CN115669530B

CN115669530B - 稻高粱育种选育方法

Info

Publication number: CN115669530B
Application number: CN202211257279.2A
Authority: CN
Inventors: 杨厚兴; 汪宝增; 徐祥文
Original assignee: Quinoa Rice Sorghum Shandong Seed Technology Co ltd
Current assignee: Quinoa Rice Sorghum Shandong Seed Technology Co ltd
Priority date: 2022-10-14
Filing date: 2022-10-14
Publication date: 2023-09-22
Anticipated expiration: 2042-10-14
Also published as: CN115669530A

Abstract

本发明属于杂交育种领域，具体涉及稻高粱育种选育方法。本发明稻高粱新品种选育方法具体为：以籼稻品种中熟双多5号、肇庆黑籼糯为父本，以高粱品种两糯1号为母本，对母本高粱穗依次进行减颖壳、去雄、套袋，然后将两父本花粉充分混合后授于母本的雌蕊柱头上，获得F1代植株；其中，颖壳剪切方法为：先将颖壳上部减去1/4，再从中间向两侧斜向下沿30度角分别减去1/5；去雄时间选在下午6时至10时或上午4时至7时进行；将F2‑F8代混合选育淘汰不良单株，保留优良单株混合种植，F8代时分别育成黑高粱新品种、白高粱新品种、红高粱新品种，通过继承了其父本的基因，成功转育到了高粱上，育成了稻高粱新品种。

Description

稻高粱育种选育方法

技术领域

本发明属于杂交育种领域，特别涉及一种稻高粱育种选育方法，还涉及上述稻高粱品种的栽培技术。

背景技术

高粱是世界上最主要禾谷类作物之一，也是杂种优势利用较早和较为广泛的作物之一；中国以高粱和水稻为亲本进行远缘杂交的研究颇多，但水稻与高粱不同属的植物杂交难度极大，成功率极低，主要原因如下：去雄不彻底；去雄过程损伤了雌蕊；父本花粉采集时被破损或采集时间欠佳；授粉不充分等。

关于水稻和高粱杂交，以下文献有过先关披露：

据有关报道，黄冈武穴市乡土专家饶水佳，用高粱母本与水稻多次杂交，培育出株高达4米、多年生的牧草，每年采收8茬；该牧草叶片柔软，茎秆无单宁且脆嫩多汁、甘甜；国内权威部门检测单糖含量高达9％，是甜高粱秆的2倍，普通玉米秆的40余倍，蛋白质含量高达14.2％，其它营养含量也高于普通牧草。

CN 103704127 B公开了一种高粱红糯稻新品种的选育方法，精确选择高粱品种环雕糯为父本，水稻品种黑籼糯为母本，穿播种植，进行科间远缘杂交，获得F1代，再种植成F2代；从F2代中筛选株高为80～100cm的植株种植成F3代，再从F3代中筛选株高为90～100cm的植株种植成F4代；从F4代中筛选株高为90～100cm的植株种植成F5代，F5代继续传代种植、筛选，直至得到株高稳定在90～100cm，结实率高于85％以上，千粒重为25～28g，护颖带有高粱形状，去皮米粒种皮为红色的糯性植株，即获得高粱红糯稻新品种；该发明得到的高粱红糯稻中富含人体所需的微量元素钙、镁、铁、锌和硒。

但上述CN 103704127 B以高粱为父本、以水稻为母本进行科间远缘杂交，且剪去母本1/3的颖壳后，选择使高粱花粉粒自然飘落在水稻花蕊柱头上进行自然授粉；水稻属于风媒花，当水稻性成熟后，水稻的雄蕊上的花药会破裂，花粉相当细小，会随风力，水稻的摇摆，落到隔壁雌粉上头，降低水稻高粱授粉几率。而且稻高粱中的黑高粱宿根多年生杂草，结实多，根茎也发达，但适合于商品化生产和利用的黑色高粱食品鲜见报道。

发明内容

为了解决上述的技术问题，本发明提供了一种稻高粱育种选育方法，上述的稻高粱为黑高粱、白高粱、红高粱中的任一种；采用特定的剪颖工艺、去雄时间，经多代培养，选育出了优良稻高粱品种；稻高粱新品种粒色光亮，在高粱株高、穗长、千粒重、穗直径、穗粒数及微量元素含量、维生素E等指标上均优于其亲本。

本发明提供的一种稻高粱育种选育方法，是以籼稻品种中熟双多5号、肇庆黑籼糯为父本，以高粱品种两糯1号为母本进行远缘杂交育种，授粉过程具有随机性，母本可能会与两个父本中的任一种授粉程度更高，使得最终会呈现出3种不同颜色的杂交稻高粱新品种：黑高粱、白高粱、红高粱。

本发明稻高粱育种选育方法包括如下步骤：

S1：F1代选育

(1)对母本高粱穗依次进行减颖壳、去雄、套袋；

(2)将两父本花粉充分混合，然后轻敲授于去雄的母本雌蕊柱头上进行授粉，然后套袋；

(3)授粉结束9～15天后，将获得的高粱幼胚进行组织培养，获得再生植株；

(4)当(3)中再生植株长至4至5叶时，移栽到大田进行F1代的种植；

S2：F2-F8代育种

(5)F1代收获后，F2-F8代混合选育淘汰不良单株，保留优良单株混合种植，F8代时获得杂交种稻高粱；所述杂交种稻高粱表现为黑色稻高粱新品种、白色稻高粱新品种、红色稻高粱新品种中的任一种；其中所述黑高粱即泰山1号黑高粱新品种。

优选的，S1中，采用多父本混合授粉进行杂交育种。

优选的，S1(1)中，颖壳剪切方法为：先将颖壳上部减去1/4，再从中间向两侧斜向下沿30度角分别减去1/5；

优选的，S1(1)中，选用镊子去雄。

优选的，S1(1)中，去雄时间选在下午6时至下午10时或上午4时至上午7时进行。

优选的，S1(1)中，去雄时间选在上午5～6时进行。

优选的，S1(2)中，做完45～55粒授粉后，剩余全部去掉，然后套袋。

优选的，S1(2)中，于上午7：30～9：30进行授粉。

优选的，将S2中获得的第八代稻高粱新品种进行如下栽培：

(1)平整土地，每亩混合施加1800～2200公斤有机肥和60～80公斤三元复合肥，将土耙平；

(2)起高垄：宽120cm，垄脊高15cm；每个高垄种植两行，行距60cm，株距15cm；

(3)当高粱长至4-5片叶时定苗，定苗后及时除草，并喷施甲维盐加吡虫啉农药，防治害虫危害；

(4)高粱米灌浆后用30～50目的纱网袋套袋。

本发明的有益效果在于：

1.以籼稻品种中熟双多5号、肇庆黑籼糯为父本，以高粱品种两糯1号为母本，经8代培育出3种稻高粱新品种，分别为黑高粱、白高粱、红高粱；稻高粱新品种微量元素含量相对较高；其中，黑高粱高粱颖壳透黑，粒色黑紫光亮透红，白高粱上带一些淡黄色、品质佳，红高粱颜色鲜艳；

2.本发明稻高粱新品种，其穗型为紧凑纺锤形，株高152c～153m，千粒重35.6～37.1g，穗直径13.5～14.2cm，穗粒重68-70g。

3.本发明稻高粱新品种在一定程度上降低苦涩味(单宁含量下降，赖氨酸含量增加)，增强口感适应性，且维生素E含量0.3mg/100g、淀粉72.3g/100g、蛋白质9.22g/100g、可溶性总糖3.7％、水分11.6％、脂肪3.2g/100g、容重844g/L，营养品质较高。

4.本发明意外的发现去雄时间对于幼胚组织培养过程中的褐变有一定影响，杂交后的幼胚活力有所提升，在一定程度上缓解了培养材料的褐化，极大地减少了组织培养过程中通过经常转接来应对褐变所造成的培养基原料浪费。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1是黑高粱新品种(左)和两糯1号(右)对比图；

图2是黑高粱新品种(左)和两糯1号(右)对比图；

图3～4均是黑高粱新品种；

图5～7均是白高粱新品种；

图8是3天大雨过后，白高粱品种(右)与普通高粱品种(左)状况对比图。

具体实施方式

为了能使本领域技术人员更好的理解本发明，现结合具体实施方式对本发明进行更进一步的阐述。以下实施例仅用于说明本发明而非用于限制本发明的范围。

以下均以籼稻品种中熟双多5号、肇庆黑籼糯为父本，以高粱品种两糯1号为母本进行远缘杂交育种。

实施例1

本发明稻高粱育种选育方法包括如下步骤：

S1：F1代选育

(1)对母本高粱穗进行减颖，颖壳剪切方法为：先将颖壳上部减去1/4，再从中间向两侧斜向下沿30度角分别减去1/5；接着用镊子去雄，去雄时间为上午5时进行，最后套袋；

(2)将两父本花粉充分混合，然后轻敲授于去雄的母本雌蕊柱头上进行授粉，授粉时间为上午9：30，做完50粒授粉后，剩余穗全部去掉，然后套袋,

(3)授粉结束15天后，将获得的高粱幼胚进行组织培养，获得再生植株；

本发明组织培养为常规组织培养，具体可参考张美善《不同高粱自交系幼胚组织培养及植株再生》，下同。

(4)当(3)中再生植株长至4叶时，移栽到大田进行F1代的种植；

S2：F2-F8代育种

(5)F1代收获后，F2-F8代混合选育淘汰不良单株，保留优良单株混合种植，F8代时获得杂交种稻高粱新品种。

并将S2中获得的第八代稻高粱新品种进行如下栽培：

(1)平整土地，每亩混合施加1800公斤有机肥和60公斤三元复合肥，将土耙平；

(3)当高粱长至5片叶时定苗，定苗后及时除草，并喷施甲维盐加吡虫啉农药，防治害虫危害；

(4)高粱米灌浆后用30目的纱网袋套袋。

实施例2

S1：F1代选育

(1)对母本高粱穗进行减颖，颖壳剪切方法为：先将颖壳上部减去1/4，再从中间向两侧斜向下沿30度角分别减去1/5；接着用镊子去雄，去雄时间为上午6时进行，最后套袋；

(2)将两父本花粉充分混合，然后轻敲授于去雄的母本雌蕊柱头上进行授粉，授粉时间为上午8：30，做完50粒授粉后，剩余穗全部去掉，然后套袋,

(3)授粉结束14天后，将获得的高粱幼胚进行组织培养，获得再生植株；

(4)当(3)中再生植株长至5叶时，移栽到大田进行F1代的种植；

S2：F2-F8代育种

并将S2中获得的第八代稻高粱新品种进行如下栽培：

(1)平整土地，每亩混合施加2000公斤有机肥和70公斤三元复合肥，将土耙平；

(3)当高粱长至4片叶时定苗，定苗后及时除草，并喷施甲维盐加吡虫啉农药，防治害虫危害；

(4)高粱米灌浆后用50目的纱网袋套袋。

实施例3

S1：F1代选育

(1)对母本高粱穗进行减颖，颖壳剪切方法为：先将颖壳上部减去1/4，再从中间向两侧斜向下沿30度角分别减去1/5；接着用镊子去雄，去雄时间为下午8时进行，最后套袋；

(3)授粉结束13天后，将获得的高粱幼胚进行组织培养，获得再生植株；

(4)当(3)中再生植株长至5叶时，移栽到大田进行F1代的种植；

S2：F2-F8代育种

并将S2中获得的第八代稻高粱新品种进行如下栽培：

(1)平整土地，每亩混合施加2200公斤有机肥和80公斤三元复合肥，将土耙平；

(4)高粱米灌浆后用40目的纱网袋套袋。

对比例1

该对比例与实施例最大区别在于剪颖壳方法为：沿颖壳中部1/2处剪颖，剪颖角度为45度；去雄时间：选在下午5：30时去雄。

对比例2

该对比例与实施例1最大的不同点在于剪颖壳方法为：沿颖壳1/3处水平剪颖。

对比例3

该对比例与实施例1最大的不同点在于去雄时间为：选在下午5时去雄。

对比例4

该对比例与实施例1最大的不同点在于去雄时间为：选在上午7时40分去雄。

对比例5

该对比例与实施例1最大的不同点在于去雄时间为：选在上午3时去雄。

表1去雄时间及剪颖方法对杂交后高粱幼胚的影响

实施例中幼胚的CAT、POD、SOD活性相对较高，表明其能够更好的维持高粱种子萌发初期自由基代谢平衡；并且本发明意外的发现去雄时间对于幼胚组织培养过程中的褐变有一定影响，在实施例中有效的缓解了培养材料的褐化，极大地减少了组织培养过程中通过经常转接来应对褐变所造成的培养基原料浪费。

表2稻高粱新品种与亲本间性状表现比较

可以看出，稻高粱新品种在高粱株高、千粒重、穗粒重等生长指标的表现上均优于两糯1号。

下表3、4中稻高粱新品种检测数据来自农业农村部食品质量监督检验测试中心(济南)所提供的检测报告。

表3稻高粱新品种与亲本营养成分检测分析

稻高粱新品种的单宁含量较“两糯1号”有所下降，且赖氨酸含量提升，在一定程度上会降低苦涩味，改善口感；同时维生素E、蛋白质、可溶性总糖等营养成分含量也存在不同程度的增加，该稻高粱新品种具有更高的营养品质。

表4稻高粱新品种与亲本间微量元素检测分析(mg/kg)

稻高粱新品种含有大量人体所需的微量元素，且与两糯1号相比，钙、铁、硒、镁等微量元素得到不同程度的提高；综上，本发明选育的稻高粱新品种在生长指标和生理指标上均表现优异，是一款较为优质的稻高粱杂交品种。

通过本发明的方法所获得的稻高粱品种，在接连3天大雨后，抗倒伏效果优异，倒伏率仅有5％，相对于普通的高粱，其抗倒伏效果优异。

所获得的黑高粱新品种高粱颖壳透黑，粒色黑紫光亮透红，与颖壳中等红色、籽粒橙色的两糯1号相比，色泽也更好；白高粱新品种上带一些淡黄色、品质佳，红高粱新品种颜色鲜艳、色泽佳。

Claims

1.稻高粱育种选育方法，其特征在于，所述的稻高粱为黑高粱、白高粱、红高粱中的任一种；

所述选育方法是以籼稻品种中熟双多5号、肇庆黑籼糯为父本，以高粱品种两糯1号为母本进行远缘杂交育种；

所述稻高粱育种选育方法包括如下步骤：

S1： F1代选育

（1）对母本高粱穗依次进行剪颖壳、去雄、套袋；颖壳剪切方法为：先将颖壳上部剪去1/4，再从中间向两侧斜向下沿30度角分别剪去1/5；去雄时间为下午6时至下午10时或上午4时至上午7时；

（2）将两父本花粉充分混合，然后轻敲授于去雄的母本雌蕊柱头上进行授粉，然后套袋；

（3）授粉结束9~15天后，将获得的高粱幼胚进行组织培养，获得再生植株；

（4）当（3）中再生植株长至4至5叶时，移栽到大田进行F1代的种植；

S2：F2-F8代育种

（5）F1代收获后，F2-F8代混合选育淘汰不良单株，保留优良单株混合种植，F8代时获得杂交种稻高粱；所述杂交种稻高粱表现为黑色稻高粱新品种、白色稻高粱新品种、红色稻高粱新品种中的任一种。

2.如权利要求1所述的稻高粱育种选育方法，其特征在于，S1（1）中，选用镊子去雄。

3.如权利要求1所述的稻高粱育种选育方法，其特征在于，S1（1）中，去雄时间选在上午5~6时进行。

4.如权利要求1所述的稻高粱育种选育方法，其特征在于，S1（2）中，做完45~55粒授粉后，剩余穗粒全部去掉，然后套袋。

5.如权利要求1所述的稻高粱育种选育方法，其特征在于，S1（2）中，于上午7：30~9：30进行授粉。

6.如权利要求1所述的稻高粱育种选育方法，其特征在于，将S2中获得的第八代稻高粱新品种进行如下栽培：

（1）平整土地，每亩混合施加1800~2200公斤有机肥和60~80公斤三元复合肥，将土耙平；

（2）起高垄：宽120cm，垄脊高15 cm；每个高垄种植两行，行距60cm，株距15cm；

（3）当高粱长至4-5片叶时定苗，定苗后及时除草，并喷施甲维盐加吡虫啉农药，防治害虫危害；

（4）高粱米灌浆后用30~50目的纱网袋套袋。