个穗行60个果穗的黄色硬粒型的籽粒，获得S6代种子。
第七季(2015年秋季)：将S6代60个穗行的种子按照上一季的种植鉴定和选择方法，按照大约50％的淘汰率继续淘汰不符合目标要求的穗行，选择留下34个穗行56个果穗的黄色硬粒型的籽粒，获得S7代种子。同时将优良的穗行在自交的同时分别与自选的测交系(母本)GRL21191、GRL62491、GRL73691进行杂交，获得了133份杂交组合种子。
第八季(2016年春季)：将S7代56个穗行的种子分为两份，一份种子按照上一季的种植鉴定和选择方法，在穗行里选择优良单株进行自交，收获的自交果穗在室内拷种时，继续淘汰不符合目标要求的果穗、有穗腐和粒腐的果穗、以及杂有白色籽粒的果穗，选择留下具有纯黄色籽粒的果穗，并在穗行内进行混合获得S8代种子。另一份种子的每个穗行分别种植6行，每两行分别人工接种鉴定玉米大斑病、小斑病和南方锈病。同时将133份杂交组合种子按照间比法进行种植和产量鉴定。根据抗病性鉴定和杂交组合产量鉴定的结果，在种植鉴定的56个穗行中筛选出第3、8、27、41、47、54个穗行，都具有抗病性强、配合力高的特性。
第九季(2016年秋季)：将S8代筛选出的6个穗行种子分别种植4行，每个穗行留出半行(至少5株)继续进行自交纯合，收获的自交果穗进行穗行内混合，获得S9代种子。其余的7个半行作为母本，采用NCII设计分别与7个自选的骨干自交系(GRL21191、GRL62491、GRL73691、先21A、GRL5262、GRL6176、GRL7204-100)进行测配杂交半行，获得42份杂交组合的种子。
第十季(2017年春季)：将S9代6个穗行的种子继续在田间种植鉴定，同时继续选择优良单株进行自交纯合，收获的自交果穗经过拷种选择后，脱粒混合获得S10代种子。同时将6个穗行的种子委托四川农科院植保所对玉米大斑病、小斑病、南方锈病、穗粒腐病、纹枯病和灰斑病进行人工接种鉴定。另外，将上一季获得的42份杂交组合种子，采用随机区组设计三次重复，每个杂交组合种植2行，以桂单162作为对照品种进行杂交组合产量比较试验。
试验结果表明：第8穗行组配的7个杂交组合都比对照品种增产，并具有较高的产量，7个杂交组合的平均产量为10916.10Kg/hm2，比对照品种增产19.75％，生育期平均早熟5天(参见表1)。
抗病性人工接种鉴定结果表明：第8穗行高抗大斑病(HR)、高抗小斑病(HR)、抗南方锈病(R)、中抗穗粒腐病(MR)、感纹枯病和灰斑病(S)。
因此，从2012年至2017年，以广西玉米农家品种“凤山墨白”作为基础种质材料，经过5年10代的自交和选择，育成了基因型纯合、表现型一致的自交系，命名为GRLMB8。
玉米农家品种自交系GRLMB8特征特性：
生育期春播109天秋播102天，种子出苗势强，幼苗长势好，幼苗叶鞘淡紫色，植株叶鞘青绿色，叶片深绿色。株高143.67cm，穗位高82.33cm，株型半紧凑，茎秆较粗大，叶片较窄长、植株叶片数18-20片，穗上叶片6张。雄穗主轴明显，长38.0cm，一级分枝数3-9个，雄穗外颖青绿色，内颖淡紫色，花药紫色、饱满，花粉量大，花丝紫红色，吐丝与散粉同步或吐丝略早于散粉。果穗筒型，穗长13.3cm，穗粗3.6cm，秃尖长0.6cm，穗行数14行，出籽率83.7％，籽粒橘黄色，硬粒型，穗轴白色。高抗大斑病、高抗小斑病、抗南方锈病，中抗穗粒腐病。耐密抗倒性好。该系繁殖密度67500株/hm2为宜，制种密度60000株/hm2为宜，中等肥力条件下，亲本繁殖平均产量4500公斤/hm2以上，最高可达5700公斤/hm2。
该系主要优点是适应性较广、耐旱性较好、耐密抗到、抗病性强、籽粒产量高、品质优、早熟性较好。
表1纯合自交系FMB8测配杂交组合的产量表现
综上所述，本发明的玉米农家品种自交系GRLMB8可用于培育适应性较广、耐旱性较好、耐密抗到、抗病性强、籽粒产量高、品质优、早熟性较好的杂交玉米新品种，可应用于杂交新品种的选育。
前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。
Claims (9)
1.一种利用农家品种选育玉米自交系的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)以广西亚热带区玉米农家品种为基础材料，在大群体中选择优良单株套袋自交，获得S1种子；
(2)S2-S4代种植鉴定，选择抗病性好、雌雄花期协调、农艺综合性状优的植株自交，收获前田间选株选穗，淘汰抗性差、农艺性状不好、果穗结实性差的植株；
(3)S5-S10代继续在高温高湿和较高密度条件下种植鉴定和选育，以植株农艺性状稳定整齐株型好、抗病性强、果穗结实率高、硬粒型、籽粒品质优、粒色橘黄、耐密抗倒为目标性状进行单株自交选择，自至S10代育成基因型纯合、表现型一致的自交系，命名为FMB8；
(4)把育成的纯合自交系FMB8进行人工接种抗病性鉴定，该自交系具有高抗大斑病(HR)、高抗小斑病(HR)、抗南方锈病(R)、中抗穗粒腐病(MR)、感纹枯病和灰斑病(S)的特点；
(5)把育成的纯合自交系FMB8与GRL21191、GRL62491、GRL73691、先21A、GRL5262、GRL6176、GRL7204-100自交系进行测配，鉴定筛选出这些杂交组合，比对照品种早熟5天，平均产量10196.10Kg/hm2，平均增产19.75％，将该系继续自交纯合，获得稳定的自交系GRLMB8。
2.根据权利要求1所述的利用农家品种选育玉米自交系的方法，其特征在于：步骤(1)中所述广西亚热带区玉米农家品种为“凤山墨白”。
3.根据权利要求1所述的利用农家品种选育玉米自交系的方法，其特征在于：步骤(1)中所述广西亚热带区玉米农家品种“凤山墨白”为广西凤山县当地农民栽培种植几十年引自墨西哥国际小麦玉米改良中心(CIMMYT)的“Tuxpeno”群体改良种，该农家品种在苗期具有较强的耐旱性。
4.根据权利要求1所述的利用农家品种选育玉米自交系的方法，其特征在于：步骤(2)中在种植鉴定的条件为：广西亚热带区高温高湿和120000-90000株/hm2高密度。
5.根据权利要求1所述的利用农家品种选育玉米自交系的方法，其特征在于：步骤(2)和(3)中所述高温高湿条件为：玉米生长期内最高气温大于30℃、相对湿度大于70％的天数≥30天。
6.根据权利要求1所述的利用农家品种选育玉米自交系的方法，其特征在于：步骤(2)中所述抗病性好的标准为中抗玉米主要病害；雌雄花期协调标准为玉米吐丝和散粉时间同步或者吐丝早于散粉；农艺综合性状优包括植株株型好、穗位适中、果穗结实性好。
7.根据权利要求1所述的利用农家品种选育玉米自交系的方法，其特征在于：步骤(3)中所述较高密度条件为75000株/hm2。
8.根据权利要求1所述的利用农家品种选育玉米自交系的方法，其特征在于：所述的抗病性强是指人工接种鉴定高抗大斑病和小斑病、抗南方锈病、中抗穗粒腐病。
9.根据权利要求1所述的利用农家品种选育玉米自交系的方法，其特征在于：步骤(5)中所述对照品种为桂单162，为当地主推籽粒玉米品种，其母本自交系为SP221。
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