一种保持小麦遗传多样性的杂交育种方法

摘要

本发明公开了一种保持小麦遗传多样性的杂交育种方法，包括如下步骤：将杂交F0代种子点播种植，杂交F1代按组合每株选1穗后混合收获；F2、F3代按组合种植，选择足量的优良单株，每株留1穗，每穗留1/2混合脱粒，控制群体大小，在上一代混合群体中选择优良单株，分株点播成F4、F5代株系，分系比较收获，得到农艺性状相对稳定的株系；收获株系种植小区成品系进行计产，鉴定品系产量，在保持品系多数优良性状的基础上，在品系内选择可以改良原始品系缺点的单穗，直至育成目标品种。本发明的杂交后代遗传多样性好，实现了一个组合选择多个品种，提高了选择效果。

说明书

技术领域

本发明涉及杂交育种领域，具体涉及一种保持小麦遗传多样性的杂交育种方法。

背景技术

杂交育种占地多、工作量大，遗传多样性差、育种成功率低，一直是困扰小麦育种的技术难题。而后代选择是小麦杂交育种的关键环节之一。我国小麦杂交后代的处理大多采用系谱法或混合选择法。系谱法采用点播家系逐代选株，单株种植、分系鉴定，选择效果相对较好，但存在费工费地，群体规模受限，异质性差的缺点。混合选择法采用淘汰劣株，混合收获种植、混合鉴定，群体异质性好，但存在占地多，选择效果相对较差。因此，如何在保持遗传多样性基础上，提高选择效果，节省人力物力是育种者共同关心的问题。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种保持小麦遗传多样性的杂交育种方法，杂交后代遗传多样性好，实现了一个组合选择多个品种，提高了选择效果。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种保持小麦遗传多样性的杂交育种方法，包括如下步骤：

S1、将杂交F0代种子单粒点播种植，杂交F1代，每株选1穗收获，混合脱粒留种；

S2、F2、F3代单粒点播种植，田间选择足量的优良单株，保持低代材料的遗传多样性，每株留1穗，每穗留1/2混合脱粒，控制一定量的群体大小，保证收获种子均能在下一代群体中得到种植和表现；

S3、在上一代混合群体中选择优良单株，分株点播成为F4、F5代株系，分系比较收获，得到农艺性状相对稳定的株系；由于F3代选择保留了较多的基因类型和减少了收获种子数量，因此在F4或F5代也会出现相对较多的优良株系类型，同时还保证了百分之百优良基因类型在F4或F5代的种植表现，增加了选择范围，提高了育种成功率；

S4、收获株系种植小区成品系进行计产，鉴定品系产量，在保持品系多数优良性状的基础上，在品系内选择可以改良原始品系缺点的单穗，直至育成目标品种。在种植品系进行计产的同时，在品系内再对个别性状进行进一步的选择改良，提高了特异性品系的入选率。

进一步地，所述步骤S2中，F2代种植1000株的群体，选择优良单株40株，每株选留1/2穗，每穗约40粒，1/2穗为20粒，40株收获种子数量为40株×20粒/半穗=800粒。在保持F2代选择较多基因类型的同时，减少收获种子数量，控制群体大小，保证收获种子在下一代全部种植，保持了所选基因类型在F3代百分之百的充分表现。系谱法种植选择由于受试验地规模限制，一般选择优良单株10株左右，每株约10穗左右，每穗约40粒左右，10株收获种子10株×10穗/株×40粒/穗=4000粒。系谱法所选F2代单株基因类型为所种植株总数的1/100（选10株/种1000株），每株在F3代一般种植80粒（2行、每行40粒），10株种植800粒，种植数量仅占到收获种子数量的1/5（种800粒/收4000粒），剩余4/5种子无法在F3代种植表现，极易丢失已入选的优良基因类型。混合选择法在F2代种植1000株的群体下，只淘汰劣株，按80%淘汰率，则入选单株200个，收获种子量为200株×10穗/株×40粒/穗=80000粒，若在F3代种植800粒，种植数量仅占收获数量的1%（800粒/80000粒），下一代优良基因类型出现的比率将无法保证，若收获种子全部在F3代种植，占地约为系谱法种植占地的100倍（种80000粒/种800粒）。本发明方法在F2代种植1000株同等试验规模下，F2代选择优良单株40株，每株选留1穗，每穗留1/2穗，每穗40粒，1/2穗为20粒，40株收获种子数量为40株×1穗/株×20粒/半穗=800粒。本发明方法所选优良单株基因类型较系谱法高4倍（选40株/选10株），F3代种植数量占收获种子数量的100%（收800粒/种800粒），最高限度保持了上代入选优良基因类型在下一代的表现；本发明方法为首选优良单株后选穗混合，较混合选择的淘汰劣株后混合收获，不仅优良基因类型选择目标性强，而且占地仅为混合选择法的1/100（种800粒/种80000粒）。

本发明具有以下有益效果：

1、本发明的杂交后代遗传多样性好，实现了一个组合选择多个品种，提高了选择效果：系谱法在F2代选择单株为所种植株总数的1/100，F2代单株基因类型少、遗传多样性差，F3代种植数量仅占上代收获种子数量的1/5，剩余4/5种子无法在F3代种植表现，极易丢失已入选的优良基因类型。混合选择法虽在F2代入选了较多的单株，但收获种子量大，在F3代种植数量仅占上一代收获种子数量的1%，F3代优良基因类型出现的比率无法保证。本发明方法在F2代所选优良单株基因类型较系谱法高4倍，F3代种植数量占上代收获种子数量的100%，最高限度保持了上代入选优良基因类型在下一世代的表现。

2、本发明的杂交后代的种植占地少，省工省时：若在F2代种植1000株的群体规模，选择40个优良单株。系谱法和混合法收获种子数量为40株×10穗/株×40粒/穗=16000粒，按行距28cm、株距10cm计算，约占地16000粒×28cm×10cm=448m

具体实施方式

为了使本发明的目的及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例

（1）以邯02-6018为母本，济麦22为父本杂交，收获F0代种子38粒；

（2）F1代：组合编号2006（102），行号1108，单粒点播种植38株，收获时每株选1穗，收获38株×1穗/株×40粒/穗=1520粒；

（3）F2代：行号2116，点播种植1520株，田间选择优异单株80株挂牌，收获时每株留1穗，每穗留1/2穗20粒混合，收获种子80株×1穗/株×20粒/1/2穗=1600粒。

（4）F3代：行号3350，田间点播种植1600株，田间选择优良单株40株挂牌标记，收获时每株选留1穗，每穗留1/2穗约20粒全部混合，收获种子40株×1穗/株×20粒/1/2穗=800粒。

（5）F4代：行号4279，田间点播种植800株，田间选择优良单株20株挂牌标记，按单株收获，分株单独脱粒，每株种子全部收获，每株收获种子10穗/株×40粒/穗=400粒。

（6）F5代：行号5268-5287，分株点播种植上代所选的20个单株，形成20个株区，田间进行优良株系的选择比较，成熟时入选3个表现优良的株系，分株系收获，单独脱粒备下年产比试验。三个株系在特征特性方面具有明显区别。其中5272株系表现植株偏高，分蘖力强，苗期抗旱、抗寒性突出，后期根系活力强，叶片功能好，落黄突出，抗旱耐瘠薄；5276株系表现株高中等，穗大、穗多、籽粒大，丰产性突出，抗寒、抗病性好；5278家系表现植株中等偏矮，穗数中多，穗部性状略差，节水高产，抗倒抗寒。

（7）计产试验：5272、5276、5278品系参加产量比较试验，均表现高产稳产，综合性状好。其中5278穗顶尖结实性较差，在其产比试验区选择长方型单穗50个，拟改良原始品系穗顶部结实性差的缺点，经穗系比较，育成了目标品种5278-13，并进一步参加产比试验。

（8）区试、审定：5276、5278分别参加了国家黄淮北片水地组区试和河北省冀中南节水组区试，完成试验程序，通过国家、河北省审定，审定名称：邯麦19、邯麦20。5272参加国家黄淮北片联合攻关节水组试验，审定名称邯麦21。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。