五位一體品種選育方法
【專利摘要】本發明提供一種五位一體品種選育方法，包括以下步驟：1）以雜交組合A×B或群體品種C為基礎材料，高密度、大群體種植到強脅迫環境中，以IPT方法連續自交和測交，測交后代種植在生態環境明顯不同地域，選測交后代達到一定標準的單株D；2）以D為材料進行DH育種，獲1000粒以上的單倍體籽粒E，單倍體加倍得100株以上的DH純系，用MAS分子標記輔助育種技術進行目標性狀選擇、遺傳背景恢復選擇、純合度鑒定，選符合育種目標的DH純系F；3）以F為親本，與3-4個現有常用自交系品種組配雜交組合，在不同生態區10個以上試驗點種植，選其中適應性強、品質優、產量高的雜交組合作為選育的雜交品種G。本發明提高了育種效率。
【專利說明】五位一體品種選育方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及育種技術，具體是一種五位一體品種選育方法。
【背景技術】
[0002]選育新品種是育種工作的最終目的。隨著育種研究的不斷深入，DH育種技術、MAS分子標記輔助育種等高新技術或方法不斷涌現。但是大多數育種者依然采用常規系統選育方法或結合其中某一項新技術，依靠個人或少數幾個人的實踐經驗，在內部試驗基地或鑒定點，進行自交系的選育和雜交種的組配及鑒定工作，存在著低效率、盲目性和偶然性，影響育種工作的效率、穩定性和可持續發展。
[0003]為了改變育種工作的現狀，我們依據遺傳育種理論，結合育種實踐，提出了一種五位一體品種選育方法，實現了品種培育方法的又一次突破。五位一體品種選育方法培育方法集成了自交系“高大嚴”選系技術、IPT, DH, MAS和多生態區鑒定五種雜交種培育方法為一體，是一種高效實用的培育方法。
【發明內容】
[0004]本發明提供一種五位一體品種選育方法。
[0005]本發明所述一種五位一體品種選育方法包括以下步驟:
[0006](I)以雜交組合AXB或群體品種C為基礎材料，采用高密度、大群體種植到強脅迫環境中，以IPT方法進行連續自交和測交，測交后代種植在生態環境明顯不同的地域，嚴格選擇測交后代達到一系列標準單株作為待選單株D ;.[0007](2)以待選單株D為材料，進行DH育種，獲得1000粒以上的單倍體籽粒E后，進行單倍體加倍得到100株以上的DH純系，并利用MAS分子標記輔助育種技術進行目標性狀選擇和遺傳背景恢復選擇以及純合度鑒定，選取其中符合育種目標的作為入選的DH純系F ；
[0008](3)以入選的DH純系F為親本，與3-4個現有常用自交系品種組配雜交組合，在不同生態區的10個以上試驗點進行種植，選其中適應性強、品質優、產量高的雜交組合作為選育的雜交品種G。
[0009]其中，所述高密度為>7000株/畝；所述大群體為在S1-S3R，選系群體>4000株。
[0010]其中，所述強脅迫環境為以下脅迫環境的一種或幾種:
[0011]①平均溫度6 °C時進行低溫播種；
[0012]②以雨養旱作為主，整個生育期不澆水；
[0013]③種植在通風口或風道上，進行強風脅迫；
[0014]④在選系中間世代進行寡照處理，即通過設置遮陽網的方法，控制透光率在50%以下；
[0015]⑤通過田間接種小斑病、矮花葉病、莖腐病、彎孢菌葉斑病和玉米螟等病害和蟲害;
[0016]⑥施肥總量控制在20千克/畝以下。[0017]其中，所述測交后代達到一系列標準產為產量比對照高10%以上、單穗粒重≥120g、出籽率≥88%、粗淀粉含量≥73%。
[0018]其中，所述適應性強為對生態區主要病害達到中抗以上級別抗性、倒伏率低于10%、空桿率為3%以下、不禿尖或禿尖長度小于0.5cm ;所述品質優為粗淀粉含量≥73% ;所述產量高為產量高于對照。
[0019]其中，所述對照為當地常用雜交品種。
[0020]其中，所述群體品種C優選美國雜交種X1132X混粉群體。
[0021]其中，所述連續自交的代數為2-4代。
[0022]其中，所述IPT方法為配合力的定向測定方法，具體為選擇優良單株，將所選單株進行自交的同時，以該單株為親本與別的自交系進行測交，根據下一年度的種植測交后代的表現來淘汰或入選單株。
[0023]其中，所述DH育種為雙單倍體(Doubled Haploid)育種的簡稱，獲得單倍體的方法為誘導系誘導或花藥離體培養等方法，單倍體加倍為經過自然或人工藥劑處理。
[0024]其中，MAS分子標記輔助育種技術為采用分子標記跟蹤目標基因、遺傳背景回復程度，并進行自交系純合度鑒定等，從而加快育種進程。
[0025]本發明還提供所述五位一體品種選育方法在植物育種中的應用。
[0026]所述植物優選玉米。
[0027]本發明的有益效果是:
[0028]本發明所提供的一種五位一體品種選育方法能夠提高優良雜交種的選育質量和效率。此方法解決了雜交種培育中的低效率、盲目性和偶然性問題，從而大大提高了育種效率，保證了育種工作的穩定可持續發展。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0029]圖1為本發明五位一體品種選育方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0030]以下實施例用于說明本發明，但不用來限制本發明的范圍。
[0031]實施例1
[0032]MC665是以自選系京725為母本，以另一自選系京92為父本組配而成的單交種。
[0033](一 )母本的選育過程
[0034]I母本親本來源
[0035]母本京725為北京市農林科學院玉米研究中心自選系，來源于美國雜交種X1132x混粉群體為基礎材料的選系。
[0036]2母本自交系選育過程:
[0037]2004年冬在海南篩選鑒定20株美國雜交種X1132x并完成新種質X1132x混粉群體的組建。成熟后，混合脫粒。
[0038]2005年4月15日在北京以7000株/畝的密度種植4000株Sp授粉期選擇優良單株(雌穗雄穗開花期相差小于2天，穗位低于Im)自交1000株，并同時授粉于測驗種昌7-2，每個單株測交2穗。授粉后進行病蟲害接種脅迫以及耐貧瘠和耐干旱脅迫。成熟后，收獲抗性級別在中抗以上自交果穗200穗(S2)和對應測交果穗400穗(TC1)。
[0039]2006年4月20日在吉林四平按穗行以7000株/畝的密度種植200穗S2，每一個穗行種植50株，共計10000株，并在北京、河北、河南、吉林種植測交后代TCl進行組合鑒定。授粉期繼續選擇優良穗行中的優良單株1000株自交和測交。授粉后進行病蟲害接種脅迫以及耐貧瘠和耐干旱脅迫。成熟后，收獲抗性級別在中抗以上自交果穗500穗(S3)和對應測交果穗1000穗(TC2)。然后根據TCl多點鑒定的產量、單粒重、出籽率和品質的表現(要求產量比對照高10%以上；單穗粒重≥120g ;出籽率≥88% ;粗淀粉含量≥73%)決選入選S3代150穗。
[0040]2007年4月15日在河南鄭州按穗行以7000株/畝的密度種植150穗S3,每一個穗行種植30株，共計4500株，并在北京、河北、河南、吉林種植測交后代TC2進行組合鑒定。授粉期繼續選擇優良穗行中的優良單株800株自交。授粉后同樣進行病蟲害接種脅迫以及耐貧瘠和耐干旱脅迫。成熟后，收獲抗性級別在中抗以上自交果穗&代100穗。然后根據TC2多點鑒定的產量、單粒重、出籽率和品質的表現(參考TCl鑒定標準)決選入選S4代30穗。
[0041]2007年冬在海南對入選S4代30穗按照穗行種植進行單倍體誘導，每個穗行種植20株，共計得到6000粒的準單倍體籽粒。
[0042]2008年在北京種植準單倍體籽粒6000粒，將加倍有花粉植株自交，獲得DH系200株。
[0043]2008年冬在海南種植200株DH系，利用MAS分子標記輔助育種技術進行純合度鑒定，同時進行擴繁及與現有常用自交系京92、京2416、京0632、昌7_2進行組配。收獲后，根據MAS分子標記鑒定結果，決定入選純合DH系180個及對應雜交組合720個。
[0044]2009年在不同生態區的10個以上試驗點種植入選雜交組合720個，進行產量和綜合抗性的測試。根據多點多生態區的產量和綜合抗性的測試結果，篩選出適應性強、品質優、產量高(所述品質優為粗淀粉含量> 73% ;適應性強為對生態區主要病害達到中抗以上級別抗性、倒伏率低于10%、空桿率為3%以下、不禿尖或禿尖長度小于0.5cm)的雜交組合100個和對應的DH系30個。
[0045]2009年冬在海南種植入選的30個DH系，并與骨干自交系京92京2416、京C632、昌7-2組配120個雜交組合。
[0046]2010年在不同生態區的10個以上試驗點種植雜交組合120個，進行產量和綜合抗性的測試。根據產量，抗病抗倒性，早熟性，籽粒品質等篩選出京725X京92組合及對應的DH系京725。
[0047](二)父本的來源和選育過程
[0048]父本京92，選育單位北京市農林科學院玉米研究中心，曾用于組配京科968，京科968的審定編號為國審玉2011007。京92來源于(昌72X京24)XLx9801為基礎材料的多代自交選系。2004年春組配該選系材料，2004年冬季在海南種植F1, 2005年在北京開始在大群體分離世代中選擇單株自交。嚴格選擇抗倒性強、生育期適中、雌雄協調、花粉量大、散粉期較長的單株自交，2006年冬在海南選擇田間性狀基本一致、穩定的穗行進行測配，2007年繼續自交純合，同時種植測配組合進行田間鑒定。2007年將配合力較好的穗系定名為京92。[0049](三)雜交種選育過程
[0050]2008年開始組配該組合，經過多點鑒定，2009、2010年在北京、河北、天津、吉林、遼寧、內蒙和山西等生態試驗點進行廣泛測試，產量平均畝產863公斤，比鄭單958增產10%，增產點率90%。2011?2012年參加國家東華北春播區域試驗。兩年平均畝產789.5公斤，比對照增產4.2%。2012年生產試驗，平均畝產766.2公斤，比對照鄭單958增產9.79%。
[0051](四)品種特征特性
[0052]在東華北區出苗至成熟127.8天，比對照鄭單958早熟I天，需有效積溫2750°C左右；幼苗葉鞘紫色，葉片綠色，葉緣淡紫色，花藥淡紫色，穎殼淡紫色；株型半緊湊，株高294.0厘米，穗位高121.0厘米，成株葉片數19?20片，花絲淡紅色，果穗筒型，穗長18.2厘米，穗行數16?18行，穗軸紅色，籽粒黃色，半馬齒型，百粒重38.0克。平均倒伏率1.7%。
[0053]經中國農業科學院作物研究所與河北省農林科學院植物保護研究所2011、2012兩年接種鑒定，中抗?抗大斑病(3?5級)，中抗?抗彎孢葉斑病(3?5級)，中抗莖腐病(12.1%),抗?高抗抗玉米螟(1.8?2.5)。
[0054]經農業部谷物及制品質量監督檢驗測試中心(哈爾濱)測定，籽粒容重770g/l，粗蛋白含量10.52%，粗脂肪含量3.68%，粗淀粉含量74.54%，賴氨酸含量0.32%。
[0055]實施例2
[0056]MC220是以自選系京X220為母本，以另一自選系京C632為父本組配而成的單交種。
[0057](一 )母本的來源和選育過程
[0058]I母本親本來源
[0059]母本京X220為北京市農林科學院玉米研究中心自選系，來源于國外新種質X1132x雜交種混粉群體為基礎材料的選系。
[0060]2母本自交系選育世代:
[0061]2004年冬在海南篩選鑒定20株美國雜交種X1132x并完成新種質X1132x混粉群體的組建。成熟后，混合脫粒。
[0062]2005年4月15日在北京以7000株/畝的密度種植4000株Sp授粉期選擇優良單株(雌穗雄穗開花期相差小于2天，穗位低于Im)自交1000株，并同時授粉于測驗種昌7-2，每個單株測交2穗。授粉后進行病蟲害接種脅迫以及耐貧瘠和耐干旱脅迫。成熟后，收獲抗性級別在中抗以上自交果穗(S2) 200穗和對應測交果穗(TCl) 400穗。
[0063]2006年4月20日在吉林四平按穗行以7000株/畝的密度種植200穗S2，每一個穗行種植50株，共計10000株，并在北京、河北、河南、吉林種植TCl進行組合鑒定(要求達到產量高、單穗粒重、出籽率高、品質優標準，所述產量高為產量比對照高10%以上；單穗粒重為單穗粒重≥120g ;出籽率高為出籽率≥88% ;品質優為粗淀粉含量≥73%)。授粉期繼續選擇優良穗行中的優良單株1000株自交和測交。授粉后進行病蟲害接種脅迫以及耐貧瘠和耐干旱脅迫。成熟后，收獲抗性級別在中抗以上自交果穗(S3) 500穗和對應測交果穗(TC2)1000穗。然后根據TCl多點鑒定的產量、單粒重、出籽率和品質的表現決選入選S3R150 穗。
[0064]2007年4月15日在河南鄭州按穗行以7000株/畝的密度種植150穗S3,每一個穗行種植30株，共計4500株，并在北京、河北、河南、吉林種植TC2進行組合鑒定。授粉期繼續選擇優良穗行中的優良單株800株自交。授粉后同樣進行病蟲害接種脅迫以及耐貧瘠和耐干旱脅迫。成熟后，收獲抗性級別在中抗以上自交果穗&代100穗。然后根據TC2多點鑒定的產量、單粒重、出籽率和品質的表現(標準同TCl)決選入選S4代30穗。
[0065]2007年冬在海南對入選S4代30穗按照穗行種植進行單倍體誘導，每個穗行種植20株，共計得到6000粒的準單倍體籽粒。
[0066]2008年在北京種植準單倍體籽粒6000粒，將加倍有花粉植株自交，獲得DH系200株。
[0067]2008年冬在海南種植200株DH系，利用MAS分子標記輔助育種技術進行純合度鑒定，同時進行擴繁及與骨干自交系京92、京2416、京C632、昌7_2進行組配。收獲后，根據MAS分子標記鑒定結果，決定入選純合DH系180個及對應雜交組合720個。
[0068]2009年在不同生態區的10個以上試驗點種植入選雜交組合720個，進行產量和綜合抗性的測試。根·據多點多生態區的產量和綜合抗性的測試結果，篩選出適應性強、品質優、產量高的雜交組合100個和對應的DH系30個(所述適應性強為對生態區主要病害達到中抗以上級別抗性、倒伏率低于10%、空桿率為3%以下、不禿尖或禿尖長度小于0.5cm ;品質優為粗淀粉含量> 73%)。
[0069]2009年冬在海南種植入選的30個DH系，并與骨干自交系京92京2416、京C632、昌7-2組配120個雜交組合。
[0070]2010年在不同生態區的10個以上試驗點種植雜交組合120個，進行產量和綜合抗性的測試。根據產量，抗病抗倒性，早熟性，籽粒品質等篩選出京X220X京C632組合及對應的DH系京X220。
[0071](二)父本的來源和選育過程
[0072]父本京C632，為北京市農林科學院玉米研究中心自選系。來源于(昌72X京2416) X京2416為基礎材料的多代自交選系。2003年春組配該選系材料，2003年冬季在海南種植F1, 2004年在北京開始在大群體分離世代中選擇單株自交。嚴格選擇抗倒性強、生育期適中、雌雄協調、花粉量大、散粉期較長的單株自交，2005年冬在海南選擇田間性狀基本一致、穩定的穗行進行測配，2006年繼續自交純合，同時種植測配組合進行田間鑒定。2007年將配合力較好的穗系定名為京C632。
[0073](三)雜交種選育過程
[0074]2008年開始組配該組合，經過多點鑒定，篩選出該組合產量潛力高，抗病抗倒，早熟，籽粒品質好，后期適于機械化收割。2009、2010年在北京順義、北京昌平、河北玉田、天津薊縣、河北廊坊、天津西青、天津武清、河北保定、河北滄州、河北定興、河北容城和河北易縣等12點進行廣泛測試，產量平均畝產763公斤，比京單28增產12%。增產點率83%。
[0075]2011?2012年參加國家京津唐玉米品種區域試驗，19點次增產，I點次減產，兩年平均畝產736.0公斤，比對照增產6.33%。2012年生產試驗，平均畝產739.7公斤，比對照京單28增產10.75%。
[0076](四)品種特征特性
[0077]在京津唐夏播區出苗至成熟100.9天，比對照京單28晚熟I天，需有效積溫2500°C左右；幼苗葉鞘紫色，葉片綠色，葉緣淡紫色，花藥淡紫色，穎殼淡紫色；株型緊湊，株高275.0厘米，穗位高110.5厘米，成株葉片數19片，花絲綠色轉淡紅色，果穗筒型，穗長17.1厘米，穗行數14?16行，穗軸紅色，籽粒黃色，半馬齒型，百粒重42.4克。平均倒伏率
0.7%。
[0078]經中國農業科學院作物研究所與河北省農林科學院植物保護研究所2011、2012兩年接種鑒定，中抗小斑病(5級)，中抗?抗莖腐病(9.5?11.5%)。
[0079]經農業部谷物及制品質量監督檢驗測試中心(哈爾濱)測定，籽粒容重732g/l，粗蛋白含量7.25%，粗 脂肪含量4.43%，粗淀粉含量76.15%，賴氨酸含量0.30%。
【權利要求】
1.一種五位一體品種選育方法包括以下步驟: O以雜交組合AXB或群體品種C為基礎材料，采用高密度、大群體種植到強脅迫環境中，以IPT方法進行連續自交和測交，測交后代種植在生態環境明顯不同的地域，嚴格選擇測交后代達到一系列標準單株作為待選單株D ; 2)以待選單株D為材料，進行DH育種，獲得1000粒以上的單倍體籽粒E后，進行單倍體加倍得到100株以上的DH純系，并利用MAS分子標記輔助育種技術進行目標性狀選擇和遺傳背景恢復選擇以及純合度鑒定，選取其中符合育種目標的作為入選的DH純系F ； 3)以入選的DH純系F為親本，與3-4個現有常用自交系品種組配雜交組合，在不同生態區的10個以上試驗點進行種植，選其中適應性強、品質優、產量高的雜交組合作為選育的雜交品種G。
2.如權利要求1所述的選育方法，其特征在于，所述高密度為>7000株/畝；所述大群體為在S1-S3代，選系群體> 4000株。
3.如權利要求1所述的選育方法，其特征在于，所述測交后代達到一系列標準產為產量比對照高10%以上、單穗粒重≤120g、出籽率≤88%、粗淀粉含量≤73%。
4.如權利要求1所述的選育方法，其特征在于，所述適應性強為對生態區主要病害達到中抗以上級別抗性、倒伏率低于10%、空桿率為3%以下、不禿尖或禿尖長度小于0.5cm ;所述品質優為粗淀粉含量> 73% ;所述產量高為產量高于對照。
5.如權利要求1所述的選育方法，其特征在于，所述群體品種C優選美國雜交種X1132x混粉群體。
6.如權利要求1所述的選育方法，其特征在于，所述連續自交的代數為2-4代。
7.權利要求1-6任一項所述選育方法在植物育種中的應用。
8.如權利要求7所述的應用，其特征在于，所述植物為玉米。
【文檔編號】A01H1/04GK103430826SQ201310347163
【公開日】2013年12月11日 申請日期:2013年8月9日 優先權日:2013年8月9日
【發明者】趙久然, 王元東, 段民孝, 邢錦豐, 劉新香 申請人:北京市農林科學院