【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及作物遗传育种，具体涉及一种玉米种质群体构建和选系方法及其在优异基因富集中的应用。
技术介绍
1、玉米是人类的主要粮食作物。土地集约化进程的加快以及气候变化和病虫害变化，对玉米种质在高产稳产、综合抗性等方面提出了更高要求。玉米的产量、耐旱、耐低温、耐高温、耐盐碱等很多性状均由微效多基因控制，仅通过常规的群体遗传改良和二环选系方法，难以实现多个优异基因的快速富集，进而难以实现育种目标。而对优异基因的富集是实现高产稳产的关键。因此，亟需开发多个优异基因快速富集的玉米种质群体构建和选系方法。
技术实现思路
1、本专利技术提供一种玉米种质群体构建和选系方法及其在优异基因富集中的应用。
2、为解决现有玉米种质群体构建和选系方法存在的多个优异基因聚合效率较低、周期较长的问题，本专利技术提供一种玉米种质群体构建和选系方法，该方法利用基因与环境互作效应，半同胞轮回选择方法，结合环境互作，同时实现多个优异抗逆基因与高配合力的快速聚合，实现玉米种质群体构建和选系的目的。
3、具体地，本专利技术提供以下技术方案：
4、本专利技术提供一种玉米种质群体构建或选系方法，所述方法包括：
5、s1、基础群体构建：选择具有n个目标性状的优良自交系至少3个，其中n≥2且为整数，将所述自交系按照ncⅱ遗传设计进行完全双列杂交，获得f1组合，将每个f1组合进行种植，人工混合授粉，收获全部果穗并混合，获得基础群体；
6、s2、遗传平衡：将基础群体种子依
7、s3、胁迫环境选择：
8、s3-1、按照n个目标性状中所含的m个抗环境胁迫性状，选择对应的m个胁迫环境，将c0群体种子平均分成m份，分别在m个胁迫环境中隔离种植，根据目标性状进行人工选择，m个胁迫环境中分别获得c1-1~c1-m种子；
9、s3-2、将c1-1~c1-m种子等量混合后进行隔离种植，剔除目标性状表现不良的单株后人工混粉自交至少2次，挑选优良单株与测验种进行配合力测定，收获果穗先不混合；
10、s3-3、将测验种与群体单株杂交测配f1种子，根据杂交种表现对群体优良单株配合力进行半同胞轮回选择，将入选果穗籽粒混合获得c1-mixed群体；
11、s3-4、将c1-mixed群体种子平均分成m份，分别在m个胁迫环境中隔离种植，根据目标性状进行人工选择，m个胁迫环境中分别获得c2-1~c2-m种子；
12、s3-5、将c2-1~c2-m种子等量混合后进行隔离种植，剔除目标性状表现不良的单株后人工混粉自交至少2次，挑选优良单株进行配合力测定，收获果穗先不混合；按照步骤s3-3的方法进行半同胞轮回选择，入选果穗籽粒混合获得c2-mixed群体；
13、s3-6、将c2-mixed群体种子在不同胁迫环境中种植，选择胁迫环境表现优良的单株分别进行自交，将得到种子进行混合，获得c3-mixed1群体种子；
14、将步骤s3-5中通过半同胞鉴定的优良单株按穗行在不同胁迫环境中种植，根据穗行表现，剔除具有明显不良性状的穗行，鉴定入选的穗行，将入选的穗行的种子混合，获得c3-mixed2群体；
15、s4、背景纯化：将c3-mixed1和c3-mixed2群体的种子利用单倍体加倍技术进行单倍体诱导和加倍，获得dh系群体。
16、上述玉米种质群体构建或选系方法中，在不同胁迫环境下，筛选包含目标性状在内的性状表现优良的单株（以下简称优株）进行人工混粉；在进行遗传平衡时同样选择性状表现优良的单株进行人工混粉，同时在早代群体选择性状表现优良的单株进行测配，利用半同胞轮回选择，保证遗传群体的配合力，在高代群体进行穗行筛选鉴定，显著提高了优异抗胁迫基因与高配合力的聚合效率。
17、上述玉米种质群体构建或选系方法中，步骤s1利用携带优良基因的优良自交系、具有相似组配方向的来自相同或不同杂种优势群的代表自交系进行组配杂交组合；步骤s3中为实现多个优良基因的快速聚合，选择在不同胁迫环境中筛选，择优混合，打破连锁；同时，为选择群体的配合力，对改良群体优株进行配合力测定，并根据杂交种田间表现，选择群体单株亲本混合，组成新改良群体；上述环境胁迫选择和配合力筛选均进行两轮；进一步对改良群体单株进行穗行种植，根据穗行表现择优组成下一轮改良群体；步骤s4中利用单倍体育种技术对先改良群体进行诱导加倍，获得批量dh系。
18、上述步骤s1中，所述自交系来自同一杂种优势群或来自与另一杂种优势群均具有高配合力的两个杂种优势群。
19、本专利技术中，所述目标性状为抗环境胁迫性状、高产性状和/或高配合力性状。
20、优选地，所述目标性状为选自抗病（例如抗锈病）、耐干旱、耐盐碱、耐低温、耐高温热害、自身产量高、配合力高中的至少两种。
21、上述步骤s1中，所述f1组合的种植为分穗行种植。
22、上述步骤s2中，第一次遗传平衡过程中开放授粉、不进行人为选择可以提高群体内单株随机交配的几率。
23、上述步骤s2中，在散粉期前将感病（例如感锈病）单株剔除，剩余单株选择发育正常单株进行人工混合授粉，完成第二次遗传平衡。
24、上述步骤s3中，m≤n且为整数。
25、在本专利技术的一些具体实施方式中，所述目标性状包括抗环境胁迫性状和高产性状；步骤s3中，根据目标性状进行人工选择包括：在所述胁迫环境中，剔除不良单株且不良单株不授粉、不取粉，剩余优良单株人工混粉自交2-3次，成熟后分别脱粒称重，选择单穗粒重前10%的果穗进行混合脱粒；所述不良单株包括群体单株自身表型不良以及受环境胁迫后表型不良单株；其中，群体单株自身表型不良包括株高过高、穗位过高、雌雄发育不良；受环境胁迫后表型不良单株包括植株发育不良、植株弱小、雌雄不协调、雌雄发育不良。
26、在本专利技术的一些具体实施方式中，所述抗环境胁迫性状包括耐干旱、耐盐碱、耐低温、耐高温热害和/或抗病；
27、其中，针对耐干旱性状，所述胁迫环境为干旱或半干旱环境；
28、针对耐盐碱性状，所述胁迫环境为盐碱地环境；
29、针对耐低温性状，所述胁迫环境为播种期低温环境；
30、针对耐高温热害、抗病性状，所述胁迫环境为高温热害高发、高发病环境。
31、上述步骤s3中，所述测验种为与基础群体具有较高配合力的骨干自交系。
32、上述步骤s3中，所述半同胞轮回选择包括：将测验种与群体单株杂交，将每个杂交组合播种，成熟期根据植株、果穗和产量表现，筛选前60%优良组合，据此确定入选果穗。
33、上述步骤s3-6中，步骤s3-6中，所述不同胁迫环境包括病害、风害、热害、干旱；所述胁迫环境表现优良的单株为雌雄协调本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种玉米种质群体构建或选系方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的玉米种质群体构建或选系方法，其特征在于，步骤S1中，所述自交系来自同一杂种优势群或来自与另一杂种优势群均具有高配合力的两个杂种优势群。
3.根据权利要求1所述的玉米种质群体构建或选系方法，其特征在于，所述目标性状为抗环境胁迫性状、高产性状和/或高配合力性状。
4.根据权利要求3所述的玉米种质群体构建或选系方法，其特征在于，所述目标性状包括抗环境胁迫性状和高产性状；
5.根据权利要求4所述的玉米种质群体构建或选系方法，其特征在于，所述抗环境胁迫性状包括耐干旱、耐盐碱、耐低温、耐高温热害和/或抗病；
6.根据权利要求1~5任一项所述的玉米种质群体构建或选系方法，其特征在于，所述测验种为与基础群体具有较高配合力的骨干自交系。
7.根据权利要求1~5任一项所述的玉米种质群体构建或选系方法，其特征在于，所述半同胞轮回选择包括：将测验种与群体单株杂交，将每个杂交组合播种，成熟期根据植株、果穗和产量表现，筛选前60%优良组合，据此确定入
8.根据权利要求1~5任一项所述的玉米种质群体构建或选系方法，其特征在于，步骤S3-6中，所述不同胁迫环境包括病害、风害、热害、干旱；所述胁迫环境表现优良的单株为雌雄协调、抗病抗倒、耐热耐旱的单株；
9.根据权利要求1~5任一项所述的玉米种质群体构建或选系方法，其特征在于，所述方法还包括：S5、将所述DH系群体按照已知的杂种优势模式，选择与之对应的杂种优势群中的代表系1~3种进行杂交组配；选择玉米生产中具有代表性的5~10个地点，同时将杂交组合及DH系群体，连续种植至少2年，选择出配合力高、耐低温、耐旱、耐盐碱、耐高温热害、自身产量高、雌雄协调、综合抗性优良的纯系，即为目标纯系。
10.权利要求1~9任一项所述的玉米种质群体构建或选系方法在玉米育种或玉米优良基因富集中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种玉米种质群体构建或选系方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的玉米种质群体构建或选系方法，其特征在于，步骤s1中，所述自交系来自同一杂种优势群或来自与另一杂种优势群均具有高配合力的两个杂种优势群。
3.根据权利要求1所述的玉米种质群体构建或选系方法，其特征在于，所述目标性状为抗环境胁迫性状、高产性状和/或高配合力性状。
4.根据权利要求3所述的玉米种质群体构建或选系方法，其特征在于，所述目标性状包括抗环境胁迫性状和高产性状；
5.根据权利要求4所述的玉米种质群体构建或选系方法，其特征在于，所述抗环境胁迫性状包括耐干旱、耐盐碱、耐低温、耐高温热害和/或抗病；
6.根据权利要求1~5任一项所述的玉米种质群体构建或选系方法，其特征在于，所述测验种为与基础群体具有较高配合力的骨干自交系。
7.根据权利要求1~5任一项所述的玉米种质群体构建或选系方法，其特征在于，...
【专利技术属性】
技术研发人员：王元东，陈琛，吴珊珊，付修义，张华生，陈传永，张春原，赵久然，
申请(专利权)人：北京市农林科学院，
类型：发明
国别省市：
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