一種玉米單交種不間斷改良的技術(shù)方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種玉米單交種不間斷改良的技術(shù)方法，針對需要改良性狀在基礎(chǔ)群體中分別選出表現(xiàn)優(yōu)異單株；下一季種成穗行，對穗行中優(yōu)株自交，同時每一個優(yōu)異父本穗行與優(yōu)異母本穗行測交；將測交組合與原單交種進行產(chǎn)量和所改良性狀的對比試驗；根據(jù)鑒定結(jié)果將表現(xiàn)優(yōu)異組合的親本自交果穗種成穗行，對兩親本群體優(yōu)異穗行均按“一優(yōu)母多優(yōu)父”的方式混合授粉，取混合授粉得到果穗的中部籽?；旌希瑯?gòu)成新的基礎(chǔ)群體進入下一輪選擇。該技術(shù)目標集中，通過如此不間斷循環(huán)選擇，可應(yīng)用于玉米單交種及單交種親本群體綜合性狀或單一性狀的改良且產(chǎn)量較原始單交種增產(chǎn)5%以上，其他綜合性狀較原始單交種也得到明顯改良。
【專利說明】一種玉米單交種不間斷改良的技術(shù)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于玉米育種【技術(shù)領(lǐng)域】，是一種“后育種階段”優(yōu)良玉米單交種不間斷改良的交互輪回選擇技術(shù)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]玉米是我國重要糧食作物，優(yōu)良的玉米品種是影響玉米高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的關(guān)鍵因素之一。在我國，每年獲得國家及省級審定玉米雜交品種非常多，但綜合性狀優(yōu)良，高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、多抗、廣適、制種效益高的玉米品種并不多見，能夠獲得生產(chǎn)上大面積推廣的玉米品種更是少數(shù)，有些品種在市場上活躍2-3年就銷聲匿跡，有些甚至沒有推廣就已被淘汰。造成這種現(xiàn)象的主要原因有:一是品種審定時，區(qū)域試驗的生產(chǎn)條件優(yōu)于農(nóng)民的生產(chǎn)條件，因此在區(qū)域試驗中表現(xiàn)較好的品種在大田生產(chǎn)中由于某些性狀的不適應(yīng)則表現(xiàn)較差，二是區(qū)域試驗期間由于受氣候影響一些品種的抗逆能力沒有得到檢驗，三是一些品種在生產(chǎn)上應(yīng)用幾年后種性發(fā)生退化，由于逐年環(huán)境條件差異引起種性變異，連續(xù)多年應(yīng)用于大田繁種的材料未經(jīng)人工有目的的選擇而導(dǎo)致種質(zhì)劣性成分增加，群體綜合抗性及一致性變差，影響其生廣頭用性。
[0003]在我國普遍存在玉米品種研發(fā)和經(jīng)營分離，多數(shù)育種家一味追求品種通過審定，而后轉(zhuǎn)交于種子公司開發(fā)經(jīng)營，卻很少重視品種推廣過程中的持續(xù)優(yōu)化改良提高工作，而對新審定或有大面積推廣潛力的玉米品種改良也是很少有人關(guān)注。因此，在生產(chǎn)上采用有效方法對玉米品種進行不間斷創(chuàng)造性的提純保優(yōu)以及持續(xù)性的優(yōu)化改良，以期延長品種使用壽命，提升品種生產(chǎn)力，已成為“后育種時代” 一項亟待研究解決的技術(shù)。以往一般以開放式授粉品種、綜合種和利用玉米種族、品種、自交系混合而構(gòu)成基礎(chǔ)群體，這種群體的遺傳變異豐富且變異幅度大，對測驗種要求較高，因單一的測驗種對群體的響應(yīng)性小而不易充分發(fā)揮和利用群體資源，若測驗種豐富性不夠則易增大評價試驗中的誤差，因此育種目標不易集中，選育效果不易控制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對以往玉米選育方法中育種目標不易集中，選育效果不易控制的問題，提供一種以單交種親本優(yōu)異姊妹系構(gòu)建輪回群體，這種選育方法目標集中，選擇效果容易控制，不僅可應(yīng)用于單交種及其親本群體綜合性狀的改良，且對某一性狀的改良同樣非常有效。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:一種玉米單交種不間斷改良的技術(shù)方法，步驟如下: (1)基礎(chǔ)群體構(gòu)建:根據(jù)抗逆性(抗病性、抗蟲性、抗倒性)、持綠性和豐產(chǎn)性的綜合性狀表現(xiàn)，分別在單交種兩親本單繁田中選出優(yōu)異單株，取優(yōu)異單株的優(yōu)異果穗中部籽?；旌?，構(gòu)成兩親本交互輪回改良的基礎(chǔ)群體；
(2)第一季:結(jié)合抗逆性和豐產(chǎn)性的綜合性狀及要改良的目標性狀的具體性狀表現(xiàn)，在兩親本基礎(chǔ)群體中分別選出較優(yōu)株，并對優(yōu)株果穗室內(nèi)考種，決選出優(yōu)株中優(yōu)穗；
(3)第二季:第一季得到的各優(yōu)穗種子一部分室內(nèi)保存，另一部分進行田間穗行鑒定，在每個穗行中選51個優(yōu)異單株自交，同時每一個優(yōu)異父(母)本穗行分別與母(父)本穗行測交，收獲前對各穗行的綜合表現(xiàn)及要改良的某一具體性狀表現(xiàn)進行鑒定評價并分級記錄，收獲后再次對各優(yōu)異穗行的優(yōu)異果穗結(jié)實性考種記載，留下更優(yōu)穗；
(4)第三季:對第二季得到的更優(yōu)穗進行測交組合與原單交種的田間評比試驗，同時對優(yōu)穗再次穗行鑒定，結(jié)合測交組合綜合性狀及要改良的目標性狀綜合表現(xiàn)和第二、三季的穗行鑒定結(jié)果，分別選出兩親本群體中綜合性狀、目標性狀均優(yōu)良且配合力高的優(yōu)異株系;
(5)第四季:對第三季得到的兩親本群體優(yōu)異株系混合授粉，分別獲得各穗行的混繁株，取各穗行混繁果穗中部籽粒等量混合，形成兩親本新一輪改良群體，如此循環(huán)，以親本群體綜合性狀及某一具體性狀改良為基礎(chǔ)，產(chǎn)量增加為核心，對單交種綜合性狀及具體缺陷性狀進行持續(xù)提高改良，在田間評價、室內(nèi)考種、穗行及測配組合鑒定等每一次選擇過程中以目標性狀與綜合性狀均優(yōu)異為標準；通過“選優(yōu)一測配一混粉”這一循環(huán)，不斷打破優(yōu)良基因與不良基因連鎖，增加有利基因重組機會，提高兩親本群體內(nèi)數(shù)量性狀有益基因頻率，聚合優(yōu)良基因，淘汰不良基因，從而改進群體自身性狀，提升其綜合表現(xiàn)和配合力進而形成持續(xù)性提高單交種產(chǎn)量潛力和產(chǎn)量穩(wěn)定性的技術(shù)，不斷增強單交種競爭優(yōu)勢，最大幅度提高其生產(chǎn)潛力和生產(chǎn)適應(yīng)性。
[0006]所述步驟(4)中的對第二季得到的更優(yōu)穗進行測交組合與原單交種的田間評比試
驗采用多點三重復(fù)試驗 。
[0007]所述步驟(5 )中的對第四季對兩親本群體優(yōu)異株系混合授粉采用“一優(yōu)母多優(yōu)父”的混合授粉方法。
[0008]本發(fā)明的有益效果:1)以玉米品種審定后性狀持續(xù)改良為目標，采取兩親本優(yōu)系群體間交互輪回選擇方法，不斷實現(xiàn)優(yōu)良基因聚合，避免優(yōu)良基因丟失漂變，同時通過優(yōu)系互測提高兩親本的一般配合力和特殊配合力，不間斷優(yōu)化改良兩親本材料及其雜種后代的生產(chǎn)潛力，以提高雜交種市場競爭力，從而降低育種成本及品種推廣風險。2)本發(fā)明是單交種親本優(yōu)系群體交互輪回選擇技術(shù)，它與以往交互輪回選擇在基礎(chǔ)群體構(gòu)建、選育目標等方面不同，以往輪回選擇群體結(jié)構(gòu)組成復(fù)雜，而本發(fā)明的輪回群體是由一個親本材料的不同姊妹系構(gòu)建，前者遺傳變異豐富，但選擇效果不宜控制，后者變異雖小但容易控制，對改良一個單交種的不良性狀非常有效，運用該發(fā)明可以改良一個品種的任何一個不良性狀，如產(chǎn)量性狀、抗逆性狀、抗病性狀等。該技術(shù)方法創(chuàng)新性強，目標明確，高效簡捷，適應(yīng)于現(xiàn)代化商業(yè)育種。3)本發(fā)明對單交種改良效果顯著，改良后，兩親本材料產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成性狀、群體一致性均有明顯提高，其中，母本群、父本群的產(chǎn)量分別提高5克/穗左右，均達5%顯著水平。兩群體穗部其他性狀也得到提高。改良后兩親本材料所配雜交組合較原始單交種競爭優(yōu)勢強，達5%以上。由于該發(fā)明是利用系譜法控制雙親改良單交種，因此，改良后的單交種不僅保持了原有單交種的基本優(yōu)良性狀，且不良性狀得到有效改良，綜合性狀得到不斷優(yōu)化。
【專利附圖】

【附圖說明】[0009]圖1為本發(fā)明實施例1的玉米單交種不間斷改良的技術(shù)方法程序示意圖(S0:親本自身，SI，S2:自交一代、二代獲得的親本，MCO:父本基礎(chǔ)群體，F(xiàn)CO:母本基礎(chǔ)群體，MCl:完成一輪改良的父本群體
FCl:完成一輪改良的母本群體)。
[0010]圖2為實施例3中一輪改良后母本材料單穗正常籽粒與不正常籽粒的比例變化(FC0N:改良前基礎(chǔ)群體正常籽粒單穗個數(shù)，F(xiàn)COA:改良前基礎(chǔ)群體不正常籽粒單穗個數(shù)，F(xiàn)ClN:改良后基礎(chǔ)群體正常籽粒單穗個數(shù)，F(xiàn)ClA:改良后基礎(chǔ)群體不正常籽粒單穗個數(shù))。
【具體實施方式】
[0011]實施例1
本實施例對玉米單交種豫單603綜合性狀進行改良。
[0012]本實施例以優(yōu)良玉米單交種豫單603兩親本材料為研究對象，市售豫單603(原單交種)為對照種，對豫單603及其兩親本群體綜合性狀進行改良，同時針對豫單603母本穗行數(shù)少、籽粒偏大影響制種效益進行增加穗行數(shù)的改良。 [0013]具體操作步驟如下:
首先，豫單603兩親本基礎(chǔ)群體的構(gòu)建。根據(jù)抗蟲性、抗病性、抗倒性、結(jié)實性、持綠性、農(nóng)藝性狀等綜合性狀分別在兩親本單繁田中選出優(yōu)異單穗，取單穗中部籽?；旌?，構(gòu)成各自基礎(chǔ)群體，即父本基礎(chǔ)群體MCO和母本基礎(chǔ)群體FCO ；
其次，兩親本基礎(chǔ)群體隔離種植，分別在父本基礎(chǔ)群體及母本基礎(chǔ)群體中根據(jù)抗性、豐產(chǎn)性等綜合表現(xiàn)，分別選出較優(yōu)株自交，并對優(yōu)株果穗室內(nèi)考種，即對優(yōu)穗的穗部性狀或結(jié)實性進行選擇，選擇過程中均以穗行數(shù)多，排列整齊為目標，對較一般材料多出2~4行的果穗進行標記，并在系譜上記錄，播種時分別種成穗行，在下一代結(jié)實性選擇過程中堅持觀察該性狀，對穗行數(shù)多的果穗優(yōu)先選出。以此決選出優(yōu)株中優(yōu)穗，分別獲得父本群體自交一代果穗MSl及母本群體自交一代果穗FSl的種子。
[0014]然后，留取一部分種子即(MSl和FSl)種子室內(nèi)保存，另一部分播種于田間進行穗行鑒定，每個穗行中選擇51個單株自交(獲得得MS2和FS2的種子)，同時測配，每一個優(yōu)異父本穗行分別與每一個優(yōu)異母本穗行進行測交試驗，收獲時鑒定記載每一個穗行(包括母本穗行、父本穗行)的平均表現(xiàn)，并分出1、2、3、4、5這5個等級，然后對自交果穗和雜交果穗分別收獲。
[0015]下一季進行測交組合田間評比試驗同時對優(yōu)穗再次鑒定，根據(jù)測交組合綜合性狀評比試驗(采用多地點三重復(fù)試驗以確保鑒定結(jié)果的可靠性)及兩季穗行鑒定試驗結(jié)果，分別選出兩親本群體中綜合性狀優(yōu)良且配合力高的優(yōu)異株系。
[0016]最后，兩親本群體優(yōu)異株系均按照“一優(yōu)母多優(yōu)父”的混合授粉方法分別獲得各穗行的混繁株，收取各穗行優(yōu)異混繁果穗中間部分種子等量混合，形成各自的第一輪改良后群體即MCl和FCl。
[0017]下面是本實施例對豫單603及其親本群體一輪改良后的效果。
[0018]1.1本發(fā)明對豫單603兩親本群體產(chǎn)量性狀的改良 表1對兩親本群體產(chǎn)量性狀的改良
【權(quán)利要求】
1.種玉米單交種不間斷改良的技術(shù)方法，其特征在于步驟如下: (1)基礎(chǔ)群體構(gòu)建:根據(jù)抗逆性、持綠性和豐產(chǎn)性的綜合性狀表現(xiàn)，分別在單交種兩親本單繁田中選出優(yōu)異單株，取優(yōu)異單株的優(yōu)異果穗中部籽?；旌希瑯?gòu)成兩親本交互輪回改良的基礎(chǔ)群體； (2)第一季:結(jié)合抗逆性和豐產(chǎn)性的綜合性狀及要改良的目標性狀的具體性狀表現(xiàn)，在兩親本基礎(chǔ)群體中分別選出較優(yōu)株自交，并對優(yōu)株果穗室內(nèi)考種，決選出優(yōu)株中優(yōu)穗； (3)第二季:第一季得到的各優(yōu)穗種子一部分室內(nèi)保存，另一部分進行田間穗行鑒定，在每個穗行中選51個優(yōu)異單株自交，同時每一個優(yōu)異父本穗行分別與母本穗行測交，留下更優(yōu)穗 ； (4)第三季:對第二季得到的更優(yōu)穗進行測交組合與原單交種的田間評比試驗，同時對優(yōu)穗再次穗行鑒定，結(jié)合測交組合綜合性狀及要改良的目標性狀綜合表現(xiàn)和第二、三季的穗行鑒定結(jié)果，分別選出兩親本群體中綜合性狀、目標性狀均優(yōu)良且配合力高的優(yōu)異株系; (5)第四季:對第三季得到的兩親本群體優(yōu)異株系混合授粉，分別獲得各穗行的混繁株，取各穗行混繁果穗中部籽粒等量混合，形成兩親本新一輪改良群體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的玉米單交種不間斷改良的技術(shù)方法，其特征在于:以步驟(5)得到的兩親本新一輪改良群體為基礎(chǔ)群體開始下一輪的不間斷循環(huán)改良，直到綜合性狀和要改良的目標性狀達到優(yōu)良。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的玉米單交種不間斷改良的技術(shù)方法，其特征在于:所述步驟(4)中的對第二季得到的更優(yōu)穗進行測交組合與原單交種的田間評比試驗采用多點三重復(fù)試驗。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的玉米單交種不間斷改良的技術(shù)方法，其特征在于:所述步驟(5)中的對第四季對兩親本群體優(yōu)異株系混合授粉采用“一優(yōu)母多優(yōu)父”的混合授粉方法。
【文檔編號】A01H1/04GK104026000SQ201410221013
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年5月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月23日
【發(fā)明者】李潮海, 李鴻萍, 董朋飛, 楊春收, 孫啟杰, 宋航, 楊艷 申請人:河南農(nóng)業(yè)大學(xué)