一種優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、多抗、高配玉米自交系新品系的育種方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、多抗、高配玉米自交系新品系的育種方法，具體是將玉米品系Swan(late)C4，通過優(yōu)選株自交，育得優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、多抗、高配玉米自交系新品系桂兆18421。本發(fā)明的優(yōu)點是作為基礎(chǔ)育種材料的Swan(late)C4高抗、外觀品質(zhì)優(yōu)、結(jié)實性好，使用了循環(huán)育種和高密度選擇脅迫策略，所育得的桂兆18421聚集了優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、多抗、高配等優(yōu)良性狀于一體，可用于組配品質(zhì)優(yōu)良玉米雜交種及玉米種質(zhì)改良的基礎(chǔ)材料。
【專利說明】一種優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、多抗、高配玉米自交系新品系的育種方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于作物育種【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、多抗、高配玉米自交系新品系的育種方法 。
【背景技術(shù)】
[0002]玉米是世界重要作物，其總產(chǎn)量僅次于小麥，位居第二，玉米已上升為我國第一大糧食作物，在糧食安全中具有重要的戰(zhàn)略地位。引領(lǐng)和支撐我國現(xiàn)代玉米產(chǎn)業(yè)發(fā)展，是國家玉米產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系科技進步的根本任務(wù)。
[0003]當(dāng)前，我國現(xiàn)有的玉米品種不能滿足生產(chǎn)需要，主要包括品種抗逆性不強、品種性狀不適應(yīng)、種子質(zhì)量不適應(yīng)，難以適應(yīng)玉米生產(chǎn)機械化的要求。玉米種業(yè)發(fā)展相對落后，面臨的形勢特別嚴(yán)峻，雖然國內(nèi)玉米品種數(shù)量較多，但是原創(chuàng)自交系水平低，與國外一些優(yōu)勢品種相比，國內(nèi)大部分玉米品種不適宜密植和機械化作業(yè)，玉米種子發(fā)芽勢偏低，洋種子逼退國產(chǎn)種子，擠占國內(nèi)種子市場，削弱我國育種優(yōu)勢，嚴(yán)重威脅糧食安全。
[0004]玉米雜交種在生產(chǎn)上的應(yīng)用是提高玉米產(chǎn)量的重要手段之一，自East和Shul在1908~1909年發(fā)現(xiàn)玉米自交衰退、雜交優(yōu)勢現(xiàn)象后，引起了科學(xué)家的極大興趣。上世紀(jì)20年中期首個玉米雜交種(三交種)商業(yè)化并在生產(chǎn)上得到利用。自此，掀起了玉米雜交種研究和利用的熱潮。首個玉米單交種于1963年在美國得到應(yīng)用。當(dāng)前，在玉米雜交種的選育和利用上，除注重產(chǎn)量外，極為重視抗逆性。2011年，墨西哥國際玉米小麥改良中心(CIMMYT)為了提高全球發(fā)展中國家的玉米產(chǎn)量，向CGIAR(國際農(nóng)業(yè)磋商組織)提出的MAIZE項目中將耐脅迫玉米品種的選育及示范、推廣作為其重要的研究內(nèi)容之一。
[0005]育成優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)廣適玉米雜交種的前提是選育優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、多抗、高配的玉米自交系來作為雜交的父本、母本，玉米自交系是玉米雜交種選育的物質(zhì)基礎(chǔ)，是玉米育種的中心環(huán)節(jié)，歷來為育種家所重視。我國不是玉米多樣心起源中心，玉米種質(zhì)基礎(chǔ)十分貧乏，已成為我國玉米雜交種選育取得重大進展的首要限制因素。
[0006]實踐表明，玉米育種成果的體現(xiàn)主要表現(xiàn)在強雜種優(yōu)勢雜交種的選育，而強雜種優(yōu)勢雜交種選育的關(guān)鍵是選育優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、多抗、高配玉米自交系來作為雜交的父本、母本。因此，目前急需培育優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、多抗、高配的玉米自交系。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的在于提供一種優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、多抗、高配的玉米自交系新品系的育種方法。
[0008]本發(fā)明所提供的一種優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、多抗、高配玉米自交系新品系的育種方法，主要是利用玉米品系Swan (late) C4,通過優(yōu)選株自交,育得優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、多抗、高配玉米自交系桂兆 18421。
[0009]優(yōu)選地，上述玉米自交系新品系的育種方法，包括以下步驟:
[0010](a)利用玉米品系Swan(Iate)C4經(jīng)三世代的優(yōu)選株自交得到S3世代株系；[0011](b)從S3世代株系中選擇配合性好的株系，應(yīng)用循環(huán)育種策略，將選擇出來的株系雜交，再從雜交后代中通過優(yōu)選株自交育得玉米自交系新品系桂兆18421。[0012]更優(yōu)選地，步驟(b)中對S3世代株系進行配合力測定，從中選擇出配合性好的SN-18-3-1和SN-4-2-1株系，應(yīng)用循環(huán)育種策略，再將SN-18-3-1和SN-4-2-1雜交選系，經(jīng)三世代優(yōu)選株自交，育得玉米自交系新品系桂兆18421。
[0013]更優(yōu)選地,步驟(a)中，利用玉米品系Swan(Iate)C4進行三世代的優(yōu)選株自交時的選擇種植密度為57000株/hm2。
[0014]更優(yōu)選地，步驟(b)中，在從S3世代株系中選擇配合性好的株系時，選擇種植密度為57000株/hm2 ;在將選擇出來的株系雜交，再在雜交后代中進行優(yōu)選株自交時，選擇種植密度為80000株/hm2。
[0015]更優(yōu)選地，步驟(b)中，進一步對桂兆18421進行連續(xù)三世代的優(yōu)選株自交、留選果穗，所得種子留作育種家種子。
[0016]本發(fā)明涉及的玉米品系Swan(Iate)C4是發(fā)明人從泰國引進的,泰國玉米群體具有高抗(抗病、抗倒、抗旱、抗蟲)、外觀品質(zhì)優(yōu)、結(jié)實性好等許多優(yōu)點，是玉米育種的優(yōu)良基礎(chǔ)材料。
[0017]由本發(fā)明方法培育而成的桂兆18421農(nóng)藝學(xué)和生物學(xué)特征如下:
[0018]種子長扁圓形，桔黃色，粒較深。露地播種時的最低溫度為100°C。種子頂土力中。苗期長勢中，中期、后期長勢強。株高225cm，穗位高105cm。果穗錐型，籽行排列直。軸心白色。穗長13~14.0cm，穗粗3.0~3.5cm，穗行數(shù)12~14行，行粒數(shù)25~28粒，禿頂長0.5~1.0cm0千粒重約260g/L，出籽率88.0%。株型披散。第一葉鞘顏色紫紅色，葉片綠色；第一葉尖端為長匙形。抽雄期莖基部淺紫紅色，莖“之”字型程度弱，支持根紫紅色?？?cè)~片數(shù)19~20葉。成株期葉色淺綠,葉寬寬，葉長中，葉緣波狀少。穗柄向上，穗柄長度短。果穗著生于倒數(shù)第6~7葉，穗上葉較披散。苞葉綠色、有弱的淺紅色條紋出現(xiàn)，長度中、包緊度較緊。抽雄后I~2d開始散粉，抽雄吐絲間隔(ASI)I~2d。雄穗最低側(cè)枝位以上主軸長(40cm), —級分枝13~16條,二級分枝O~2條；最高側(cè)枝位以上主軸長28cm。雄花護穎主體為綠色，但有紫紅色條紋出現(xiàn)，雄穗小穗間排列較密?；ㄋ廃S色，稃片白色，花粉量大，花粉鮮黃色。花絲剛吐時為淡綠色，吐絲完全時為淡紅色，ASI值3d。籽粒桔紅色，粒較深，硬粒型，部分籽粒頂部有白色粉質(zhì)點。生育期春播122d，秋播112d。一般產(chǎn)量 3900 ~4500kg/h，產(chǎn)量潛力 4800kg/h。
[0019]本發(fā)明選擇了 Swan (late) C4作為育種基礎(chǔ)材料，應(yīng)用循環(huán)育種策略，在較高密度選擇壓力下，通過常規(guī)自交加以合理的選擇、測配、評價，培育所得的桂兆18421實現(xiàn)了以下有益效果:
[0020](I)生育期適宜；苞葉包緊性好，制種時可減少籽粒腐爛；粒較深，出籽率高，有利于養(yǎng)份的有效利用；籽粒桔黃色，硬粒型，外觀品質(zhì)優(yōu)。
[0021](2)產(chǎn)量較高，雄穗較發(fā)達，一般產(chǎn)量3900~4500kg/h，產(chǎn)量潛力4800kg/h ;在組配玉米雜交種時，既可做父本，又可做母本。
[0022](3)配合性好。利用桂兆18421已經(jīng)組配出5個優(yōu)良玉米雜交種，其中2個組合已審定，I個組合進入2012年《廣西普通玉米新品種區(qū)域試驗》，2個組合正參加2013年《廣西普通玉米新品種預(yù)備試驗》。[0023](4)綜合抗性好，經(jīng)鑒定，可高抗大斑病(I級)、高抗小斑病(I級)、高抗青枯?。荒秃敌灾猩?。
[0024](5)蛋白質(zhì)及淀粉含量高，品質(zhì)好，蛋白質(zhì)含量13.5%、淀粉含量75.1%、脂肪含量
5.11%、賴氨酸含量0.34%、氨基酸總量10.84%。
[0025]實施方式
[0026]以下實施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。在不背離本發(fā)明精神和本質(zhì)的情況下，對本發(fā)明方法、步驟或條件所作的修改或替換，均屬于本發(fā)明的范圍。
[0027]實施例中涉及的玉米品系Swan (late) C4,株系SN-18-3-1和SN-4-2-1均可從廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院玉米研究所獲得。
[0028]實施例1玉米自交系新品系桂兆18421的育種方法
[0029]1.1999年,發(fā)明人從泰國引進玉米群體Swan(Iate)C4,并進行生育期、植株農(nóng)藝性狀及抗病性等評價。2000~2001年上半年用系譜法從該群體中選優(yōu)株自交和選擇至S3代，在這個步驟中，選擇種植密度為57000株/hm2 ；
[0030]2.2001年下半年對S3株系進行配合力測定，2002年下半年從中鑒定出SN-18-3-1和SN-4-2-1等株系，在這個步驟中，選擇種植密度為57000株/hm2 ；
[0031] 3.2003年上半年，應(yīng)用循環(huán)育種策略，用來自同一群體的SN-18-3-1和SN-4-2-1組成基礎(chǔ)材料SN-18-3-1XSN-4-2-1用于選系。2003年下半年從該選系基礎(chǔ)群體中選優(yōu)株連續(xù)自交至S3代，2005年進行配合力、自身產(chǎn)量、抗病性、ASI等鑒定和評價，從中選育出自身產(chǎn)量高、抗病、配合力高的株系18-4-2-1 (命名為桂兆18421)，這個步驟中，選擇種植密度為 80000 株/hm2。
[0032]4.2005年下半年~2007年繼續(xù)對桂兆18421株系進行選優(yōu)株自交、選留果穗。2008年選優(yōu)株和典型植株進行自交，并選留典型果穗。2009年以后選典型植株進行自交和姐妹交交替進行、并選留典型果穗做育種家種子，在這個步驟中，選擇種植密度為80000株
/hm'
[0033]試驗例I桂兆18421的抗逆性
[0034]廣西玉米研究所植保室對桂兆18421的抗逆性進行了鑒定，鑒定方法按常規(guī)技術(shù)進行，鑒定結(jié)果如下:南方銹病接種病級為9.0級，屬高感；大斑病接種鑒定病級為I級，屬高抗；小斑病接種鑒定病級為I級，屬高抗；青枯病自然發(fā)病鑒定結(jié)果為病株率0%，屬高抗。2006年和2007年苗期盆栽干旱——復(fù)水試驗及多年田間耐旱性觀察結(jié)果，耐旱性屬中上。
[0035]試驗例2桂兆18421的品質(zhì)
[0036]桂兆18421籽粒桔紅色，粒較深，硬粒型，粒腐輕、外觀好。
[0037]廣西壯族自治區(qū)分析測試研究中心檢測了桂兆18421的營養(yǎng)成分，檢測方法按常規(guī)技術(shù)進行，檢測結(jié)果如下:蛋白質(zhì)含量13.5%、淀粉含量75.1%、脂肪含量5.11%、賴氨酸含量0.34%、氛基酸總量10.84%ο
[0038]試驗例3桂兆18421的利用情況
[0039]桂兆18421不能在生產(chǎn)上直接應(yīng)用，通過組配雜交種而應(yīng)用于生產(chǎn)上。在用其組配玉米雜交種時，既可做父本用，也可做母用。桂兆18421具有較高的配合力，到目前為止，利用桂兆18421組配出5個玉米新組合參加了《廣西普通玉米新品種預(yù)備試驗》，其中2個組合已通過廣西審定(組合名稱為桂39722X桂兆18421，品種名稱為桂單0810，審定號為桂審玉字2012008號；組合名稱為桂39321 X桂兆18421，品種名稱為桂單0811，審定號為桂審玉2013008號)；1個組合進入2012年《廣西普通玉米新品種區(qū)域試驗》(參試代號為桂XYR1102，組合名稱為桂兆18421 XM39-10-2-3，2個組合正參加2013年《廣西普通玉米新品種預(yù)備試驗》(申請代號為桂XYR1301和桂XYR1302，組合名稱分別為39321 X 39511 X桂兆 1842U39321X39111X 桂兆 18421)。
[0040]通過以上試驗數(shù)據(jù)可知，使用Swan(Iate)C4作為育種基礎(chǔ)材料，應(yīng)用循環(huán)育種策略，在較高密度選擇壓力下培育所得的桂兆18421抗逆性強、品質(zhì)好、配合性好，是一種優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、多抗、高配的玉米自交系，其優(yōu)良的性狀得益于發(fā)明人合理選擇了 Swan(Iate)C4作為育種基礎(chǔ)材料，使用循環(huán)育種策 略，并施加高密度選擇脅迫(選擇種植密度為80000株/hm2)，使有利和不利性狀得到充分表達，有利于有利基因型的選擇。
【權(quán)利要求】
1.一種優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、多抗、高配玉米自交系新品系的育種方法，其特征在于:利用玉米品系Swan (late) C4,通過優(yōu)選株自交,育得玉米自交系新品系桂兆18421。
2.按照權(quán)利要求1所述的一種優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、多抗、高配玉米自交系新品系的育種方法，其特征在于，包括以下步驟: (a)利用玉米品系Swan(Iate)C4經(jīng)三世代的優(yōu)選株自交得到S3世代株系； (b)從S3世代株系中選擇配合性好的株系，應(yīng)用循環(huán)育種策略，將選擇出來的株系雜交，再從雜交后代中通過優(yōu)選株自交育得玉米自交系新品系桂兆18421。
3.按照權(quán)利要求2所述的一種優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、多抗、高配玉米自交系新品系的育種方法，其特征在于，包括以下步驟:步驟(b)中對S3世代株系進行配合力測定，從中選擇出配合性好的SN-18-3-1和SN-4-2-1株系，應(yīng)用循環(huán)育種策略，將SN-18-3-1和SN-4-2-1雜交選系，經(jīng)三世代優(yōu)選株自交，育得玉米自交系新品系桂兆18421。
4.按照權(quán)利要求2所述的一種優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、多抗、高配玉米自交系新品系的育種方法，其特征在于:步驟(a)中，利用玉米品系Swan(Iate)C4進行三世代的優(yōu)選株自交時的選擇種植密度為57000株/hm2。
5.按照權(quán)利要求2所述的一種優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、多抗、高配玉米自交系新品系的育種方法，其特征在于:步驟(b)中，在從S3世代株系中選擇配合性好的株系時，選擇種植密度為57000株/hm2 ;在將選擇出來的株系雜交，再在雜交后代中進行優(yōu)選株自交時，選擇種植密度為 80000 株/hm2。
6.按照權(quán)利要求1~5任一項所述的一種優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、多抗、高配玉米自交系新品系的育種方法，其特征在于:步驟(b)中，進一步對桂兆18421進行連續(xù)三世代的優(yōu)選株自交、留選果穗，所得種子留作育種家種子。
【文檔編號】A01H1/02GK103535269SQ201310473380
【公開日】2014年1月29日 申請日期:2013年10月12日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月12日
【發(fā)明者】文仁來, 何雪銀, 田樹云, 蘇月貴, 吳翠榮, 閆飛燕, 何靜丹, 何懿, 滕輝升, 王飛林, 王艷婷 申請人:廣西壯族自治區(qū)農(nóng)業(yè)科學(xué)院玉米研究所, 廣西兆和種業(yè)有限公司