一种三系杂交小麦的制种方法、所制种子及其应用

摘要

本发明公开了三系杂交小麦的制种方法、所制种子及其应用，涉及杂交小麦育种技术领域，解决现有三系法杂交小麦制种过程制种效率低的问题。该制种方法利用了小麦具有春化生态差异的特性，包括以下步骤：步骤1.亲本组合：选择冬性不育系母本与春性恢复系父本组成亲本组合1；或选择春性不育系母本与冬性恢复系父本组成亲本组合2；步骤2.播种：将所述亲本组合1或亲本组合2的种子进行播种，其中所述春性恢复系父本的种子，或所述冬性恢复系父本的种子进行临冬播种，使种子以胚芽形态在土壤里越冬；步骤3.播种后进行田间管理；步骤4.小麦成熟后，统一收割，即得小麦杂交种子。

说明书

技术领域

本发明涉及杂交小麦育种技术领域，特别是涉及一种三系杂交小 麦的制种方法、所制种子及其应用。

背景技术

随着人口数量的进一步增加，人均耕地面积逐年减少，粮食安全 是人类面临的首要问题。小麦是世界上总产量最多，营养价值极高的 主要粮食作物，提高小麦产量，对世界粮食安全意义重大。杂种优势 是生物界中的一种普遍现象，利用小麦杂种优势是提高小麦产量的主 要措施之一。

而制约杂交小麦大面积应用的关键是缺乏一种高效简易的杂交小 麦制种技术体系。现有三系法杂交小麦制种技术，是父本恢复系、母 本不育系按不同比例分行播种。例如不育系母本与恢复系父本形成亲 本组合，按照2行父本，6、8或10行母本的方式种植，通过恢复系花 粉授予不育系，不育系植株上生产的种子即为杂交种。但为保证杂交 制种的质量，防止杂交种内混入恢复系种子，收获时，父、母本必须 分别收割。然而现在没有可以一次性同时分别收割父本和母本的收获 机械，只能先人工收割父本，再用收获机械收获母本。这样会导致收 获时间翻倍，制种成本很高，生产效率过低，严重制约了规模化、机 械化小麦杂交制种。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供一种三系杂交小麦的制种方法，主 要目的是解决现有三系法杂交小麦制种过程中收获时父、母本必须分 别收获，导致收获时间翻倍，制种成本很高，严重制约规模化、机械 化杂交制种的问题。

为了解决上述技术问题，本发明采用了如下技术方案：

一方面，本发明实施例提供了一种三系杂交小麦的制种方法，包 括以下步骤：

步骤1，亲本组合：选择冬性不育系母本与春性恢复系父本组成亲 本组合1；或选择春性不育系母本与冬性恢复系父本组成亲本组合2；

步骤2，播种：将所述亲本组合1或亲本组合2的种子进行播种， 其中所述春性恢复系父本的种子，或所述冬性恢复系父本的种子进行 临冬播种，使种子以胚芽形态在土壤里越冬；

步骤3，播种后进行田间管理；

步骤4，小麦成熟后，统一收割，即得小麦杂交种子。

上述步骤中临冬播种是指对于小麦，在秋季至少连续5天最低气 温的平均值为0～3℃时进行播种，使种子以胚芽形态在土壤里越冬， 进而使春性小麦的生育期提前或冬性小麦生育期延后。正常播种情况 下，春性小麦开花期比冬性小麦晚10～15天，所以要通过调整播期来 调节花期，提高授粉率。

如上所述的三系杂交小麦的制种方法，进一步，步骤2中：将所 述亲本组合1中的冬性不育系母本的种子与春性恢复系父本的种子混 合均匀，同期播种；上述方法使冬性不育系母本花期可以延迟7天左 右，春性恢复系父本花期提早7天左右，使二者花期相遇。

或将所述亲本组合2中的春性不育系母本的种子与冬性恢复系父 本的种子混合均匀，同期播种。上述方法使冬性恢复系父本花期可以 延迟7天左右，春性不育系母本花期提早7天左右，使二者花期相遇。

如上所述的三系杂交小麦的制种方法，进一步，步骤2中：所述 亲本组合1中的冬性不育系母本的种子与春性恢复系父本的种子混合 比例为80wt％～85wt％∶15wt％～20wt％；或所述亲本组合2中的春性 不育系母本的种子与冬性恢复系父本的种子混合使用比例为85wt％～ 90wt％∶10wt％～15wt％。

如上所述的三系杂交小麦的制种方法，进一步，步骤2中：将所 述亲本组合1中的冬性不育系母本的种子与春性恢复系父本的种子按 10～12行与2～4行交替间隔播种，且所述冬性不育系母本的种子正常 秋播；上述方法使春性恢复系父本花期提早7～10天左右，减少二者 花期时差。

或所述亲本组合2中的春性不育系母本的种子与冬性恢复系父本 的种子按10～12行与2～4行交替间隔播种，且所述春性不育系母本 的种子正常春播。上述方法使冬性恢复系父本花期可以延迟7～10天， 减少二者花期时差。

所述交替间隔播种的优选方式是，10行母本-2行父本-10行母本-2 行父本依次重复播种。

如上所述的三系杂交小麦的制种方法，进一步，所述恢复系父本 的成熟植株比不育系母本的成熟植株高8～15cm，这种组合的父本与 母本更佳有利于授粉的进行。或所述恢复系父本的成熟植株与不育系 母本的成熟植株等高。

如上所述的三系杂交小麦的制种方法，进一步，所述临冬播种的 播种深度为3～4cm，太深不利于麦苗春季出土，太浅则会导致越冬胚 芽冻死，影响出苗率。

如上所述的三系杂交小麦的制种方法，进一步，步骤3中所述田 间管理包括：幼苗二叶期提前灌水施肥促其壮苗早发。

如上所述的三系杂交小麦的制种方法，进一步，步骤3中所述田 间管理包括：人工辅助授粉，即在所述恢复系父本扬花散粉期间，在 每天上午9～12时，和/或下午4～6时，人工赶粉1～3次，连续3～7 天。

另一方面，本发明实施例提供了一种小麦杂交种子，由上述任意 一项方法制得。

另一方面，本发明实施例提供了上述小麦杂交种子的应用，所述 亲本组合1制得的小麦杂交种子以秋播方式使用；由于收获的杂交种 内包含少量春性恢复系父本种子，大田正常秋播，杂交种幼苗可安全 越冬，春性恢复系父本幼苗因抗寒性弱而越冬死亡。所述亲本组合2 制得的小麦杂交种子以春播方式使用；由于收获的杂交种内包含少量 冬性恢复系父本种子，大田正常春播，杂交种幼苗可以正常抽穗，冬 性恢复系父本幼苗因气温高不能通过春化阶段而不能抽穗。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

1、选择冬性不育系与春性恢复系，或春性不育系与冬性恢复系杂 交，充分利用了亲本之间的生态远缘杂交优势，扩大了强优势组合选 择优良亲本的范围。

2、利用小麦有冬性和春性两类低温春化生态类型、越冬性明显不 同的差异，使得所制备的杂交小麦成熟后用谷物收割机械一次性收获 杂交种子。能够取代传统的父、母本按不同行比播种、分别收获的方 式，收获效率高，能够提高制种效率，降低制种成本。

3、采用小麦临冬播种技术解决了冬性小麦与春性小麦杂交制种花 期不遇问题。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步详细描述，但不作为对本 发明的限定。

冬性小麦与春性小麦杂交是生态远缘杂交具有明显的杂种优势。 冬性不育系母本与春性恢复系父本组合的杂种一代秋播可以顺利越 冬，春性不育系母本与冬性恢复系父本组合的杂种一代春播可以正常 抽穗。

现有的杂交小麦育种技术中，如果采用冬性不育系母本与春性恢 复系父本形成亲本组合进行制种会存在以下问题：如果冬性不育系母 本与春性恢复系父本正常秋播，则春性恢复系父本幼苗因抗寒性弱而 越冬死亡。如果冬性不育系母本与春性恢复系父本春播，冬性不育系 幼苗因气温高不能通过春化阶段而不能抽穗。

以下实施例所用材料如下：

实施例1和实施例2：将新冬41(生产商为新疆农垦科学院)转 育为不育系新冬41A，作为冬性不育系母本；将新春35(生产商为新 疆农垦科学院)转育为恢复系新春35R，作为春性恢复系父本。

实施例3和实施例4：将新春38(生产商为新疆农垦科学院)转 育为不育系新春38A，作为春性不育系母本；将新冬17(生产商为新 疆农垦科学院)转育为恢复系新冬17R，作为冬性恢复系父本。

实施例1

实施例1的三系杂交小麦的制种方法包括以下步骤：

步骤1，强优势杂交组合亲本选配，选择冬性不育系母本新冬41A 与春性恢复系父本新春35R形成亲本组合；不育系植株高73cm，恢复 系植株高90cm。

步骤2，冬性不育系母本与春性恢复系父本播种，播种后进行田间 管理；冬性不育系母本与春性恢复系父本种子按85％∶15％的比例混 合，若播种量为225kg/hm²,则母本种子量为191.25kg/hm²，父本种子量 为33.75kg/hm²混合均匀。秋季白天最低气温稳定维持在0～3℃时，冬 性不育系和春性恢复系同期临冬播种。

正常播种情况下，春性恢复系父本新春35R开花期比冬性不育系 母本新冬41A抽穗期晚17天，所以要通过调整播期来调节花期，提高 授粉率。上述方法使冬性不育系母本花期可以延迟6天，春性恢复系 父本花期提早7天左右，使二者花期基本相遇。

表1实例1父、母本抽穗期

临冬播种。播种深度严格控制在3～4cm。以冬前能长出胚根 1.5cm～3.0cm，胚芽1.0cm～1.5cm，以胚芽形态在土壤里越冬为佳。

临冬播种管理。翌春出苗后，幼苗二叶期提前灌水施肥促其壮苗 早发。

人工辅助授粉。恢复系父本扬花散粉期间，每天有专人在上午9～ 12时，下午4～6时用机动喷雾器、竹竿赶粉2次，连续5～7天，从 而提高不育系母本的异交结实率。

步骤3，小麦成熟后，用谷物收割机械一次性收获杂交种。收获的 杂交种内包含少量春性恢复系父本种子，大田正常秋播，杂交种幼苗 可安全越冬，春性恢复系父本幼苗因抗寒性弱而越冬死亡。

实施例1的三系杂交小麦的制种方法过程中，冬性不育系母本与 春性恢复系父本种子按一定比例混合均匀，并同期临冬播种，与现有 技术中按照不同的行比分别种植的方式相比，具有采用谷物播种机一 次播种即可完成的优点，简化了播种程序，提高了播种效率。

实施例2

实施例2的三系杂交小麦的制种方法包括以下步骤：

步骤1，强优势杂交组合亲本选配，选择冬性不育系母本新冬41A 与春性恢复系父本新春35R形成亲本组合；不育系植株高73cm，恢复 系植株高90cm。

步骤2，冬性不育系母本与春性恢复系父本播种，播种后进行田间 管理；冬性不育系母本与春性恢复系父本按10:2行比种植，并且冬性 不育系母本正常秋播，留出父本行，待秋季白天最低气温稳定维持在 0～3℃时，春性恢复系父本再临冬播种。

正常播种情况下，春性恢复系父本新春35R开花期比冬性不育系 母本新冬41A抽穗期晚17天，所以要通过调整播期来调节花期，提高 授粉率。上述方法使冬性不育系母本花期可以延迟6天，春性恢复系 父本花期提早7天左右，使二者花期基本相遇。(表1)

临冬播种。播种深度严格控制在3～4cm。以冬前能长出胚根 1.5cm～3.0cm，胚芽1.0cm～1.5cm，以胚芽形态在土壤里越冬为佳。

临冬播种管理。翌春出苗后，幼苗二叶期提前灌水施肥促其壮苗 早发。

人工辅助授粉。恢复系父本扬花散粉期间，每天有专人在上午9～ 12时，下午4～6时用机动喷雾器、竹竿赶粉2次，连续5～7天，从 而提高不育系母本的异交结实率。

步骤3，小麦成熟后，用谷物收割机械一次性收获杂交种。收获的 杂交种内包含少量春性恢复系父本种子，大田正常秋播，杂交种幼苗 可安全越冬，春性恢复系父本幼苗因抗寒性弱而越冬死亡。

现有的杂交小麦育种技术中，选择春性不育系母本与冬性恢复系 父本形成亲本组合进行育种会存在以下问题：如果春性不育系母本与 冬性恢复系父本正常秋播，则春性不育系母本幼苗因抗寒性弱而越冬 死亡。如果春性不育系母本与冬性恢复系父本春播，冬性恢复系幼苗 因气温高不能通过春化阶段而不能抽穗。

实施例3

实施例3的三系杂交小麦的制种方法包括以下步骤：

步骤1，强优势杂交组合亲本选配，选择春性不育系母本新春38A 与冬性恢复系父本新冬17R形成亲本组合；不育系植株高90cm，恢复 系植株高90cm。

步骤2，春性不育系母本与冬性恢复系父本播种，播种后进行田间 管理；春性不育系母本与冬性恢复系父本种子按90％∶10％的比例混 合，若播种量为225kg/hm²,则母本种子量为202.5kg/hm²，父本种子量 为22.5kg/hm²混合均匀。秋季白天最低气温稳定维持在0～3℃时，春 性不育系母本和冬性恢复系父本同期临冬播种。

正常播种情况下，冬性恢复系父本新冬17R比春性不育系母本新 春38A抽穗期早10天，所以要通过调整播期来调节花期，提高授粉率。 上述方法使冬性恢复系父本花期可以延迟6天，春性不育系母本花期 提早7天左右，使二者花期基本相遇。

表2实例3父、母本抽穗期

临冬播种。播种深度严格控制在3～4cm。以冬前能长出胚根 1.5cm～3.0cm，胚芽1.0cm～1.5cm，以胚芽形态在土壤里越冬为佳。

临冬播种管理。翌春出苗后，幼苗二叶期提前灌水施肥促其壮苗 早发。

人工辅助授粉。恢复系父本扬花散粉期间，每天有专人在上午9～ 12时，下午4～6时用机动喷雾器、竹竿赶粉2次，连续5～7天，从 而提高不育系母本的异交结实率。

步骤3，小麦成熟后，用谷物收割机械一次性收获杂交种子。收获 的杂交种内包含少量冬性恢复系父本种子，大田正常春播，杂交种幼 苗可以正常抽穗，冬性恢复系父本幼苗因气温高不能通过春化阶段而 不能抽穗。

实施例3的三系杂交小麦的制种方法过程中，春性不育系母本与 冬性恢复系父本按一定比例混合均匀，并同期临冬播种，与现有技术 中按照不同的行比分别种植的方式相比，具有采用谷物播种机一次播 种即可完成的优点，简化了播种程序，提高了播种效率。

实施例4

实施例4的三系杂交小麦的制种方法包括以下步骤：

步骤1，强优势杂交组合亲本选配，选择春性不育系母本新春38A 与冬性恢复系父本新冬17R形成亲本组合；不育系植株高90cm，恢复 系植株高90cm。

步骤2，春性不育系母本与冬性恢复系父本播种，播种后进行田间 管理；春性不育系母本与冬性恢复父本系按10:2行比种植，秋季白天 最低气温稳定维持在0～3℃时，冬性恢复系父本临冬播种，留出母本 行，待次年正常春播春性不育系母本。

正常播种情况下，冬性恢复系父本新冬17R比春性不育系母本新 春38A抽穗期早10天，所以要通过调整播期来调节花期，提高授粉率。 上述方法使冬性恢复系父本花期可以延迟6天，春性不育系母本花期 提早7天左右，使二者花期基本相遇。(表2)

临冬播种。播种深度严格控制在3～4cm。以冬前能长出胚根 1.5cm～3.0cm，胚芽1.0cm～1.5cm，以胚芽形态在土壤里越冬为佳。

临冬播种管理。翌春出苗后，幼苗二叶期提前灌水施肥促其壮苗 早发。

人工辅助授粉。恢复系父本扬花散粉期间，每天有专人在上午9～ 12时，下午4～6时用机动喷雾器、竹竿赶粉2次，连续5～7天，从 而提高不育系母本的异交结实率。

步骤3，小麦成熟后，用谷物收割机械一次性收获杂交种子。收获 的杂交种内包含少量冬性恢复系父本种子，大田正常春播，杂交种幼 苗可以正常抽穗，冬性恢复系父本幼苗因气温高不能通过春化阶段而 不能抽穗。

以上实施例仅为本发明的示例性实施例，不用于限制本发明，本 发明的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本发明的 实质和保护范围内，对本发明做出各种修改或等同替换，这种修改或 等同替换也应视为落在本发明的保护范围内。