CN1232165C - 一种快速高效的玉米穿梭系谱育种法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种快速高效的选育玉米自交系和杂交种的穿梭系谱育种方法，利用美国玉米带种质3163作基础材料，通过四川春夏季(北方正季)与海南秋冬季(南方反季)穿梭交替种植，4年育成优良玉米自交系K236，在海南选优株自交的同时，用花粉与测验种亲本48-2测交，经过多生态品比试验定选优良组合ZH002，参加区试和生产试验，经过5年育成玉米杂交种正红2号(48-2×K236)，本发明通过南北穿梭系谱育种，大大加快了自交系选育的世代进程和提高了杂交种选育的效率，一般只需3～4年即可选育出稳定的自交系，5年(S1测配)或6年(也可S3测配)即可育成杂交种，从而达到快速高效的选育目的。
Description
技术领域：
本发明属于玉米杂种优势利用技术领域，尤其是涉及一种快速高效的选育玉米自交系和杂交种的穿梭系谱育种方法。
背景技术：
玉米是我国重要的粮、经、饲三元作物，具有很大的增产潜力和应用前景。目前，利用玉米杂种优势行之有效的方法是通过自交系间杂交选育F1强优势杂交种，即常规的玉米育种包括分离筛选自交系和组配选育杂交种两个步骤。然而，通过自交分离和选择获得多数有利基因位点纯合或基本纯合的自交系，一般需要6-8年(代)；组配和准确鉴定杂交种的生产力、抗逆性和适应性等过程，以及进入区试审定程序，通常需要5-6年。由此可见，常规的玉米育种方法育成一个杂交种在生产上使用，一般需要花10年以上的时间。其育种周期长，效率较低，因而不能满足玉米品种换代的需要，影响了玉米生产的进一步发展。
发明内容：
本发明的目的旨在克服上述缺陷，打破常规的育种程序，提供一种快速高效的南北穿梭系谱育种方法，通过早代测配利用，实现自交系和杂交种同步选育，以利于多、快、好、省地选育出强优势杂交种供生产上大面积推广应用。
本发明的技术方案如下：
本发明包括自交系K236和杂交种正红2号的选育过程及制种过程，其具体步骤如下：
A、选育过程：利用美国玉米带种质3163作基础材料，通过四川春夏季(北方正季)与海南秋冬季(南方反季)穿梭交替种植，连续选优株自交和选择，通过穿梭系谱法4年育成优良玉米自交系K236。第一年在海南选优株自交的同时，用花粉与测验种亲本48-2测交，来年在四川鉴定筛选优良测交组合48-2×S1，根据系谱记载同年在海南复制相应的组合48-2×S3；照此办法杂交种与自交系同步定向选育，经过多生态品比试验定选优良组合48-2×S5(ZH002)，参加区试和生产试验，经过5年育成突破性玉米杂交种正红2号(48-2×K236)。
B、制种过程：包括安全隔离，调节花期，适宜行比，合理密植，去杂去劣工序。
本发明所述的测验种亲本48-2为四川农业大学玉米研究所育成。
本发明所述的玉米杂交种正红2号(48-2×K236)是采用正交48-2×K236或反交K236×48-2制种方法获得的。
本发明所述的亲本(包括父本和母本)的繁殖方法与其他自交系相同。
本发明所述的杂交种正红2号的栽培方法与其他同类玉米栽培方法相同。
本发明的优点和积极效果如下：
1、充分利用我国南方(如海南、广东、广西、云南等地)秋冬季丰富的光热资源，进行自交系的选育鉴定和杂交种组配，并通过南北交替选育，一年选育2代，加快世代进程，缩短自交系选育年限，一般3-4年(6-8代)可育成稳定自交系；同时，由于南北地区和正反季生态条件差异，穿梭选育鉴定可提高性状鉴定的准确性。
2、在分离早期世代(S1)即与优良自交系测配，通过测交种比较鉴定，可早期淘汰大量的不良自交果穗(株系)，而集中选育优良株系的优良单株(果穗)，既能缩小育种材料的种植规模，节省人力、物力和财力，又能准确高效地定向选育出优良自交系。
3、通过早代测配，经过2年的多生态鉴定，筛选优良杂交组合，实现自交系选育与杂交种选育的同步，即当定选优良杂交组合后，自交系的生育期、株型、穗粒性状等主要性状已基本稳定(S5代)，可选其优系整齐一致的优株复制组合参加区试，从而大大缩短杂交种的选育年限，提高育种效率。
4、本发明打破了常规的育种程序，解决了玉米杂种优势利用中周期长和效率低的难题，丰富了玉米育种方法。利用本发明快速高效地选育出了优良自交系K236和突破性玉米杂交种正红2号。
5、自交系K236：全生育期120天左右。株高220cm，穗位高100cm左右。幼苗绿色，长势强，叶鞘紫色。成株支持根紫色，穗上部叶片半上冲，株型半紧凑。单株总叶数20-21片，穗上叶5-6片，倒数第3叶与主茎夹角33°。雄穗分枝5-9个，粉量中等，颖壳绿色有紫条，颖尖紫色，花药黄色。雌穗花丝紫色，活力强，雌雄协调，结实好。果穗筒形，穗长18.0cm左右，穗粗4.0cm，秃尖1.5cm，穗行数16行，行粒数30粒左右。穗轴白色，籽粒黄色，半硬粒型，千粒重220克左右。在多年多点试验和大面积种植条件下自然诱发鉴定，该系表现抗大、小斑病、丝黑穗病、矮花叶病、青枯病。根系发达、茎秆坚韧，耐旱抗倒力强。对光温不敏感，适应种植较广，南北方繁制种均可，产量配合力高。
6、正红2号(ZH002)：2001-2002年参加四川省玉米区试山区II组试验，两年区试平均亩产505Kg，比对照川单15号(458.3Kg)增产46.7Kg，增幅达10.2％，连续两年均居区试第一位，是山区组采用新对照川单15号以来，第一个超过省玉米育种攻关突破性品种(增产≥8％)标准的突破性品种。2002年四川省生产试验，平均亩产560.5kg，比对照川单15号平均每亩增产69.6kg，增产14.2％，示范最高亩产达920.4kg，增产潜力大。2003年通过四川省审定，并被四川省品审会推荐为重点推广品种，2003年参加国家玉米区试西南组试验。正红2号春播全生育期129天，幼苗长势强，株高260em左右，穗位高115cm左右，穗上部叶片半上冲，株型好。成株叶色浓绿，持绿期长，活秆成熟。结穗性好，苞叶薄，封尖性好。果穗粗大长筒型，穗长19-25cm，穗行数16-18行，行粒数36-45粒。籽粒黄色，半马齿型，千粒重290-300g，出籽率85％左右。籽粒含粗蛋白10.8％，粗脂肪5.0％，淀粉73.0％，赖氨酸0.35％，蛋氨酸0.25％，品质优。人工接种鉴定，中抗大斑病、小斑病、纹枯病和茎腐病，抗矮花叶病，高抗玉米螟。根系发达，茎秆坚韧，抗倒、耐旱、耐粗放能力较强，适应性广。适宜四川及西南丘陵山区、高原地区和部分平坝地区种植，为山区玉米提供了理想的接班品种。
7、制种技术容易，制种产量高：正红2号南方制种一般每公顷产杂交种3750千克，北方制种每公顷产杂交种5250千克以上。
附图说明：
图1为本发明的育种程序示意图。
具体实施方式：
实施例
1、自交系K236和杂交种正红2号的选育：
第一年(1998年)：四川春夏季(北方正季，简称四川，下同)：根据育种目标要求种植美国玉米带种质3163基础材料100株，选择生长健壮、株型好、抗病性强的优株20株套袋自交，选收10株优良S1果穗，做好系谱记载。
海南秋冬季(南方反季，简称海南，下同)：分果穗种植S1，每穗行种40株，各穗行选择长势旺、抗性强、株型好的优株5-10株自交获S2；种植48-2等若干优良自交系作测验种亲本，在优株自交的同时用花粉分别与3-5个优良骨干自交系测交，获S1测交组合，每测交组合做2苞；对自交株及其相应的测交组合均进行严格的系谱记载，供血缘查找。
第二年(1999年)：四川：分别种植S2穗行，每穗行40株，按育种目标要求选长势强，抗性强，株型好的优株5-10株自交获S3；同时，种植S1测交种进行比较试验，每小区28株，三次重复，鉴定测交种，初选优势强，抗病、抗倒，株型好，比对照增产10％以上的48-2×S1等优良测交组合；
海南：根据测交种比较结果，通过系谱关系淘汰大量的不良穗行(株系)，而集中种植S3优良穗行，根据上述选择标准，选优行优株自交获S4；同时，种植测验种48-2，复制初选的48-2×S3等优良组合，每组合10-15苞。
第三年(2000年)：四川：分别种植S4优良穗行，继续选优行优株自交获S5；同时，在3个不同的生态区设置品比试验，根据育种目标定选优势强，抗病、抗倒，株型好，比对照增产10％以上的48-2×S3优良组合；
海南：根据定选组合，淘汰不良株系S5穗行，分别种植优系S5优良穗行，从生育期、株型、穗粒性状等主要性状基本稳定一致的优系中，选择整齐一致的优株自交获S6；同时，种植测验种48-2，用相应的优系中整齐一致的优株复制足够的相应定选优良组合48-2×S5(代号ZH002)的种子。
第四年(2001年)：四川：分别种植S6优良穗行，选整齐一致稳定的优系优株自交获S7；选育的杂交组合ZH002参加第1年区试；
海南：整齐一致的优系S7果穗混合种植，优株混合授粉获稳定自交系K236；同时，种植测验种48-2，用优株混粉复制足够的48-2×S7(ZH002)杂交组合种子。
第五年(2002年)：四川：繁殖自交系K236和试制杂交种48-2×K236(ZH002)；同时，杂交组合ZH002参加第2年区试和生产试验；
海南：繁殖亲本48-2及K236和48-2×K236杂交制种。
第六年(2003年)：品种审定，ZH002定为正红2号，示范推广。
本发明所述的测验种亲本48-2为四川农业大学玉米研究所选育。
本发明通过南北穿梭系谱育种，并结合早代测配利用方法，实现自交系选育与杂交种选配的定向同步进行，从而大大加快了自交系选育的世代进程和提高了杂交种选育的效率，一般只需3-4年即可选育出稳定的自交系，5年(S1测配)或6年(也可S3测配)即可育成杂交种，从而达到快速高效的选育目的。
2、制种过程：
A、安全隔离：在正红2号制种地周围500米内不宜种植非父本玉米。
B、调节花期：生产正交正红2号(48-2×K236)种子，30％父本K236提前5-7天播种，其余70％父本K236与母本48-2同期播种；生产反交正红2号(K236×48-2)种子，30％父本48-2与母本K236同期播种，其余70％父本48-2迟播5-7天，可使父母本花期相遇良好。
C、适宜行比：父本与母本之比为1∶4-6。
D、合理密植：每公顷种植母本60000株，种植父本12000-15000株。
E、去杂去劣：分别在苗期、开花授粉前田间去除非亲本植株及弱劣株，收获后去除杂穗。
3、亲本繁殖技术：
父、母本繁殖技术与其他自交系相同。
4、杂交种栽培技术：
正红2号的栽培技术与其他同类玉米栽培技术相同。
Claims (3)
1、一种快速高效的玉米穿梭系谱育种法，其特征在于包括自交系K236和杂交种正红2号的选育过程及制种过程，其具体步骤如下：
A、选育过程：利用美国玉米带种质3163作基础材料，通过四川春夏季与海南秋冬季穿梭交替种植，连续选优株自交和选育，通过穿梭系谱法4年育成优良玉米自交系K236；第一年在海南选择优株自交的同时，用花粉与测验种亲本48-2测交，来年在四川鉴定筛选优良测交组合48-2×S1，根据系谱记载同年在海南复制相应的组合48-2×S3；照此办法杂交种与自交系同步定向选育，经过多生态品比试验定选优良组合48-2×S5，参加区试和生产试验，经过5年育成玉米杂交种正红2号；
B、制种过程：包括安全隔离，调节花期，适宜行比，合理密植和去杂去劣工序。
2、根据权利要求1所述的一种快速高效的玉米穿梭系谱育种法，其特征在于：所述的测验种亲本48-2为四川农业大学玉米研究所育成。
3、根据权利要求1所述的一种快速高效的玉米穿梭系谱育种法，其特征在于：所述的玉米杂交种正红2号是采用正交48-2×K236或反交K236×48-2制种方法获得的。
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