一種利用黑麥進行批量生產(chǎn)雜交小麥新組合制種的隔離方法
【專利摘要】本申請公開了一種利用黑麥進行批量生產(chǎn)雜交小麥新組合制種的隔離方法，包括以下步驟：選擇黑麥品種作為隔離材料；在一個制種恢復系區(qū)的四周種植黑麥品種2行或以上；黑麥種植密度在135?180萬/公頃，施肥量為尿素75?150kg/公頃，過磷酸鈣300?450kg/公頃，鉀肥75?150kg/公頃或施NPK總有效成分含量在45％的復合肥300?450kg/公頃；進行批量生產(chǎn)小麥雜交組合的隔離方法。本發(fā)明為篩選大量雜交組合的組合數(shù)量，提供了一種省工、省時、方便、快捷、易于操作、不需要額外投入的隔離方法，從而提高小麥雜交組合批量生產(chǎn)制種的效率，縮短雜交新組合的篩選、鑒定時間，提高育種篩選效率。
【專利說明】
一種利用黑麥進行批量生產(chǎn)雜交小麥新組合制種的隔離方法
技術領域
[0001]本申請屬于植物育種領域，具體地說，涉及一種利用黑麥進行批量生產(chǎn)雜交小麥新組合制種的隔離方法。
【背景技術】
[0002]作物雜種優(yōu)勢的利用是提高糧食產(chǎn)量主要措施之一，水稻、玉米、油菜等主要糧油作物都已充分利用作物雜種優(yōu)勢提高了產(chǎn)量。小麥作為世界上種植面積最廣，總產(chǎn)量最高的糧食作物，其雜種優(yōu)勢利用尚未取得重大突破。其最主要的原因有以下幾點，一是雜交組合選育比較困難，二是雜交組合制種產(chǎn)量較低，三是生產(chǎn)用種量較大。
[0003]小麥是自花授粉作物，大規(guī)模生產(chǎn)雜交用種，必須有一個親本為不育系(不育系)，另一個為恢復系(恢復系)進行雜交生產(chǎn)種子，為此國內外科學家建立了一系列雜交小麥生產(chǎn)系統(tǒng):細胞質雄性不育系統(tǒng)、化學殺雄、光溫敏雄性不育系統(tǒng)，以及核型不育系統(tǒng)(GMS)，在這些系統(tǒng)中均取得了長足進展，各類系統(tǒng)都有品種審定，但在生產(chǎn)上均沒有大面積推廣。主要原因一是雜交組合的增產(chǎn)優(yōu)勢不是特別高;二雜交組合制種產(chǎn)量較低，一般制種產(chǎn)量在3000kg/公頃左右;三是生產(chǎn)上用種量大，一般生產(chǎn)上種植小麥的密度為150-225萬/公頃的基本苗，播種量90-150kg/公頃，降低了雜交小麥在生產(chǎn)上種植的經(jīng)濟效益。選育強優(yōu)勢組合和提高制種產(chǎn)量是解決雜交小麥提高經(jīng)濟效益和降低成本的最根本途經(jīng)。
[0004]小麥雜交組合的生產(chǎn)是不育系接受恢復系的花粉產(chǎn)生種子，為了避免不育系接受其它親本的花粉，必須進行隔離。對通過試驗審定的小麥雜交種進行大面積生產(chǎn)制種最常見的隔離方法是空間隔離和自然屏障隔離。即利用自然地理條件(如山丘或樹木)選擇隔離區(qū)進行制種，在開擴地區(qū)制種進行空間隔離，制種區(qū)間的距離相隔在30m以上。用于進行雜交組合強優(yōu)勢測定和參加區(qū)域試驗的種子制種則是常用布進行隔離，這不但不方便，而且費工、費時、費材料。
[0005]專利一種雜交小麥設施隔離制種方法(申請?zhí)?201410017772.6;申請日:2014年01月15日)公開了一種小麥隔離制種方法，該方法用設施進行隔離，小麥抽穗期時，將每個一父多母單元罩上制種隔離罩的制種方法，每個雜交組合可以生產(chǎn)批量的雜交種子，既可以用于雜交組合強優(yōu)勢比較鑒定又可以用于雜種優(yōu)勢遺傳方面的研究，大大提高了雜交小麥新組合的批量制種效率。此方法缺點是隔離罩的使用費工、費時、費材料、授粉不方便。

【發(fā)明內容】

[0006]為了解決雜交小麥在制種隔離上費工、費時、費材料、授粉不方便的問題，本申請?zhí)峁┝艘环N利用黑麥進行小麥雜交組合批量生產(chǎn)制種的隔離方法。
[0007]為了解決上述技術問題，本申請公開了一種利用黑麥進行小麥雜交組合批量生產(chǎn)制種的隔離方法，包括以下步驟:
[0008]I)隔離材料的選擇:選擇株高在180cm以上、分蘗力強、莖桿硬的黑麥品種作為隔離材料；
[0009]2)隔離材料種植，在一個制種恢復系區(qū)的四周種植步驟I)中選擇的黑麥品種2行或以上；
[0010]3)隔離材料的種植密度，種植黑麥的密度為135-180萬/公頃的基本苗；
[0011]4)隔離材料的施肥量，種植黑麥的施肥量為尿素75-150kg/公頃，過磷酸鈣300-450kg/公頃，鉀肥75-150kg/公頃或施NPK總有效成分含量在45%的復合肥300-450kg/公頃；
[0012]5)恢復系和不育系的田間種植方式:選用多個小麥不育系作為母本，用篩選的小麥恢復系作為父本進行批量生產(chǎn)雜交小麥組合，制備得到一個恢復系與多個不育系進行制種的單元；用I)中的黑麥品種對四周進行隔離，隔離材料按照步驟2)、步驟3)、步驟4)的要求進行種植；
[0013]6)利用從步驟5)中已進行品種比較試驗中，篩選出的優(yōu)良雜交組合種確定的恢復系和不育系進行小規(guī)模制種，獲得參加區(qū)域試驗種子制種的隔離方法；用I)中的黑麥品種進行隔離制種，按照步驟2)、步驟3)、步驟4)的要求進行種植隔離材料;實現(xiàn)雜交小麥多個恢復系小規(guī)模制種的隔離，用于參加省市以及國家級區(qū)域試驗；
[0014]7)利用步驟5)不育系上得到的種子為雜交組合的種子，用于下年的品種比較試驗，以篩選強優(yōu)勢雜交小麥新組合；
[0015]8)利用步驟6)不育系上得到的種子為雜交組合的種子，用于下年的區(qū)域試驗。
[0016]進一步地，恢復系選育的標準如下:選擇綜合表現(xiàn)好、抗病、花藥外露粉多、植株高度在85_95cm之間的新品種或新品系作為恢復系。
[0017]進一步地，不育系的選育標準如下:選擇綜合表現(xiàn)好、抗病、植株在50-70cm之間的藍粒兩用系不育系為不育系。
[0018]進一步地，步驟5)中的制種方式為:恢復系播2行，行距25cm，每個不育系播1-4行，行長為100-150cm，行距25cm，不育系行與恢復系行垂直，不育系行位于恢復系兩行與兩行之間，恢復系、不育系的種植密度為180-225萬/公頃，每一個恢復系制種區(qū)的四周按步驟
4)、5)、6)的要求種植黑麥進行隔離;得到一個恢復系與多個不育系小麥雜交組合。
[0019]進一步地，步驟6)中的制種方式為:選用步驟5)選育出的高產(chǎn)雜交組合的小麥不育系作母本，用其對應的小麥恢復系作父本進行雜交制種，恢復系、不育系的比例按2:4-2:6，恢復系種植2行，不育系種植4-6行，行距25cm，不育系行與恢復系行平行，不育系行種植在恢復系兩行與兩行之間，恢復系和不育系的種植密度為180-225萬/公頃，制種面積在10m2以上。
[0020]與現(xiàn)有技術相比，本申請可以獲得包括以下技術效果:
[0021]本發(fā)明是在小麥雜交組合過程中，為了批量篩選小麥雜交組合的品種數(shù)量進行制種的隔離，提高小麥雜交組合批量生產(chǎn)的制種純度和效率，降低成本，擴大小麥雜交組合的鑒定范圍，提高雜交小麥強優(yōu)勢組合的篩選速度和效率。
[0022]當然，實施本申請的任一產(chǎn)品必不一定需要同時達到以上所述的所有技術效果。
【附圖說明】
[0023]此處所說明的附圖用來提供對本申請的進一步理解，構成本申請的一部分，本申請的示意性實施例及其說明用于解釋本申請，并不構成對本申請的不當限定。在附圖中:
[0024]圖1是本申請配制用于小麥雜交組合進行品種比較試驗(種子重量在10g以上)制種的隔離方法；
[0025]圖2是本申請配制用于小麥雜交組合進行區(qū)域試驗(種子重量在25kg以上)制種的隔離方法；
[0026]圖3是本申請同時配制用于小麥雜交組合進行品種比較試驗和區(qū)域試驗雜交組合制種的隔離方法。
【具體實施方式】
[0027]以下將配合附圖及實施例來詳細說明本申請的實施方式，藉此對本申請如何應用技術手段來解決技術問題并達成技術功效的實現(xiàn)過程能充分理解并據(jù)以實施。
[0028]—種利用黑麥進行批量生產(chǎn)雜交小麥新組合制種的隔離方法如下:
[0029]I)篩選適合用于配制雜交小麥新組合恢復系，恢復系選育的標準如下:選擇綜合表現(xiàn)好、抗病、花藥外露粉多、植株高度在85-95cm之間的新品種或新品系作為恢復系。
[0030]2)篩選適合用于配制雜交小麥新組合不育系，不育系的選育標準如下:選擇綜合表現(xiàn)好、抗病、植株在50_70cm之間的藍粒兩用系不育系為不育系。
[0031]3)用于配制雜交小麥新組合隔離材料的篩選，各科研單位用于從事科研的土地是相對集中，在配制雜交組合時，不太可能用很大的面積，作為空間隔離帶來進行各個制種恢復系的隔離，特別是有三個以上的制種恢復系進行制種時。所以，最常見的隔離方法是在恢復系抽穗未開花前，制種恢復系之間用180cm左右寬的布進行隔離，布的兩端用木粧固定，豎立在各個制種恢復系之間進行隔離;或者人工授粉、套袋進行隔離。此方法的缺點就是費工、費時、費材料。因此，有一個發(fā)明專利“一種雜交小麥設施隔離制種方法”(申請?zhí)?201410017772.6;申請日:2014年01月15日)公開了一種小麥隔離制種方法，該方法用設施進行隔離，小麥抽穗期時，將每個一父多母單元罩上制種隔離罩的制種方法，每個雜交組合可以生產(chǎn)批量的雜交種子，既可以用于雜交組合強優(yōu)勢比較鑒定又可以用于雜種優(yōu)勢遺傳方面的研究，大大提高了雜交小麥新組合的批量制種效率，但仍然未解決費工、費時、費材料的問題。因此，選擇與小麥同期生長的作物代替上述隔離制種方法進行隔離，可以克服上述方法的缺點。與小麥同期生長的作物主要有大麥、小黑麥、黑麥等作物，從中篩選出只有黑麥品種的株高在180cm以上，且分蘗力強、莖桿硬，適宜作隔離材料。并且黑麥的種植、管理和收獲等與小麥完全一樣，因此只有黑麥是配制小麥雜交組合時最好的隔離材料。
[0032]4)隔離行的確定，利用步驟3)中確定的黑麥作為隔離材料，在恢復系(父本)種植4行，不育系(母本)種植2行，在恢復系與不育系之間分別種植1、2、3行黑麥進行隔離試驗，在父本開花期人工輔助趕粉，調查母本的結實率，確定種植1、2、3行黑麥的隔離效果，結果母本結實率均在4%以下，隔離效果很好，達到生產(chǎn)良種的種子純度。為了保證隔離效果，在一個制種恢復系區(qū)的四周種植步驟3)中選擇的黑麥品種2行或以上。
[0033]5)黑麥種植密度的確定，分別選用種植密度為90、135、180、225萬/公頃的基本苗進行2行種植試驗，結果是種植密度在90萬/公頃以下時，黑麥群體有效穗偏少(在低肥條件下)，種植密度在225萬/公頃以上出現(xiàn)了倒伏，起不了隔離作用，因此，黑麥種植密度在135-180萬/公頃，起到穩(wěn)定的隔離效果。
[0034]6)種植黑麥時施肥量的確定，分別選用尿素作為氮肥試驗，施肥量分別為0、75、150、225kg/公頃，過磷酸鈣和鉀肥的施肥量分別450kg/公頃、150kg/公頃作基肥，進行2行種植試驗，結果是施肥量不足時(施肥量為O)，黑麥植株較矮，穗數(shù)偏少；尿素施肥量在225kg/公頃有倒伏現(xiàn)象。種植隔離材料黑麥時的施肥量為尿素75-150kg/公頃，過磷酸鈣300-450kg/公頃，鉀肥75-150kg/公頃；或者施NPK總有效成分含量在45%以上的復合肥300-450kg/公頃，隔離效果好。
[0035]7)批量生產(chǎn)用于品種比較試驗雜交組合的隔離方法，每個雜交組合收獲10g以上，用I)中篩選或選育的小麥恢復系作父本，利用2)中選育的小麥不育系作母本進行雜交制種?；謴拖挡?行，行距25cm左右，每個不育系可以播1-4行，行長為100-150cm，行距25cm左右，不育系行與恢復系行垂直，不育系行位于恢復系兩行與兩行之間，恢復系、不育系的種植密度為180-225萬/公頃，每一個恢復系制種區(qū)的四周按步驟4)、5)、6)的要求種植黑麥進行隔離。這樣在一個恢復系制種區(qū)內就可以與很多不育系進行雜交制種，得到一個恢復系與多個小麥雜交組合，提高雜交組合的純度和數(shù)量，用于下年的品種比較試驗，為篩選強優(yōu)勢組合提供保障(隔離方法種植示意圖見圖1)。
[0036]8)用于生產(chǎn)小麥區(qū)域試驗雜交組合種子的隔離方法，要求每個雜交組合收獲25kg以上，利用步驟7)中選育出的高產(chǎn)雜交組合的小麥不育系(一般只有2-5個)作母本，用其對應的小麥恢復系作父本進行雜交制種。恢復系、不育系的比例按2:4-2:6,恢復系種植2行，不育系種植4-6行，行距25cm，不育系行與恢復系行平行，不育系行種植在恢復系兩行與兩行之間，恢復系和不育系的種植密度為180-225萬/公頃，制種面積在10m2以上。當然，還可以利用步驟2)中新選育的不育系，結合步驟7)的制種方法，制種生產(chǎn)新的用于品種比較的雜交組合，每一個恢復系制種區(qū)的四周按步驟4)、5)、6)的要求種植黑麥進行隔離。(隔離方法種植示意圖見圖2，圖3)。
[0037]9)在一個制種隔離區(qū)內，在恢復系開花期進行人工輔助授粉，常見的方法是用竹棍進行趕粉和機動吹風機趕粉，提高各個不育系的結實率。
[0038]10)利用步驟7)不育系上得到的種子為雜交組合的種子，用于下年的品種比較試驗，以篩選強優(yōu)勢雜交小麥新組合。
[0039]11)利用步驟8)不育系上得到的種子為雜交組合的種子，用于下年的區(qū)域試驗。
[0040]12)此隔離方法適用于獲得有大量優(yōu)良不育系的各類雜交小麥育種體系進行小麥雜交組合批量生產(chǎn)以及小規(guī)模制種的隔離。
[0041]13)黑麥與小麥屬于小麥簇，在極少數(shù)小麥品種中存在小麥與黑麥的可雜交性，經(jīng)過2012-2015年間，對328個不育系的測定，只有2個不育系出現(xiàn)有與黑麥的雜交株，不育系出現(xiàn)的機率是0.61 %，田間調查該雜交組合的異交株分別是0.81 %和1.3%，在試驗中對產(chǎn)量結果沒有影響?？朔姆椒ㄊ清e開小麥與黑麥的花期或放棄此類極少數(shù)的不育系。
[0042]實施例1
[0043]選用15R801?15R812等12個恢復系(父本)進行批量配制雜交組合的方法，2014-2015年度，用已選育穩(wěn)定的不育系(母本)90個，編號這15N001-15N090，選用制種地的長為75m，寬13m?；謴拖捣N植2行，行長13m，行距0.25m，每個不育系種植I行，行長Im(不育系播種幅度長13m，寬Im)，行距0.25m，每幅種植45個不育系，不育系行的方向與恢復系的種植方向垂直。選用云南地方黑麥品種作為隔離材料，按步驟4)、5)、6)的要求，在四周種植2行云南地方黑麥品種，長為75m，寬13m進行隔離制種區(qū)外的小麥。制種區(qū)內按2行恢復系(15R801)、種植不育系15N001-15N045號(行長lm，行距0.25111)、2行恢復系(151?801)、種植不育系15N046-15N090號、2行恢復系(15R801)、2行黑麥的順序種植，一個恢復系就可以同時與90個不育系進行制種，一次可配制90個小麥雜交組合的種子。以此類推到15R812等12個恢復系的制種，按相同的方法進行配制，共配制雜交組合1000多個，選擇雜交組合種子較多的組合795個進行小區(qū)比較試驗。在這795個雜交組合中，只有8個組合有異樣株出現(xiàn)，其中有2個組合為小黑麥型異樣株，出現(xiàn)機率為0.25%，2個組合中的小黑麥型異樣株占群體的比例分別為0.85%和1.21 % ;另外6個為普通小麥類型，出現(xiàn)機率為0.75%,在每個雜交組合中出現(xiàn)1-3株，占群體的比例約為0.5-1.5%。
[0044]實施例2
[0045]下面結合“西南511”參加重慶市小麥區(qū)域試驗雜交組合種子的制種過程來說明本發(fā)明的技術效果:
[0046]按照步驟I)的方法，恢復系(父本)的篩選，從2009年從引進的小麥品種中篩選，表現(xiàn)高產(chǎn)、抗病。20 I 2-20 I 3年度用于雜交小麥制種，20 I 5年作為恢復系(父本)代號“2015R11”。
[0047]按照步驟2)的方法，不育系(母本)的篩選，從2008年以來對藍粒兩用系的不育系進行篩選、選育、鑒定，篩選出優(yōu)良的藍粒兩用系2011Z1(08L5070)不育系作為母本。
[0048]2012-2013年度，按照步驟7)的方法進行單行制種，得到種子97g。在2013-2014年度進行小區(qū)試驗中，測得該組合產(chǎn)量為409.0kg/畝，比對照350.8kg/畝增產(chǎn)16.6%,高抗條銹和白粉病，屬于高產(chǎn)、抗病雜交組合；同時按照步驟7)的方法進行2行制種，得到種子220g。在2014-2015年度繼續(xù)進行小區(qū)試驗，測得該組合產(chǎn)量為332.9kg/畝，比對照288.6kg/畝增產(chǎn)15.3% ;同時按照步驟8)的方法，用15R11作恢復系，用201121(081^5070)作不育系進行小規(guī)模制種，選擇制種地長120m，寬10m，恢復系、不育系的比例為父本:母本=2:4，恢復系和不育系的行長10m，行距0.25m，不育系的種植行與恢復系平行;按步驟3)的要求選用云南地方黑麥品種作為隔離材料，按步驟4)、5)、6)的要求，在15R11恢復系的四周種植2行云南黑麥品種，制種區(qū)內按2行恢復系、4行不育系、2行恢復系、4行不育系……4行不育系、2行恢復系、2行黑麥的順序種植，共種植60行制種區(qū)，于2015年春恢復系開花期進行人工輔助趕粉，配制雜交組合，不育系制種面積90m2，生產(chǎn)“西南511”雜交組合種子25.7kg，用于參加2015-2016年重慶市小麥區(qū)域品比試驗。在區(qū)域品比試驗群體中，種植有3個小區(qū)，每小區(qū)面積10m2，“西南511”株高較整齊，共出現(xiàn)5株雜株，調查試驗小區(qū)的基本苗平均為1680苗/區(qū)，出現(xiàn)機率為0.1%,雜交組合的制種純度達到99.9%。下一個區(qū)為恢復系13R16的制種區(qū)，用黑麥進行了有效的隔離。
[0049]上述技術方案中，有一種作物同樣能完成本發(fā)明的目的，即油菜可以替代黑麥，只是種植的隔離帶的面積會大一些，按本發(fā)明的技術路線同樣可以達到目的。
[0050]上述說明示出并描述了發(fā)明的若干優(yōu)選實施例，但如前所述，應當理解發(fā)明并非局限于本文所披露的形式，不應看作是對其他實施例的排除，而可用于各種其他組合、修改和環(huán)境，并能夠在本文所述發(fā)明構想范圍內，通過上述教導或相關領域的技術或知識進行改動。而本領域人員所進行的改動和變化不脫離發(fā)明的精神和范圍，則都應在發(fā)明所附權利要求的保護范圍內。
【主權項】
1.一種利用黑麥進行批量生產(chǎn)雜交小麥新組合制種的隔離方法，其特征在于，包括以下步驟: 1)隔離材料的選擇:選擇株高在180cm以上、分蘗力強、莖桿硬的黑麥品種作為隔離材料； 2)隔離材料種植，在一個制種恢復系區(qū)的四周種植步驟I)中選擇的黑麥品種2行或以上； 3)隔離材料的種植密度，種植黑麥的密度為135-180萬/公頃的基本苗； 4)隔離材料的施肥量，種植黑麥的施肥量為尿素75-150kg/公頃，過磷酸鈣300-450kg/公頃，鉀肥75-150kg/公頃或施NPK總有效成分含量在45%的復合肥300-450kg/公頃； 5)恢復系和不育系的田間種植方式:選用多個小麥不育系作為母本，用篩選的小麥恢復系作為父本進行批量生產(chǎn)雜交小麥組合，制備得到一個恢復系與多個不育系進行制種的單元；用I)中的黑麥品種對四周進行隔離，隔離材料按照步驟2)、步驟3)、步驟4)的要求進行種植； 6)利用從步驟5)中已進行品種比較試驗中，篩選出的優(yōu)良雜交組合種確定的恢復系和不育系進行小規(guī)模制種，獲得參加區(qū)域試驗種子制種的隔離方法；用I)中的黑麥品種進行隔離制種，按照步驟2)、步驟3)、步驟4)的要求進行種植隔離材料;實現(xiàn)雜交小麥多個恢復系小規(guī)模制種的隔離，用于參加省市以及國家級區(qū)域試驗； 7)利用步驟5)不育系上得到的種子為雜交組合的種子，用于下年的品種比較試驗，以篩選強優(yōu)勢雜交小麥新組合； 8)利用步驟6)不育系上得到的種子為雜交組合的種子，用于下年的區(qū)域試驗。2.根據(jù)權利要求1所述的利用黑麥進行批量生產(chǎn)雜交小麥新組合制種的隔離方法，其特征在于，所述恢復系選育的標準如下:選擇綜合表現(xiàn)好、抗病、花藥外露粉多、植株高度在85_95cm之間的新品種或新品系作為恢復系。3.根據(jù)權利要求1所述的利用黑麥進行批量生產(chǎn)雜交小麥新組合制種的隔離方法，其特征在于，所述不育系的選育標準如下:選擇綜合表現(xiàn)好、抗病、植株在50-70cm之間的藍粒兩用系不育系為不育系。4.根據(jù)權利要求1所述的利用黑麥進行批量生產(chǎn)雜交小麥新組合制種的隔離方法，其特征在于，所述步驟5)中的制種方式為:恢復系播2行，行距25cm，每個不育系播1-4行，行長為100-150cm，行距25cm，不育系行與恢復系行垂直，不育系行位于恢復系兩行與兩行之間，恢復系、不育系的種植密度為180-225萬/公頃，每一個恢復系制種區(qū)的四周按步驟4)、5)、6)的要求種植黑麥進行隔離;得到一個恢復系與多個不育系小麥雜交組合。5.根據(jù)權利要求1所述的利用黑麥進行批量生產(chǎn)雜交小麥新組合制種的隔離方法，其特征在于，所述步驟6)中的制種方式為:選用步驟5)選育出的高產(chǎn)雜交組合的小麥不育系作母本，用其對應的小麥恢復系作父本進行雜交制種，恢復系、不育系的比例按2:4-2:6，恢復系種植2行，不育系種植4-6行，行距25cm，不育系行與恢復系行平行，不育系行種植在恢復系兩行與兩行之間，恢復系和不育系的種植密度為180-225萬/公頃，制種面積在10m2以上。
【文檔編號】A01H1/02GK105993915SQ201610345186
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年5月23日
【發(fā)明人】阮仁武, 李中安, 易澤林, 張建奎
【申請人】西南大學