CN111631131A - 1年3代加速强冬性小麦杂交育种进程的方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于农业科研技术，是一种1年3代加速强冬性小麦杂交育种进程的方法，主要包括：根据目标配置优良杂交组合，产生种子F₁代培育至第三年6月产生F3代种子；第三年7月下旬将种子F₃代种下，进行为期10‑14d的低温2‑4℃脱春化处理及培养，培养至11月初籽粒灌浆成熟脱粒收获；将收获的种子按上述方法，经过100‑120d培养至第四年3月下旬脱粒收获；将收获的F₅种子按上述方法，经过100‑120d培养至第四年8月初脱粒收获等等。本发明经济实用，将强冬性小麦生育期通过人工春化处理和室内培养种植技术大幅度缩减至100‑120d，达到了在新疆本地1年3代加速强冬性小麦杂交育种进程的目的。

Description

1年3代加速强冬性小麦杂交育种进程的方法

技术领域

本发明属于农业科研技术，涉及领域属于作物育种学领域。尤其是一种1年3代加速强冬性小麦杂交育种进程的方法。

背景技术

小麦杂交育种是目前小麦新品种选育工作中普遍采用的主要育种方法。

目前强冬性小麦杂交育种中后代材料在大田自然条件下通常一个种植年度只能繁殖1代，育种后代性状基因纯合速度较慢，性状稳定时间较长，这也是强冬性小麦等作物杂交育种一般最快需要经过8-10年才能培育出一个新品种的原因。国内小麦育种单位为加速育种进程常采用“南繁北育”的方式加速育种进程，由于强冬性小麦生育期较长，在新疆当年9月下旬种植，来年7月初收获，对于强冬性小麦采用“南繁北育”方式加速育种进程较为困难。

目前与本发明提供方法接近的已有技术,是毕建杰等的利用气象条件冬小麦杂交后代一年加代3-4代的方法，申请(专利)号：CN201210060601.2，该方法首先将杂种当代F₀打破休眠处理，在田间用遮阳网1-2层遮荫育种收获F₁代，在室外自然条件下盆栽种子F₁，以此获取种子F₂代，利用F₂代小麦种子育种获取种子F₃代，最后利用种子F₃代在北方海拔1500米的山顶育种，获取小麦种子F₄代。毕建杰发明的技术针对的是冬性较弱的冬小麦品种，且绝大部分的培养过程是利用室外自然条件进行培养，由于采用外界自然气象条件使冬小麦完成生活周期，因此该方法培养冬小麦受较多不确定的外界环境因素限制，冬小麦培养受自然条件影响较大。如外界温度、光照以及突发灾害性天气都会对冬小麦培养产生不良影响，若严重时会造成培养冬小麦植株死亡。而本发明提供的方法完全是针对强冬性小麦，完全在新疆本地利用室内可控条件下进行，实现强冬性小麦1年3代，加速强冬性小麦杂交育种后代基因纯合速度，使育种后代的性状快速稳定。

发明内容

本发明的目的在于提供一种操作简便、程序可控、经济实用，能够突破强冬性小麦室内培养技术难点和瓶颈，将强冬性小麦生育期由田间自然生长的255-280d，通过人工春化处理和室内培养种植技术大幅度缩减至100-120d，实现了在新疆本地1年3代加速强冬性小麦杂交育种进程的方法。

本发明公开了一种1年3代加速强冬性小麦杂交育种进程的方法，主要包括以下操作步骤：

第一步：根据高产、优质、多抗、高效的强冬性小麦育种目标配置优良杂交组合，产生种子F₁代；于当年9月中下旬将种子F₁代点播种植于小麦育种田，于第二年7月初收获种子F₂代；并于当年9月中下旬将种子F₂代点播种植于小麦育种田，第三年6月中旬对F₂群体根据育种目标的农艺性状进行田间单株选择，将中选的单穗收获脱粒收获种子F₃代；

第二步：第三年7月下旬将中选收获的种子F₃代单穗籽粒，进行为期10-14d的低温2-4℃脱春化处理培养：

在培养皿中进行0.1％砷汞消毒后进行萌发，籽粒露白后放入冰箱冷藏室，进行为期10-14d的低温2-4℃脱春化处理培养，低温培养期间最初的1-2d加入0.3％H₂0₂，2-3ml/皿有助于强冬性小麦加速脱春化进程；低温脱春化培养期间每隔2-3d，将培养皿中幼苗用蒸馏水反复冲洗1-2遍，加霍格兰营养液培养；将脱春化后的幼苗移栽至盆口直径15-18cm的塑料花盆中，每盆播种8-10株，播种深度3-5cm，播种后的花盆放在室内培养室培养，用植物培养的红蓝冷光源设置每24h光照时间12-16h，温度20-25℃、湿度55-65％培养；培养至分蘖期，植株高度约10-15cm高，每株一般保留2-3个健壮分蘖，其余分蘖从根部剪除；每隔12-14d施氮磷钾复合肥一次，培养至11月初籽粒灌浆成熟，在每一盆中选择长势最好的1个植株将其主茎单穗进行脱粒收获；

将收获的F₄单穗籽粒按上述方法，经过100-120d培养至第四年3月下旬中选主茎单穗进行脱粒收获；

将收获的F₅单穗籽粒按上述方法，经过100-120d培养至第四年8月初中选主茎单穗进行脱粒收获；

第三步：第四年9月下旬将中选收获的F₆单穗籽粒，继续利用上述第二步方法再经过1年温室内培养至F₉后种植于育种田进行田间农艺性状综合选择鉴评；或者将F₆单穗籽粒种植于育种田，进行田间农艺性状综合选择鉴评。

经过上述技术方案对强冬性小麦杂交育种进程，从杂交组合配置至F₆只需要4年，到F₉只需要5年时间。而正常情况下从杂交组合配置至F₆需要6年，到F₉需要9年时间。下面以本发明技术与田间条件下强冬性小麦育种进程的对比表，来说明本发明技术优点。

表1强冬性小麦1年3代加速杂交育种进程与正常杂交育种进程对比表

由上表中可知，强冬性小麦杂交育种进程中利用1年3代技术，从杂交组合配置至F₉只需要5年时间，相当于田间自然生长时间55.6％，从育种进程各阶段分析，对于F₃-F₅后代***形成稳定的关键阶段只需要1年时间就能完成，相当于田间自然生长时间33.3％，大幅缩短后代***基因纯合及性状稳定的时间，大大加快了育种进程。

强冬性小麦全生育期较长,新疆地区一般为250-280d左右，因此通过常规杂交育种的方法选育强冬性小麦新品种的育种周期较为漫长，一般最快也需要8-10年时间，而且强冬性小麦1个种植年度只能生长繁殖1代，杂交后代材料基因纯合速度较慢且性状稳定时间较长。

本发明技术就是针对强冬性小麦杂交育种周期漫长，杂交后代基因纯合速度慢导致新品种育成速度较慢、周期长的问题。采用人工春化处理和室内培养技术相结合的方法，可大幅度缩短强冬性小麦全生育期，在新疆当地实现了强冬性小麦1年3代，免除了小麦育种工作，常采用的南繁(冬季利用云南、海南等地温暖气候加繁1代)北育(夏季正常在北方正常繁殖育种材料)的方法加速世代进程舟车劳顿的艰辛，在新疆当地大大加速了强冬性小麦杂交育种进程。

与现有技术相比,本发明提供一种方法,操作简便、程序可控、经济实用，能够突破强冬性小麦室内培养技术难点和瓶颈，将强冬性小麦生育期由田间自然生长的255-280d，通过人工春化处理和室内培养种植技术大幅度缩减至100-120d，达到了在新疆本地1年3代加速强冬性小麦杂交育种进程的目的。

具体实施方式

下面以强冬性小麦为例详细说明本发明技术的具体实施方案：

1、根据高产、优质、多抗、高效的强冬性小麦育种目标配置优良杂交组合，产生种子F₁代，于当年9月中下旬将种子F₁代点播种植于小麦育种田，于第二年7月初收获种子F₂代。

2、第二年9月中下旬将种子F₂代点播种植于小麦育种田，第三年6月中旬对F₂群体根据育种目标的农艺性状进行田间单株选择，将中选的单穗收获脱粒后进行编号形成***。

3、第三年7月下旬将中选收获的F₃单穗籽粒，在培养皿中进行0.1％砷汞消毒后进行萌发，籽粒露白后放入冰箱冷藏室，进行为期10-14d的低温2-4℃脱春化处理培养。低温培养期间最初的1-2d加入0.3％H₂0₂，2-3ml/皿有助于强冬性小麦加速脱春化进程。低温脱春化培养期间每隔2-3d，将培养皿中幼苗用蒸馏水反复冲洗1-2遍，加霍格兰营养液培养有利于形成壮苗。将脱春化后的幼苗移栽至盆口直径15-18cm的塑料花盆中，每盆播种8-10株，播种深度3-5cm，播种后的花盆放在室内培养室培养，用市售植物培养的红蓝冷光源设置光照时间12-16h(每24h)，温度20-25℃、湿度55-65％培养。培养至分蘖期，植株高度约10-15cm高，每株一般保留2-3个健壮分蘖，其余分蘖从根部剪除。每隔12-14d施氮磷钾复合肥一次，也可根据盆中苗情长势长在浇水施肥方面做相应调整，培养至11月初籽粒灌浆成熟，在每一盆中选择长势最好的1个植株将其主茎单穗进行脱粒收获。

4、将收获的F₄单穗籽粒按上述方法进行脱春化处理和室内培养，经过100-120d培养至第四年3月下旬中选长势最好的1个植株将其主茎单穗进行脱粒收获。

5、将收获的F₅单穗籽粒按上述方法进行脱春化处理和室内培养，经过100-120d培养至第四年8月初中选长势最好的1个植株将其主茎单穗进行脱粒收获。

6、第四年9月下旬将中选收获的F₆单穗籽粒，可以继续利用上述方法再经过1年温室内培养至F₉后种植于育种田进行田间农艺性状综合选择鉴评；

7、第四年9月下旬也可以将F₆单穗籽粒种植于育种田，进行田间农艺性状综合选择鉴评。

本实施例中,强冬性小麦杂交育种进程中利用1年3代技术，从杂交组合配置至F₉只需要5年时间，相当于田间自然生长时间55.6％，从育种进程各阶段分析，对于F₃-F₅后代***形成稳定的关键阶段只需要1年时间就能完成，相当于田间自然生长时间33.3％，大幅缩短后代***基因纯合及性状稳定的时间，大大加快了育种进程。

Claims (1)

1.一种1年3代加速强冬性小麦杂交育种进程的方法，其特征在于主要包括以下操作步骤：

第一步：根据高产、优质、多抗、高效的强冬性小麦育种目标配置优良杂交组合，产生种子F₁代；于当年9月中下旬将种子F₁代点播种植于小麦育种田，于第二年7月初收获种子F₂代；并于当年9月中下旬将种子F₂代点播种植于小麦育种田，第三年6月中旬对F₂群体根据育种目标的农艺性状进行田间单株选择，将中选的单穗收获脱粒收获种子F₃代；

第二步：第三年7月下旬将中选收获的种子F₃代单穗籽粒，进行为期10-14d的低温2-4℃脱春化处理培养：

在培养皿中进行0.1％砷汞消毒后进行萌发，籽粒露白后放入冰箱冷藏室，进行为期10-14d的低温2-4℃脱春化处理培养，低温培养期间最初的1-2d加入0.3％H₂0₂，2-3ml/皿有助于强冬性小麦加速脱春化进程；低温脱春化培养期间每隔2-3d，将培养皿中幼苗用蒸馏水反复冲洗1-2遍，加霍格兰营养液培养；将脱春化后的幼苗移栽至盆口直径15-18cm的塑料花盆中，每盆播种8-10株，播种深度3-5cm，播种后的花盆放在室内培养室培养，用植物培养的红蓝冷光源设置每24h光照时间12-16h，温度20-25℃、湿度55-65％培养；培养至分蘖期，植株高度约10-15cm高，每株一般保留2-3个健壮分蘖，其余分蘖从根部剪除；每隔12-14d施氮磷钾复合肥一次，培养至11月初籽粒灌浆成熟，在每一盆中选择长势最好的1个植株将其主茎单穗进行脱粒收获；

将收获的F₄单穗籽粒按上述方法，经过100-120d培养至第四年3月下旬中选主茎单穗进行脱粒收获；

将收获的F₅单穗籽粒按上述方法，经过100-120d培养至第四年8月初中选主茎单穗进行脱粒收获；

第三步：第四年9月下旬将中选收获的F₆单穗籽粒，继续利用上述第二步方法再经过1年温室内培养至F₉后种植于育种田进行田间农艺性状综合选择鉴评；或者将F₆单穗籽粒种植于育种田，进行田间农艺性状综合选择鉴评。