一种利用茎秆特征选育高产冬小麦的方法技术

本发明专利技术属于遗传育种领域，具体涉及一种利用茎秆特征选育高产冬小麦的方法。选择高产冬小麦作为亲本进行杂交，收获杂种F1；杂种F2到杂种F5，根据穗长：穗下节长度、倒二节长度的比例和穗下节外径和倒四节外径选择单株；杂种F6到杂种F7，单株选择标准加上穗下节干重；杂种F8选择标准加上籽粒产量，此方法适用于黄淮麦区，此方法简单准确。

Method for breeding high yield winter wheat by utilizing stalk characteristics

The invention belongs to the field of genetic breeding, in particular to a method for breeding high-yield Winter Wheat by utilizing stalk characteristics. Selection of high yield winter wheat harvest as parents for hybridization, hybrid F1; hybrid F2 to hybrid F5, according to the ear length, peduncle length, down two section length ratio and peduncle diameter and section four diameter of individual plant selection; hybrid F6 to F7 hybrid, plant selection and stem dry weight; F8 hybrid selection criteria with grain yield, this method is applicable to the Huang Huai area, this method is simple and accurate.

【技术实现步骤摘要】
一种利用茎秆特征选育高产冬小麦的方法
本专利技术属于遗传育种领域，具体涉及一种利用茎秆特征选育高产冬小麦的方法。
技术介绍
小麦是世界上最重要的粮食作物之一，其产量仅次于水稻和玉米，是我国的第三大粮食作物。小麦之所以是最重要的粮食作物之一，原因是它养活着世界上40%的人口，并提供人类20%的能量和蛋白质供应。近代小麦籽粒产量潜力的增加主要表现为收获指数的提高，从早期地方品种的30-35%提高到现代高产品种的40-50%，而生物学产量则很少变化。进一步提高产量，主要还是依靠收获指数与生物学产量的协调提高。国外学者根据收获指数和生物学产量把品种分为三种类型：第一类是地方品种，其收获指数和生物学产量都较低；第二类是高秆的改良品种，其生物学产量较高而收获指数较低，但在不同环境下表现稳定；第三类品种即现代高产品种，其收获指数很高但不稳定，如果能把第二类品种收获指数的稳定性结合到现代高产品种中，则可望获得高产稳产的品种。研究表明，在不同的生态环境条件下，当株高在一定的适宜范围内，才能保证有较高的收获指数，当植株高度达到某一临界点之下，植株高度与收获指数成负相关。目前我国冬小麦主产区株高普遍降至75-95厘米，其中北方冬麦区较低，南方冬麦区较高，已经接近最适宜株高下限，提高茎秆质量将成为提升品种产量潜力、增强品种抗倒伏性的主要途径。茎秆质量由其形态、解剖、生理、生化等因素共同决定。上世纪初国际上开展矮化育种，到上世纪六七十年代开始在广大发展中国家大面积推广种植，增产效果显著。矮秆基因的利用不仅使植株高度降低、抗倒伏性提高，而且导致植株代谢过程发生了较大变化，使小麦在生殖生长阶段用于茎秆生长的同化物减少，用于穗部生长发育的同化物增加。株高的降低对于提高收获指数和增强抗倒伏性起着重要作用，但并不是植株越矮，收获指数就越高，品种矮化是有限度的。大量研究表明，小麦基部节间特性与植株抗倒性关系密切，一般认为基部节间短、粗、单位节间长度、干物质含量高有利于抗倒，从而提高小麦的产量。魏燮中、吴兆苏提出株高构成指数的概念，即任一节间长度与该节间加下一节间长度之和的比值为株高构成指数，认为相同株高的品种，株高构成指数越高，意味着下部节间越短，重心下降，抗倒伏能力就越强，叶着生位点靠下，有利于合理的利用光源，提高生物学产量。王勇、李安飞等认为基部第一、第二节间单位长度干重是进行茎秆质量评价和选择的重要指标。具有理性茎秆特征的冬小麦，其生物学产量和收获指数均高，从而具有高产的潜力。本专利技术克服目前常规选育品种方法的缺点，在具有黄淮麦区典型特征的山东麦区进行了大量的研究，提供了一种简单明了并且准确的高产冬小麦选育方法，本方法不仅适用于黄淮麦区，对北方冬麦区也具有重要的参考价值。
技术实现思路
本专利技术的目的，是提供一种利用茎秆特征选育高产冬小麦的方法。本专利技术采用的技术方案包括以下步骤：（1）选择高产冬小麦作为亲本进行杂交，收获杂种F1；（2）杂种F2到杂种F5，单株选择标准为：穗长：穗下节长度、倒二节长度的比例在1:2.3:1.6—1:3.3:2.4范围内，并且穗下节外径大于2.4mm，并且倒四节外径大于3.6mm；（3）杂种F6到杂种F7，单株选择标准为：步骤（2）的标准，并且测量穗下节干重，穗下节干重选择范围是3.7-4.5g；（4）杂种F8继续按照步骤（3）选择单株下年种成株行，并且测量籽粒产量，选择籽粒产量高，并且性状稳定的株行扩繁作为新品种；优选的：步骤（2）中所述的穗长：穗下节长度、倒二节长度的比例在1:2.8：1.8-1:3.2:2.2范围内。更优选的：步骤（2）中所述的穗长：穗下节长度、倒二节长度的比例为1:2.9:1.8。优选的：步骤（2）中所述的穗下节外径大于2.5mm。优选的：步骤（2）中所述的倒四节外径大于大于4.0mm。优选的：步骤（3）中所述的穗下节干重的为4.2到4.5g。更优选的：步骤（3）中所述的穗下节干重的为4.3g。此方法适用于黄淮麦区。有益效果：1．本专利技术提供了一套简便的选育高产冬小麦的方法。2.本专利技术提供的高产冬小麦选育方法，准确率高。3.本专利技术提供的方法，其指标是影响产量的关键株型指标。4.本专利技术提供的高产冬小麦选育方法，便于田间实际操作。5.本专利技术提供的冬小麦优异株型的筛选和选育方法，前期选择方法简单，便于迅速选择，后期增加其他配合指标，便于准确选择。具体实施方式下面结合具体实施方式对本专利技术做进一步说明，但本专利技术不应解释为局限于这些实施例。实施例1典型品种田间种植选择建国以来山东省八次品种更替过程中生产上大面积推广种植的的25个典型品种为试验材料（表1）。试验于2010-2011年、2011-2012年分别在泰安、德州、菏泽三地两年种植，随机区组排列，3次重复，小区面积6m×1.5m，6行区，25cm行距。田间管理措施按一般高产田进行。表1建国以来山东省小麦典型品种实施例2农艺性状的调查材料的产量和重要农艺性状的调查测定参考中华人民共和国农业行业标准《农作物品种区域试验技术规程小麦》（NY/T1301-2007）。幼苗返青后及时架尼龙网防止倒伏，以充分发挥每个品种的产量潜能。茎秆节间长度、节间直径、节间重量的测定：剥除茎鞘，用直尺、游标卡尺、天平测出茎秆节间长度、茎节直径和节间重量。实施例3山东小麦品种更替过程中茎秆特征的演变分析由表2-5可以看出，建国以来山东省大面积推广的小麦品种茎秆各节间长度是呈下降的趋势，节间直径呈现逐渐上升的趋势，节间重量除穗下节干重上升之外，其它各节呈现逐渐下降的趋势。节间长度的缩短主要是由于矮杆基因的在小麦品种中的应用，现代品种比早期品种其穗下节、倒二节、倒三节、倒四节、倒五节长度分别下降31.5%、35.8%、49.5%、50.6%、29.8%。近些年来山东省大面积种植的品种株高保持在70-85cm之间，从研究和生产实践情况来看，已没有多大的下降空间。茎秆各节间直径呈现上升的趋势，现代品种比早期品种其穗下节、倒二节、倒三节、倒四节、倒五节直径分别上升1.1%、6.6%、10.8%、9.6%、7.9%。茎秆直径越大，茎秆向穗部输送的营养物质越多，为籽粒产量的提高提供保障。穗下节干重呈逐渐上升的趋势，其它各节间干重呈下降的趋势，但籽粒产量、生物学产量及收获指数呈现上升的趋势，表明茎秆运输能力及光能转化能力逐渐提高。表2品种演变茎秆形态特征的比较表3品种演变茎秆形态特征的比较表4品种演变茎秆形态特征的比较表5品种演变茎秆形态特征的比较表2-5均是品种演变茎秆形态特征的比较。实施例4山东小麦品种更替过程中茎秆特征与产量的相关性分析由表6可以看出，植株各节间长度均与产量、生物学产量及收获指数呈负相关，且与产量、收获指数达到极显著水平，与生物学产量达到显著水平。株高与产量、生物学产量及收获指数呈负相关，且均达到极显著水平。穗长与产量、生物学产量及收获指数呈正相关，但没有达到显著水平。茎秆长与产量、生物学产量及收获指数呈负相关，且均达到极显著水平。株高的下降主要是由于矮杆基因在小麦育种中的运用，各节间数目不变，其下降的主要因素是由于节间长度的缩短。表6茎秆长度与产量相关系数株高：HL；穗长：KL；杆长：SL；产量：YG；生物学产量：BY；收获指数：HI；穗下节长度：L1；倒本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用茎秆特征选育高产冬小麦的方法,包括以下步骤：（1）选择高产冬小麦作为亲本进行杂交，收获杂种F1；（2）杂种F2到杂种F5，单株选择标准为：穗长：穗下节长度、倒二节长度的比例在1:2.3:1.6—1:3.3:2.4范围内，并且穗下节外径大于2.4mm，并且倒四节外径大于3.6mm；（3）杂种F6到杂种F7，单株选择标准为：步骤（2）的标准，并且测量穗下节干重，穗下节干重选择范围是3.7‑4.5 g；（4）杂种F8继续按照步骤（3）选择单株下年种成株行，并且测量籽粒产量，选择籽粒产量高，并且性状稳定的株行扩繁作为新品种。

【技术特征摘要】
1.一种利用茎秆特征选育高产冬小麦的方法,包括以下步骤：（1）选择高产冬小麦作为亲本进行杂交，收获杂种F1；（2）杂种F2到杂种F5，单株选择标准为：穗长：穗下节长度、倒二节长度的比例在1:2.3:1.6—1:3.3:2.4范围内，并且穗下节外径大于2.4mm，并且倒四节外径大于3.6mm；（3）杂种F6到杂种F7，单株选择标准为：步骤（2）的标准，并且测量穗下节干重，穗下节干重选择范围是3.7-4.5g；（4）杂种F8继续按照步骤（3）选择单株下年种成株行，并且测量籽粒产量，选择籽粒产量高，并且性状稳定的株行扩繁作为新品种。2.根据权利要求1所述的一种利用茎秆特征选育高产冬小麦的方法，其特征在于：步骤（2）中所述的穗长：穗下节长度、倒二节长度的比例在1:2.8：1.8-1:3.2:2.2范围内。3.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：余晓丛，宋健民，李豪圣，刘爱峰，程敦公，曹新有，王灿国，郭军，孙正娟，刘建军，赵振东，
申请(专利权)人：山东省农业科学院作物研究所，山东鲁研农业良种有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37