CN116076352B - 一种水稻糯高粱新品种的选育方法 - Google Patents
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Abstract
为克服现有技术中以水稻为父本、高粱为母本杂交有性杂交难度极高，呈现不亲和、不受精、不结实的问题，本发明提供一种水稻糯高粱新品种的选育方法，所述方法包括以下步骤：以水稻品种‘秀水11’为父本，高粱品种‘环雕糯’为母本，杂交，获得F1代种子，F1代继续种植得到F2代；对F1代～F6代进行逐代筛选，直至从F7代中筛选出株高为100cm～120cm、大穗形、每株分蘖3株以上，且选择符合育种目标性状的稳定株系，即为水稻糯高粱新品种。本发明首次获得能够稳定遗传的水稻糯高粱杂交品种，性状稳定。本发明选育到的水稻糯高粱杂交品种株高较矮，且茎秆粗，能有效抗倒伏。对田地要求低，种面广，易推广。单宁含量大大降低，且具有糯性，口感好，可以作为主粮使用。
Description
技术领域
本发明属于作物新品种选育方法，具体涉及一种水稻糯高粱新品种的选育方法。
背景技术
水稻与高粱是禾本科的异属作物，都是世界上最古老的农作物。水稻是低碳植物，喜水种植于水田，禾苗分蘖多，茎秆细高度约1米左右，生长周期约150天左右，穗较大粒较多结实率较高，稻米质好口感佳，作为主粮食用。高粱是高碳植物，耐贫瘠种植于旱地，即耐45℃高温，又抗寒13℃低温，茎秆粗高度约2米左右，有不定根抗倒伏能力强，病虫害少，穗大粒多结实率高，再生能力强，适种面广，生长周期单茬约160天左右，两茬250天左右，因谷粒单宁含量高，口感苦涩，无法作为主粮，一直以来都只是作为杂粮食用。
随着世界人口激增与全球气候变化，人类迫切需要不断更新主粮食物品种，以满足日新月异的不同需求。寻求水稻与高粱远缘杂交——水稻糯高粱新品种作为主粮食物，改变高粱原有单宁含量高口感苦涩的性状，提高产量，以拓展高粱作为主粮的食物来源，在全球粮食危机尚未缓解的严峻形势下，探索水稻糯高粱新品种的选育方法迫在眉睫。
然而，由于水稻与高粱杂交属于作物远缘有性杂交，因其细胞遗传基因相距较远，生长习性不同，在自然环境下，有性杂交难度极高，呈现不亲和、不受精、不结实，难以获得杂交后代的种子。因此，长久以来一直都没有以水稻为父本、高粱为母本杂交成功的报导。如将水稻与高粱杂交成功，使两者优势叠加，产生新的优质品(物)种，提高作物结穗结实率增加产量，又能降低高粱单宁含量改善米质，提升食用价值，这对杂交理论研究与现实生产生活都将有着重大意义和深远影响。
发明内容
针对现有技术中存在的上述问题，本发明的目的在于，提供一种以水稻为父本、高粱为母本杂交获得水稻糯高粱新品种的选育方法。
一种水稻糯高粱新品种的选育方法，所述方法包括以下步骤：
(1)以水稻品种‘秀水11’为父本，高粱品种‘环雕糯’为母本，杂交，获得F1代种子，F1代继续种植，自交，得到F2代；
(2)从F2代中筛选出株高为150cm～180cm的植株继续种植，自交，得到F3代；
(3)从F3代中筛选出株高为120cm～150cm且大穗形的植株继续种植，自交，得到F4代；
(4)从F4代中筛选出株高为120cm～150cm且大穗形的植株继续种植，自交，得到F5代；
(5)从F5代中筛选出株高为120cm～150cm、大穗形且每株分蘖3株以上，且优选性状基本稳定的植株继续种植，得到F6代；
(6)从F6代中筛选出株高为120cm～150cm、大穗形且每株分蘖3株以上，且优选性状基本稳定的株系继续种植，得到F7代；
(7)从F7代中筛选出株高为100cm～120cm、大穗形且每株分蘖3株以上，且选择符合育种目标性状的稳定株系，即为水稻糯高粱新品种，简称“稻高粱”。
进一步的，步骤(1)所述杂交，为将父本和母本隔行种植，在两者的扬花授粉期，先将母本去雄，使父本花粉自然飘落至母本的雌蕊柱头上完成自然授粉。
进一步的，所述母本去雄为采用摘除法或激射法，所述摘除法为采用剪刀等器具剪除雄蕊；所述激射法为向雄蕊喷射清水，去除雄蕊。
进一步的，所述自然授粉的温度为20℃～30℃，自然授粉的时间为每天上午8时～10时，自然授粉的天数为5～14天，优选的，自然授粉的天数为5～10天，将所述母本置于父本下方，使父本花粉自然飘落至母本的雌蕊柱头上；
进一步的，将所述母本置于父本下方15～20cm处。
进一步的，步骤(3)～步骤(7)所述大穗形为穗长30cm以上，植株中至少有一穗为穗长 30cm以上的大穗形则可入选。
进一步的，步骤(7)所述育种目标性状包括结实率达到98％，单穗重200克以上，千粒重28克以上，去皮籽粒为白色糯性或红色糯性，籽粒中单宁含量较母本降低中的一种或多种。
进一步的，本发明方法还包括，在F7代基础上继续种植，进行优良株系升级，获得目标性状更优异的水稻糯高粱株系。
本发明技术方案相对于现有技术的有益效果在于：
1.通过本发明的方法，克服了长久以来无法克服的以水稻作为父本，高粱作为母本的有性杂交难度，首次获得能够稳定遗传的水稻糯高粱杂交品种，简称“稻高粱”，性状稳定。
2.精确选择父本水稻品种：作为父本的水稻品种必须遗传因子稳定，形态特征好，雄性花粉粒饱满的品种与高粱进行有性杂交，这样才有可能育成。本发明选择‘秀水11’水稻为父本，其植株雄性花粉粒饱满，具有稳定的遗传因子，该品种已在浙江地区有几十年的种植历史，来源广泛。
3.精确选择母本高粱品种：作为母本的高粱品种必须遗传因子稳定，形态特征好，胚珠较大。本发明选择浙江富阳本地糯性高粱‘环雕糯’为母本，其雌蕊柱头外露且胚珠较大，形态特征较好，具有稳定的遗传因子，此品种已在富阳地区有几百年的种植历史，来源广泛。
4.采取人工去雄自然授粉：通过对水稻和高粱各自开花和授粉时间来推算确定各自的播种时间，使两者花期相吻合。在两者扬花授粉期，先将母本高粱进行去雄处理后，置于扬花期父本水稻下方约15～20厘米处，在封闭环境里20℃-30℃常温下，滞留5-14天，让父本水稻花粉自然飘落到母本高粱的雌蕊柱头上，两者亲和萌发，使花粉管在花柱及子房中生长于伸长，最终达到(胚珠)基部，完成受精过程，以此解决了人工授粉不成功的难题。本发明的自然授粉方法相对于人工授粉成功率高，且操作简单，易于推广。
5.本发明选育到的水稻糯高粱杂交品种每株分蘖3株以上，穗头30厘米以上，穗形大，结实率98％以上，单穗重200克以上，谷粒饱满，千粒重28克以上。相对于母本高粱产量大大提高了40％以上。
6.本发明选育到的水稻糯高粱杂交品种株高较矮，且茎秆粗，能有效抗倒伏；叶形好、虫害少，易于种植。
7.本发明选育到的水稻糯高粱杂交品种普通旱地即可种植，不需要像水稻一样灌水，能节省大量水资源。对田地要求低，即耐旱又耐涝，耐瘦薄土地，适种面广，易推广。
8.本发明选育到的水稻糯高粱杂交品种去皮籽粒为白色糯性或红色糯性，单宁含量较传统高粱大大降低，且具有糯性，有效缓解了母本高粱的糙、涩口感，口感好，可以作为主粮使用，极大的拓展主粮的食物来源。
9.微量元素含量优异，富含人体所需的微量元素钙、铁、镁、锌、硒，具有良好的营养价值。
10.克服水稻多病多虫的问题，具有较好的抗病虫害性，减少农作物施用次数，减少农药残留。
附图说明
图1浙江萧山试验田水稻糯高粱新品种穗头长度及重量测量照片。
图2浙江天台试验田水稻糯高粱新品种穗头长度测量照片。
图3水稻糯高粱新品种株高测量照片。
图4水稻糯高粱新品种分蘖测量照片。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。
实施例1大田种植实验
1、实验地点：
申请人在3个实验基地进行了试验，分别为浙江富阳试验田、浙江萧山试验田、浙江天台试验田。
2、实验方法：
(1)第一年以水稻品种‘秀水11’为父本，高粱品种‘环雕糯’为母本，将父本和母本分别种植在栽培盆中。
父本水稻‘秀水11’：在5月20日播种育秧，始穗扬花8月23日至30日满穗扬花共7天。
母本高粱‘环雕糯’：在4月10日播种育苗，始穗扬花8月23日至9月2日满穗扬花共10 天。
在两者的扬花授粉期8月23日至30日，先将母本雄蕊采用激射法向雄蕊喷射清水去雄后，将父本的栽培盆放置在高处，使母本置于父本下方20cm处，控制环境温度为20℃～30℃，每天上午8时～10时自然授粉，共7天，使父本花粉自然飘落至母本的雌蕊柱头上完成自然授粉，授粉过程中注意隔绝其他物种花粉污染，完成杂交，获得F1代种子，F1代继续种植，自交，得到F2代；
(2)第二年，从F2代中筛选出株高为150cm～180cm的植株继续种植，自交，得到F3代；
(3)第三年，从F3代中筛选出株高为120cm～150cm、穗长30cm以上的大穗形的植株继续种植，自交，得到F4代；
(4)第四年，从F4代中筛选出株高为120cm～150cm、穗长30cm以上的大穗形的植株继续种植，自交，得到F5代；
(5)第五年，从F5代中筛选出株高为120cm～150cm、穗长30cm以上的大穗形、每株分蘖3株以上，且基本稳定的植株继续种植，自交，得到F6代；
(6)第六年，从F6代中筛选出株高为120cm～150cm、穗长30cm以上的大穗形、每株分蘖3株以上，且基本稳定的株系继续种植，自交，得到F7代；
(7)第七年，从F7代中筛选出株高为100cm～120cm(图3)、穗长30cm以上的大穗形(图 2)、且符合结实率达到98％，单穗重200克以上(图1)，千粒重28克以上，每株分蘖3株以上(图4)，去皮籽粒为白色糯性或红色糯性，籽粒中单宁含量较母本高粱降低等育种目标性状的稳定株系，即为水稻糯高粱新品种(‘绿粱21’)。
(8)各年分别以父本水稻‘秀水11’，母本高粱品种‘环雕糯’为对照，相同环境及栽培条件种植。
以上试验过程中确保无其他花粉污染。
3、实验结果
本发明选育到的水稻糯高粱杂交品种谷粒饱满；茎秆粗状，结合株高较矮的特性，能有效抗倒伏；叶形好、虫害少。
产量数据如下：
浙江富阳试验田F7代一茬亩产量800斤以上，再生二茬亩产量900斤以上，每亩年产量达1700斤以上。相对于母本高粱‘环雕糯’每亩年产量1200公斤，提高了41.7％以上；
浙江萧山试验田F7代一茬亩产量1200斤以上，再生二茬亩产量1500斤以上，每亩年产量达2700斤以上。相对于母本高粱‘环雕糯’每亩年产量1800公斤，提高了50％以上；
浙江天台试验田F7代一茬亩产量1000斤以上，再生二茬亩产量1200斤以上，每亩年产量达2200斤以上。相对于母本高粱‘环雕糯’每亩年产量1500公斤，提高了46.7％以上。
实施例2水稻糯高粱微量元素测定
对F7代筛选得到的水稻糯高粱、父本‘秀水11’水稻、母本‘环雕糯’高粱进行微量元素测定，检测结果如表1所示。结果显示，本发明得到的水稻糯高粱微量元素含量优异，富含人体所需的钙、铁、镁、锌、硒等微量元素，具有良好的营养价值。
表1
而行业内公布的粳米微量元素含量为：铁7mg/kg、镁200mg/kg、硒0.0487mg/kg、锌9.7mg/kg、钙40mg/kg；高粱微量元素含量为：铁63mg/kg、镁1290mg/kg、硒0.0283mg/kg、锌16.4mg/kg、钙220mg/kg。
实施例3水稻糯高粱单宁含量测定
对F7代筛选得到的水稻糯高粱、父本‘秀水11’水稻，母本‘环雕糯’高粱进行单宁测定，检测结果如表2所示。结果显示，本发明F7代水稻糯高粱中的单宁含量较传统高粱大大降低。
表2
此外，对F7代筛选得到的水稻糯高粱进行蒸煮实验后对食用品质感官进行评价，结果显示，水稻糯高粱具有独特的稻米和高粱的综合香味，去皮籽粒为白色或红色，具有糯性，口感好。相对于母本高粱能显著缓解的糙、涩口感，相对于父本水稻又具有独特的高粱香味。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围内。
Claims (5)
1.一种水稻糯高粱新品种的选育方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
（1）以水稻品种‘秀水11’为父本，高粱品种‘环雕糯’为母本，杂交，获得F 1 代种子，F 1 代继续种植，自交，得到F 2 代；
（2）从F 2 代中筛选出株高为150cm~180cm的植株继续种植，自交，得到F 3 代；
（3）从F 3 代中筛选出株高为120cm~150cm、大穗形的植株继续种植，自交，得到F 4 代；
（4）从F 4 代中筛选出株高为120cm~150cm、大穗形的植株继续种植，自交，得到F 5 代；
（5）从F 5 代中筛选出株高为120cm~150cm、大穗形、每株分蘖3株以上的植株继续种植，自交，得到F 6 代；
（6）从F 6 代中筛选出株高为120cm~150cm、大穗形、每株分蘖3株以上的株系继续种植，自交，得到F 7 代；
（7）从F 7 代中筛选出株高为100cm~120cm、大穗形、每株分蘖3株以上，且符合育种目标性状的稳定株系，即为水稻糯高粱新品种；
步骤（1）所述杂交，为将父本和母本在两者的扬花授粉期，先将母本去雄，使父本花粉自然飘落至母本的雌蕊柱头上完成自然授粉；
所述自然授粉的温度为20℃~30℃，自然授粉的时间为每天上午8时~10时，自然授粉的天数为5~14天，将所述母本置于父本下方15~20cm处，使父本花粉自然飘落至母本的雌蕊柱头上。
2.根据权利要求1所述的水稻糯高粱新品种的选育方法，其特征在于，所述母本去雄采用摘除法或激射法。
3.根据权利要求1所述的水稻糯高粱新品种的选育方法，其特征在于，所述大穗形为穗长30cm以上。
4.根据权利要求1所述的水稻糯高粱新品种的选育方法，其特征在于，步骤（7）所述育种目标性状包括结实率达到98%，单穗重200克以上，千粒重28克以上，去皮籽粒为白色糯性或红色糯性，籽粒中单宁含量较母本高粱降低中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的水稻糯高粱新品种的选育方法，其特征在于，所述选育方法还包括，在F 7 代基础上继续种植，进行优良株系升级，获得目标性状更优异的水稻糯高粱株系。
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