一种利用同源小麦近等基因系不育系杂交制种的方法

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一种利用同源小麦近等基因系不育系杂交制种的方法
申请号	CN202010800493.2	申请日	2020-08-11	公开(公告)号	CN111903503A	公开(公告)日	2020-11-10
申请人	淄博爱民种业有限公司;			发明人	耿爱民; 张艳平; 罗汉民; 武利峰; 郭璇; 刘渤; 吴艳芳; 于学军;
摘要	本发明属于蓝小麦杂交制种技术领域，涉及一种利用同源小麦近等基因系不育系杂交制种的方法。采用小畦种植方式,授粉父本播种在畦埂上,不育系母本种植在畦内。本发明提出了利用“蓝矮败”与“蓝败”两种不育系建立起运用两个同源小麦近等基因系不育系，组成一套完整的小麦不育系的选育与杂交制种技术路径，填补了该领域的技术空白，为该领域的发展提供了新思路。提出的方案制种产量高，操作简便，经济效益显著高于利用同源蓝矮败不育系制种，更适合大规模推广，实用性强。
权利要求	1.一种利用同源小麦近等基因系不育系杂交制种的方法,其特征在于,采用小畦种植方式,授粉父本播种在畦埂上,不育系母本种植在畦内。 2.根据权利要求1所述利用同源小麦近等基因系不育系杂交制种的方法,其特征在于,技术路径为：首先将普通小麦品种甲转育为稳定的蓝矮败甲不育系,再在该蓝矮败甲回交群体中选育其蓝败甲近等基因系不育系, 蓝矮败甲、蓝败甲与其回交父本甲三者之间，组成一个母本不育系的选育与利用链条。 3.根据权利要求2所述利用同源小麦近等基因系不育系杂交制种的方法,其特征在于, 连续回交父本甲为需要利用的杂交组合亲本之一；其间育成的蓝败甲为需要利用的不育系；蓝矮败甲及其回交群体则是为获得稳定蓝败甲不育系的桥梁工具。 4.根据权利要求1所述利用同源小麦近等基因系不育系杂交制种的方法,其特征在于,所述畦面宽1-1.5米，畦埂宽45-55厘米、高18-22厘米,畦内按正常播种时期种植6-9行不育系母本蓝败甲，畦埂上播种1苗带授粉父本乙，苗带宽5-10厘米。 5.根据权利要求4所述利用同源小麦近等基因系不育系杂交制种的方法,其特征在于，制种杂交组合的不育系蓝败甲与父本乙的播种期，根据具体组合的开花期相遇情况，采取同期播种或分期播种。 6.根据权利要求5所述利用同源小麦近等基因系不育系杂交制种的方法,其特征在于，授粉父本乙与不育系母本蓝败甲采取同期播种，播种三至四天后在畦内浇水。 7.根据权利要求5所述利用同源小麦近等基因系不育系杂交制种的方法,其特征在于，制种杂交组合的不育系蓝败甲与父本乙的播种期采用分期播种，蓝败甲不育系在大田小麦正常播种时期种植，父本乙播种时间晚20-40天，父本播种后，对畦内麦苗浇水，保证父本出苗所需墒情。 8.根据权利要求7所述利用同源小麦近等基因系不育系杂交制种的方法,其特征在于，畦埂上父本采用宽苗带大播量播种，保证足够的父本群体。
说明书全文	一种利用同源小麦近等基因系不育系杂交制种的方法技术领域 [0001] 本发明属于普通冬小麦杂交制种技术领域，涉及一种利用同源小麦近等基因系不育系杂交制种的方法。背景技术 [0002] 有效利用杂种优势是大幅度提高小麦产量的途径之一，将杂种优势应用在小麦方面也是长期以来国内外专家学者研究的热点，很多专家也提出了各自的亲本选育选用、杂交制种方法与技术体系。针对小麦杂种优势利用研究起步较早的主要有三系途径（不育系、保持系、恢复系）虽未育成审定品种，但借鉴其他作物三系体系技术，其制种技术方法体系早已成型；目前，小麦杂种优势利用途径中的光温敏途径、化杀途径已相对成熟，国内多家单位利用这两种途径育成审定了相应的品种组合，分别形成了各自的制种技术方法，并生产小麦杂交种用于大田生产，有的还公布了制种技术规程。 [0003] 然而，对于小麦杂种优势利用的“蓝矮败”途径，研究起步较晚，相关研究还很有限，耿爱民团队对其进行了相关研究，制定了杂交制种的方法与规程。蓝败不育系比蓝矮败生物产量高、抽穗比蓝矮败早，因而利用蓝败不育系制种比利用蓝矮败不育系制种花期较易相遇，其生物产量高、制种产量更高。 [0004] 但对于“蓝败”不育系，耿爱民团队已掌握并申报了其选育方法的发明专利，但在杂交制种的技术方法方面，还没有文献和专利的相关记载。而且，在“蓝矮败”与“蓝败”不育系利用及杂交小麦制种技术体系的研究方面，国内外目前尚未见到利用两种不育系建立起运用两个同源小麦近等基因系不育系，组成一套完整的小麦不育系的选育与杂交制种技术路径的方法体系。这项技术目前还处于研究空白期，这就极大限制了其大规模应用的发展进程。发明内容 [0005] 本发明为了弥补现有技术的空白，提出一种新型的利用同源小麦近等基因系不育系杂交制种的方法。 [0006] 为了达到上述目的，本发明是采用下述的技术方案实现的：一种利用两个同源小麦近等基因系不育系杂交制种技术路径与方法，该杂交制种采用小畦种植方式，播种前先施底肥将土壤深耕旋耕整细，或先行或随播种同步整成小畦，畦面宽1～1.5米，畦埂宽50厘米、高20厘米左右，小畦畦内按正常播种时期种植6～9行不育系（母本），在畦埂上播种1苗带（5～10cm）授粉父本。 [0007] （其特点是：授粉父本播种在畦埂上形成父本高于母本不育系的空间布局有利于杂交授粉结实。）作为优选，要大田制种的不育系为蓝败不育系，且该蓝败不育系为其同源的蓝矮败不育系的近等基因系。首先将甲品种（杂交组合亲本之一）转育为稳定的蓝矮败甲不育系，再在该蓝矮败甲回交群体中选育其蓝败甲近等基因系不育系。蓝矮败甲、蓝败甲与其回交父本甲三者之间，组成一个母本不育系的选育与利用链条（技术路径）。 [0008] 作为优选，在该不育系的选育与利用链条中，连续回交父本甲为真正需要利用的杂交组合亲本之一；其间育成的蓝败甲是真正需要利用的不育系；蓝矮败甲及其回交群体则是为获得稳定蓝败甲不育系的桥梁工具。这是一个完整的母本不育系选育及利用的技术路径整体。 [0009] 该方法路径的优点在于，蓝败不育系比蓝矮败生物产量高、抽穗比蓝矮败早，因而利用蓝败不育系制种比利用蓝矮败不育系制种花期较易相遇，且其生物产量高、制种产量更高；其优点还在于：利用蓝矮败回交转育比直接转育蓝败更容易，由于有矮秆标记易于识别，操作简便，纯度易保证，更易于不育系的纯合稳定。 [0010] 作为优选：制种的不育系与父本的播种期，根据具体杂交组合的开花期相遇情况，采取同期播种或分期播种。同期播种的组合，使用能同步做畦起埂及在畦埂上播种的“畦埂扶垄播种耧”起埂做畦播种杂交组合的父本乙，之后紧接着在小畦畦内播种蓝败甲不育系，播种三四天后在畦内浇水（不育系的出苗水、埂上父本的补墒水）；需要錯期播种的，则蓝败甲不育系在大田小麦正常播种时期种植（在鲁北为10月上旬），父本乙播种期依据试验确定的播期在畦埂上播种父本（一般在11月上旬），父本乙播种后，对畦内麦苗浇水，保证父本出苗所需墒情。 [0011] 作为优选，畦埂上父本适宜采用宽苗带大播量播种，保证足够的父本群体。 [0012] 对蓝矮败、蓝败、蓝粒近等基因系与其回交授粉父本的关系作出如下说明：蓝矮败是蓝粒、矮秆、花药败育的小麦不育系。蓝矮败用普通白粒品种为其授粉，在同一株同一麦穗上会结出两种颜色的籽粒：蓝粒和白粒（蓝粒大约占1/4）。分拣其中的蓝粒种植，下年在田间表现为矮秆、没有花药（称为败育）。分拣其中的白粒种植，同我们普通的小麦是一样的：—株高正常、有花药、能正常自交结实（本专利没有讨论白粒如何利用问题）。分拣的蓝粒（蓝矮败）种植，用甲品种为其授粉，同株同麦穗还是结蓝粒与白粒两种颜色的籽粒。每年都分拣其中的蓝粒种植，每年都使用同一个品种（甲）对分拣出的蓝粒（蓝矮败）授粉，通过连续多代回交，就育成了甲品种的蓝矮败——蓝矮败甲。 [0013] 其中，蓝矮败甲群体中出现的（因打破连锁）高杆没有花药的植株为蓝败甲（蓝矮败甲的近等基因系不育系）（选到的几率较低-大约千分之几）。 [0014] 蓝矮败群体中出现的（因打破连锁）高杆有花药的植株为甲品种的蓝粒近等基因系（出现的几率大约百分之几，这不属本专利内容）在选育蓝败近等基因系的过程中需要及时拔除。 [0015] 与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于：1.本发明提出了利用“蓝矮败”与“蓝败”两种不育系建立起运用两个同源小麦近等基因系不育系，组成一套完整的小麦不育系的选育与杂交制种技术路径，填补了该领域的技术空白，为该领域的发展提供了新思路。 [0016] 2. 本发明提出的方案制种产量高，操作简便，经济效益显著高于利用同源蓝矮败不育系制种，更适合大规模推广，实用性强。具体实施方式 [0017] 为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合具体实施例对本发明做进一步说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。 [0018] 在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明并不限于下面公开说明书的具体实施例的限制。 [0019] 实施例1：父母本同期播种实例A.制种组合鲁麦23/济南17。实施使用的种质材料：鲁麦23、济南17、蓝矮败甲、鲁麦23蓝矮败、鲁麦 23蓝败。 [0020] B.鲁麦23蓝矮败与同源鲁麦23蓝败近等基因系的选育利用鲁麦23为回交父本，对蓝矮败甲连续回交7代后，从该蓝矮败回交群体中，发现分离出的蓝败植株（鲁麦23蓝败），秋播对该蓝败单独种植，可与同源蓝矮败种植在同一隔离区内（仍然以鲁麦23号为回交父本）对比观察。观察结果，鲁麦23蓝败比鲁麦23蓝矮败抽穗早4天，颖壳开张早3天，植株显著高大，高36厘米，单株成穗多2个，单株生物产量与籽粒产量均大幅度高于鲁麦23蓝矮败。 [0021] C.杂交种制种在收获玉米同步秸秆还田后，撒施NPK（各15%）三料复合肥40Kg/亩与尿素10公斤/亩作底肥，然后深耕并旋耕2遍，完成整地施肥等播种前田间作业。上述田间作业结束后，使用“畦埂扶垄播种耧”起埂做畦播种父本，畦面宽130cm、畦埂宽50cm、畦埂高20cm，父本品种为济南17，父本采用8厘米宽苗带，父本被播种在畦埂上，亩播量（折纯作相当于）20公斤/亩，同日在小畦畦内播种6行蓝败不育系——鲁麦23蓝败，播种四天后在畦内浇水（不育系的出苗水、埂上父本济南17的补墒水），浇水后3～4天不育系齐苗，埂上父本浇水后大约5～6天齐苗，父母本均正常越冬，春季返青后不育系与父本生长发育均正常，4月初浇水，结合浇水每亩撒施尿素30kg，清明节前后父母本陆续拔节，5月初父母本相继抽穗、开花（开颖）授粉，花期基本正常相遇，鲁麦23蓝败授粉结实良好，6月中旬制种田与当地大田小麦基本同期成熟收割，父母本分别收割脱粒、单收单放，计算产量，鲁麦23蓝败植株上收获籽粒折亩产669斤，经色选其中蓝粒168斤/亩，白粒（杂交种）501斤/亩，具有空间区位优势的父本济南17折 1360斤/亩纯面积。同父本（济南17）、同面积同行距、同父母本比例、同期播种，利用鲁麦23蓝矮败为不育系制种对比，由于花期相遇不好，蓝矮败植株所结种子，只有蓝败植株所结种子的一半左右，杂交制种亩产不到300斤，这充分显示了该专利方法的有效性。 [0022] D.试验验证本实施例种植了鲁麦23蓝败/济南17、鲁麦23蓝矮败/济南17及人工去雄杂交所得鲁麦 23/济南17三种F1杂交种，结果表明：三种F1大田表现均一样，无论株型长相、抗病抗逆性，还是大田产量都无差别。这一验证试验表明，利用两个同源近等基因系不育系的选育及杂交制种的技术路经可行，制种产量高，操作简便，经济效益显著高于利用同源蓝矮败不育系制种。其产量高、效益好，所生产的杂交一代F1的大田表现相同。 [0023] 实施例2：父母本错期播种实例A.制种组合黑马1号/青丰1号；实施使用的种质材料：黑马1号、青丰1号、蓝矮败乙、黑马1号蓝矮败、黑马1号蓝败。 [0024] B.黑马1号蓝矮败与同源黑马1号蓝败近等基因系的选育用黑马1号作为回交父本，对蓝矮败乙连续回交7代后，该蓝矮败群体则成为蓝矮败群体，从该黑马一号蓝矮败回交群体中，发现分离出的蓝败植株——则是黑马一号蓝败，秋播对该黑马一号蓝败单独种植、与同源黑马一号蓝矮败种植在同一隔离区内（仍然以黑马1号为回交父本）对比观察。观察结果，黑马一号蓝败比黑马一号蓝矮败抽穗早4天，颖壳开张早 3天，植株显著高大，高34厘米，单株成穗多1.3个，单株生物产量与籽粒产量均大幅度高于黑马一号蓝矮败。 [0025] C.杂交种制种10月初收获玉米同步秸秆还田，撒施NPK三料（各15%）复合肥40Kg/亩与尿素10公斤/亩作底肥，然后深耕并旋耕2遍，使用扶垄器起畦埂做畦，畦面宽130cm、畦埂宽50cm、畦埂高 20cm，完成施肥耕作整畦等播种前田间作业。上述田间作业结束后，在小畦畦内播种6行蓝败不育系——黑马1号蓝败，播种后大约一周齐苗， 11月初在畦埂上使用手推式宽幅单腿楼播种杂交组合父本青丰一号，父本播种量（折合纯作相当于）60万基本苗，父本播种后随即为分蘖期的蓝败不育系浇水（也为播种在畦埂上的父本造墒），大约11月中旬末父本齐苗。父母本均正常越冬，春季返青后不育系与父本生长发育正常，4月初浇水，结合浇水每亩撒施尿素30kg，清明节前后父母本陆续拔节，5月初父母本相继抽穗、开花（开颖）授粉，花期基本正常相遇，蓝败授粉结实良好，6月中旬制种田与当地大田小麦基本同期成熟收割，父母本分别收割脱粒、单收单放，计算产量，蓝败植株上收获籽粒折亩产723斤，经色选其中蓝粒181斤/亩，杂交种子542斤/亩，具有空间区位优势的父本青丰1好折1415斤/亩。与同父本（青丰1号）、同面积同行距、同父母本比例、同期播种，利用黑马1号蓝矮败为不育系制种对比，由于其花期相遇不好，蓝矮败植株所结种子，只有蓝败植株所结种子的一半左右，杂交制种亩产不到300斤，这充分显示了该专利方法的有效性。 [0026] D.试验验证我们种植了人工去雄杂交所得黑马1号/青丰1号杂交种与黑马1号蓝败/青丰1号、黑马 1号蓝矮败/青丰1号三种F1杂交种，观察其田间表现。结果表明：三种F1田间表现均一样，无论株型长相、抗病抗逆性，还是试验产量都无差别。这一验证试验表明，利用两个同源近等基因系不育系的选育及杂交制种的技术路经可行，制种产量高，操作简便，经济效益显著高于利用同源蓝矮败不育系制种。其产量高、效益好，所生产的杂交一代F1的大田表现相同。 [0027] 【实施实例中所用相关种质材料来源的说明】1、鲁麦23、济南17、黑马1号、青丰1号均为山东省审定品种； 2、本专利所利用的蓝矮败（代指的蓝矮败甲、蓝矮败乙、蓝矮败x），均为淄博爱民种业有限公司利用偏春性蓝矮败97-866（我们与四川凉山彝族自治州西昌农科所合作协议有条件获得）种质，历经多年多世代遗传背景的冬性化转育育成的蓝矮败不育系（可有条件有偿转让获得）。 [0028] 3、鲁麦23蓝矮败、黑马1号蓝矮败、均为淄博爱民种业有限公司利用鲁麦23、黑马1号做回交父本对相应的蓝矮败连续回交转育而成；鲁麦23蓝败、黑马1号蓝败是从鲁麦23蓝矮败、黑马1号蓝矮败中选育而成的近等基因系蓝败种质。（可有条件有偿转让获得）。 [0029] 以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例应用于其它领域，但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。