一种用于谷子的一年加四代快速育种方法

摘要

本发明谷子快速育种技术领域，本发明利用本地温室大棚进行谷子育种加代，易于操作管理，效果较好，一年实现加代4代的育种模式本发明公开了步骤一、F1代（第一代）的选种种植；步骤二、F2代（第二代）的种植；步骤三、F3代（第三代）的种植；步骤四、F4代（第四代）的种植。该发明有益效果1、提高谷子育种的速度，简化了谷子育种步骤，减少了谷子育种工作量。2、彻底解决了南繁加代育种成本高，育种速度慢的问题。3、解决了常规谷子育种方法步骤复杂，选育谷子新品种从配置组合到生产上使用时间周期长的问题。

说明书

技术领域

本发明涉及谷子快速育种技术领域，尤其涉及一种用于谷子的一年加四代快速育种方法。

背景技术

谷子起源于中国，是我国种植最早的主栽粮食作物之一，具有抗旱耐瘠、水分利用效率高、适应性广、营养丰富且各种成分平衡、饲草蛋白含量高等突出特点，被认为是环境友好型、战略贮备作物。近年来随着农村土地流转、谷子规模化种植的快速发展，轻简化、机械化已成为谷子产业发展的主要方向。

目前，谷子新品种选育多采用杂交育种法，即常规的谷子育种方法。包括筛选核心种质、配置杂交组合、系统选育等步骤。然而，通过品种间杂交后代分离和选择获得多数有利基因位点纯合或基因纯合的品种，一般需要7～8年（代）。组配和准确鉴定后代材料的生产力、抗逆性和适应性等过程，以及进入国家及省级联合鉴定试验，通常需要5～6年。由此可知，选育谷子新品种从配置组合到生产上使用，需要至少10年以上的时间。

为了加速谷子育种速度，缩短育种年限，多年来，我国北方地区科研育种单位多是采用南繁加代育种。但由于南繁加代成本太高，而且仅仅实现一年2 代的育种模式，影响快速育种工作。

发明基于现有技术中，谷子育种存在的上述问题，研发了一种用于谷子的一年加四代快速育种方法，能够很好地解决现有谷子育种中存在的问题。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述现有技术中存在的问题，提供了一种用于谷子的一年加四代快速育种方法，该发明科学合理、步骤简单、实现了谷子育种一年加四代育种，提高了谷子育种的速度。本发明利用本地温室大棚进行谷子育种加代，易于操作管理，效果较好，一年实现加代4代的育种模式。谷子杂交育种后代选择，从F1～F8代（F代表谷子的代，数字代表第几代），一般需要8年，通过本技术，仅2年时间就能完成谷子的一年加四代育种。

本发明所提供的一种用于谷子的一年加四代快速育种方法：

步骤一、F1代（第一代）的选种种植：在每年4月1日前，将温室大棚中的土地整好，开沟施肥40kg/667m

步骤二、F2代（第二代）的种植：在每年6月22日，种植前将露地整好，开沟施肥40kg/667m

步骤三、F3代（第三代）的种植：每年的9月14日，种植前将温室大棚中的地整好，开沟施肥的种类和施肥量与步骤一中相同，将步骤二中收获的F3代20个谷穗分别单独晾晒脱粒；单穗种子分别用步骤二中种子打破休眠的处理方法，打破谷子种子休眠期；每个单穗种子按照步骤一中区域化种植；播种方式采用步骤一中的播种方式；关闭温室大棚的放风口，闭合排风扇；播后4～5天出苗，出苗率55%，不需要间苗；当谷子幼苗长至4片子叶时，苗期喷施除草剂咪唑啉酮进行谷子育种抗除草剂定向选择；生长至6片叶时进行除草培土，根据土壤墒情，适时喷灌，同时整个生育期内，及时观察并定期喷施高效氯氟氰菊酯和阿维菌素，防虫治病；天气晴好时，利用温室大棚的放风口和风扇保持通风，保证棚内温度在25～30度；12月14日待谷穗籽粒有20%蜡黄时收获目标单穗，在20个小区里面共收获F4代综合性状优良的单穗20个；收获时谷粒成熟度达70％；

步骤四、F4代（第四代）的种植：每年12月16日，利用温室大棚辅助地热线加热的方式，在温室大棚中种植；1、种植前铺设地热线，按照步骤三中收获的20个谷子穗，计算出土地面积为60m

其中F1、F2 、F3和F4代的生长周期为80～100天。

其中步骤一、步骤二、步骤三和步骤四中谷子育种除草剂定向选择方法：用不抗除草剂的谷子材料做母本，抗除草剂材料做父本，开花期采用套袋接触授粉的方式进行杂交获得 F1代，并种植 F1代，苗期喷施除草剂鉴别出真杂交株，抗除草剂杂交株存活；以后每个杂交世代在定苗前均喷施除草剂，筛选具有抗除草剂目标性状但农艺性状不同的谷子育种优良株系；经过F1、F2 、F3和F4代抗除草剂定向选育，就能够筛选出综合性状较好、抗除草剂的优良谷子育种株系。

其中步骤一中种植前将露地整好，开沟施肥40kg/667m

其中步骤一和步骤三中，将温室大棚的放风口、闭合排风扇关闭；天气晴好时，利用放风口和风扇保持通风。这样做的主要目的是：利用温室大棚密闭和通风，一方面，在太阳的照射下提高了温室大棚中的温度，另一方面，当温室大棚处于6月至10月期间，由于外界温度较高，温室大棚中的温度相对较高，通过温室大棚的放风口和风扇对温室大棚内部进行降温，使温室大棚中的温度保持在25～30度；另一方面，通过温室大棚的放风口和风扇提高温室大棚中的空气对流，使谷子在授粉期授粉完全。

其中步骤一、步骤二、步骤三和步骤四中，谷子品种按照长1.5m，行距0.4 m的5行区域化种植。这样做的主要目的是：一方面，谷子试验品种种植一般要求每个品种3-5行，便于进行田间观察和选择优良株系。另一方面，行长1.5米，并且每行间需要间隔0.2米的行间距走道，便于科研人员田间观察记载。再一方面，行长1.5米，便于寒冷季节用玻璃纤维杆临时搭建1.5米宽的小拱棚，增加保温设施。

其中步骤一、步骤二、步骤三和步骤四中，开沟坐明水穴播，每穴6-8粒，株距8cm，株行距8cm×40cm，播种后盖细土6cm；这样做的主要目的是：开沟坐明水，区别于大水漫灌、喷灌、滴灌。一方面使水量充足，保证一播全苗，起到提高出苗率的作用。另一方面，开沟坐明水种植谷子后，上面覆干土3-5cm，种植后的地上部水汽湿度不大，尤其在温室大棚种植，湿度过大，苗期病害多，尤其是苗期猝倒病。

其中步骤一中，6月20日待谷穗籽粒有30%蜡黄时收获目标单穗，收获F2代矮杆单穗5个，收获时谷粒成熟度达85％；这样做的主要目的是：试验证明：谷穗籽粒有30%蜡黄，这个时期属于是灌浆中期，离收获还有15天左右，这个时期收获的谷粒用双氧水处理，发芽率达到30-50%，完全可以进行下一代的种植。这样的做的目的是尽量缩短一代种植周期，加快周年种植代数。

其中步骤二中，将步骤一中新收获的5个谷穗分别单独晾晒脱粒。这样做的主要目的是：杂交后代选育，分离很严重，尤其是F1、F2，入选单穗单独晾晒脱粒，将来能选出相似度很高的不同姊妹系品种。

其中步骤二、步骤三和步骤四中，在谷子单穗种子上分别用3%的H

其中步骤四中，种植前铺设地热线，按照步骤三中收获的20个谷子穗，计算出土地面积为60m

其中步骤四中，选用功率1000W地热线，每根线长约100m，每根铺设20m

其中步骤四中，按照温室宽度做畦，做出长6×1米的小畦，畦间距0.2米；每个单穗种子种植5行，行长1m，行距0.4m；这样做的主要目的是：一方面，一般每个谷穗种植5行，每个谷穗种子一般种不完，需要留种子备份，以防试验报废，品种丢失。另一方面，按上述算法，算出土地面积，可以算出地热线需要几根的量。

其中步骤四中，次年3月25日待谷穗籽粒有50%蜡黄时收获目标单穗，在20个小区里面共收获F5代综合性状优良的单穗20个；收获时谷粒成熟度达70％。这样做的主要目的是：由于F5代基本处于稳定，这个时候比较好的株系可以安排小区产量试验。一般从杂交F1代到F8代，基本留下3-5个比较成熟的新品系。所以在F5代选留20个株系，是宽备窄用。

所述本发明利用温室大棚经过一年加四代的快速育种，通过二年加8代的快速育种，结合定向抗除草剂选育，可以实现对谷子的快速育种，获得品种间杂交后代分离、多数有利基因位点纯合或基因纯合的品种。

所述通过谷子利用温室大棚一年加四代实验数据表的分析，一年四代快速育种，每代生长周期80-100天，单穗成熟度在20-30%时收获，籽粒成熟度一般达到70-85%，种子经过双氧水处理播种，出苗率一般在35-55%。

本发明的有益效果：1、提高谷子育种的速度，简化了谷子育种步骤，减少了谷子育种工作量。2、彻底解决了南繁加代育种成本高，育种速度慢的问题。3、解决了常规谷子育种方法步骤复杂，选育谷子新品种从配置组合到生产上使用时间周期长的问题。

附图说明

图1谷子利用温室大棚一年加四代实验数据表；

具体实施方式

以下结合具体实施例对本发明做进一步描述，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。

本发明所提供的一种用于谷子的一年加四代快速育种方法：

以洛谷6号、洛谷7号、洛谷8号（洛阳农林科学院新选育的谷子新品种），2018年用豫谷9号与抗咪唑啉酮除草剂的冀谷39杂交选育品种为例：

实施例一、

步骤一、F1代（第一代）的选种种植：在每年4月1日前，将温室大棚中的土地整好，开沟施肥40kg/667m

步骤二、F2代（第二代）的种植：在每年6月22日，种植前将露地整好，开沟施肥40kg/667m

步骤三、F3代（第三代）的种植：每年的9月14日，种植前将温室大棚中的地整好，开沟施肥的种类和施肥量与步骤一中相同，将步骤二中收获的F3代20个谷穗分别单独晾晒脱粒；单穗种子分别用步骤二中种子打破休眠的处理方法，打破谷子种子休眠期；每个单穗种子按照步骤一中区域化种植；播种方式采用步骤一中的播种方式；关闭温室大棚的放风口，闭合排风扇；播后4天出苗，出苗率55%，不需要间苗；当谷子幼苗长至4片子叶时，苗期喷施除草剂咪唑啉酮进行谷子育种抗除草剂定向选择；生长至6片叶时进行除草培土，根据土壤墒情，适时喷灌，同时整个生育期内，及时观察并定期喷施高效氯氟氰菊酯和阿维菌素，防虫治病；天气晴好时，利用温室大棚的放风口和风扇保持通风，保证棚内温度在25度；12月14日待谷穗籽粒有20%蜡黄时收获目标单穗，在20个小区里面共收获F4代综合性状优良的单穗20个；收获时谷粒成熟度达70％；

步骤四、F4代（第四代）的种植：每年12月16日，利用温室大棚辅助地热线加热的方式，在温室大棚中种植；1、种植前铺设地热线，按照步骤三中收获的20个谷子穗，计算出土地面积为60m

实施例二、

步骤一、F1代（第一代）的选种种植：在每年4月1日前，将温室大棚中的土地整好，开沟施肥40kg/667m

步骤二、F2代（第二代）的种植：在每年6月22日，种植前将露地整好，开沟施肥40kg/667m

步骤三、F3代（第三代）的种植：每年的9月14日，种植前将温室大棚中的地整好，开沟施肥的种类和施肥量与步骤一中相同，将步骤二中收获的F3代20个谷穗分别单独晾晒脱粒；单穗种子分别用步骤二中种子打破休眠的处理方法，打破谷子种子休眠期；每个单穗种子按照步骤一中区域化种植；播种方式采用步骤一中的播种方式；关闭温室大棚的放风口，闭合排风扇；播后4.5天出苗，出苗率55%，不需要间苗；当谷子幼苗长至4片子叶时，苗期喷施除草剂咪唑啉酮进行谷子育种抗除草剂定向选择；生长至6片叶时进行除草培土，根据土壤墒情，适时喷灌，同时整个生育期内，及时观察并定期喷施高效氯氟氰菊酯和阿维菌素，防虫治病；天气晴好时，利用温室大棚的放风口和风扇保持通风，保证棚内温度在28度；12月14日待谷穗籽粒有20%蜡黄时收获目标单穗，在20个小区里面共收获F4代综合性状优良的单穗20个；收获时谷粒成熟度达70％；

步骤四、F4代（第四代）的种植：每年12月16日，利用温室大棚辅助地热线加热的方式，在温室大棚中种植；1、种植前铺设地热线，按照步骤三中收获的20个谷子穗，计算出土地面积为60m

实施例三、

步骤一、F1代（第一代）的选种种植：在每年4月1日前，将温室大棚中的土地整好，开沟施肥40kg/667m

步骤二、F2代（第二代）的种植：在每年6月22日，种植前将露地整好，开沟施肥40kg/667m

步骤三、F3代（第三代）的种植：每年的9月14日，种植前将温室大棚中的地整好，开沟施肥的种类和施肥量与步骤一中相同，将步骤二中收获的F3代20个谷穗分别单独晾晒脱粒；单穗种子分别用步骤二中种子打破休眠的处理方法，打破谷子种子休眠期；每个单穗种子按照步骤一中区域化种植；播种方式采用步骤一中的播种方式；关闭温室大棚的放风口，闭合排风扇；播后5天出苗，出苗率55%，不需要间苗；当谷子幼苗长至4片子叶时，苗期喷施除草剂咪唑啉酮进行谷子育种抗除草剂定向选择；生长至6片叶时进行除草培土，根据土壤墒情，适时喷灌，同时整个生育期内，及时观察并定期喷施高效氯氟氰菊酯和阿维菌素，防虫治病；天气晴好时，利用温室大棚的放风口和风扇保持通风，保证棚内温度在30度；12月14日待谷穗籽粒有20%蜡黄时收获目标单穗，在20个小区里面共收获F4代综合性状优良的单穗20个；收获时谷粒成熟度达70％；

步骤四、F4代（第四代）的种植：每年12月16日，利用温室大棚辅助地热线加热的方式，在温室大棚中种植；1、种植前铺设地热线，按照步骤三中收获的20个谷子穗，计算出土地面积为60m

对所公开的实施例的上述说明，是本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对上述实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。