基于耐荫型谷子的栗谷立体套种方法技术

本发明专利技术公开了一种基于耐荫型谷子的栗谷立体套种方法，该方法基于耐荫型谷子新品种的选育进行板栗、谷子的立体套种；所述耐荫型谷子新品种的选育采用全新的多通道协同融合选育方法，基于包括性状指标、分子指标、杂交指标在内的综合指标进行耐荫型谷子新品种的体系化精准选育。本发明专利技术实现了板栗、谷子的互利共生，使栗、谷两种植物都能发挥其最大的增产、增值潜力，为开展栗谷立体套种，和板栗提质、谷子增产提供了有力的技术支持，具有良好的社会和经济效益。

【技术实现步骤摘要】
基于耐荫型谷子的栗谷立体套种方法
本专利技术涉及植物培育
，尤其涉及栗谷立体套种种植模式下，耐荫型谷子新品种选育及板栗、谷子关键生育阶段耦合及关键管理措施吻合一致的培育方法。
技术介绍
我国板栗种植面积约1000万亩左右，总产150万吨左右，全国31个省市自治区中，24个省市均有种植，其中年产量超100万公斤的县市20个，其中京津冀地区占9个，占全国的45％，板栗产业已经成为这些区域的主导特色产业，在县域经济发展中占有举足轻重的地位。而板栗种植地区均为山区县，土地资源紧缺是这些区域的共同特点，且由于缺乏适宜的套种作物，板栗树下大量的土地常年撂荒，杂草丛生、病虫害严重，尤其是红蜘蛛危害逐年加重，不但造成板栗等果品减产，而且坏果率逐年上升，品质逐年下降，严重影响了农民的收益，且对京东板栗等品牌产生了较大影响；急需能在树下正常生长，还能降低红蜘蛛等病虫对果品危害的作物新品种，进行立体种植，以提升果品及树下作物品质，实现树下土地的高效利用，解决这些地区土地紧张、涉农产业发展较难的难题，提高农民的收益，加快农民奔小康的进程。为解决上述问题，农民自发的在树下套种大豆、花生、玉米、高粱等作物，但由于板栗园多在浅山丘陵地带，土质瘠薄、干旱少雨，而大豆、花生均需在土质较好的土壤上生长，再加上缺乏耐荫大豆、花生品种，板栗树下大豆、花生长势都比较差，不但产量低、单产不足75kg/亩，且由于大豆、花生生育期偏长，影响核桃采摘，很难实现关键生育阶段的耦合；而玉米、高粱植株偏高，且由于缺乏耐荫品种，与板栗树套种，茎秆细弱、不抗倒伏，产量低而不稳，也存在生育期偏长，影响核桃采摘，很难实现关键生育阶段的耦合的问题。因此，不能做到果树与大豆、花生、玉米、高粱的互利共生。由于这些作物不适宜与核桃等果树立体套种，板栗园下土地重回撂荒和杂草丛生的状态。谷子为夏播作物，生长季节与板栗几乎重叠，且植株较矮，抗旱、节水、耐瘠、抗逆性强，经济效益高，和玉米、小麦等作物相比，比较优势明显，适宜与板栗进行立体套种。但是，并非所有谷子品种都适宜与板栗等果树立体套种，试验结果表明：大部分品种与板栗套种，由于缺乏光照，表现植株变高(与大田相比高10-20cm)、病害严重、叶片过早变黄干枯，结实性差、亩产低、不足120公斤；同时，我们也筛选到一些育种材料，它们与板栗套种，与大田相比，株高几乎没有变化，且青枝绿叶成熟，和10年龄板栗立体套种、产量与大田相当，和15年龄板栗立体套种、比大田略减产，但是这些材料存在产量偏低、抗病性偏差等问题，因此，急需培育新的耐荫性好的谷子新品种/杂交种，为开展栗谷立体套种、解决板栗园树下大量土地闲置、浪费、病虫草害严重的难题提供了品种方面的技术支撑，实现板栗提质、谷子增产，提高农民的种植效益，也为扩大谷子种植面积，恢复、发展谷子产业提供可行的途径。另外，栗谷立体套种需要在同一块土地上同时种植板栗、谷子两种作物，只有两种作物的需肥、需水关键阶段重合，亦即关键发育阶段基本一致，才能同时进行肥、水、病虫害防治等田间管理，且能形成板栗、谷子某些方面的互补或相互促进，从而达到互利共生，否则，各种管理都不一致，不但管理费工费时，而且存在对一种植物有利的管理措施，却抑制了另一种植物的可能，栗谷立体种植的效果很难得到体现，因此，急需专利技术一种能够确保栗谷立体套种下板栗、谷子关键管理措施吻合一致的方法。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种基于耐荫型谷子的栗谷立体套种方法。为解决上述技术问题，本专利技术所采取的技术方案如下。基于耐荫型谷子选育的栗谷立体套种方法，该方法基于耐荫型谷子新品种的选育进行板栗、谷子的立体套种；所述耐荫型谷子新品种的选育采用全新的多通道协同融合选育方法，基于包括性状指标、分子指标、杂交指标在内的综合指标进行耐荫型谷子新品种的体系化精准选育。作为本专利技术的一种优选技术方案，所述耐荫型谷子新品种的选育至少包括如下步骤：A-1耐荫种质资源的鉴定筛选；A-2耐荫基因的挖掘及实用分子标记的开发；A-3耐荫型育种材料的创制；A-4耐荫型新品种的选育；多步骤综合操作实现耐荫型谷子新品种的选育。作为本专利技术的一种优选技术方案，步骤A-1的具体操作方法为：基于现有技术选取种质资源，分别种植于大田和板栗树下，通过两种种植条件下关键发育阶段耐荫相关性状的比较，筛选得到耐荫型种质资源。作为本专利技术的一种优选技术方案，步骤A-2的具体操作方法为：以A-1筛选的耐荫种质资源和不耐阴种质资源为材料，以孕穗期叶片为试验材料，通过RNA-Seq获取转录组信息；进一步通过分子生物学技术获取系列耐荫标记。作为本专利技术的一种优选技术方案，步骤A-3的具体操作方法为：以A-1筛选的耐荫资源为材料，配制系列杂交组合；利用A-2开发的系列耐荫分子标记创新耐荫型不育系、恢复系。作为本专利技术的一种优选技术方案，步骤A-4的具体操作方法为：以A-3创制的系列耐荫型恢复系为基础，得到耐荫型新品种或恢复系；以A-3创制的耐荫不育后代为基础，得到耐荫型不育系；以耐荫型不育系、恢复系为材料，得到耐荫型杂交种。作为本专利技术的一种优选技术方案，所述耐荫型谷子新品种的选育至少包括如下步骤：A-1、耐荫种质资源的筛选和鉴定：基于现有技术选取具有利用价值的种质资源，分别种植于大田和10年龄以上板栗树下，通过两种种植条件下、连续至少两年关键发育阶段即孕穗期光合效率、株高、结实性及附加性状的比较，筛选其中光合效率、株高、结实性差异小的种质资源，得到耐荫型种质资源；A-2、耐荫基因的挖掘及实用分子标记开发：以A-1筛选的2-3份耐荫种质资源和2-3份不耐阴种质资源为材料，以孕穗期叶片为试验材料，通过RNA-Seq获取转录组信息；通过两种类型材料基因的差异表达分析，获取差异表达基因；通过生物信息学分析和进化分析进行基因功能分析；克隆其中功能突出的基因；通过基因测序，探明其基因序列，得到系列耐荫标记；A-3、耐荫育种材料不育系、恢复系的创制：以A-1筛选的耐荫资源为材料，配制系列杂交组合；利用A-2开发的系列耐荫分子标记，通过分子标记辅助选择，创新耐荫型不育系、恢复系A-4、耐荫型谷子新品种/杂交种的选育：以A-3创制的系列耐荫型恢复系为基础，通过连续定向选择，从中选育出稳定的优质、高产耐荫型后代，即为育成的耐荫型新品种或恢复系；以A-3创制的耐荫不育后代为基础，通过连续定向选择，从中选育出稳定的农艺性状、经济性状突出的优质耐荫型后代，即为育成的耐荫型不育系；以耐荫型不育系、恢复系为材料，配制系列新杂交组合，通过系列中间试验，鉴定其耐荫型、丰产性、抗逆性和品质，表现突出的即为选遇的耐荫型杂交种。作为本专利技术的一种优选技术方案，所述耐荫型谷子新品种的选育至少包括如下步骤：(1)耐荫型谷子种质资源的鉴定筛选：在迁西采取供试材料同时在大田和10年龄板栗树下种植，通过测定153份种质资源的株高、结实性、光合效率和产量的表现，并进行对比分析，筛选出“冀谷32、56229、3495、51950、56950、J本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于耐荫型谷子的栗谷立体套种方法，其特征在于：该方法基于耐荫型谷子新品种的选育进行板栗、谷子的立体套种；所述耐荫型谷子新品种的选育采用全新的多通道协同融合选育方法，基于包括性状指标、分子指标、杂交指标在内的综合指标进行耐荫型谷子新品种的体系化精准选育。/n

【技术特征摘要】
1.基于耐荫型谷子的栗谷立体套种方法，其特征在于：该方法基于耐荫型谷子新品种的选育进行板栗、谷子的立体套种；所述耐荫型谷子新品种的选育采用全新的多通道协同融合选育方法，基于包括性状指标、分子指标、杂交指标在内的综合指标进行耐荫型谷子新品种的体系化精准选育。


2.根据权利要求1所述的基于耐荫型谷子的栗谷立体套种方法，其特征在于：所述耐荫型谷子新品种的选育至少包括如下步骤：A-1耐荫种质资源的鉴定筛选；A-2耐荫基因的挖掘及实用分子标记的开发；A-3耐荫型育种材料的创制；A-4耐荫型新品种的选育；多步骤综合操作实现耐荫型谷子新品种的选育。


3.根据权利要求2所述的基于耐荫型谷子的栗谷立体套种方法，其特征在于：步骤A-1的具体操作方法为：基于现有技术选取种质资源，分别种植于大田和板栗树下，通过两种种植条件下关键发育阶段的比较，筛选得到耐荫型种质资源。


4.根据权利要求2所述的基于耐荫型谷子的栗谷立体套种方法，其特征在于：步骤A-2的具体操作方法为：以A-1筛选的耐荫种质资源和不耐阴种质资源为材料，以孕穗期叶片为试验材料，通过RNA-Seq获取转录组信息；进一步通过分子生物学技术获取系列耐荫标记。


5.根据权利要求2所述的基于耐荫型谷子的栗谷立体套种方法，其特征在于：步骤A-3的具体操作方法为：以A-1筛选的耐荫资源为材料，配制系列杂交组合；利用A-2开发的系列耐荫分子标记创新耐荫型不育系、恢复系。


6.根据权利要求2所述的基于耐荫型谷子的栗谷立体套种方法，其特征在于：步骤A-4的具体操作方法为：以A-3创制的系列耐荫型恢复系为基础，得到耐荫型新品种或恢复系；以A-3创制的耐荫不育后代为基础，得到耐荫型不育系；以耐荫型不育系、恢复系为材料，得到耐荫型杂交种。


7.根据权利要求1所述的基于耐荫型谷子的栗谷立体套种方法，其特征在于：所述耐荫型谷子新品种的选育至少包括如下步骤：
A-1、耐荫种质资源的筛选和鉴定：基于现有技术选取具有利用价值的种质资源，分别种植于大田和10年龄以上板栗树下，通过两种种植条件下、连续至少两年关键发育阶段即孕穗期光合效率、株高、结实性及附加性状的比较，筛选其中光合效率、株高、结实性差异小的种质资源，得到耐荫型种质资源；
A-2、耐荫基因的挖掘及实用分子标记开发：以A-1筛选的2-3份耐荫种质资源和2-3份不耐阴种质资源为材料，以孕穗期叶片为试验材料，通过RNA-Seq获取转录组信息；通过两种类型材料基因的差异表达分析，获取差异表达基因；通过生物信息学分析和进化分析进行基因功能分析；克隆其中功能突出的基因；通过基因测序，探明其基因序列，得到系列耐荫标记；
A-3、耐荫育种材料不育系、恢复系的创制：以A-1筛选的耐荫资源为材料，配制系列杂交组合；利用A-2开发的系列耐荫分子标记，通过分子标记辅助选择，创新耐荫型不育系、恢复系
A-4、耐荫型谷子新品种/杂交种的选育：以A-3创制的系列耐荫型恢复系为基础，通过连续定向选择，从中选育出稳定的优质、高产耐荫型后代，即为育成的耐荫型新品种或恢复系；以A-3创制的耐荫不育后代为基础，通过连续定向选择，从中选育出稳定的农艺性状、经济性状突出的优质耐荫型后代，即为育成的耐荫型不育系；以耐荫型不育系、恢复系为材料，配制系列新杂交组合，通过系列中间试验，鉴定其耐荫型、丰产性、抗逆性和品质，表现突出的即为选遇的耐荫型杂交种。


8.根据权利要求1所述的基于耐荫型谷子的栗谷立体套种方法，其特征在于：所述耐荫型谷子新品种的选育至少包括如下步骤：
(1)耐荫型谷子种质资源的鉴定筛选：在迁西采取供试材料同时在大田和10年龄板栗树下种植，通过测定153份种质资源的株高、结实性、光合效率和产量的表现，并进行对比分析，筛选出“冀谷32、56229、349...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘丹，李素英，崔燕娇，李承宗，赵子龙，刘正理，
申请(专利权)人：唐山师范学院，天津市农作物研究所天津市水稻研究所，
类型：发明
国别省市：河北;13