CN113892428A - 一种冬小麦异地加代繁育方法 - Google Patents

一种冬小麦异地加代繁育方法 Download PDF

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宋健民
曹新有
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刘成
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    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01H—NEW PLANTS OR NON-TRANSGENIC PROCESSES FOR OBTAINING THEM; PLANT REPRODUCTION BY TISSUE CULTURE TECHNIQUES
    • A01H1/00—Processes for modifying genotypes ; Plants characterised by associated natural traits
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Abstract

本发明提供了一种冬小麦异地加代繁育方法，包括以下步骤：A、于第一年10月上中旬在黄淮麦区大田播种第N世代的冬小麦种子，自然春化后挖出带根幼苗；B、将步骤A中挖出的带根幼苗移栽至海南省大田，根据育种目标进行株系选择，成熟后收获第N+1世代的种子；C、于次年将第N+1世代的种子顶凌播种于辽源地区大田中，根据育种目标进行株系选择，7月中下旬小麦成熟后收获第N+2世代的种子；所述N为自然数。本发明的方法很容易地使传统育种的一年一代改为一年二代，缩短育种年限，提高育种效率，主要体现在：1)简单快速经济，技术难度低，无需特殊设施，简单易行，需要的人力物力少；2)加代的植株无需人工低温春化，既操作简便。

Description

一种冬小麦异地加代繁育方法
技术领域
本发明属于作物育种领域，具体涉及一种冬小麦异地加代繁育方法。
背景技术
小麦是人类的主粮之一，在世界上广泛种植，随着人口的增长和生活水平的不断提高，小麦需求量不断增加。黄淮冬麦区冬小麦是跨年度生长的作物，生育期长，其间经过低温春化及光照阶段，才能正常开花结实。一般每年只能种植选育一代，小麦常规杂交育种是通过对亲本组合杂交，在分离的后代进行个体选择，最后获得目标材料的方法，冬小麦常规杂交育种选育稳定的株系一般需要8年左右的时间，前期的世代选育是育种材料加代的合适世代。
加代繁殖是人们运用一定的技术，缩短作物繁殖周期的方法，是提高选育进程，缩短育种年限的重要方法之一。常用方法有当地加代和异地加代两种方式。当地加代是利用温室或人工气候室等，将打破休眠或春化处理的小麦种植收获的方法。温室或人工气候室加代需要适宜的温度、湿度及光照，相应的硬件及技术要求较高，电费等投入成本也较高，植株不分孽或分蘖少，农艺性状与大田相差很多，很难进行农艺性状的选择。异地加代是利用异地自然地理条件来满足作物生长发育的要求，使其比在本地每年生长发育周期提升1次或多次的技术。传统的冬小麦异地加代是在异地直接播种，种植收获种子，播种前需要对种子打破休眠或春化处理，现有的冬小麦在海南加代繁殖的植株，收获的种子一般春化处理后再种到当地或异地，这种情况下，种子很难分蘖，或分蘖少，生长发育受到一定的影响，很难进行农艺性状的选择，加代效果不理想。在海南加代后收获的种子，带回当地播种，种子打破休眠或春化处理，也需要投入较多的人力物力，很难进行大规模的种植选育。
加快小麦育种进程还有小麦单倍体育种、花药培养等一些其他方法，如小麦单倍体育种，可显著缩短育种年限，但需要小麦和玉米的花期相遇，后期幼胚培养及加倍处理的技术高，成本大，后代群体小，很难获得优良纯系的材料。花药培养是利用培养基诱导花药产生愈伤组织后产生单倍体苗，再通过化学药剂处理进行加倍从而获得双单倍体材料的方法，要求的技术和成本都较高，获得单倍体苗及双单倍体材料的频率也很低。
发明内容
针对以上问题，本发明提供一种冬小麦异地加代繁育方法，包括以下步骤：
A、于第一年10月上中旬在黄淮麦区大田播种第N世代的冬小麦种子，自然春化后挖出带根幼苗；
B、将步骤A中挖出的带根幼苗移栽至海南省大田，根据育种目标进行株系选择，成熟后收获第N+1世代的种子；
C、于次年将第N+1世代的种子顶凌播种(即冻土融化以前播种)于辽源地区大田中，根据育种目标进行株系选择，7月中下旬小麦成熟后收获第N+2世代的种子；
所述N为自然数。
上述方法中，所述黄淮麦区可包括如下地区：山东省、河南省、河北省、天津、安徽省、陕西省、江苏省。
上述方法中，所述辽源地区可包括吉林省辽源市及与其纬度相同的其它地区。
上述方法中，所述播种为点播或条播，以便进行大量繁种。
上述方法中，步骤A中所述带根幼苗可有5个以上分蘖。
上述方法中，将步骤A中挖出的带根幼苗移栽至海南省要在5天之内完成。
上述方法中，所述将步骤A中挖出的带根幼苗移栽至海南包括对所述带根幼苗进行根部清理和包装再运至海南的步骤。所述根部清理为将根部大部分泥土去掉，尽量保留根系完整。所述包装为将根部清理后的带根幼苗装入塑料袋并标记相应的名称或编号，放入包装箱。
上述方法中，步骤B所述移栽的时间为第一年12月中旬。
上述方法中，步骤B所述移栽还包括灌水保湿的步骤。
上述方法中，所述育种目标根据育种需求制定。可为观测如下农艺性状中的至少一种：株高、穗型、株行叶相、抽穗期、开花期和抗病性(如白粉病、叶锈病)，选择农艺性状优良的单株。所述选择农艺性状优良的单株具体可为选择矮杆大穗、结实性好、株型叶相好和/或抗病性好的优良单株。
上述方法中，所述收获第N+1世代的种子，还包括将种子邮寄或托运至辽源地区。
上述方法中，步骤C所述播种，具体可为条播。
上述方法中，步骤C所述播种，还包括覆盖地膜的步骤，待小麦幼苗长至3叶一心时掀开地膜，自然完成春化阶段。
上述方法中，所述第N世代具体可为F1代或其以上的世代，如F1代、F2代、 F3代、F4代或F5代等。
上述方法中，所述冬小麦的品种为冬性品种或半冬性品种。
上述方法在小麦育种或种子繁育中的应用也属于本发明的保护范围。
本发明与现有技术中的加代方法相比，效率提高明显，主要体现在：1)简单快速经济，技术难度低，无需特殊设施，简单易行，需要的人力物力少；2)加代的植株无需人工低温春化，既操作简便。本发明建立起一套简便快捷高效加代繁育方法，很容易地使传统育种的一年一代改变为一年二代，缩短了育种年限，提高了育种效率，3 年可选育稳定的株系。也可快速繁殖大量种子。本发明的优点具体如下：1、不需要人工气候室或温室条件，完全在大田自然条件下进行加代选择。2、不需要通过室内低温春化处理，完全依靠自然低温条件使小麦通过春化阶段。3、实现单株综合农艺性状的选择。4、植株生长发育与黄淮麦区错开，有充足的的时间进行农艺性状选择。5、利用异地充足的土地条件，进行大规模的种植加代或种子繁育。6、土地资源充足，无其他物资及技术投入，成本低廉。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述，给出的实施例仅为了阐明本发明，而不是为了限制本发明的范围。以下提供的实施例可作为本技术领域普通技术人员进行进一步改进的指南，并不以任何方式构成对本发明的限制。
下述实施例中的实验方法，如无特殊说明，均为常规方法。下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
实施例1、鉴定材料2019J209的异地加代提纯
鉴定材料2019J209(组合济麦22/50222，是以济麦22为母本，以50222为父本杂交后，连续自交选育得到株系)的F7代种子为实验材料进行异地加代提纯试验。 2019J209为冬小麦，在黄淮麦区(例如济南)大田种植的冬性和半冬性品种在12月上旬均能自然通过春化。
在本实施例中，所述黄淮地区为山东省济南市，具体在山东省农业科学院试验基地。
在本实施例中，所述海南，具体在海南省三亚市崖城试验站。
在本实施例中，所述辽源地区为吉林省辽源市，具体在辽源市东丰县横道河镇试验地。
本实施例采用本发明的冬小麦异地大量加代繁育方法，具体步骤如下：
A、于第一年10月上中旬在黄淮麦区大田播种F7代(第N世代)的冬小麦种子，自然春化后挖出带根幼苗。具体为：
秋播种植于2019年10月5日进行，在位于黄淮麦区的山东省农业科学院作物研究所试验地选择土地平整、肥力均匀、具有良好排灌***的试验地作为试验用地。将 F7代(第N世代)实验材料的种子以机器点播1500-2000株，行长400cm，行距为33cm，株距为8cm。按常规方法进行管理。
挖苗于2019年12月14日进行，此时土壤处于封冻的状态，小麦苗已完全通过春化阶段，每个单株平均5-9个分蘖。将麦苗按品系铲挖出带根幼苗，敲掉根部大部分泥土，尽量保留根系完整，将根部清理后的带根幼苗装入塑料袋，系扣，留有一定的空隙，同时在袋子中放入标记名称的标签，并在袋子上标记好相应编号，装入纸箱，邮寄空运到海南三亚市崖城试验站进行移栽。
B、将步骤A中挖出的带根幼苗移栽至海南省大田，根据育种目标进行株系选择，成熟后收获F8代的种子(第N+1世代的种子)。具体为：
幼苗大田移栽时间为2019年12月17日，海南三亚市崖城试验站选择土地平整，土壤肥力均匀，具有良好排灌***的地块作为移栽用地。整地开沟，将空运的麦苗尽快移栽到大田里。所述移栽的行长根据地块调整，行距30cm，株距15cm。
移栽后立即浇水保墒，移栽后一周内保持土壤湿润，确保移栽麦苗的成活。麦苗缓苗成活后及时中耕除草、施肥浇水及防治病虫害等，确保植株发育良好。
移栽后一周后麦苗开始起身，移栽后35天左右开始抽穗开花，于2020年2月2 日(处于灌浆期)，开始进行单株选择，拔掉杂株及不一致植株，保留穗大、抗倒、矮杆的植株。
于2020年2月22日，栽种两个月后开始选择收获单株，将灌浆期选择的单株的重新选一遍，保留抗病、较好株高矮，子粒饱满的单株。将收获的单株单独脱粒、单独储存，得到F8代的种子(第N+1世代的种子)，立即将种子邮寄托运至辽源早春播种。
C、于次年将F8代的种子(第N+1世代的种子)顶凌播种于辽源地区大田中，根据育种目标进行株系选择，7月中下旬小麦成熟后收获F9代的种子(第N+2世代的种子)。具体为：
2020年3月15日，在吉林省辽源市东丰县横道河镇试验地，土壤处于夜冻昼消的状态，土壤3厘米以下还有冻层，打破冻层，机器开沟，破凌播种，条播F8代的种子(第N+1世代的种子)，播种深度3-5厘米，撒播到沟内。行长800cm，每个单株的种子播种1行，株距30cm。播种后用塑料薄膜覆盖，保持土壤水分、温度。
在2020年4月9日前后，幼苗长至3叶一心，揭去全部塑料膜，使其自然生长，幼苗逐渐分蘖发育，依靠早春低温使麦苗通过春化。
保证土壤墒情，防旱排涝，除草施肥，促进分蘖，培育壮苗。2020年6月初开始起身拔节，6月中下旬孕穗扬花。于2020年7月上旬进行初选，去掉杂株、弱株、病株。
于2020年7月26日成熟时再次选择并进行单行收获，得到F9代的种子(第N+2 世代的种子)。
结合田间表现、室内籽粒考种情况，2019J209选择株系26个，参加团队的鉴定试验。
实施例2、鉴定材料济麦4066的异地加代提纯
鉴定材料济麦4066(组合济麦22/舜麦1718，是以济麦22为母本，以舜麦1718 为父本杂交后，自交选育得到的稳定株系)的F10代种子为实验材料进行异地加代提纯试验。济麦4066为冬小麦，在黄淮麦区(例如济南)大田种植的冬性和半冬性品种在12月上旬均能自然通过春化。
在本实施例中，所述黄淮地区为山东省济南市，具体在山东省农业科学院试验基地。
在本实施例中，所述海南，具体在海南省三亚市崖城试验站。
在本实施例中，所述辽源地区为吉林省辽源市，具体在辽源市东丰县横道河镇试验地。
本实施例采用本发明的冬小麦异地大量加代繁育方法，具体步骤如下：
A、于第一年10月上中旬在黄淮麦区大田播种F10代(第N世代)冬小麦种子，自然春化后挖出带根幼苗。具体为：
秋播种植于2019年10月5日进行，在位于黄淮麦区的山东省农业科学院作物研究所试验地选择土地平整、肥力均匀、具有良好排灌***的试验地作为试验用地。将 F10代(第N世代)实验材料的种子以机器点播1500-2000株，行长400cm，行距为 33cm，株距为8cm。按常规方法进行管理。
挖苗于2019年12月14日进行，此时土壤处于封冻的状态，小麦苗已完全通过春化阶段，每个单株平均5-9个分蘖。将麦苗按品系铲挖出带根幼苗，敲掉根部大部分泥土，尽量保留根系完整，将根部清理后的带根幼苗装入塑料袋，系扣，留有一定的空隙，同时在袋子中放入标记名称的标签，并在袋子上标记好相应编号，装入纸箱，邮寄空运到海南三亚市崖城试验站进行移栽。
B、将步骤A中挖出的带根幼苗移栽至海南省大田，根据育种目标进行株系选择，成熟后收获第N+1世代的种子。具体为：
幼苗大田移栽时间为2019年12月17日，海南三亚市崖城试验站选择土地平整，土壤肥力均匀，具有良好排灌***的地块作为移栽用地。整地开沟，将空运的麦苗尽快移栽到大田里。所述移栽的行长根据地块调整，行距30cm，株距15cm。
移栽后立即浇水保墒，移栽后一周内保持土壤湿润，确保移栽麦苗的成活。麦苗缓苗成活后及时中耕除草、施肥浇水及防治病虫害等，确保植株发育良好。
移栽后一周后麦苗开始起身，移栽后35天左右开始抽穗开花，于2020年2月2 日(处于灌浆期)，开始进行单株选择，拔掉杂株及不一致植株，保留穗大、抗倒、矮杆的植株。
于2020年2月22日，栽种两个月后开始选择收获单株，将灌浆期选择的单株的重新选一遍，保留抗病、较好株高矮，子粒饱满的单株。将收获的单株单独脱粒、单独储存，得到F11代种子(第N+1世代的种子)，立即将种子邮寄托运至辽源早春播种。
C、于次年将F11代种子(第N+1世代的种子)种子顶凌播种于辽源地区大田中，根据育种目标进行株系选择，7月中下旬小麦成熟后收获F12代种子(第N+2世代的种子)。具体为：
2020年3月15日，在吉林省辽源市东丰县横道河镇试验地，土壤处于夜冻昼消的状态，土壤3厘米以下还有冻层，打破冻层，机器开沟，破凌播种，条播F11代试验材料的种子，播种深度3-5厘米，撒播到沟内。行长800cm，每个单株的种子播种1 行，株距30cm。播种后用塑料薄膜覆盖，保持土壤水分、温度。
在2020年4月9日前后，幼苗长至3叶一心，揭去全部塑料膜，使其自然生长，幼苗逐渐分蘖发育，依靠早春低温使麦苗通过春化。
保证土壤墒情，防旱排涝，除草施肥，促进分蘖，培育壮苗。2020年6月初开始起身拔节，6月中下旬孕穗扬花。于2020年7月上旬进行初选，去掉杂株、弱株、病株。
于2020年7月26日成熟时再次选择并进行单行收获，得到F12代种子(第N+2 世代的种子)。
结合田间表现、室内籽粒考种情况，济麦4066选择株系31个，其中12个参加品比试验，品质指标达到强筋标准，有望参加山东省区域试验。
实施例3、高代材料LHS4129的异地加代提纯
高代材料LHS4129(济麦229/洲元9369，是以济麦229为母本，以洲元9369为父本杂交，后连续自交选育得到的高代材料)的F6代种子为实验材料进行异地加代提纯试验。济麦4066为冬小麦，在黄淮麦区(例如济南)大田种植的冬性和半冬性品种在12月上旬均能自然通过春化。
在本实施例中，所述黄淮地区为山东省济南市，具体在山东省农业科学院试验基地。
在本实施例中，所述海南，具体在海南省三亚市崖城试验站。
在本实施例中，所述辽源地区为吉林省辽源市，具体在辽源市东丰县横道河镇试验地。
本实施例采用本发明的冬小麦异地大量加代繁育方法，具体步骤如下：
A、于第一年10月上中旬在黄淮麦区大田播种第N世代的冬小麦种子，自然春化后挖出带根幼苗。具体为：
秋播种植于2019年10月5日进行，在位于黄淮麦区的山东省农业科学院作物研究所试验地选择土地平整、肥力均匀、具有良好排灌***的试验地作为试验用地。将 F6代(第N世代)实验材料的种子以机器点播1500-2000株，行长400cm，行距为33cm，株距为8cm。按常规方法进行管理。
挖苗于2019年12月14日进行，此时土壤处于封冻的状态，小麦苗已完全通过春化阶段，每个单株平均5-9个分蘖。将麦苗按品系铲挖出带根幼苗，敲掉根部大部分泥土，尽量保留根系完整，将根部清理后的带根幼苗装入塑料袋，系扣，留有一定的空隙，同时在袋子中放入标记名称的标签，并在袋子上标记好相应编号，装入纸箱，邮寄空运到海南三亚市崖城试验站进行移栽。
B、将步骤A中挖出的带根幼苗移栽至海南省大田，根据育种目标进行株系选择，成熟后收获F7代种子(第N+1世代的种子)。具体为：
幼苗大田移栽时间为2019年12月17日，海南三亚市崖城试验站选择土地平整，土壤肥力均匀，具有良好排灌***的地块作为移栽用地。整地开沟，将空运的麦苗尽快移栽到大田里。所述移栽的行长根据地块调整，行距30cm，株距15cm。
移栽后立即浇水保墒，移栽后一周内保持土壤湿润，确保移栽麦苗的成活。麦苗缓苗成活后及时中耕除草、施肥浇水及防治病虫害等，确保植株发育良好。
移栽后一周后麦苗开始起身，移栽后35天左右开始抽穗开花，于2020年2月2 日(处于灌浆期)，开始进行单株选择，选择大穗、矮杆、早熟、旗叶上冲、成穗多且抗倒的植株。
于2020年2月22日，栽种两个月后开始选择收获单株，将灌浆期选择的单株的重新选一遍，保留抗病、较好株高矮，子粒饱满的单株。将收获的单株单独脱粒、单独储存，得到F7代种子(第N+1世代的种子)，立即将种子邮寄托运至辽源早春播种。
C、于次年将F7代种子(第N+1世代的种子)的种子顶凌播种于辽源地区大田中，根据育种目标进行株系选择，7月中下旬小麦成熟后收获第N+2世代的种子。具体为：
2020年3月15日，在吉林省辽源市东丰县横道河镇试验地，土壤处于夜冻昼消的状态，土壤3厘米以下还有冻层，打破冻层，机器开沟，破凌播种，条播F7代种子 (第N+1世代的种子)试验材料的种子，播种深度3-5厘米，点播到沟内。行长800cm，每个单株的种子播种1行，株距10cm。播种后用塑料薄膜覆盖，保持土壤水分、温度。
在2020年4月9日前后，幼苗长至3叶一心，揭去全部塑料膜，使其自然生长，幼苗逐渐分蘖发育，依靠早春低温使麦苗通过春化。
保证土壤墒情，防旱排涝，除草施肥，促进分蘖，培育壮苗。2020年6月初开始起身拔节，6月中下旬孕穗扬花。于2020年7月上旬进行初选，选择矮杆、早熟、大穗、抗病性好、落黄好及成穗高的优良单株。
于2020年7月26日成熟时再次选择并进行单行收获，得到F8代种子(第N+2 世代的种子)。
结合田间表现、室内籽粒考种情况，LHS4129共保留45个株系的133个单株。
综上，本发明的方法很容易地使传统育种的一年一代改变为一年二代，缩短了育种年限，提高了育种效率，3年可选育稳定的株系，也可快速繁殖大量种子。发明人已利用该方法一年二代的方法，两年内提纯扩繁了多个参加试验的高代株系。
以上对本发明进行了详述。对于本领域技术人员来说，在不脱离本发明的宗旨和范围，以及无需进行不必要的实验情况下，可在等同参数和条件下，在较宽范围内实施本发明。虽然本发明给出了特殊的实施例，应该理解为，可以对本发明作进一步的改进。总之，按本发明的原理，本申请欲包括任何变更、用途或对本发明的改进，包括脱离了本申请中已公开范围，而用本领域已知的常规技术进行的改变。按以下附带的权利要求的范围，可以进行一些基本特征的应用。

Claims (10)

1.一种冬小麦异地加代繁育方法，其特征在于：包括以下步骤：
A、于第一年10月上中旬在黄淮麦区大田播种第N世代的冬小麦种子，自然春化后挖出带根幼苗；
B、将步骤A中挖出的带根幼苗移栽至海南省大田，根据育种目标进行株系选择，成熟后收获第N+1世代的种子；
C、于次年将第N+1世代的种子顶凌播种于辽源地区大田中，根据育种目标进行株系选择，7月中下旬小麦成熟后收获第N+2世代的种子；
所述N为自然数。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述黄淮麦区包括如下地区：山东省、河南省、河北省、天津、安徽省、陕西省、江苏省；所述辽源地区包括吉林辽源及与其纬度相同的其它地区。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：步骤A中所述带根幼苗有5个以上分蘖。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：将步骤A中挖出的带根幼苗移栽至海南省在5天之内完成。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：步骤B所述移栽的时间为第一年12月中旬。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：步骤C所述播种，具体为条播。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：步骤C所述播种，还包括覆盖地膜的步骤，待小麦幼苗长至3叶一心时掀开地膜，自然完成春化阶段。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：所述第N世代具体为F1代或其以上的世代。
9.根据权利要求1-8任一所述的方法，其特征在于：所述冬小麦的品种为冬性品种或半冬性品种。
10.权利要求1-9任一所述的方法在小麦育种或种子繁育中的应用。
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CN111248080A (zh) * 2020-02-20 2020-06-09 河南丰德康种业股份有限公司 一种冬小麦北育南繁一年三代加代育种方法

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