快速选育优良玉米自交系和杂交种的方法技术

本申请公开了一种快速选育优良玉米自交系和杂交种的方法，包括种质资源的选育和创新、测验种做母本与F2分离单株做父本进行测配、优良组合及其对应株系的筛选等步骤。选育出优良玉米自交系的同时也选育出优良玉米杂交种，兼顾一般配合力和特殊配合力，加快了玉米自交系和杂交种的选育效率。本申请的育种方法实用性强、可操作性强、目的性明确、节约成本和育种效率明显提高，可以在玉米育种中推广应用。用。

【技术实现步骤摘要】
快速选育优良玉米自交系和杂交种的方法


[0001]本申请涉及农作物育种
，具体涉及快速选育优良玉米自交系和杂交种的方法。

技术介绍

[0002]玉米（Zea maysL. ）是重要的粮食、饲料和工业原料作物。玉米是全球种植面积最广的粮食作物之一，其种植面积也在不断扩大。据统计，2019年全球玉米种植面积为1.92亿公顷，比2018年增加了0.7%。随着人口增长和经济发展，对粮食的需求也在不断增加，市场上已经连续多年供不应求，进入紧平衡阶段；提高玉米产量不但可以促进农业发展，增加农民收入，还能够满足市场需求，保障国家粮食安全。而选育优良玉米新品种是提高玉米产量的技术关键所在。
[0003]然而，种质基础狭窄已经成为玉米育种和生产及可持续发展的首要限制因素。种质基础的狭窄也导致玉米抵御生物和非生物胁迫的能力降低，导致了进一步提高杂种优势潜力和增强抗逆能力的可能性的降低，同时也导致新的杂种优势类群和模式的缺乏，均成为玉米产量水平提高的制约因素。
[0004]玉米群体改良是玉米资源创新的重要手段，是提高玉米优良基因型频率的主要方法，是创新育种材料的有效途径之一。目前玉米种质改良存在以下问题：（1）种质来源混杂，遗传基础不清；（2）群体间没有形成杂种优势模式；（3）选育目标单一；玉米育种工作者大多以产量为主要目标，缺乏对生育期、抗逆性等多种性状的选择，培育出的群体简单，缺乏特色；（4）选育方法不当，玉米育种工作者在群体改良中没能很好地根据育种目标要求，选择相对合适的轮回选择方法，改良方法比较盲目、随意。<br/>[0005]另一方面，众多的研究结果和长期的育种实践表明，杂交种的优良种性和增产潜力源于亲本自交系的合理组配，因此，选育优良的自交系是利用杂种优势的基础，也是玉米育种工作的重点。而目前玉米自交系选育方法主要有纯系选育法、合成自交系法、倍半体法、倍性选择法、分子标记辅助选育法等。然而目前的自交系选育还存在一些亟待解决的问题：自交系选育成功率较低，且需耗费要大量的时间和资源，成本较高；自交系选育容易导致遗传缺陷和基因多样性降低。
[0006]公开于该
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部分的信息仅用于加深对本公开的
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的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成本领域技术人员所公知的现有技术。

技术实现思路

[0007]对于育种家而言，要想成功选育优质的玉米新品种，首先必须选育具有优良特性的玉米自交系。专利技术人基于长期的育种实践发现，在玉米自交系选育中，只有选出一般配合力高的自交系才有意义；而用玉米自交系作测验种，只能测出玉米自交系的特殊配合力，不能测出其一般配合力，更不能测出高配合力的自交系。所测得的一般配合力都是在一定范围内测得的结果，所测产量常受测验种遗传性差异程度的干扰，难于可靠的测出自交系配
合力的高低。高的一般配合力是在高的特殊配合力的基础上表现出来的，即便顶交法或双列式法测得的高的一般配合力自交系，如不能表现出高的特殊配合力，则所谓高的一般配合力也就不能成立。基于此，本申请利用早代一对一测交方法（测验种与F2分离单株进行测配）和测用结合理论（测验种与分离株系测配后，结合杂交组合田间鉴定结果筛选出优良组合及其对应的株系），以在玉米杂交种选配中实现高配合力与高配合力自交系杂交，进而能产生强杂种优势而获得高产玉米杂交种，从而加快玉米自交系和杂交种的选育效率。
[0008]具体而言，本专利技术采用如下技术方案：提供一种快速选育优良玉米自交系和杂交种的方法，包括以下步骤：（1）种质资源的选育：选择至少一种具有育种预期性状的玉米自交系为测验种；以当地种植面积大或具有育种预期性状的玉米杂交种为基础材料，选育二环系，自交后得F2籽粒；（2）测验种与F2分离单株测配：将所述测验种和F2籽粒同时种植，于散粉期以测验种为母本、F2分离单株为父本进行测配，同时留存对应的F2分离单株套袋自交；选择标记所考察性状表现符合预期的F2分离单株；（3）目标组合及其对应株系筛选：测验种与F2分离单株测配后的籽粒收获后种植，基于各杂交组合的田间表型、抗性指标、机械化籽粒收获相关指标进行3～5年筛选鉴定，并结合农艺性状、抗逆性和产量性状进行多层次选择，以选育出符合预期的玉米杂交种；根据杂交组合田间鉴定结果在筛选出符合预期的杂交组合的同时筛选出其对应的株系，所选株系种植2～3年，期间在散粉期，基于田间性状选择符合预期的单株进行套袋自交授粉，在成熟期，结合抗倒性、抗病虫性、穗部性状指标继续选择一般配合力符合预期的单株进行籽粒收获，进而选育出符合预期的玉米自交系。
[0009]进一步的，在所述步骤（1）中，所述育种预期性状包括抗倒伏、抗病性强、株型紧凑、生育期适中、品质优良、配合力高中的至少一种。
[0010]进一步的，在所述步骤（1）中，以美国杂交种先玉806、先玉808及河南农业大学综合的SS种植美系群体作为基础材料，选育美系二环系，以其F2代作为测验种。
[0011]进一步的，在所述步骤（2）中，所考察性状包括株型紧凑、抗倒性强、茎秆坚韧、抗叶斑病、抗病虫害能力强、熟期中等、散粉吐丝期协调中的至少一种。
[0012]进一步的，在所述步骤（3）中，所述机械化籽粒收获相关指标包括籽粒特性、生育期、耐高温特性、耐旱性、抗病性、穗位高、整齐度、茎秆韧度、倒伏率、倒折率、脱水速率、苞叶松散程度、穗轴硬度、易脱粒性、籽粒破损性、杂质率、田间损失率、籽粒含水量、产量及穗部性状。
[0013]进一步的，在所述步骤（3）中，所述抗逆性包括抗倒伏性、耐高温干旱性、耐低氮性、耐盐碱性、耐阴雨寡照性、耐洪涝灾害性。
[0014]进一步的，在所述步骤（3）中，所述田间性状指标包括株型、抗倒性、茎秆坚韧程度、抗病性、熟期、散粉吐丝期协调性。
[0015]进一步的，在所述步骤（3）中，所述穗部性状包括结实性、籽粒品质、出籽率。
[0016]本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下任一技术效果或优点：1. 本申请通过利用一个玉米自交系作为测验种，对一批玉米自交系进行测配，选
育出优良玉米自交系的同时也选育出优良玉米杂交种，兼顾一般配合力和特殊配合力，比当时常规法缩短一半育种年限，加快了玉米自交系和杂交种的选育效率。
[0017]2. 本申请中以测验种做母本、F2分离株系做父本进行测配，可以在筛选出优良组合的同时，筛选出及其对应的株系（若F2分离株系做母本，虽然可以测出组材的基础材料或群体的一般配合力，但是分离株系尚处于分离中，会导致优良组合对应的分离株系无法在后代中保留下来）。
[0018]3. 本申请育种方法实用性强、可操作性强、目的性明确、节约成本，育种效率明显提高，可以在玉米育种中推广应用。
具体实施方式
[0019]下面结合实施例来说明本专利技术的具体实施方式，但以下实施例只是用来详细说明本专利技术，并不以任何方式限制本专利技术的范围。
[0020]本申请的主要技术思路在于：利用早代一对一测交技术，首先，作为测验种的玉米自交系需具备一般配合力高、抗逆性强本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种快速选育优良玉米自交系和杂交种的方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）种质资源选育：选择至少一种具有育种预期性状的玉米自交系为测验种；以当地种植面积大或具有育种预期性状的玉米杂交种为基础材料，选育二环系，自交后得F2籽粒；（2）测验种与F2分离单株测配：将所述测验种和F2籽粒同时种植，于散粉期以测验种为母本、F2分离单株为父本进行测配，同时留存对应的F2分离单株套袋自交；选择标记所考察性状表现符合预期的F2分离单株；（3）目标组合及其对应株系筛选：测验种与F2分离单株测配后的籽粒收获后种植，基于各杂交组合的田间表型、抗性指标、机械化籽粒收获相关指标进行3～5年筛选鉴定，并结合农艺性状、抗逆性和产量性状进行多层次选择，以选育出符合预期的玉米杂交种；根据杂交组合田间鉴定结果在筛选出符合预期的杂交组合的同时筛选出其对应的株系，所选株系种植2～3年，期间在散粉期，基于田间性状选择符合预期的单株进行套袋自交授粉，在成熟期，结合抗倒性、抗病虫性、穗部性状指标继续选择一般配合力符合预期的单株进行籽粒收获，进而选育出符合预期的玉米自交系。2.根据权利要求1所述的快速选育优良玉米自交系和杂交种的方法，其特征在于，在所述步骤（1）中，所述育种预期性状包括抗倒伏性、抗病性、株型、生育期、品质、配合力中的至少一种。3.根据权利要求1所述的快速选育优良玉米自交系和杂交种的方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏锋，卫晓轶，洪德峰，马毅，马俊峰，张学舜，郑秋道，王稼苜，史大坤，李方杰，刘经纬，
申请(专利权)人：新乡市农业科学院，
类型：发明
国别省市：