一種玉米品種的選育方法與流程
2023-04-26 05:40:51
本發明涉及農業技術領域，尤其涉及一種玉米品種的選育方法。
背景技術：
目前品種選育過程中存在的主要問題有，首先，對於抗旱性的鑑定一般依靠表型或生理指標，選擇準確性差；其次，以往抗旱性鑑定技術依賴設施和設備較多，相對繁瑣，成本高。
技術實現要素：
本發明的目的在於解決上述現有技術存在的缺陷，提供一種在自交系創製和雜交種選育的過程中，不同階段選用不同的玉米抗旱性鑑定和篩選方法，最終實現縮短育種周期、提高育種效率，定向培育抗旱、高產玉米雜交種的方法。
一種玉米品種的選育方法，其特徵在於，包括以下步驟：
步驟1：：基礎材料的抗旱性篩選；
根據雜種優勢模式原理，採用循環育種策略將現有自交系分為母本群a群和父本群b群，設乾旱脅迫處理和非乾旱脅迫處理，每個處理設3次重複，每個自交系種2行，其中1行全部自交，另一行為配置組合備用，其他栽培管理措施與正常管理相同，同時在乾旱脅迫處理通過表型特徵判斷自交系抗旱性，選擇表現較好的，在非乾旱脅迫處理進行群內雜交，每個組合2穗，自交行收穫後，以20穗產量計算抗旱指數，選擇雙親抗旱指數均>0.80或一個親本>1.00且另一個親本≥0.6的組合，進入步驟2；
步驟2：自交系f1代抗旱性篩選
將入選f1組合分成兩部分進行處理，首先，一部分在春季乾旱棚種植，四次重複，每個重複50株，採用反覆乾旱法進行苗期抗旱性鑑定，根據鑑定結果計算幼苗反覆乾旱存活率，選擇反覆乾旱存活率≥50％的組合；其次，將入選f1組合的剩餘部分種子夏季在大田種2行，全部自交，混收；
步驟3：自交系f2代抗旱性篩選
採用「三控三選」鑑定，即分別在苗期、花期、灌漿期控水，土壤含水量為田間持水量的55％±5％，苗期死亡的自然淘汰，花期選擇抽雄和抽絲間隔時間(asi)短於三天的單株，再通過灌漿期控水，收穫後選擇籽粒飽滿的果穗進入下一階段；
步驟4：自交系f3代豐產性篩選
將選中的果穗種成穗行，給予充足的水肥條件，鑑定入選材料的產量性狀和抗逆性，先選擇優秀的穗行，再在其中選擇優秀的單株，選擇綜合性狀優良、抗病蟲、抗倒伏、雌雄協調的優良變異穗行和單株；
步驟5:自交系f4代抗旱性篩選
將f3入選材料種成穗行，設乾旱脅迫處理和非乾旱脅迫處理，每個處理設3次重複，每個自交系種1行，全部自交，收穫後以20穗產量計算抗旱指數,同時在非乾旱脅迫處理，鑑定入選材料的產量性狀和抗逆性，先選擇優秀的穗行，在其中選擇優秀的單株，穗行的淘汰率為70％,再將抗旱指數≤0.80的穗行入選單株淘汰，剩餘材料進入下一階段試驗；
步驟6：雜交種配製
將f4入選單株進行種植，2行區，其中1行用於組配雜交種，按照ab群理論，分別選擇抗旱、高產的自交系作為測驗種，對入選材料進行測配，組配雜交種用於新品種培育，另1行全部自交留作親本使用；
步驟7：抗旱、高產雜交種培育
將組配的雜交種設乾旱脅迫處理和非乾旱脅迫處理，每個處理設3次重複，2行區，全部收穫計產，並計算抗旱指數，選擇抗旱指數≥1.00、非乾旱脅迫處理較對照增產3％以上、綜合性狀優良的組合，即為抗旱、高產玉米新品種。
進一步地，如上所述的方法，所述乾旱脅迫處理為：在不同生育時期視墒情補水，保持土壤含水量為田間持水量的55％±5％；所述非乾旱脅迫處理為：保證全生育期水分適宜，保持土壤含水量≥85％田間持水率。
進一步地，如上所述的方法，步驟2所述鑑定的方法具體為：採用反覆乾旱法進行苗期抗旱性鑑定，在長100cm、寬60cm、高15cm的塑料箱中裝入10cm厚的中等肥力水平的耕層土壤，灌水至田間持水量的85％±5％，播種、覆土2cm；幼苗長至三葉一心時停止供水，開始進行乾旱脅迫；土壤含水量降至田間持水量的35％±5％時調查存活苗數；當土壤含水量降至田間持水量的20％～15％時復水，使土壤水分達田間持水量的80％±5％；72h後調查存活苗數，以幼苗或葉片恢復為鮮綠色為存活；第一次復水後即停止供水，進行第二次乾旱脅迫，當土壤含水量降至田間持水量的20％～15％時，第二次復水。72h後調查存活苗數，以幼苗或葉片恢復為鮮綠色為存活。
進一步地，如上所述的方法，步驟4中穗行的淘汰率為80％。
有益效果：
1、在不同世代，根據每個世代的不同特徵，引入幼苗反覆乾旱存活率、抗旱指數、「三控三選」鑑定三種不同的抗旱性鑑定方法，進行抗旱性的綜合評價，結果準確、可靠，提高選系精確性。
2、利用玉米南繁北育的不同世代選擇不同的抗旱鑑定方法，南繁正處於海南旱季，提供了很好的自然鑑定條件，克服北方雨季對玉米抗旱性鑑定的影響，在縮短育種周期的同時，減少了對設施設備的依賴，降低育種成本。
3、獨創了「三控三選」鑑定法，在分離世代，對單株抗旱性進行選擇，解決了以往憑經驗選擇的弊端，提高了低世代選擇的準確性。
具體實施方式
為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，下面對本發明中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。
實施例1:
第一步：基礎材料的抗旱性篩選。根據雜種優勢模式原理，採用循環育種策略將現有自交系分為母本群(a群)和父本群(b群)，進行群內改良。我們首先應分別鑑定母本群和父本群中抗旱性較好的自交系，母本群和父本群在海南分別種植，設乾旱脅迫處理和非乾旱脅迫處理，乾旱脅迫處理在不同生育時期視墒情補水，保持土壤含水量為田間持水量的55％±5％；非乾旱脅迫處理保證全生育期水分適宜，保持土壤含水量≥85％田間持水率。每個處理設3次重複，每個自交系種2行，其中1行全部自交，另一行為配置組合備用，其他栽培管理措施與正常管理相同。同時在乾旱脅迫處理通過表型特徵判斷自交系抗旱性，選擇表現較好的，在非乾旱脅迫處理進行群內雜交，每個組合2穗。自交行收穫後，以20穗產量計算抗旱指數，選擇雙親抗旱指數均>0.80或一個親本>1.00且另一個親本≥0.6的組合，進入下一階段試驗。
第二步：自交系f1代抗旱性篩選。海南收穫回來後，立即將入選f1組合分成兩部分進行處理。首先，一部分共200粒在春季乾旱棚種植，四次重複，每個重複50株，採用反覆乾旱法進行苗期抗旱性鑑定，在長100cm、寬60cm、高15cm的塑料箱中裝入10cm厚的中等肥力水平的耕層土壤，灌水至田間持水量的85％±5％，播種、覆土2cm。幼苗長至三葉一心時停止供水，開始進行乾旱脅迫。土壤含水量降至田間持水量的35％±5％時調查存活苗數。當土壤含水量降至田間持水量的20％～15％時復水，使土壤水分達田間持水量的80％±5％；72h後調查存活苗數，以幼苗或葉片恢復為鮮綠色為存活。第一次復水後即停止供水，進行第二次乾旱脅迫，當土壤含水量降至田間持水量的20％～15％時，第二次復水。72h後調查存活苗數，以幼苗或葉片恢復為鮮綠色為存活。根據調查結果計算幼苗反覆乾旱存活率，選擇反覆乾旱存活率≥50％的組合；其次，將入選f1組合的剩餘部分種子夏季在大田種2行，全部自交，混收。
第三步：自交系f2代抗旱性篩選。f2為瘋狂分離世代，全部自交。採用「三控三選」鑑定法在海南試驗站進行鑑定，分別在苗期、花期、灌漿期控水，土壤含水量為田間持水量的55％±5％，苗期死亡的自然淘汰，花期選擇抽雄和抽絲間隔時間(asi)短於三天的單株，再通過灌漿期控水，收穫後選擇籽粒飽滿的果穗進入下一階段。
第四步：自交系f3代豐產性篩選。f3代在衡水試驗站進行，將選中的果穗種成穗行，給予充足的水肥條件，鑑定入選材料的產量性狀和抗逆性，先選擇優秀的穗行，再在其中選擇優秀的單株，選擇綜合性狀優良、抗病蟲、抗倒伏、雌雄協調的優良變異穗行和單株，加強選擇壓力，一般穗行的淘汰率為80％。
第五步：自交系f4代抗旱性篩選。將f3入選單株材料(f4)在海南種植，母本群以鄭58為對照，父本群以昌7-2為對照，設乾旱脅迫處理和非乾旱脅迫處理，乾旱脅迫處理在不同生育時期視墒情補水，保持土壤含水量為田間持水量的55％±5％；非乾旱脅迫處理保證全生育期水分適宜，保持土壤含水量≥85％田間持水率。每個處理設3次重複，每個自交系種1行，全部自交，收穫後以20穗產量計算抗旱指數。同時在非乾旱脅迫處理，鑑定入選材料的產量性狀和抗逆性，先選擇優秀的穗行，在其中選擇優秀的單株，設定選擇壓，一般穗行的淘汰率為70％。再將抗旱指數≤0.80的穗行入選單株淘汰，剩餘材料進入下一階段試驗。
第六步：雜交種配製。將f4入選單株在衡水進行種植(f5)，2行區，其中1行用於組配雜交種，根據ab群理論，分別選擇抗旱、高產的自交系作為測驗種，對母本群和父本群入選材料進行測配，組配雜交種用於新品種培育。另1行全部自交留作親本使用。
第七步：抗旱、高產雜交種培育：
將組配的雜交種在海南種植，以鄭單958為對照，設乾旱脅迫處理和非乾旱脅迫處理，乾旱脅迫處理在不同生育時期視墒情補水，保持土壤含水量為田間持水量的55％±5％；非乾旱脅迫處理保證全生育期水分適宜，保持土壤含水量≥85％田間持水率。每個處理設3次重複，2行區，全部收穫計產，並計算抗旱指數。選擇抗旱指數≥1.00、非乾旱脅迫處理較對照增產3％以上、綜合性狀優良的組合，即為抗旱、高產玉米新品種，繼續參加高級鑑定、區域試驗直至審定。
實施例2：
第一步：對自有親本資源進行抗旱性鑑定，母本群中鄭58抗旱指數為1.08，父本群中h21、92-8和598抗旱指數分別為1.01、1.04和1.06。選中鄭58與x1132組配材料等進入下一階段；h21和92-8的f1代與598組配材料等進入下一階段。
第二步：f1幼苗反覆乾旱存活率，鄭58/x1132組合為83％，h21/92-8//598組合為74％。
第三步：f2代每個組合種500株，通過「三控三選」鑑定法，在鄭58/x1132組合中選擇優良單穗73個，在h21/92-8//598組合中選擇優良單穗66個，進入下一階段。
第四步：f3代種成穗行，給予充足的水肥條件，對豐產性狀優中選優，在鄭58/x1132組合的優秀穗行中選擇優良單穗41個，在h21/92-8//598組合的優秀穗行中選擇優良單穗33個，進入下一階段。
由於其穗行內分離較多，穩定性不夠，重複一次第三步和第四步。
第五步：f6代進行抗旱性鑑定，選出母本群第446區抗旱指數為1.11，父本群第317區抗旱指數為1.07。在其中選擇的單穗進入下一階段。
第六步：將入選單穗種成穗行，並命名為h446和q317，進行測配試驗。
第七步：h446/q317組合抗旱指數為1.06，且較對照增產6.5％。
實施例3：
第一步：對自有親本資源進行抗旱性鑑定，母本群中9046和478抗旱指數分別為1.03和1.07，父本群中h51和昌7-2抗旱指數分別為1.02和1.09。選中9046和478組配材料等進入下一階段；h51和昌7-2再回交昌7-2組配材料等進入下一階段。
第二步：f1幼苗反覆乾旱存活率，9046/478組合為77％，h51/昌7-2//昌7-2組合為70％。
第三步：f2代每個組合種500株，通過「三控三選」鑑定法，在9046/478組合中選擇優良單穗84個，在h51/昌7-2//昌7-2組合中選擇優良單穗89個，進入下一階段。
第四步：f3代種成穗行，給予充足的水肥條件，對豐產性狀優中選優，在9046/478組合的優秀穗行中選擇優良單穗26個，在h51/昌7-2//昌7-2組合的優秀穗行中選擇優良單穗21個，進入下一階段。
第五步：f4代進行抗旱性鑑定，選出母本群第462區(9046/478組合)抗旱指數為1.05，父本群第72區(h51/昌7-2//昌7-2組合)抗旱指數為1.07。在其中選擇的單穗進入下一階段。
第六步：將入選單穗種成穗行，並命名為h462和h72，進行測配試驗。
第七步：h462/h72組合抗旱指數為1.08，且較對照增產5.6％。
最後應說明的是：以上實施例僅用以說明本發明的技術方案，而非對其限制；儘管參照前述實施例對本發明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特徵進行等同替換；而這些修改或者替換，並不使相應技術方案的本質脫離本發明各實施例技術方案的精神和範圍。