CN115226627B - 一种创制甜糯玉米自交系的方法及应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及甜糯玉米育种技术领域，具体涉及一种高效创制甜糯玉米自交系的方法。本发明所提供的方法中，以糯玉米自交系A为母本，以甜质基因供体为父本，在籽粒分离后代中选择甜质籽粒种植，并进行后续的筛选工作，有效降低了育种年限；本发明能快速创制出甜糯纯合玉米自交系，且所获得的甜糯纯合玉米自交系种子质量好，发芽率高，有利于甜加糯品种种子生产，降低制种成本，节省人力物力。并且本发明所提供的方法，在育成甜糯玉米自交系的同时，获得配合力良好的苗头组合，可直接作为甜糯玉米的育成品种，有利于加速品种选育进程。

Description

一种创制甜糯玉米自交系的方法及应用

技术领域

本发明涉及甜糯玉米育种技术领域，具体涉及一种高效创制甜糯玉米自交系的方法。

背景技术

鲜食玉米是在乳熟期采收，并像水果、蔬菜一样进行食用的一类特用玉米。鲜食玉米主要包括甜玉米、糯玉米等。甜玉米口感甜、脆，但无糯性；糯玉米口感粘、香，但无甜味。随着经济发展和人们生活水平提高，市场上亟需既甜又糯的鲜食玉米新类型。

甜糯玉米自交系的选育是培育甜加糯新型品种的重要关键环节。甜、糯玉米均是胚乳突变体，糯玉米中Wx基因的突变导致其胚乳中不能合成直链淀粉，几乎100%为支链淀粉，因而表现粘性；甜玉米包括sh2, su1, bt等几种突变体类型，目前，我国应用最多的是超甜型玉米（sh2）。超甜玉米籽粒中含有大量的可溶性糖，口感非常甜，但因sh2基因的突变，阻碍了糖分转化成淀粉，成熟后籽粒干瘪，淀粉含量少，因此种子发芽率低。另外，sh2基因对wx基因表现上位性，即当sh2sh2与wxwx同时存在时，玉米籽粒表现为甜质；同时因为基因互作的影响，sh2sh2wxwx基因型的种子发芽率较sh2sh2型进一步降低，给生产上带来一定困难。如何高效聚合sh2和wx基因，并提高其种子发芽率是甜加糯玉米生产中要解决的一大难题。

发明内容

本发明的目的是提供一种高效创制优良甜糯玉米自交系的方法，使种子发芽率大大提高，为快速选育优质、高产、广适的甜加糯型玉米杂交种奠定基础。

本发明第一方面，提供一种创制甜糯玉米自交系的方法，包括：

（1）以糯玉米自交系A为母本，以甜质基因供体为父本，选择杂交种自交后代中的甜质籽粒种植，获得甜玉米单株；

（2）将经过表型鉴定的甜玉米单株T，进行自交纯化，同时以糯玉米骨干自交系B为母本，以甜玉米单株T为父本，选择杂交种杂交当代果穗上籽粒100%为糯质时，所用的父本甜玉米单株T对应的自交系作为第一候选自交系，保留第一候选自交系对应的杂交种，作为第一杂交种；

（3）种植第一杂交种，按照品种审定要求对第一杂交种进行精准鉴定，保留对应的编号；种植第一候选自交系进行表型鉴定，保留对应的编号，选择两次编号的交集，获得第二候选自交系；同时，以第二候选自交系为父本，以糯玉米骨干自交系B为母本，获得第二杂交种；

（4）种植第二杂交种，按照品种审定要求对第二杂交种进行精准鉴定，保留对应的编号；种植第二候选自交系进行表型鉴定，保留对应的编号，选择在两次编号中均存在的自交系，进行自交纯化，获得甜糯玉米自交系。

在籽粒性状分离后代，若选择糯粒进行种植时，需要再自交一代才能得到甜质籽粒，并且不能鉴选出发芽率高、植株长势好的单株。本申请在籽粒性状分离后代，选择甜质籽粒进行后续的育种筛选工作，可以显著缩短育种周期，快速获得发芽率高、植株长势好的单株。

并且，由于sh2基因型的籽粒胚乳皱缩，淀粉含量少，种子发芽率较低；本发明选择甜质籽粒后，从S1代开始，进行种子发芽率选择，即从苗期至散粉前的每个阶段如出苗、拔节、喇叭口等，都进行严格表型鉴定，选择发芽率高、出苗快、长势旺的单株，提高后代种子发芽率。

在本发明所提供的方法中，步骤（3）和步骤（4）中，自交系自交纯化的种植时间比所对应的杂交种的种植时间晚30-40天。

本发明中，杂交种种植较早，自交系自交种植较晚，可以实现：首先得到杂交种的鉴定结果（在自交系散粉吐丝前），获得对应编号，再根据自交系的鉴定结果（获得对应编号），选择重合的编号的自交系（也就是第二候选自交系），进行下一步自交纯化，并将第二候选自交系做父本，糯玉米骨干自交系做母本，进行杂交，获得杂交种（也就是第二杂交种）。

如果杂交种不早种，杂交种和自交系的生长阶段大致相同，只能等下一年再获得第二杂交种，时间上拉长；并且第二候选自交系的范围会扩大，浪费地力人力物力。

在本发明所提供的方法中，步骤（2）中，表型鉴定的淘汰率不高于25%；步骤（3）中，表型鉴定的淘汰率不低于80%。

在步骤（2）中，淘汰率较低，用于获得大量候选自交系；步骤（3）中，淘汰率较高，可以更精准的获得农艺性状良好的自交系。

在本发明所提供的方法中，按照品种审定要求对杂交种进行精准鉴定，精准鉴定的指标包括：口感品质好、产量高、抗性强。

在本发明所提供的方法中，表型鉴定的时机为植株的苗期至散粉前；表型鉴定的标准为，选择发芽率高、出苗快且整齐、长势旺的单株。

在本发明所提供的方法中，将步骤（3）重复一次及以上，再进行步骤（4）。对步骤（3）进行重复，有利于获得性状稳定性更高的甜糯玉米自交系。本申请通过步骤（2）和（3），可以实现三个优势，一是以糯质自交系为母本，保证入选自交系都能自交，其优良基因都能稳定遗传下去；二是可以实现快速对比鉴定哪个穗行是甜糯双隐材料，具体是，选择杂交当代籽粒100%为糯质，所对应的甜玉米单株；三是对应的单株多一代自交纯化，同时测交种可直接进行鉴定，以检测所鉴选出来的甜糯双隐-甜上位材料的配合力，加快育种进程。

在本发明所提供的方法中，所述自交系含有甜质糯质纯合隐性基因。

在本发明所提供的方法中所述糯玉米骨干自交系A或所述糯玉米骨干自交系B为BN2、京糯6、N39、白糯6、N601、CQ56、京糯2、YN2、YN-3、京糯32、N203、ZN3；所述甜质基因供体为甜玉米骨干自交系SH251或T68、T520、T32、T3587、T193、T18、T29。

作为本发明的具体实施方式，本发明所提供的一种创制甜糯玉米自交系的方法，包括：

（1）以糯玉米骨干自交系BN2为母本，以甜玉米骨干自交系SH251为甜质基因供体，杂交，获得BSF1；

（2）将BSF1自交获得的甜质籽粒种植，获得甜质籽粒单株；以15-25%淘汰率，选择发芽率高、出苗快、长势旺的甜质籽粒单株T1-T200，自交纯化获得自交系；

同时对T1-T200进行测试，以京糯6为母本，以甜质籽粒单株T1-T200为父本，获得杂交种，选择杂交种杂交当代果穗上籽粒100%为糯质的杂交种作为第一杂交种；选择第一杂交种所用的父本甜玉米单株T对应的自交系作为第一候选自交系；

本发明对T1-T200进行测试，既可以鉴定出甜糯双隐材料，又可以鉴定T1-T200的配合力。

（3）种植第一杂交种，按照品种审定要求对第一杂交种进行精准鉴定，选择口感品质好、产量高、抗性强的杂交组合，保留对应的编号；

种植第一杂交种30-40天后，种植第一候选自交系进行表型鉴定，以80-85%的淘汰率，选择发芽率高、出苗快且整齐、长势旺的单株，保留对应编号的穗行；

选择两次编号的交集，获得第二候选自交系；同时，以第二候选自交系为父本，以糯玉米骨干自交系B为母本，获得第二杂交种；

（4）种植第二杂交种，按照品种审定要求对第二杂交种进行精准鉴定，保留对应的编号；种植第二候选自交系进行表型鉴定，保留对应的编号，选择在两次编号中均存在的自交系，进行自交纯化，获得甜糯玉米自交系。

本申请中向糯玉米自交系A中导入甜质基因，并实现二者快速聚合和纯化，创制出甜糯纯合双隐-甜上位自交系。根据本领域技术人员的理解，本发明请求保护，上述的方法得到的甜糯玉米自交系在缩短育种时间，提高甜糯玉米发芽率中的应用，以及上述方法在甜糯玉米育种中的应用。

本发明的有益效果在于：

（1）本发明通过杂交种性状与自交系农艺性状联合选择，并且提出在杂交种种植30-40天后，种植自交系，可以选出当代配合力高的单株，加快自交系选育进程，降低自交系选育及后续品种组配和鉴定环节工作量，节本省时高效。

（2）本发明制备得到的甜糯玉米自交系的种子质量好，发芽率高，有利于甜加糯品种种子生产，降低制种成本，节省人力物力。

（3）本发明在制备得到甜糯玉米自交系的同时，获得杂交种。

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 高效创制甜糯玉米自交系的方法

本实施例提供一种高效创制甜糯玉米自交系的方法，步骤如下：

（1）第1年春，北京，以我国糯玉米骨干自交系B（BN2）为母本（由北京市农林科学院玉米研究所选育并提供），以北京市农林科学院自育甜玉米骨干自交系SH251为甜质基因供体，杂交，获得BSF1。

（2）第1年冬，海南，BSF1自交，获得3种表型的籽粒。

（3）第2年春，北京，选择其中甜质籽粒种植（记为T1-T2000，S1），单粒育苗钵种植，出苗后三叶一心期移栽至田间。从苗期至散粉前的每个阶段如出苗、拔节、喇叭口等，都进行严格表型鉴定，以20%淘汰率，选择发芽率高、出苗快、长势旺的单株，自交纯化，同时以糯玉米骨干自交系A（京糯6）为母本，对入选的甜玉米单株进行测试，杂交当代果穗上籽粒100%为糯质时，保留所对应的自交单株的果穗，即含有甜质糯质纯合隐性基因，记为TN1-TN200（第一候选自交系），同时保留对应的杂交种C1-C200（第一杂交种）。

（4）第2年冬，海南，9月中旬种植C1-C200，按照品种审定要求进行精准鉴定，选择口感品质好、产量高、抗性强的杂交组合，并保留对应编号的穗行；同年10月底种植TN1-TN200（按穗行种），从苗期至散粉前的每个阶段如出苗、拔节、喇叭口等，都进行严格表型鉴定，以80%以上的淘汰率，选择发芽率高、出苗快且整齐、长势旺的单株；

选出在C1-C200与TN1-TN200的鉴定结果均较好的穗行，鉴选出种子发芽率高、配合力高的穗行20行，并从中选择优良单株TN1-TN50（第二候选自交系），自交纯化，同时取花粉与糯玉米骨干自交系A杂交，获得杂交种C1-C50（第二杂交种）。

（5）第3年春，北京，4月中下旬种植C1-C50，按照品种审定要求进行精准鉴定，选择口感品质好、产量高、抗性强的杂交组合，并保留对应编号的穗行；6月初种植TN1-TN50（按穗行种），从苗期至散粉前的每个阶段如出苗、拔节、喇叭口等，都进行严格表型鉴定，以80%以上的淘汰率，选择发芽率高、出苗快且整齐、长势旺的单株；

选出在C1-C50与TN1-TN50的鉴定结果均较好的穗行，鉴选出种子发芽率高、配合力高的穗行5行，并从中选择优良单株TN1-TN20（第三候选自交系），自交纯化，同时取花粉与A杂交，获得杂交种C1-C20（第三杂交种）。

（6）第3年冬，海南，9月中旬种植C1-C20，按照品种审定要求进行精准鉴定，选择口感品质好、产量高、抗性强的杂交组合，并保留对应编号的穗行；10月底种植TN1-TN20（按穗行种），从苗期至散粉前的每个阶段如出苗、拔节、喇叭口等，都进行严格表型鉴定，以80%以上的淘汰率，选择发芽率高、出苗快且整齐、长势旺的单株；两方面结合，鉴选出种子发芽率高、配合力高的穗行，并从中选择优良单株TN1-TN5（第四候选自交系）。

（7）第4年春，北京，种植TN1-TN5，继续自交纯化，获得纯合甜糯玉米自交系，种子发芽率达93%。

实施例2 高效创制甜糯玉米自交系的方法

本实施例提供一种高效创制甜糯玉米自交系的方法，步骤如下：

（1）以我国糯玉米骨干自交系B（BN2）为母本，甜玉米骨干自交系T68为甜质基因供体（均由北京市农林科学院玉米研究所选育并提供），进行杂交，获得F1。

（2）F1自交，获得3种表型的籽粒。

（3）选择其中甜质籽粒种植（记为T1-T2000，S1），单粒育苗钵种植，出苗后三叶一心期移栽至田间。从苗期至散粉前的每个阶段如出苗、拔节、喇叭口等，都进行严格表型鉴定，以20%淘汰率，选择发芽率高、出苗快、长势旺的单株，自交纯化，同时以糯玉米骨干自交系A（京糯6）为母本，对入选的甜玉米单株进行测试，杂交当代果穗上籽粒100%为糯质时，保留所对应的自交单株的果穗，即含有甜质糯质纯合隐性基因，记为TN1-TN200。同时保留对应的杂交种C1-C200。

步骤（4）、（5）和（6）同实施例1。

（7）获得纯合甜糯玉米自交系，种子发芽率达92%。

对比例1 甜糯玉米的发芽率

将实施例1与实施例2最终得到的甜糯玉米自交系及杂交种与常规的甜糯玉米，在同一条件下进行种植，种植条件为盆栽、沙培方法，于25℃、合理湿度条件下发芽，3次重复。获得发芽率，见表1，发芽率测定方法为以100粒种子为单位，在发芽至第7天时，统计发芽种子数，并计算发芽率。发芽率（%）=正常发芽种子数/供试种子总数×100%。

表1 发芽率测定结果

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种创制甜糯玉米自交系的方法，其特征在于，包括：

（1）以糯玉米骨干自交系A为母本，以甜质基因供体为父本，选择杂交种自交后代中的甜质籽粒种植，获得甜玉米单株；

（2）将经过表型鉴定的甜玉米单株T，进行自交纯化，同时以糯玉米骨干自交系B为母本，以甜玉米单株T为父本，选择杂交种杂交当代果穗上籽粒100%为糯质时，所用的父本甜玉米单株T对应的自交系作为第一候选自交系，保留所述第一候选自交系对应的杂交种，作为第一杂交种；

（3）种植第一杂交种，按照品种审定要求对第一杂交种进行精准鉴定，保留对应的编号；种植第一候选自交系进行表型鉴定，保留对应的编号，选择在两次编号中均存在的自交系，作为第二候选自交系；同时，以第二候选自交系为父本，以糯玉米骨干自交系B为母本，获得第二杂交种；

（4）种植第二杂交种，按照品种审定要求对第二杂交种进行精准鉴定，保留对应的编号；种植第二候选自交系进行表型鉴定，保留对应的编号，选择在两次编号中均存在的自交系，进行自交纯化，获得甜糯玉米自交系。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（3）中，自交系的种植时间比杂交种的种植时间晚30-40天。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤（2）中，表型鉴定的淘汰率不高于25%；步骤（3）中，表型鉴定的淘汰率不低于80%。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，按照品种审定要求对杂交种进行精准鉴定，精准鉴定的指标包括：口感品质好、产量高、抗性强；表型鉴定的时机为植株的苗期至散粉前；表型鉴定的标准为，选择发芽率高、出苗快且整齐、长势旺的单株。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将步骤（3）重复一次及以上，再进行步骤（4）。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，候选自交系含有甜质糯质纯合隐性基因。

7.根据权利要求1-6任一项所述的方法，其特征在于，所述糯玉米骨干自交系A或所述糯玉米骨干自交系B为BN2、京糯6、N39、白糯6、N601、CQ56、京糯2、YN2、YN-3、京糯32、N203、ZN3；所述甜质基因供体为甜玉米骨干自交系SH251、T68、T520、T32、T3587、T193、T18、T29。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，包括：

（1）以糯玉米骨干自交系BN2为母本，以甜玉米骨干自交系SH251为甜质基因供体，杂交，获得BSF1；

（2）将BSF1自交获得的甜质籽粒种植，获得甜质籽粒单株；以15-25%淘汰率，选择发芽率高、出苗快、长势旺的甜质籽粒单株T，自交纯化获得自交系；

以京糯6为母本，以甜质籽粒单株T为父本，获得杂交种，选择杂交种杂交当代果穗上籽粒100%为糯质的杂交种作为第一杂交种；选择第一杂交种所用的父本甜玉米单株T对应的自交系作为第一候选自交系；

（3）种植第一杂交种，按照品种审定要求对第一杂交种进行精准鉴定，选择口感品质好、产量高、抗性强的杂交组合，保留对应的编号；

种植第一杂交种30-40天后，种植第一候选自交系进行表型鉴定，以80-85%的淘汰率，选择发芽率高、出苗快且整齐、长势旺的单株，保留对应编号的穗行；

选择两次编号的交集，获得第二候选自交系；同时，以第二候选自交系为父本，以糯玉米骨干自交系B为母本，获得第二杂交种；

（4）种植第二杂交种，按照品种审定要求对第二杂交种进行精准鉴定，保留对应的编号；种植第二候选自交系进行表型鉴定，保留对应的编号，选择在两次编号中均存在的自交系，进行自交纯化，获得甜糯玉米自交系。

9.权利要求1-8任一项所述的方法得到的甜糯玉米自交系在缩短育种时间、提高甜糯玉米发芽率中的应用。

10.权利要求1-8任一项所述的方法得到的甜糯玉米自交系在甜糯玉米品种选育中的应用。