一种玉米自交系配合力高效快速检测方法

文档序号:1836795 发布日期:2021-11-16 浏览:26次 >En<

阅读说明:本技术 一种玉米自交系配合力高效快速检测方法 (Efficient and rapid detection method for corn inbred line combining ability ) 是由 魏建伟 卜俊周 岳海旺 陈淑萍 郭安强 孙海霞 谢俊良 彭海成 孙文芳 于 2021-07-20 设计创作,主要内容包括:本发明公开了一种玉米自交系配合力高效快速检测方法,具体涉及作物育种领域,包括步骤1、自交系创制基础材料的AB分群:将种质资源按照母本群(A群)和父本群(B群)分类;步骤2、自交系选系群体的组配与后代选择;步骤3、稳定自交系“非字型”测配;步骤4、杂交组合配合力测定及强优势组合的鉴定。本发明通过创新出了“非”字测配试验设计,大大减少了人工的投入,降低了劳动风险。(The invention discloses a method for efficiently and quickly detecting the combining ability of a maize inbred line, and particularly relates to the field of crop breeding, which comprises the following steps of 1, creating AB grouping of a base material by the inbred line: classifying the germplasm resources according to a parent group (A group) and a father group (B group); step 2, the combination of the inbred line selection population and the selection of offspring; step 3, testing and matching the stable inbred line in a non-font manner; and 4, determining the combining ability of the hybridization combination and identifying the strong dominant combination. According to the invention, a non-character testing and matching test design is created, so that the labor investment is greatly reduced, and the labor risk is reduced.)

一种玉米自交系配合力高效快速检测方法

技术领域

本发明涉及作物育种技术领域,更具体地说,本发明涉及一种玉米自交系配合力高效快速检测方法。

背景技术

玉米自交系配合力快速测定与利用是玉米育种中的最关键环节之一,国内一个育种团队,一般每年组配杂交组合20000-30000个,授粉任务十分艰巨,需要大量的人力支持,但近年来随着城镇化的逐步推进,农村劳动力逐渐转移,科研单位雇用务工人员越来越困难,急需找到合适的方法,既减少人力投入又提高效率。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺陷,本发明的实施例提供一种玉米自交系配合力高效快速检测方法,以解决上述技术问题。

为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种玉米自交系配合力高效快速检测方法,具体检测步骤如下:

步骤1、自交系创制基础材料的AB分群:将种质资源按照母本群(A群)和父本群(B群)分类;

步骤1.1:选择自有种质资源中典型的母本材料两个和父本材料两个作为测验种,每个测验种种植30行,5米行长;其他种质资源作为被测系,每个材料种植1行,采用NCII遗传交配设计配置测交组合,每个组合3穗,确保种子够下一步试验;

步骤1.2:将步骤1.1中测交组合按点阵设计种植,5米行长,2行区,3次重复,全区收获计产,计算每个组合的特殊配合力;

步骤1.3:根据种质资源与母本测验种特殊配合力(SCA)﹥0的划为父本群(B群),与父本测验种特殊配合力(SCA)﹥0的划为母本群(A群),将现有种质资源分为两群;

步骤2、自交系选系群体的组配与后代选择:在每一个玉米生长季内,配制选系群体时应为同群种质资源,如2019年夏季配制A群选系群体,2019年冬季配制B群选系群体;一般一个玉米生长季配置选系群体10-20个,数量可以根据人力和物力情况进行调整,S1-S3代提高选择标准,对于有倒伏、缺粒、茎腐病、穗粒腐病明显缺陷的组合应尽早淘汰;在S5-S8代自交系趋于稳定时,连续2-3季调查其吐丝期,淘汰吐丝期晚于其亲本5天以上的自交系,其他选择根据育种目标进行,经过6-10代的自交选择,形成综合性状优良、抗性较好、无明显缺陷的稳定自交系群体,一般包括入选自交系500-1000个,待测;

步骤3、稳定自交系“非字型”测配:

步骤3.1、建立隔离区:根据测验种的数量确定隔离区数量,有几个测验种,即建立几个隔离区,且每个隔离区内只种植一个测验种;隔离区的建立采用时间隔离和空间隔离两种形式,时间隔离为15天一个播期,空间隔离为间隔500米以上;例如:2020年在衡水选择12个测验种,即可分为4月30日、5月15日、5月31日三个播期,每个播期以空间隔离再建立4个隔离区;

步骤3.2、按照被测系数量和隔离区地块进行试验设计:按照图1所示设计“非字型”种植图,三条横线为测验种,竖线为被测系种在测验种两侧,种植测验种3行,与隔离区长边同向,且长度与隔离区长度相同,行距60cm,株距20cm;被测系垂直种于测验种两侧,每个被测系种植1行,与测验种距离20cm,行长100cm,行距60cm,株距20cm;

步骤3.3、确定播期:根据被测系S5-S8代调查的吐丝期结果,与测验种散粉期对比,确定播期;如被测系吐丝期一致度较好,且与测验种散粉期相吻合,可同期播种;与测验种散粉期吻合度不好的,须错期播种,确保被测系吐丝期早于测验种散粉2-3天为其各自适合播期;

步骤3.4、被测系去雄:大喇叭口期后,观察测验种与被测系的生长发育进程,判断测验种散粉期与被测系吐丝期相遇程度,预估被测系吐丝期早于或者与测验种散粉期相当时,在被测系雄穗有个别顶端露出旗叶,并能摸到穗茎部时为去雄适期;预测吐丝期越晚,去雄时间越早,以减少上部叶片及雄穗的养分消耗,促进养分供给雌穗,使其早吐丝,但不早于倒5叶完全展开,直至所有被测系去雄完成;

步骤3.5、人工辅助授粉:测验种花粉量较大一般不需要辅助授粉,如果测验种花粉量不足,可人工辅助授粉,只需散粉期每天上午和下午在测验种行间行走一遍即可;

步骤3.6、及时割除测验种;在测验种完成授粉后,及时割除测验种,以增加通风透光性和减少土壤肥水损失,提高被测系结实率;

步骤3.7、适时收获:在籽粒乳线消失时适时收获,每个被测系单独装袋,写好名牌;

步骤4、杂交组合配合力测定及强优势组合的鉴定:

步骤4.1、杂交组合配合力测定及应用:将通过“非字型”测配方案测交获得的杂交组合种子20000-30000份,按点阵设计种植,5米行长,2行区,2次重复,全区收获计产,计算被测系的一般配合力和杂交组合的特殊配合力;对于一般配合力好的自交系,可以进行新一轮的选系组合配置,从而实现自交系的轮回选择,逐步提高优良等位基因聚合,创制一般配合力高的优良自交系;

步骤4.2、强优势组合的制种:在后续的试验中,包括多点鉴定、区域试验、生产试验,均需要对强优势组合进行小规模的制种,可根据入选组合情况,继续使用“非字型”设计,实现杂交种子的简便制种,既能很好的保证制种产量和纯度,又能较少人力物力的投入。

在一个优选地实施方式中,所述步骤1.1中母本材料设置为郑58和PH6WC,所述父本材料设置为昌7-2和PH4CV。

在一个优选地实施方式中,所述步骤1.2中,按照下列公式计算每个组合的特殊配合力:

Sij=Xij-Ti/m-Tj/f+T/mf

其中:Sij为被测系i与测验种j的特殊配合力;

Xij为被测系i与测验种j组配组合的产量;

Ti/m为被测系i与所有测验种组配组合产量均值;

Tj/f为所有被测系与测验种j组配组合产量均值;

T/mf为所有组配组合产量均值。

在一个优选地实施方式中,所述步骤3.2中以500个被测系为例,只需隔离区长度超过150米,上述一组试验即可;若一组不足以安排所有被测系时,重复上述操作;如需种植保护区的,周边种4行测验种作为保护区。

在一个优选地实施方式中,所述步骤3.3中如被测系吐丝期一致度不好,且吐丝间隔小于7天的,则将测验种分为2期,2边行第1期,中间1行5-7天后第2期;如吐丝期间隔大于7天,则不建议同组测验。

在一个优选地实施方式中,所述步骤3.4中被测系吐丝期晚于测验种散粉期时,适当提前去雄时间;每天去雄时间掌握在上午九点至下午五点,每天一次,直至所有被测系去雄完成。

在一个优选地实施方式中,所述步骤4.1中对于特殊配合力高的杂交组合,进入多点鉴定试验,一般入选组合不高于200份。

本发明的技术效果和优点:

本发明通过创新出了“非”字测配试验设计,大大减少了人工的投入,降低了劳动风险。

附图说明

图1为本发明的试验种植图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

本发明提供了如图1所示的一种玉米自交系配合力高效快速检测方法,具体检测步骤如下:

步骤1、自交系创制基础材料的AB分群:将种质资源按照母本群(A群)和父本群(B群)分类;

步骤1.1:选择自有种质资源中典型的母本材料两个(郑58和PH6WC)和父本材料两个(昌7-2和PH4CV)作为测验种,每个测验种种植30行,5米行长;其他种质资源作为被测系,每个材料种植1行,采用NCII遗传交配设计配置测交组合,每个组合3穗,确保种子够下一步试验;

步骤1.2:将步骤1.1中测交组合按点阵设计种植,5米行长,2行区,3次重复,全区收获计产,按照下列公式计算每个组合的特殊配合力:

Sij=Xij-Ti/m-Tj/f+T/mf

其中:Sij为被测系i与测验种j的特殊配合力;

Xij为被测系i与测验种j组配组合的产量;

Ti/m为被测系i与所有测验种组配组合产量均值;

Tj/f为所有被测系与测验种j组配组合产量均值;

T/mf为所有组配组合产量均值;

步骤1.3:根据种质资源与母本测验种特殊配合力(SCA)﹥0的划为父本群(B群),与父本测验种特殊配合力(SCA)﹥0的划为母本群(A群),将现有种质资源分为两群;

步骤2、自交系选系群体的组配与后代选择:在每一个玉米生长季内,配制选系群体时应为同群种质资源,如2019年夏季配制A群选系群体,2019年冬季配制B群选系群体;一般一个玉米生长季配置选系群体10-20个,数量可以根据人力和物力情况进行调整,S1-S3代提高选择标准,对于有倒伏、缺粒、茎腐病、穗粒腐病明显缺陷的组合应尽早淘汰;在S5-S8代自交系趋于稳定时,连续2-3季调查其吐丝期,淘汰吐丝期晚于其亲本5天以上的自交系,其他选择根据育种目标进行,经过6-10代的自交选择,形成综合性状优良、抗性较好、无明显缺陷的稳定自交系群体,一般包括入选自交系500-1000个,待测;

步骤3、稳定自交系“非字型”测配:目前常规方法为将500个自交系每个种植2行区,5米行长,其中1行自交,1行测配;测验种10-15个,根据测验种花粉量不同,一般种植30-50行,5米行长;在被测系雌穗出现后,套羊皮纸袋,防止接受外来花粉,待测验种散粉后,用羊皮纸袋取其花粉,逐个给被测系授粉,一般授粉2穗左右;此方法一般需要3-5人,7-10天完成,耗费人力较多;且授粉季一般气温35℃左右,空气湿度大,闷热难耐,经常出现中暑现象,加之目前农业试验用工一般年龄偏大,存在较大风险;

为了改变上述情况,我们经过探索和研究,创新出了“非”字测配试验设计,大大减少了人工的投入,降低了劳动风险;具体方法为:

步骤3.1、建立隔离区:根据测验种的数量确定隔离区数量,有几个测验种,即建立几个隔离区,且每个隔离区内只种植一个测验种;隔离区的建立采用时间隔离和空间隔离两种形式,时间隔离为15天一个播期,空间隔离为间隔500米以上;例如:2020年在衡水选择12个测验种,即可分为4月30日、5月15日、5月31日三个播期,每个播期以空间隔离再建立4个隔离区;

步骤3.2、按照被测系数量和隔离区地块进行试验设计:按照图1所示设计“非字型”种植图,三条横线为测验种,竖线为被测系种在测验种两侧,种植测验种3行,与隔离区长边同向,且长度与隔离区长度相同,行距60cm,株距20cm;被测系垂直种于测验种两侧,每个被测系种植1行,与测验种距离20cm,行长100cm,行距60cm,株距20cm;以500个被测系为例,只需隔离区长度超过150米,上述一组试验即可;若一组不足以安排所有被测系时,重复上述操作;如需种植保护区的,周边种4行测验种作为保护区;

步骤3.3、确定播期:根据被测系S5-S8代调查的吐丝期结果,与测验种散粉期对比,确定播期;如被测系吐丝期一致度较好,且与测验种散粉期相吻合,可同期播种;与测验种散粉期吻合度不好的,须错期播种,确保被测系吐丝期早于测验种散粉2-3天为其各自适合播期,如被测系吐丝期一致度不好,且吐丝间隔小于7天的,则将测验种分为2期,2边行第1期,中间1行5-7天后第2期;如吐丝期间隔大于7天,则不建议同组测验;

步骤3.4、被测系去雄:大喇叭口期后,观察测验种与被测系的生长发育进程,判断测验种散粉期与被测系吐丝期相遇程度,预估被测系吐丝期早于或者与测验种散粉期相当时,在被测系雄穗有个别顶端露出旗叶,并能摸到穗茎部时为去雄适期,被测系吐丝期晚于测验种散粉期时,适当提前去雄时间;预测吐丝期越晚,去雄时间越早,以减少上部叶片及雄穗的养分消耗,促进养分供给雌穗,使其早吐丝,但不早于倒5叶完全展开,直至所有被测系去雄完成,每天去雄时间掌握在上午九点至下午五点,每天一次,直至所有被测系去雄完成;

步骤3.5、人工辅助授粉:测验种花粉量较大一般不需要辅助授粉,如果测验种花粉量不足,可人工辅助授粉,只需散粉期每天上午和下午在测验种行间行走一遍即可;

步骤3.6、及时割除测验种;在测验种完成授粉后,及时割除测验种,以增加通风透光性和减少土壤肥水损失,提高被测系结实率;

步骤3.7、适时收获:在籽粒乳线消失时适时收获,每个被测系单独装袋,写好名牌;

步骤4、杂交组合配合力测定及强优势组合的鉴定:

步骤4.1、杂交组合配合力测定及应用:将通过“非字型”测配方案测交获得的杂交组合种子20000-30000份,按点阵设计种植,5米行长,2行区,2次重复,全区收获计产,计算被测系的一般配合力和杂交组合的特殊配合力;对于一般配合力好的自交系,可以进行新一轮的选系组合配置,从而实现自交系的轮回选择,逐步提高优良等位基因聚合,创制一般配合力高的优良自交系,对于特殊配合力高的杂交组合,进入多点鉴定试验,一般入选组合不高于200份;

步骤4.2、强优势组合的制种:在后续的试验中,包括多点鉴定、区域试验、生产试验,均需要对强优势组合进行小规模的制种,可根据入选组合情况,继续使用“非字型”设计,实现杂交种子的简便制种,既能很好的保证制种产量和纯度,又能较少人力物力的投入。

最后应说明的几点是:首先,在本申请的描述中,需要说明的是,除非另有规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,可以是机械连接或电连接,也可以是两个元件内部的连通,可以是直接相连,“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系,当被描述对象的绝对位置改变,则相对位置关系可能发生改变;

其次:本发明公开实施例附图中,只涉及到与本公开实施例涉及到的结构,其他结构可参考通常设计,在不冲突情况下,本发明同一实施例及不同实施例可以相互组合;

最后:以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

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