CN117546774A - 一种多抗、高配合力糯质高粱的育种方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种多抗、高配合力糯质高粱的育种方法，其育种方法包括以下步骤：以多抗粳质高粱保持系或恢复系为父本，以糯质高粱保持系或恢复系为母本，进行杂交，得到F1代种子，F1代种子与母本同时种植，筛选得到F2代种子，经糯性鉴定，自交得到F3代种子，之后进行连续多次的自交和/或测交，筛选得到多抗、高配合力糯质高粱育种材料。本发明的育种方法效率和成功率高，育种效果好，育种得到的多抗、高配合力糯质高粱育种材料可以有效的提高高粱的亩产量、提高高粱植株的抗蚜、抗炭疽病和抗丝穗黑病等能力，并有效的提升高粱中的支链淀粉含量。

Description

一种多抗、高配合力糯质高粱的育种方法
技术领域
本发明涉及高粱育种技术领域，具体涉及一种多抗、高配合力糯质高粱的育种方法。
背景技术
糯质高粱主要在我国西南地区种植且以地方常规糯质红高粱品质为主，糯质高粱种质资源较为稀缺，且遗传背景狭窄，抗性种质资源更是少之又少。北方或国外均以种植粳高粱为主且遗传资源丰富，为此从北方及国外引入优质、抗病、高配合力粳高粱育种材料用于糯质高粱育种新材料的创制是糯质高粱育种的常用手段。
现有粳糯高粱杂交选育糯质高粱育种新材料的方法主要是粳糯高粱材料通过有性杂交后通过田间性状筛选、配合力测定、抗性鉴定，待材料稳定后再进行糯性鉴定。由于高粱糯质是由一对隐性单基因控制的，所以粳糯杂交分离后代的糯质占比相对较少。这种方法选育出多抗、高配合力糯质高粱育种新材料的概率较低，常常出现抗性好、配合力好的材料为非糯性，糯质材料其他性状又不理想的情况。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种多抗、高配合力糯质高粱的育种方法，以解决现有多抗、高配合力糯质高粱育种新材料的概率低，育种效果不理想的问题。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：
一种多抗、高配合力糯质高粱的育种方法，包括以下步骤：
(1)以多抗粳质高粱保持系或恢复系为父本，以糯质高粱保持系或恢复系为母本，进行杂交，得到F1代种子；
(2)将步骤(1)得到的F1代种子与母本同时种植，选择与母本植株性状不同的F1代植株为真杂种，将真杂种套袋自交，得到F2代种子；
(3)对步骤(2)得到的F2代种子进行糯性鉴定，筛选获得F2代糯质高粱分离群体，育苗、自交后得到F3代种子；
(4)将步骤(3)得到的糯质F3代种子进行连续自交和/或测交，自交和/或测交的次数均≥2，筛选得到多抗、高配合力糯质高粱育种材料。
本发明的有益效果为：本发明以多抗、高配合力粳质高粱保持系或恢复系为父本，以糯质红高粱为母本进行杂交，通过邻近种植与种子糯性鉴定结合的方式对糯质高粱种子进行两次筛选，再通过对连续多次自交和测交后的子代进行筛选，得到多抗、高配合力糯质高粱育种材料。该方法育种成功率高，育种效果好，能够有效的避免育种材料出现抗性好、配合力高但非糯性或糯性育种材料的抗性、配合力等其他性状差的问题。
进一步地，步骤(1)中多抗粳质高粱保持系或恢复系的多抗包括抗炭疽病、抗丝穗黑病和抗蚜中的至少两种。
进一步地，步骤(1)中多抗粳质高粱保持系或恢复系为优质、株叶型好、株高适宜的高配合力、抗病性好的粳质高粱。
进一步地，步骤(1)中糯质高粱保持系或恢复系为优质、株叶型好、株高适宜的高配合力糯质高粱保持系或恢复系。
进一步地，步骤(2)中1代种子与母本同时种植的方法为邻近种植。
进一步地，当步骤(3)中的自交和/或测交的次数为4时，进行连续自交和/或测交的顺序可以是先自交得到F4代，然后测交得到测交F1代，再自交得到F5代，最后自交得到F6代；也可以是连续四代自交，依次得到F4、F5、F5和F7代；还可以是连续测交得依次得到测交F1代、测交F2代、测交F3代和测交F4代等。
进一步地，步骤(3)中的糯性鉴定的具体方法为：将得到的F2代种子进行横切，其中一半保留完整胚，另一半用碘-碘化钾溶液进行鉴定，将鉴定显红色的种子保留完整胚的一半构建F2代糯质高粱分离群体。
采用上述进一步技术方案的有益效果为：本发明对F2代种子横切后进行糯性鉴定，一方面，由于高粱的糯质是由一对隐性单基因控制，通过对种子的糯性鉴定可以准确快速的判断出其后代是否会呈现出糯性；另一方面，本发明的糯性鉴定方法在鉴定筛选后可直接构建得到F2代糯质高粱分离群体，便于后续进行精细化管理种植和育种，避免了育种筛选过程出现错误的可能性，有效杜绝了最终育种材料出现抗性好、配合力高但非糯性的情况。
进一步地，步骤(3)中育苗的方法为悬浮育苗或穴盘育苗。
采用上述进一步技术方案的有益效果为：本发明通过悬浮育苗或穴盘育苗的方法，对切好的F2代糯质高粱分离群体进行精细化管理种植，然后再进行移栽，该方法有效的解决了被切开的F2代糯质高粱分离群体在生长发育初期被病虫害影响的问题，提高了育种效率和育种成功率。
进一步地，步骤(4)筛选包括产量或配合力测定和抗性鉴定。
进一步地，抗性鉴定中抗性包括抗炭疽病、抗丝穗黑病和抗蚜中的至少一种。
采用上述进一步技术方案的有益效果为：本发明在进行真杂种鉴定进行初筛、糯性鉴定进行第二次筛选，准确的筛选出了糯质高粱的F2代，然后通过产量测定、配合力测定和抗性鉴定(包括抗炭疽病、抗丝穗黑病和抗蚜等)等方面的测定，可以有效的筛选出连续多代自交和测交中的子代中产量、配合力以及抗性更加卓越的株系，从而选育出多抗、高配合力糯质高粱育种材料。
一种多抗、高配合力糯质高粱新品种，其特征在于，采用上述的育种方法制得。
本发明的有益效果为：本发明提供了一种多抗、高配合力糯质高粱育种材料，包括恢复系和不育系，通过与其他品种的不育系或恢复系组合，构建新的高粱品种，可以有效的提高高粱的亩产量，提高高粱植株的抗性能力，并有效的提升高粱中的支链淀粉含量。
本发明具有以下有益效果：
本发明提供了一种多抗、高配合力糯质高粱的育种方法，该方法育种效率和成功率高，育种效果好，可以有效的解决选育出多抗、高配合力糯质高粱育种新材料的概率较低，常常出现抗性好、配合力好的材料为非糯性，糯质材料其他性状又不理想的问题；本发明育种得到的多抗、高配合力糯质高粱育种材料可以有效的提高高粱的亩产量、提高高粱植株的抗蚜、抗炭疽病和抗丝穗黑病等能力，并有效的提升高粱中的支链淀粉含量。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
实施例1：
一种多抗、高配合力糯质高粱的育种方法，包括以下步骤：
(1)2011年春，以自育糯质高粱恢复系恢1为母本，以辽宁省农业科学院高粱研究所育成的抗丝黑穗病粳质高粱恢复系625R为父本，进行杂交，得到F1代种子；
(2)2011年冬，种植步骤(1)得到的F1代种子，并同时邻近种植母本恢1，在F1代植株中选择3株与母本恢1植株性状存在显著差异的植株，进行套袋自交，收获得到F2代种子；然后对F2代种子进行横切，一半保留完整胚，另一半用碘-碘化钾溶液进行糯性鉴定，筛选出500粒鉴定结果显红色的种子，保留具有完整胚的部分，构建得到F2代糯质高粱分离群体；
(3)2012年春，通过悬浮育苗的方法对步骤(2)构建得到的F2代糯质高粱分离群体进行育种，待成苗后，移栽至泸州高温高湿气候且病害易发生的高粱连作地块，选择农艺性状优良抗病性好的单株进行套袋自交，得到F3代种子；
(4)2012年秋，在云南元江种植步骤(3)得到的F3代种子，选择农艺性状优良单株进行套袋自交，得到F4代种子；
(5)2013年春，在四川泸州高温高湿气候且病害易发生的高粱连作地块种植步骤(4)得到的F4代种子，选择农艺性状优良的单株进行自交，得到F5代种子；
(6)2013年秋，在云南种植步骤(5)得到的F5代种子，选择优良单株进行测交获得测交F1代种，自然条件下进行自交，得到F6代种子；
(7)2014年春，在四川泸州种植步骤(6)得到的F6代种子，并进行炭疽病和丝黑穗病抗性鉴定，由病圃周围往年残留菌源进行接种鉴定，并按照高粱丝黑穗病鉴定标准DB21/T2219.4-2014、炭疽病鉴定技术规程DB21/T2807-2017进行抗性鉴定。然后种植测交F1代种子，选择配合力好、抗病性好的株系进行套袋自交，得到F7代种子；
(8)2014年秋，在云南种植步骤步骤(7)得到的F7代种子，自然条件下进行套袋自交，得到F8代种子；其中，编号为235号的株系表现稳定一致且农艺性状好，为本次育种得到的多抗、高配合力糯质高粱的恢复系，命名为F235R。
实施例2：
一种多抗、高配合力糯质高粱的育种方法，包括以下步骤：
(1)2010年春，以自育糯质高粱保持系0967B为母本，以辽宁省农业科学院高粱研究所育成的抗蚜、抗炭疽病粳质高粱保持系辽1037B为父本，进行杂交，得到F1代种子；
(2)2010年秋，种植步骤(1)得到的F1代种子，并同时邻近种植母本0967B，在F1代植株中选择3株与母本0967B植株性状存在显著差异的植株，进行套袋自交，收获得到F2代种子；然后对F2代种子进行横切，一半保留完整胚，另一半用碘-碘化钾溶液进行糯性鉴定，筛选出500粒鉴定结果显红色的种子，保留具有完整胚的部分，构建得到F2代糯质高粱分离群体；
(3)2011年春，通过悬浮育苗的方法对步骤(2)构建得到的F2代糯质高粱分离群体进行育种，待成苗后，移栽至泸州高温高湿气候且病害易发生的高粱连作地块，选择农艺性状优良抗病性好的单株进行套袋自交，得到F3代种子；
(4)2011年秋，在云南元江种植步骤(3)得到的F3代种子，选择农艺性状优良单株进行与0967A进行测交，并在自然条件下进行套袋自交，得到BC1F1代种子和F4代种子；
(5)2012年春，在四川泸州高温高湿气候且病害易发生的高粱连作地块种植步骤(4)得到的BC1F1代种子和F4代种子，选择农艺性状优良的单株进行测交并套袋自交，得到BC2F1代种子和F5代种子；
(6)2012年秋，在云南种植步骤(5)得到的BC2F1代种子和F5代种子，选择优良单株进行测交并在自然条件下进行套袋自交，得到BC3F1代种子和F6代种子；
(7)2013年春，在四川泸州种植步骤(6)得到的BC3F1代种子和F6代种子，并进行炭疽病和丝黑穗病抗性鉴定，由病圃周围往年残留菌源进行接种鉴定，并按照高粱丝黑穗病鉴定标准DB21/T2219.4-2014、炭疽病鉴定技术规程DB21/T2807-2017进行抗性鉴定，选择抗病性好、性状优良的单株进行测交并套袋自交，得到BC4F1代种子和F7代种子；
(8)2013年秋，在云南种植步骤(7)得到的BC4F1代种子和F7代种子，自然条件下进行测交并进行套袋自交，得到BC5F1代种子和F8代种子，同时对BC4F1进行双列杂交，筛选配合力高的子代，得到双列测优F1代种子；
(9)2014年春，在四川泸州种植步骤(8)得到的BC5F1代种子、F8代种子和双列测优F1代种子，在泸州高温高湿气候且病害易发生的高粱连作地块选择优良株系进行测交并套袋自交，得到BC6F1和F9代种子，经过筛选得到一株株系表现稳定一致且农艺性状好的植株，为本次育种得到的多抗、高配合力糯质高粱的不育系54A。
试验例：
(1)利用实施例1得到的多抗、高配合力糯质高粱恢复系F235R配置得到川糯粱7号和川糯粱8号两个品种，其中川糯粱7号正在申请国家品种登记，54A/F235R已完成两年区域试验。于2020-2021年对川糯粱7号和川糯粱8号以及作为对照川糯粱15号进行的亩产量、支链淀粉含量和抗病性的鉴定，抗病性按照高粱丝黑穗病鉴定标准DB21/T2219.4-2014、炭疽病鉴定技术规程DB21/T2807-2017进行，测试结果如下表1所示。
表1恢复系F235R配制的高粱品种测试结果
由上表1可知，通过本发明育种方法育种得到的恢复系F235R配置得到的高粱品种的亩产量显著高于川糯粱15号，增产约12％，且高粱中的支链淀粉含量相对于对照组的川糯粱15号也有提升，同时对丝黑穗病和炭疽病的也具备很高的抗性。
(2)利用实施例2得到的多抗、高配合力糯质高粱不育系54A配置得到金皮糯1号、机糯粱1号、金糯粱9号和川糯粱6号，通过了国家非重要农作物品种登记。于2017-2019年对金皮糯1号、基糯粱1号、金糯粱9号和川糯粱6号以及作为对照川糯粱15号进行的亩产量、支链淀粉含量和抗病性的鉴定，抗病性按照高粱丝黑穗病鉴定标准DB21/T2219.4-2014、炭疽病鉴定技术规程DB21/T2807-2017进行，测试结果如下表2所示。
表2不育系54A配制的高粱品种测试结果
由上表2可知，通过本发明育种方法育种得到的不育系54A配置得到的金皮糯1号、机糯粱1号、金糯粱9号和川糯粱6号的亩产量均显著高于作为对照组的川糯粱15号，增产11.28-20.73％，且高粱中的支链淀粉含量相对于对照组的川糯粱15号也有提升，同时对丝黑穗病和炭疽病的也具备很高的抗性。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种多抗、高配合力糯质高粱的育种方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)以多抗粳质高粱保持系或恢复系为父本，以糯质高粱保持系或恢复系为母本，进行杂交，得到F1代种子；
(2)将步骤(1)得到的F1代种子与母本同时种植，选择与母本植株性状不同的F1代植株为真杂种，将真杂种套袋自交，得到F2代种子；
(3)对步骤(2)得到的F2代种子进行糯性鉴定，筛选获得F2代糯质高粱分离群体，育苗、自交后得到F3代种子；
(4)将步骤(3)得到的糯质F3代种子进行连续自交和/或测交，所述自交和/或测交的次数≥2，筛选得到多抗、高配合力糯质高粱育种材料。
2.根据权利要求1所述的多抗、高配合力糯质高粱的育种方法，其特征在于，所述步骤(1)中多抗粳质高粱保持系或恢复系的多抗包括抗炭疽病、抗丝穗黑病和抗蚜中的至少两种。
3.根据权利要求1所述的多抗、高配合力糯质高粱的育种方法，其特征在于，所述步骤(3)中的糯性鉴定的具体方法为：将得到的F2代种子进行横切，其中一半保留完整胚，另一半用碘-碘化钾溶液进行鉴定，将鉴定显红色的种子保留完整胚的一半构建F2代糯质高粱分离群体。
4.根据权利要求1所述的多抗、高配合力糯质高粱的育种方法，其特征在于，所述步骤(3)中育苗的方法为悬浮育苗或穴盘育苗。
5.根据权利要求1所述的多抗、高配合力糯质高粱的育种方法，其特征在于，所述步骤(4)筛选包括产量或配合力测定和抗性鉴定。
6.根据权利要求5所述的多抗、高配合力糯质高粱的育种方法，其特征在于，所述抗性鉴定中抗性包括抗炭疽病、抗丝穗黑病和抗蚜中的至少一种。
7.一种多抗、高配合力糯质高粱新品种，其特征在于，采用权利要求1-6任一项所述的育种方法制得。
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