一种发掘利用甘蔗野生种割手密育种潜力的方法技术

本发明专利技术涉及一种发掘利用甘蔗野生种割手密育种潜力的方法，其技术领域属甘蔗杂交育种。本发明专利技术从自然界采集保存的割手密种质资源不直接应用于甘蔗种质创新研究，而是根据甘蔗杂交育种所需的目标性状，采用轮回选择技术，先对割手密种质资源进行群体改良，创制含多个割手密种血缘且目标性状更为优良的割手密聚合体。之后，再将创制出的割手密聚合体适时应用于甘蔗种质创新研究。本方法区别于将割手密直接应用于种质创新的传统利用方式，以逆向的思路，提供一种进一步发掘利用割手密育种潜力的方法，从而促进甘蔗杂交育种。

A method to explore the potential of sugarcane wild species cutting hand density breeding

【技术实现步骤摘要】
一种发掘利用甘蔗野生种割手密育种潜力的方法
本专利技术涉及一种发掘利用甘蔗野生种割手密育种潜力的方法，其
属甘蔗杂交育种。
技术介绍
甘蔗是我国主要糖料作物，蔗糖产量占我国食糖总量的90％以上。种质创新研究是甘蔗杂交育种取得突破的重要保障。甘蔗野生种割手密(SaccharumspontaneumL.)是甘蔗杂交育种重要的基础种质，是甘蔗属及其近缘属种中最有育种价值和研究价值的野生种之一。目前几乎所有的现代甘蔗栽培品种中都含有割手密血缘，甘蔗染色体约10-20％的染色体来自割手密。割手密种质资源的收集、研究和利用始终是甘蔗杂交育种研究工作的重要内容。割手密在甘蔗杂交育种中的重要性不言而喻。长期以来，围绕割手密种质资源，甘蔗育种工作者从细胞学、表型和分子遗传多样性、抗性评价、核心种质构建等方面开展了大量研究工作并取得重要进展，有力地支撑了甘蔗种质创新研究，并为甘蔗杂交育种提供了大量优异亲本。割手密创新利用的传统方式(即目前的主要方式)是：将从自然界中收集保存的割手密作为父本，直接与热带种或栽培品种杂交，再逐代回交，直至培育成亲本或品种。在传统的利用方式下，割手密被直接应用于甘蔗种质创新，而直接用于种质创新的割手密是自然选择的结果。自然选择条件下的割手密虽然具有一些甘蔗育种所需的优良性状但同时也带有许多不良性状，且其所具有的优良性状仍有进一步提升的空间。此外，传统利用方法下，每一次杂交只能导入一个割手密种的血缘。割手密所蕴含的巨大育种潜力还有待于进一步发掘利用。割手密的染色体数和遗传多样性研究表明，割手密种群体内不仅染色体数目的类型多样，同时在株高、茎径、有效茎、锤度、抗性表现等甘蔗杂交育种所求的重要性状上具有丰富的遗传变异，这为割手密群体改良及其育种潜力的进一步发掘利用奠定了遗传和理论基础。因此，在割手密在应用于种质创新前，通过轮回选择技术，对割手密进行群体改良，一是可减少不良性状，同时聚合更多的优良性状；二是在聚合更多优良性状的同时，优良性状的水平可得到进一步提升；三是通过群体改良可创制含多个割手密种血缘的聚合体，在种质创新过程中，每一次杂交可导入多个割手密种的血缘。在割手密应用于甘蔗种质创新前，采用轮回选择技术对割手密种质资源进行群体改良，创制含多个割手密血缘且性状更为优良的割手密聚合体应用于甘蔗种质创新，将有利于进一步发掘利用割手密巨大的育种潜力，提升甘蔗种质创新利用研究的效率。
技术实现思路
本方法区别于将割手密直接应用于种质创新的传统利用方式，以逆向的思路，提供一种进一步发掘利用割手密育种潜力的方法，从而促进甘蔗杂交育种。本方法的方案是：从自然界采集保存的割手密种质资源不直接应用于甘蔗种质创新研究，而是根据甘蔗杂交育种所需的目标性状，采用轮回选择技术，先对割手密种质资源进行群体改良，创制含多个割手密种血缘且目标性状更为优良的割手密聚合体。之后，再将创制出的割手密聚合体适时应用于甘蔗种质创新研究。具体实施方式1、结合所需目标性状，在数量众多的割手密群体中，根据资源采集时的地理信息和以往的评价数据，选择采集自不同生境、目标性状优良的割手密形成基础群体(C0)，群体容量可根据研究条件确定。2、基础群体(C0)确定后，采用轮回选择技术，两两杂交，配制杂交组合(杂交时采用温汤杀雄，50C°、5min，下同)，获得杂交后代(F1)即第1轮选择群体(C1)。将杂交后代培育实生苗，按相应的田间试验设计种植于大田，同时种植每个杂交组合的双亲作为对照。3、基于第1轮选择群体(C1)及其双亲的表现和所需目标性状，筛选出优于双亲的割手密聚合体(S1，含2个割手密血缘的聚合体)。4、以割手密聚合体S1为双亲(全同胞除外)，两两杂交，配制杂交组合，形成第2轮选择群体(C2),按上述田间试验设计和筛选方法，筛选含3个及以上割手密血缘的聚合体(S2)。依次轮回，最终筛选出含多个割手密血缘且性状更为优良的割手密聚合体应用于甘蔗种质创新。需要注意的是：(1)在割手密群体改良过程中，应根据改良的效果，适时将割手密聚合体应用于甘蔗种质创新，加速其在甘蔗新品种培育中的应用；(2)割手密聚合体含割手密血缘个数的多少和基础群体的容量有关。应用实例以“茎径”性状进行实例说明。1、基础群体(C0)的合成。选择采集自不同生境的、茎径较粗的6份割手密组成基础群体，6份割手密的茎径分布为：0.9-1.2cm。2、第一轮选择群体的创制及选择。6份割手密两两杂交，配制杂交组合(杂交时采用温汤杀雄，50C°、5min，下同)。培育实生苗，形成第一轮选择群体(C1)。按相应的田间试验设计(3次重复，行距1.2m，株距0.8m)安排田间试验，种植时每个杂交组合种植双亲作为对照。根据双亲表现，从每个杂交组合后代中选择2-3份(根据实际情况和工作量而定)茎径优于双亲的割手密聚合体(S1，含2个割手密血缘)用于创制第二轮选择群体或应用于甘蔗种质创新。3、第二轮选择群体的创制及选择。以从每个杂交组合筛选出的S1(含2个割手密血缘的割手密聚合体)所有个体为亲本，两两杂交(全同胞材料除外)，配制杂交组合并培育实生苗，形成第二轮选择群体(C2)。按上述田间试验设计安排田间试验，种植时每个杂交组合种植双亲作为对照。根据双亲表现，从每个杂交组合后代中选择2-3份(根据实际情况和工作量而定)茎径优于双亲的割手密聚合体(S2，含3个及以上割手密血缘)用于创制第三轮选择群体或应用于甘蔗种质创新。4、第三轮选择群体的创制及选择。以从每个杂交组合筛选出的S2(含3个及以上割手密血缘的割手密聚合体)所有个体为亲本，两两杂交(全同胞材料除外)，配制杂交组合并培育实生苗，形成第三轮选择群体(C3)。根据双亲表现，从每个杂交组合后代中选择2-3份(根据实际情况和工作量而定)茎径优于双亲的割手密聚合体(S3，含5个及以上割手密血缘)用于创制第四轮选择群体或应用于甘蔗种质创新。按上述方法依次轮回，不断创制含多个割手密血缘且性状更优的割手密聚合体应用于甘蔗种质创新研究。但应该理解的是：(1)在割手密群体改良过程中，应根据每一轮改良的效果，适时将割手密聚合体应用于甘蔗种质创新，加速其在甘蔗新品种培育中的应用；(2)割手密聚合体含割手密血缘个数的多少和基础群体的容量和轮回次数有关。有益效果1、改变割手密的传统利用方式，有利于割手密育种潜力的进一步发掘和利用。传统利用方式下的割手密是自然选择的结果，本专利技术以逆向的研究思路，在割手密应用于种质创新前进行群体改良，创制出含多个割手密血缘且性状更为优良的割手密聚合体，之后再应用于甘蔗种质创新。本方法有利于创制出性状更为优异的亲本提供甘蔗种质创新研究；2、传统利用方式下，在甘蔗创新利用中每一次杂交只能导入一个割手密血缘。本专利技术创制出的割手密聚合体，不仅性状优良且含多个割手密血缘。割手密聚合体在种质创新应用中，每一次杂交可导入多个割手密血缘，有利于增加甘蔗品种的遗传多样性和血缘异质性。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种发掘利用甘蔗野生种割手密育种潜力的方法，其特征在于，从自然界采集保存的割手密种质资源不直接应用于甘蔗种质创新研究，而是根据甘蔗杂交育种所需的目标性状，先对割手密种质资源进行群体改良，创制含多个割手密种血缘且目标性状更为优良的割手密聚合体。之后，再将创制出的割手密聚合体适时应用于甘蔗种质创新研究。/n

【技术特征摘要】
1.一种发掘利用甘蔗野生种割手密育种潜力的方法，其特征在于，从自然界采集保存的割手密种质资源不直接应用于甘蔗种质创新研究，而是根据甘蔗杂交育种所需的目标性状，先对割手密种质资源进行群体改良，创制含多个割手密种血缘且目标性状更为优...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘家勇，陆鑫，张跃彬，昝逢刚，赵勇，覃伟，毛钧，赵丽萍，武晋宇，赵俊，赵培方，夏红明，杨昆，姚丽，吴才文，陈学宽，吴转娣，
申请(专利权)人：云南省农业科学院甘蔗研究所，
类型：发明
国别省市：云南;53