CN108283114A - 一种高度耐寒性玉米种子的分子育种方法 - Google Patents

一种高度耐寒性玉米种子的分子育种方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高度耐寒性玉米种子的分子育种方法，涉及玉米育种技术领域。包括以下步骤；选地：选择形状规则的田地，并将土地分为两部分；土地平整；施加基肥；播种；芽前管理；植株管理；二次播种；新品种获得；种子筛选；基因改变；耐寒性种子获得。通过本发明的方法，提高了育种过程中的种子发芽成功率；同时通过分别进行去雄进而去雌处理，并通过对去雌植株进行人工授粉，提高了玉米新品种的育种速度和育种成功率。

Description

一种高度耐寒性玉米种子的分子育种方法
技术领域
本发明属于玉米育种技术领域，特别是涉及一种高度耐寒性玉米种子的分子育种方法。
背景技术
玉米是我国种植面积最大的粮食作物，其生产能力与我国粮食安全密切相关。培育高产稳产广适性玉米新品种是实现粮食不断增产的重要途径。玉米品种培育周期长，过程复杂，准确鉴定玉米新品种的丰产性、稳产性及区域适应性是玉米品种培育中的重要环节。
为保证育成品种的产量稳定性和广泛适应性，育种工作者需要在多年份、多地点对新品种(组合)进行评价。目前国内外对玉米新品种的评价多采用大范围的多点测验、设置逆境如高密度、低肥、干旱或者设置多逆境的复合胁迫等进行筛选评价，其关键在于对其抗逆性进行鉴定与评价。设置不同种植密度可以对品种的单株生产能力和综合抗逆性进行有效评价，但容易选育出对密度过度依赖型品种。多年多点测验可以主动寻求玉米生长季可能遇到的各种逆境条件，结果准确可靠，但由于不同生态区域、不同年际间的生态环境条件变化多端，试验数据相差悬殊，对鉴定结果影响较大，给育种者的选择和鉴定工作带来很大困难和偏差。且这些鉴定方法耗费大量人力、物力、财力，育种成本过高，非一般育种单位所能承受。一个品种从材料组配到进入生产，需要十多年的时间，品种选育周期长，主栽品种更新慢，难以满足生产及市场的发展需求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高度耐寒性玉米种子的分子育种方法，通过本发明的方法，提高了育种过程中的种子发芽成功率；同时通过分别进行去雄进而去雌处理，并通过对去雌植株进行人工授粉，提高了玉米新品种的育种速度和育种成功率。
为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明为一种高度耐寒性玉米种子的分子育种方法，包括如下步骤：
SS01、选地：选择占地面积介于0.5-3亩的形状规则的田地，并使用一隔离墙将土地分为两部分；
SS02、土地平整：1)土地晾晒后用除草喷雾对土地进行除草；2)对土地进行灌水浸泡，灌水至水位高于土地1-2cm；3)采用带有深松钩尖的深松铲深松土，深耕为40-60cm；4)旋耕犁对土地进行碎土，同时利用旋耕犁后方的拉杆将土地铺平；
SS03、施加基肥：1)向田地施加草木灰，并用油菜壳夹覆盖草木灰；2)用铧式犁对田地进行翻土、碎土和覆盖；3)向田地施加农家肥，并灌水至水位高于土地3-5cm进行浸泡；4)浸泡后晒干，向土地表面覆盖一层厚度为1-2cm的黑淤泥，继续将黑淤泥晒干；
SS04、播种：1)选用适宜当地种植，抗病虫、分蘖弱、抗倒、穗大、结实率高的优质、高产品种作为玉米母本；2)使用播种机在田地上进行播种，播种后喷施少量氮肥溶液；3)播种后通过喷雾器向田地喷水；
SS05、芽前管理：抛撒碎稻壳或碎豆荚对田地进行覆盖厚度介于0.5-2cm；夜晚使用薄膜对土地进行覆盖处理，白天打开覆盖薄膜，直至种子发芽；
SS06、植株管理：分别在芽期、拔节期、开花期、子粒形成期进行喷雾施肥；
其中，对其中一部分田地上的玉米进行去雄处理；对其中另一部分田地上的玉米进行去雌性处理；
SS07、种子收集：收集经去雄处理的玉米种子作为F1代母本，收集经去雌处理的玉米种子作为F1代父本；
SS07、二次播种：分别将F1代母本和F1代父本播种，采收F1代父本植株的花粉对F1代母本的植株进行人工授粉；
SS08、新品种获得：经过多点试种、筛选，得到玉米新品种；
SS09、种子筛选：筛选出两份带有稳定耐冷QTL的单染色体片段代换系S1和S2；标记PSM1和PSM2与单染色体片段代换系S1携带的耐冷QTLqCTS-6紧密连锁，标记RM17和PSM3与单染色体片段代换系S2携带的耐冷QTLqCTS-12紧密连锁；
SS10、基因改变：将筛选得到的带有稳定耐冷QTL的单染色体片段代换系S1和S2进行杂交，利用耐冷QTLqCTS-6和qCTS-12紧密连锁的标记对聚合系的F1、F2、F3代群体进行跟踪筛选有目标基因型的株系，在F2或F3代得到纯合的耐冷QTL聚合系；
SS11、耐寒性种子获得：将获得的聚合系进行目标生长发育时期的耐冷性评价，筛选得到耐冷性显著提高的优良水稻品系。
进一步地，所述SS01选地中使用的隔离墙为一使用土筑起来的高度为50cm的隔离垄，其中所述隔离垄相邻两侧的播种间距为2-3m。
进一步地，所述SS02土地平整中使用的除草喷雾中除草剂采用酰胺类除草剂，所述酰胺类除草剂包括乙草胺或甲草胺或丁草胺或异丙甲草胺或异丙草胺；所述除草剂的用量为60-80g/亩。
进一步地，所述SS03施加基肥中，所述草木灰的用量为20-50kg/亩；所述油菜壳夹的用量为200-500kg/亩；所述农家肥的用量为400-800kg/亩。
进一步地，所述SS06植株管理中喷雾施肥的氮钾磷总含量介于20-60g/L。
本发明具有以下有益效果：
本发明通过本发明的方法，提高了育种过程中的种子发芽成功率；同时通过分别进行去雄进而去雌处理，并通过对去雌植株进行人工授粉，提高了玉米新品种的育种速度和育种成功率；本发明的分子育种方法通过分子标记辅助选择，从传统的对特定时期的耐冷性表型鉴定和选择改进为对基因型的选择，基因型的选择可以在早期进说行，不受生育期的限制，因此，这种耐冷性育种新方法提高了育种的效率和准确性。
当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
具体实施方式
下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明为一种高度耐寒性玉米种子的分子育种方法，包括如下步骤：
SS01、选地：选择占地面积介于0.5-3亩的形状规则的田地，并使用一隔离墙将土地分为两部分；
SS02、土地平整：1)土地晾晒后用除草喷雾对土地进行除草；2)对土地进行灌水浸泡，灌水至水位高于土地1-2cm；3)采用带有深松钩尖的深松铲深松土，深耕为40-60cm；4)旋耕犁对土地进行碎土，同时利用旋耕犁后方的拉杆将土地铺平；
SS03、施加基肥：1)向田地施加草木灰，并用油菜壳夹覆盖草木灰；2)用铧式犁对田地进行翻土、碎土和覆盖；3)向田地施加农家肥，并灌水至水位高于土地3-5cm进行浸泡；4)浸泡后晒干，向土地表面覆盖一层厚度为1-2cm的黑淤泥，继续将黑淤泥晒干；
SS04、播种：1)选用适宜当地种植，抗病虫、分蘖弱、抗倒、穗大、结实率高的优质、高产品种作为玉米母本；2)使用播种机在田地上进行播种，播种后喷施少量氮肥溶液；3)播种后通过喷雾器向田地喷水；
SS05、芽前管理：抛撒碎稻壳或碎豆荚对田地进行覆盖厚度介于0.5-2cm；夜晚使用薄膜对土地进行覆盖处理，白天打开覆盖薄膜，直至种子发芽；
SS06、植株管理：分别在芽期、拔节期、开花期、子粒形成期进行喷雾施肥；
其中，对其中一部分田地上的玉米进行去雄处理；对其中另一部分田地上的玉米进行去雌性处理；
SS07、种子收集：收集经去雄处理的玉米种子作为F1代母本，收集经去雌处理的玉米种子作为F1代父本；
SS07、二次播种：分别将F1代母本和F1代父本播种，采收F1代父本植株的花粉对F1代母本的植株进行人工授粉；
SS08、新品种获得：经过多点试种、筛选，得到玉米新品种；
SS09、种子筛选：筛选出两份带有稳定耐冷QTL的单染色体片段代换系S1和S2；标记PSM1和PSM2与单染色体片段代换系S1携带的耐冷QTLqCTS-6紧密连锁，标记RM17和PSM3与单染色体片段代换系S2携带的耐冷QTLqCTS-12紧密连锁；
SS10、基因改变：将筛选得到的带有稳定耐冷QTL的单染色体片段代换系S1和S2进行杂交，利用耐冷QTLqCTS-6和qCTS-12紧密连锁的标记对聚合系的F1、F2、F3代群体进行跟踪筛选有目标基因型的株系，在F2或F3代得到纯合的耐冷QTL聚合系；
SS11、耐寒性种子获得：将获得的聚合系进行目标生长发育时期的耐冷性评价，筛选得到耐冷性显著提高的优良水稻品系。
优选地，SS01选地中使用的隔离墙为一使用土筑起来的高度为50cm的隔离垄，其中隔离垄相邻两侧的播种间距为2-3m。
优选地，SS02土地平整中使用的除草喷雾中除草剂采用酰胺类除草剂，酰胺类除草剂包括乙草胺或甲草胺或丁草胺或异丙甲草胺或异丙草胺；除草剂的用量为60-80g/亩。
优选地，SS03施加基肥中，草木灰的用量为20-50kg/亩；油菜壳夹的用量为200-500kg/亩；农家肥的用量为400-800kg/亩。
优选地，SS06植株管理中喷雾施肥的氮钾磷总含量介于20-60g/L。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (4)

1.一种高度耐寒性玉米种子的分子育种方法，其特征在于，包括如下步骤：
SS01、选地：选择占地面积介于0.5-3亩的形状规则的田地，并使用一隔离墙将土地分为两部分；
SS02、土地平整：1)土地晾晒后用除草喷雾对土地进行除草；2)对土地进行灌水浸泡，灌水至水位高于土地1-2cm；3)采用带有深松钩尖的深松铲深松土，深耕为40-60cm；4)旋耕犁对土地进行碎土，同时利用旋耕犁后方的拉杆将土地铺平；
SS03、施加基肥：1)向田地施加草木灰，并用油菜壳夹覆盖草木灰；2)用铧式犁对田地进行翻土、碎土和覆盖；3)向田地施加农家肥，并灌水至水位高于土地3-5cm进行浸泡；4)浸泡后晒干，向土地表面覆盖一层厚度为1-2cm的黑淤泥，继续将黑淤泥晒干；
SS04、播种：1)选用适宜当地种植，抗病虫、分蘖弱、抗倒、穗大、结实率高的优质、高产品种作为玉米母本；2)使用播种机在田地上进行播种，播种后喷施少量氮肥溶液；3)播种后通过喷雾器向田地喷水；
SS05、芽前管理：抛撒碎稻壳或碎豆荚对田地进行覆盖厚度介于0.5-2cm；夜晚使用薄膜对土地进行覆盖处理，白天打开覆盖薄膜，直至种子发芽；
SS06、植株管理：分别在芽期、拔节期、开花期、子粒形成期进行喷雾施肥；
其中，对其中一部分田地上的玉米进行去雄处理；对其中另一部分田地上的玉米进行去雌性处理；
SS07、种子收集：收集经去雄处理的玉米种子作为F1代母本，收集经去雌处理的玉米种子作为F1代父本；
SS07、二次播种：分别将F1代母本和F1代父本播种，采收F1代父本植株的花粉对F1代母本的植株进行人工授粉；
SS08、新品种获得：经过多点试种、筛选，得到玉米新品种；
SS09、种子筛选：筛选出两份带有稳定耐冷QTL的单染色体片段代换系S1和S2；标记PSM1和PSM2与单染色体片段代换系S1携带的耐冷QTLqCTS-6紧密连锁，标记RM17和PSM3与单染色体片段代换系S2携带的耐冷QTLqCTS-12紧密连锁；
SS10、基因改变：将筛选得到的带有稳定耐冷QTL的单染色体片段代换系S1和S2进行杂交，利用耐冷QTLqCTS-6和qCTS-12紧密连锁的标记对聚合系的F1、F2、F3代群体进行跟踪筛选有目标基因型的株系，在F2或F3代得到纯合的耐冷QTL聚合系；
SS11、耐寒性种子获得：将获得的聚合系进行目标生长发育时期的耐冷性评价，筛选得到耐冷性显著提高的优良水稻品系。
2.根据权利要求1所述的一种高度耐寒性玉米种子的分子育种方法，其特征在于，所述SS02土地平整中使用的除草喷雾中除草剂采用酰胺类除草剂，所述酰胺类除草剂包括乙草胺或甲草胺或丁草胺或异丙甲草胺或异丙草胺；所述除草剂的用量为60-80g/亩。
3.根据权利要求1所述的一种高度耐寒性玉米种子的分子育种方法，其特征在于，所述SS03施加基肥中，所述草木灰的用量为20-50kg/亩；所述油菜壳夹的用量为200-500kg/亩；所述农家肥的用量为400-800kg/亩。
4.根据权利要求1所述的一种高度耐寒性玉米种子的分子育种方法，其特征在于，所述SS06植株管理中喷雾施肥的氮钾磷总含量介于20-60g/L。
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