CN116076356B - 一种选育北方早熟矮杆大豆的方法 - Google Patents
一种选育北方早熟矮杆大豆的方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种选育北方早熟矮杆大豆的方法。属于作物育种技术领域。现有育种技术中，一般均为利用当地主栽品种与矮杆亲本杂交、回交，将矮杆、抗倒等优异性状导入主栽品种，进一步培育矮杆、茎杆韧性强、抗倒伏优异新品系。主流选育方法中，亲本之一必须为矮杆或半矮杆品种资源，对现有资源株高性状要求较高，局限性较大。同时，由于超亲分离机率较低，选育矮杆品种的机率相对较低。本发明以南方和北方地理距离远缘的品种进行错期播种，花期进行杂交，获得F0杂交籽后在温室内进行种植，获得高倍扩繁群体，在后代中利用系谱法和混合法进行选择，在后代中选择矮杆后代。
Description
技术领域
本发明涉及作物育种技术领域，更具体的说是涉及一种选育北方早熟矮杆大豆的方法。
背景技术
大豆是我国最重要的油料作物，是我国夏秋季主要栽培作物之一。多年以来，大豆由于产量低，效益差，栽培面积受到很大限制。选择高产优质的大豆新品种是高产高效的前提。目前扩大大豆种植面积的潜力是有限的，而提高单产还有很大的空间和潜力，但是常规品种目前仍存在严重的增产瓶颈，因此通过培育超高产大豆品种、增加大豆产量是提升国产大豆竞争力的主要途径。前人在创高产研究中总结出的共同经验是增加种植密度，提升产量。但在加大种植密度的条件下，高杆植株容易倒伏进而导致减产，因此，适当降低株高，增强植株的抗倒能力有利于提高单产。大豆大垄窄行密植栽培技术模式是提高大豆产量的有效栽培措施，可选用审定推广与当地熟期适宜的优质、少分孽、矮杆的大豆品种，适时增加密度来增加产量，大豆大垄窄行密植栽培技术试验示范研究，取得了很好的增产增收效。
株高对作物生长的群体结构和产量来说是很重要的农艺性状，生产上利用矮杆大豆品种结合“窄行密植高产栽培技术”配套栽培技术能有效提高大豆产量潜力。据报道，前人曾利用美国半矮秆大豆HOBBIT、ELF等引进资源配制组合，开展大豆矮秆、半矮秆品种选育。
在作物育种中，亲本的选择和组配方式是杂交育种工作中需要深入研究的重点内容。鉴定亲本杂交组合需要育种工作者开展大量的田间工作，但往往工作量较大，具有一定盲目性而且效率较低，同时也需要一定的育种经验。评估数量庞大的杂交组合后代田间表现需要非常多的田间资源。培育新品种时，选择杂交亲本的过程十分复杂，基本原则是选择优点较多且无显著缺点的材料，双亲田间农艺性状可以优势互补，亲本之一为综合性状优良且具有广适性的品种，同时也应具备较高的配合力，且亲本间遗传差异较大。
然而，育种实践表明杂交种的表现与亲本的表现并不完全一致，优良的杂交品种不一定来自于优良的亲本，想要定向选育矮杆品种就更加困难。在前人的育种实践中，亲本之一必须为矮杆或半矮杆品种资源，一般均为利用当地主栽品种与矮杆亲本杂交、回交，将矮杆、抗倒等优异性状导入主栽品种，进一步培育矮杆优异新品系，对现有资源株高性状要求较高，局限性较大。同时，由于超亲分离机率较低，选育矮杆品种的机率相对较低，亟需有目标性的亲本选择方法和育种技术。
综上，如何提供一种矮杆大豆的选育方法是本领域技术人员亟需解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种选育北方早熟矮杆大豆的方法。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种选育北方早熟矮杆大豆的方法，包括如下步骤：
(1)以南方有限结荚习性夏大豆品种为父本、北方早熟亚有限结荚习性春大豆品种为母本进行有性杂交，获得F0杂交籽；
(2)高倍扩繁，根据双亲性状去除伪杂种后获得F1；
(3)自F2起，进入自交分离世代，由于双亲亲缘关系较远，群体内性状分离丰富，可利用系谱法或混合法收获群体，选择性状稳定的矮杆后代。
进一步的，所述南方有限结荚习性夏大豆品种为齐黄34、华春6号；
所述北方早熟亚有限结荚习性春大豆品种为黑河43、登科1号。
进一步的，所述步骤(1)的具体操作为：南方有限结荚习性夏大豆品种需要在北方日光温室中4月初进行种植，北方早熟亚有限结荚习性春大豆品种在大田5月上旬进行种植，7月中旬双亲均开花至中部后，以北方早熟亚有限结荚习性春大豆作为母本，南方有限结荚习性夏大豆作为父本进行杂交，以获得F0杂交籽。
所取得的有益效果：本发明选择的双亲具有地理远缘特性。由于双亲生育期差异巨大，为保证花期相遇，需采用错期的方式进行播种。
进一步的，步骤(2)中所述高倍扩繁包括如下步骤：
(21)晾田杀菌；
(22)施肥整地；
(23)选种及处理；
(24)播种；
(25)田间管理；
(26)适时采收。
进一步的，在杂交后代选择上，F1一般不进行单株选择，参照亲本性状去除伪杂种，步骤(2)中所述去除伪杂种的具体操作为：以登科1号(尖叶、灰毛)为母本、华春6号(圆叶、棕毛)为父本进行杂交时，真杂交种应为圆叶、棕毛。以黑河43(尖叶、灰毛)为母本、齐黄34(圆叶、棕毛)为父本进行杂交时，真杂交种应为圆叶、棕毛。
进一步的，F1群体量为400～600粒。
进一步的，亲本间有多个性状、多对基因的差异，加之基因间又可能存在连锁，分离将延续多个世代。杂交群体自交分离过程中，必须保持相当大的群体才不至丢失优良的重组型个体。
进一步的，所述步骤(3)中至少繁育至F6世代。
进一步的，所述步骤(3)中各世代的选择标准如下：
F2世代利用系谱法进行单株选择或混合法收获株行；
F3世代根据育种目标进行优势单株选择，选择熟期<95天，株高<70cm的单株；
F4世代保留株高稳定、叶型、花色、茸毛色稳定一致的株行，选择主茎节数>13、单株荚数>35、单株粒数>70、百粒重>19克、倒伏等级<1级的株行；
F5及以上世代依据群体产量水平进行选择，小区产量折合亩产>125kg/亩。
进一步的，F5世代起可视群体农艺性状的一致性进行株行选择。未稳定株行可进行单株选择，下一年种成株行，根据育种经验在长势较好(接近或超过对照品种)的优异株行中选优异单株，直到杂交后代叶形、花色、茸毛色、荚色、熟期、结荚习性、株高等性状在同一株行内达到统一且稳定为止，以株高小于65cm为标准选择稳定的株行提升至鉴定圃进行品比和产量鉴定试验。
经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明取得的有益效果为：
现有育种技术中，一般均为利用当地主栽品种与矮杆亲本杂交、回交，将矮杆、抗倒等优异性状导入主栽品种，进一步培育矮杆、茎杆韧性强、抗倒伏优异新品系。主流选育方法中，亲本之一必须为矮杆或半矮杆品种资源，对现有资源株高性状要求较高，局限性较大。同时，由于超亲分离机率较低，选育矮杆品种的机率相对较低。
本发明以南方和北方地理距离远缘的品种进行错期播种，花期进行杂交，获得F0杂交籽后在温室内进行种植，获得高倍扩繁群体，在后代中利用系谱法和混合法进行选择，在后代中选择矮杆后代。
以培育出的优异矮杆、半矮秆的大豆新品系为基础，可结合窄行密植等技术，将密度提升至42万株/公顷左右，建立良种良法配套栽培模式，在高密度种植的条件下实现高产，获得高于常规品种和常规栽培模式5％以上的高产典型。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明选育路线图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明所需药剂为常规实验药剂，采购自市售渠道；未提及的实验方法为常规实验方法，在此不再一一赘述。
实施例1
以南方有限结荚习性夏大豆品种齐黄34与北方早熟亚有限结荚习性春大豆黑河43进行有性杂交。为保证花期相遇，需采用错期的方式进行播种，其中齐黄34需要在北方日光温室中4月20日左右进行种植，黑河43在大田5月10日左右进行种植。7月中旬双亲均开花至中部后，以北方春大豆黑河43作为母本，南方夏大豆齐黄34作为父本进行杂交，以获得F0杂交籽。
在日光温室内进行高倍扩繁，根据双亲性状去除伪杂种，获得F1，群体量达到458粒。
高倍扩繁主要步骤包括以下几方面：1)晾田杀菌：前茬作物收获后，及时清田，利用石灰粉、50％多菌灵粉剂和35％甲基硫环磷乳油杀菌；2)施肥整地：施撒基肥和药肥，整地使所述基肥和药肥与土壤混匀，并使土壤颗粒细化均匀，翻耙后人工起平垄；3)选种及处理：选择籽粒饱满、无虫眼的健康F0籽粒作为豆种，并用药物拌种；4)播种：4月初，土地进行滴灌，晾晒1～2天，将塑料布完全覆盖于土壤表面，保墒同时促进杂草出土，4月中旬打开塑料布，喷施草甘膦除草后3天将拌种后的大豆种子人工穴播于准备的田地内，并覆塑料布保温保湿；5)田间管理：根据温度情况，及时在出苗前将塑料布撤掉；出苗至1片三出复叶时，进行铲草、松土，2片复叶时，定苗后除草培土，适当在4叶期前利用干旱条件或喷施低浓度矮壮素使植株适当矮化；长至4片复叶时，深耕培土；适时滴灌或沟灌，保持土壤墒情；为防止植株倒伏，用2.5米竹竿固定；开花前期，每亩追施尿素和磷酸二氢钾，追肥后进行培土，此时期采用沟灌法灌足水；盛花期喷施营养液，防止落花落荚；盛花期之后，注意保持土壤水分；同时，整个生育期内，及时观察并定期喷施高效氯氟氰菊酯和阿维菌素，防治蚜虫、红蜘蛛等虫害，定期喷施菌核净，防治菌核病；天气晴好时，利用风扇保持通风，保证室内温度在25～30℃之间；6)适时采收：待大豆黄熟，并出现黄叶脱落的现象时收获植株，采收豆荚。
在杂种后代选择上，自F2起，进入自交分离世代，由于双亲亲缘关系较远，群体内性状分离丰富，可以利用系谱法或混合法收获群体。亲本间有多个性状、多对基因的差异，加之基因间又可能存在连锁，分离将延续多个世代。杂交群体自交分离过程中，必须保持相当大的群体才不至丢失优良的重组型个体。
在杂交后代选择上，F1一般不进行单株选择，参照亲本性状去除伪杂种，以抗性材料作为父本的组合一般喷施草甘膦定向去除伪杂种，而以抗性材料作为母本的组合需要通过显性性状进行鉴定(本实施例中真杂交种应为圆叶、棕毛)。
F2世代利用系谱法进行单株选择或混合法收获株行。
F3世代群体差异仍然很大，一般利用系谱法根据育种目标进行优势单株选择。进行多样性选择的同时主要对熟期、叶型、株高等质量性状及简单的数量性状进行选择，淘汰有严重缺点的个体和组合，选择熟期<95天，株高<70cm的单株。
通常F4起，植株个体便相对稳定。在对生态特性、稳定性和一致性选择的同时，着重主茎节数、单株荚数、单株粒数、百粒重、倒伏性等决定单株丰产潜力性状的选择，优中选优，选择主茎节数>13、单株荚数>35、单株粒数>70、百粒重>19克、倒伏等级<1级的株行。
F5以上世代生态性状已稳定一致，产量性状也已稳定，主要依据群体产量水平进行选择，小区产量折合亩产>125kg/亩。F5起可视群体农艺性状的一致性进行株行选择，未稳定株行可进行单株选择，下一年种成株行，根据育种经验在长势较好(接近或超过对照品种克山1号)的优异株行中选优异单株，直到杂交后代叶形、花色、茸毛色、荚色、熟期、结荚习性、株高等性状在同一株行内达到统一且稳定为止，以株高小于65cm为标准选择稳定的株行提升至鉴定圃进行品比和产量鉴定试验。最终获得5份65cm以下的稳定株系，包括呼交17-234(株高63cm)，呼交17-397(株高62cm)、呼交17-423(株高64cm)、呼交17-424(株高65cm)和呼交17-435(株高60cm)，这些株系可在审定前进行新品种保护。
实施例2
以南方有限结荚习性夏大豆品种登科1号与北方早熟亚有限结荚习性春大豆华春6号进行有性杂交。为保证花期相遇，需采用错期的方式进行播种，其中华春6号需要在北方日光温室中4月15日左右进行种植，登科1号在大田5月10日左右进行种植。7月中旬双亲均开花至中部后，以北方春大豆登科1号作为母本，南方夏大豆华春6号作为父本进行杂交，以获得F0杂交籽。
在日光温室内进行高倍扩繁，根据双亲性状去除伪杂种，获得F1，群体量达到595粒。
高倍扩繁主要步骤包括以下几方面：1)晾田杀菌：前茬作物收获后，及时清田，利用石灰粉、50％多菌灵粉剂和35％甲基硫环磷乳油杀菌；2)施肥整地：施撒基肥和药肥，整地使所述基肥和药肥与土壤混匀，并使土壤颗粒细化均匀，翻耙后人工起平垄；3)选种及处理：选择籽粒饱满、无虫眼的健康F0籽粒作为豆种，并用药物拌种；4)播种：4月初，土地进行滴灌，晾晒1～2天，将塑料布完全覆盖于土壤表面，保墒同时促进杂草出土，4月中旬打开塑料布，喷施草甘膦除草后3天将拌种后的大豆种子人工穴播于准备的田地内，并覆塑料布保温保湿；5)田间管理：根据温度情况，及时在出苗前将塑料布撤掉；出苗至1片三出复叶时，进行铲草、松土，2片复叶时，定苗后除草培土，适当在4叶期前利用干旱条件或喷施低浓度矮壮素使植株适当矮化；长至4片复叶时，深耕培土；适时滴灌或沟灌，保持土壤墒情；为防止植株倒伏，用2.5米竹竿固定；开花前期，每亩追施尿素和磷酸二氢钾，追肥后进行培土，此时期采用沟灌法灌足水；盛花期喷施营养液，防止落花落荚；盛花期之后，注意保持土壤水分；同时，整个生育期内，及时观察并定期喷施高效氯氟氰菊酯和阿维菌素，防治蚜虫、红蜘蛛等虫害，定期喷施菌核净，防治菌核病；天气晴好时，利用风扇保持通风，保证室内温度在25～30℃之间；6)适时采收：待大豆黄熟，并出现黄叶脱落的现象时收获植株，采收豆荚。
在杂种后代选择上，在杂种后代选择上，自F2起，进入自交分离世代，由于双亲亲缘关系较远，群体内性状分离丰富，可以利用系谱法或混合法收获群体。亲本间有多个性状、多对基因的差异，加之基因间又可能存在连锁，分离将延续多个世代。杂交群体自交分离过程中，必须保持相当大的群体才不至丢失优良的重组型个体。
在杂交后代选择上，F1一般不进行单株选择，参照亲本性状去除伪杂种，以抗性材料作为父本的组合一般喷施草甘膦定向去除伪杂种，而以抗性材料作为母本的组合需要通过显性性状进行鉴定(本实施例中真杂交种应为圆叶、棕毛)。
F2世代利用系谱法进行单株选择或混合法收获株行。
F3世代群体差异仍然很大，一般利用系谱法根据育种目标进行优势单株选择，选择熟期<95天，株高<70cm的单株。进行多样性选择的同时主要对熟期、叶型、株高等质量性状及简单的数量性状进行选择，淘汰有严重缺点的个体和组合。
通常F4起，植株个体便相对稳定。在对生态特性、稳定性和一致性选择的同时，着重主茎节数、单株荚数、单株粒数、百粒重、倒伏性等决定单株丰产潜力性状的选择，优中选优，选择主茎节数>13、单株荚数>35、单株粒数>70、百粒重>19克、倒伏等级<1级的株行。
F5以上世代生态性状已稳定一致，产量性状也已稳定，主要依据群体产量水平进行选择，小区产量折合亩产>125kg/亩。F5起可视群体农艺性状的一致性进行株行选择，未稳定株行可进行单株选择，下一年种成株行，根据育种经验在长势较好(接近或超过对照品种克山1号)的优异株行中选优异单株，直到杂交后代叶形、花色、茸毛色、荚色、熟期、结荚习性、株高等性状在同一株行内达到统一且稳定为止，以株高小于65cm为标准选择稳定的株行提升至鉴定圃进行品比和产量鉴定试验，最终获得6份65cm以下的稳定株系，包括呼交17-479(株高62cm)、呼交17-468(株高59cm)，呼交17-523(株高62cm)、呼交17-563(株高64cm)、呼交17-667(株高60cm)和呼交17-702(株高60cm)，这些株系可在审定前进行新品种保护。
实施例3
2020年对综合农艺性状突出的株高在45cm～70cm半矮杆大豆品系进行展示并测产。栽培方法采用窄行平播密植，完全随机区组排列，3次重复，7行区，行长20m，株距8cm，行距30cm，双行播种，亩保苗2.5万株。对照品种选用与国家大豆早熟组区试相同的克山1号。对矮杆材料产量进行测定，产量超过对照克山1号的品系有3份，分别是呼交17-234(黑河43×齐黄34)，呼交17-397(黑河43×齐黄34)和呼交17-479(登科1号×华春6号)。呼交17-479产量最高，小区产量5.01kg，折合亩产278.47kg，较对照增产7.67％；其次是呼交17-397，折合亩产为270.69kg较对照增产4.81％。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (6)
1.一种选育北方早熟矮杆大豆的方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)以南方有限结荚习性夏大豆品种为父本、北方早熟亚有限结荚习性春大豆品种为母本进行有性杂交，获得F0杂交籽；
所述南方有限结荚习性夏大豆品种为齐黄34、华春6号；
所述北方早熟亚有限结荚习性春大豆品种为黑河43、登科1号；
(2)高倍扩繁，根据双亲性状去除伪杂种后获得F1；
(3)自F2起，进入自交分离世代，利用系谱法或混合法收获群体，选择性状稳定的矮杆后代；
所述步骤(3)中至少繁育至F6世代；
所述步骤(3)中各世代的选择标准如下：
F2世代利用系谱法进行单株选择或混合法收获株行；
F3世代根据育种目标进行优势单株选择，选择熟期<95天，株高<70cm的单株；
F4世代保留株高稳定、叶型、花色、茸毛色稳定一致的株行，选择主茎节数>13、单株荚数>35、单株粒数>70、百粒重>19克、倒伏等级<1级的株行；
F5及以上世代依据群体产量水平进行选择，小区产量折合亩产>125kg/亩。
2.如权利要求1所述的一种选育北方早熟矮杆大豆的方法，其特征在于，所述步骤(1)的具体操作为：南方有限结荚习性夏大豆品种需要在北方日光温室中4月初进行种植，北方早熟亚有限结荚习性春大豆品种在大田5月上旬进行种植，7月中旬双亲均开花至中部后，以北方早熟亚有限结荚习性春大豆作为母本，南方有限结荚习性夏大豆作为父本进行杂交，以获得F0杂交籽。
3.如权利要求1所述的一种选育北方早熟矮杆大豆的方法，其特征在于，步骤(2)中所述高倍扩繁包括如下步骤：
(21)晾田杀菌；
(22)施肥整地；
(23)选种及处理；
(24)播种；
(25)田间管理；
(26)适时采收。
4.如权利要求1所述的一种选育北方早熟矮杆大豆的方法，其特征在于，步骤(2)中所述去除伪杂种的具体操作为：需要通过显性性状进行鉴定。
5.如权利要求1所述的一种选育北方早熟矮杆大豆的方法，其特征在于，F1群体量为400～600粒。
6.如权利要求1所述的一种选育北方早熟矮杆大豆的方法，其特征在于，F5世代起可视群体农艺性状的一致性进行株行选择。
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