專利名稱：一種在長日照地區(qū)利用大芻草組配玉米新種質(zhì)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種培育玉米新種質(zhì)的方法，具體涉及一種在長日照地區(qū)利用大芻草組配玉米新種質(zhì)的方法，屬于植物遺傳育種與種子生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
我國玉米種質(zhì)資源離玉米起源中心較遠(yuǎn)，玉米遺傳多樣性匱乏，玉米雜交種的種質(zhì)基礎(chǔ)狹窄，存在著遺傳脆弱性導(dǎo)致突發(fā)毀滅性病害的隱患。為了進(jìn)一步擴(kuò)大和創(chuàng)新基因源，我國科研工作者利用外來種質(zhì)特別是來自玉米多樣性中心的熱帶、亞熱帶種質(zhì)，作為拓寬我國現(xiàn)有玉米種質(zhì)遺傳基礎(chǔ)的重要途徑，并育成了一些表現(xiàn)優(yōu)良的新品種。一年生二倍體大會草(Zea Mexicana Schrad)是栽培玉米的近緣屬，具有熱帶玉米種質(zhì)特有的抗病性強(qiáng)、再生性強(qiáng)、廣適性和特殊適應(yīng)性等特點(diǎn)，染色體數(shù)與玉米相同，二者雜交易成功，是玉米品種改良的重要基因源，將大芻草優(yōu)異基因?qū)胗衩祝瑢τ谪S富玉米·育種的遺傳資源具有重要的理論和實(shí)踐意義。國內(nèi)已有不少利用大芻草與玉米雜交獲得新種質(zhì)的報(bào)道，但是由于大芻草光周期敏感性的限制，在我國北方只能進(jìn)行營養(yǎng)生長而不能正常開花結(jié)實(shí)，其利用途徑多通過溫室大棚栽培進(jìn)行短日處理或在南方短日照條件下使其開花獲得(詹秋文等，中國農(nóng)學(xué)通報(bào)，2002，18 (6) 28-30 ;俞玉林，湖北農(nóng)業(yè)科學(xué)，1990，6 12-14 ;俞玉林，植物生理學(xué)通訊，1990 (2) 33-35 ;俞玉林，湖北農(nóng)業(yè)科學(xué)，1991，3 18-20 ；王啟柏等，華北農(nóng)學(xué)報(bào)，2002，17 (增):144-147 ;周洪生等，作物學(xué)報(bào)，1997，23 (3):334-337 ；郭樂群等，玉米科學(xué)，2000，8 (4) 12-14 ;楊立國等，雜糧作物，2005，25 (5) =283-285 ;任勇等，植物遺傳資源學(xué)報(bào)，2005，6 (4) :444447 ;周柱華等，玉米科學(xué)，2006，14 (2) :6_9)。上述方法操控復(fù)雜，制種成本較高，影響了優(yōu)新種質(zhì)的發(fā)掘、良種擴(kuò)繁和生產(chǎn)上大面積應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種在長日照地區(qū)利用大芻草組配玉米新種質(zhì)的方法。術(shù)語說明長日照地區(qū)是指一年平均日照時(shí)間為2000 2800h的地區(qū)。行比父本行數(shù)與母本行數(shù)的比值。本發(fā)明的技術(shù)方案如下一種在長日照地區(qū)利用大芻草組配玉米新種質(zhì)的方法，包括如下步驟(I)將經(jīng)處理的大芻草種子作為父本，在4月下旬到5月上旬之間播種于育種地塊；將經(jīng)處理的溫帶玉米自交系種子作為母本，在6月下旬播種于育種地塊；播種時(shí)，當(dāng)母本是平展葉型時(shí)，父母本行比為I :4，父本間的行距為510 540cm，父本與相鄰的母本間距為150 250cm，母本間的行距為70 80cm ;父本播量45 60kg/ha,母本播量90 130kg/ha ；當(dāng)母本為豎葉型時(shí)，父母本行比為I :6，父本間的行距為490 540cm，父本與相鄰的母本間距為120 220cm，母本間的行距為50 60cm ;父本播量30 45kg/ha，母本播量 120 150kg/ha ；(2)在苗期、拔節(jié)期和抽雄散粉期間進(jìn)行雜苗、異型苗去除作業(yè)；父本的雜株在散粉前拔除，母本的雜株在去雄前拔除；(3)在母本的抽雄期每天至少拔除雄穗一遍，直至母本雄穗全部拔除；(4)在授粉期進(jìn)行人工輔助授粉，授粉期結(jié)束后，去除父本；(5) 10月上旬進(jìn)行收獲，即得雜交種。所述步驟(I)中的父本為大芻品種草魯牧2號。魯牧2號可購自山東黎明種業(yè)科技有限公司。魯牧2號于2007年通過山東省草品種審定委員會審定。該品種植株直立，分蘗數(shù)3 7個(gè),抽雄期平均株高176cm。雄穗頂生,雌穗著生于各節(jié),每節(jié)3 5個(gè)雌穗。每穗有種子8 16粒，千粒重約75g。成熟種子顏色以褐色、灰褐色為主。在山東地區(qū)4月 下旬到5月上旬開始播種，8月上、中旬開始抽雄，8月中下旬開花，結(jié)實(shí)期8月24日，9月中下旬種子成熟，10月上旬枯黃，全生育期160 170天。所述步驟(I)中的母本為玉米自交系齊319、沖72、CH7-2、綜31、178。上述母本均為常用市售玉米自交系種子，如齊319、CH7-2U78可購自山東黎明種業(yè)科技有限公司，沖72、綜31可購自山東魯研農(nóng)業(yè)良種有限公司。所述步驟(I)中的經(jīng)處理的大芻草種子為經(jīng)水浸泡12 24個(gè)小時(shí)的大芻草種子。父本大芻草種子種皮較厚，播前水浸泡，以利種子發(fā)芽。浸泡過程中漂浮的種子撈出棄掉，以保證出苗質(zhì)量。所述步驟(I)中的經(jīng)處理的溫帶玉米自交系種子為經(jīng)曬種、浸種和藥劑拌種獲得的溫帶玉米自交系種子。上述方法可參照生產(chǎn)上常用的種子處理方法，以增加發(fā)芽率。所述步驟(I)中的育種地塊為與周圍其它玉米花粉來源地至少相距300米的地塊，或者地塊周圍種植高粱等高桿作物進(jìn)行屏障隔離且高桿作物的播幅不小于50m。所述步驟(3)中拔除的雄穗帶出育種地塊進(jìn)行填埋處理。所述步驟(4)中的人工輔助授粉是指開花初期和開花末期的輔助授粉工作，當(dāng)母本吐絲晚于父本抽雄末期時(shí)，或父本抽雄晚于母本吐絲末期時(shí)進(jìn)行。輔助授粉工作均采用本領(lǐng)域常規(guī)技術(shù)，如對于母本采用剪去苞葉或帶葉去雄等措施；對于父本采用去除部分分蘗枝等措施。所述步驟(5)的收獲過程中，應(yīng)選取種粒長度0. 5 0. 8cm、灰色或褐色、種粒形狀大小均一，千粒重70 80g的雜交種。對明顯異于其它果穗的少數(shù)果穗要去除，不予收獲，以保證制種質(zhì)量。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比優(yōu)良效果如下本發(fā)明通過對北方與南方的光照等氣候條件進(jìn)行分析，通過調(diào)節(jié)播種時(shí)間、播種的行比、行間距等條件，實(shí)現(xiàn)了在北方大田條件下熱帶玉米種質(zhì)大芻草與溫帶玉米種質(zhì)的遠(yuǎn)緣雜交；與常規(guī)北方遠(yuǎn)緣雜交方法相比較，本發(fā)明省去了溫室、大棚等設(shè)施條件的限制和遮光等暗處理手段，也省去了人工套袋授粉的工序，可在大田露天條件下自然雜交授粉。


圖I是實(shí)施例I父母本田間種植及制得的雜交種的照片。
圖2是實(shí)施例2父母本田間種植及制得的雜交種的照片。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步闡述，但本發(fā)明所保護(hù)范圍不限于此。實(shí)施例中的大芻草品種魯牧2號、玉米自交系齊319購自山東黎明種業(yè)科技有限公司，玉米自交系沖72購自山東魯研農(nóng)業(yè)良種有限公司。實(shí)施例I育種地塊東營市廣北農(nóng)場二分場牧草試驗(yàn)基地，試驗(yàn)地面積3000m2，周圍500m以內(nèi)全是棉花田，安全隔離條件較好，于2011年5月開始大田試驗(yàn)。光照條件一年平均日照時(shí)間為2500h。

一種在長日照地區(qū)利用大芻草組配玉米新種質(zhì)的方法，包括如下步驟(I)用水浸泡父本大芻草品種“魯牧2號”種子18個(gè)小時(shí)，以利種子發(fā)芽，浸泡過程中漂浮的種子撈出棄掉，以保證出苗質(zhì)量，在5月5日播種于育種地塊；母本玉米自交系沖72種子播前攤曬I天，將經(jīng)處理的溫帶玉米自交系種子作為母本，在6月25日播種于育種地塊；父本行距540cm，人工條播，父本播量30kg/ha ;母本于父本行間種植6行，母本間的行距為60cm,父本與相鄰的母本的行距為120cm。機(jī)械條播,母本播量150kg/ha。(2)在苗期、拔節(jié)期和抽雄散粉期間各分別進(jìn)行3次雜苗、異型苗去除作業(yè)；父本的雜株在散粉前拔除，母本的雜株在去雄前拔除；(3)在母本的抽雄期每天至少拔除雄穗一遍，直至母本雄穗全部拔除；拔除的雄穗全部帶出制種田挖坑掩埋；(4)在授粉期進(jìn)行人工輔助授粉，授粉期結(jié)束后，于8月底將父本行全部砍除，以更有利于母本生長；(5) 10月上旬進(jìn)行收獲,選取種粒長度0. 5-0. 8cm、灰色或褐色、種粒形狀大小均一，千粒重70-80g的種子，即得雜交種。種子風(fēng)干脫粒后稱重，收獲雜交種240kg。實(shí)現(xiàn)雜交的自交系占總數(shù)的90%以上，獲得雜交種160g/株。圖I是本實(shí)施例制得的雜交種。實(shí)施例2育種地塊濟(jì)南市桑園路牧草試驗(yàn)基地，位于濟(jì)南市桑園路農(nóng)科院玉米所院內(nèi)，試驗(yàn)地面積800m2,周圍全部是樓房建筑,具有安全隔離的良好條件。試驗(yàn)于2010年5月開展。光照條件一年平均日照時(shí)間為2250h。一種在長日照地區(qū)利用大芻草組配玉米新種質(zhì)的方法，包括如下步驟(I)用水浸泡父本大芻草品種“魯牧2號”種子24個(gè)小時(shí)，以利種子發(fā)芽，浸泡過程中漂浮的種子撈出棄掉，以保證出苗質(zhì)量，在4月28日播種于育種地塊；母本玉米自交系齊319種子播前攤曬I天。將經(jīng)處理的溫帶玉米自交系種子作為母本，在6月25日播種于育種地塊；父本行距510cm，人工條播，父本播量45kg/ha ;母本于父本行間人工穴播種植4行，母本間的行距為70cm，父本與相鄰的母本的行距為150cm。機(jī)械條播，母本播量120kg/
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(2)在苗期、拔節(jié)期和抽雄散粉期間各分別進(jìn)行4次雜苗、異型苗去除作業(yè)；父本的雜株在散粉前拔除，母本的雜株在去雄前拔除；(3)在母本的抽雄期每天至少拔除雄穗一遍，直至母本雄穗全部拔除；拔除的雄穗全部帶出制種田挖坑掩埋；(4)在授粉期進(jìn)行人工輔助授粉，授粉期結(jié)束后，于8月底將父本行全部砍除，以更有利于母本生長；(5) 10月上旬進(jìn)行收獲，選取種粒長度0. 5-0. 8cm、灰色或褐色、種粒形狀大小均一，千粒重70-80g的種子，即得雜交種。種子風(fēng)干脫粒后稱重，收獲雜交種26kg。實(shí)現(xiàn)雜交的自交系占總數(shù)的90%，獲得雜交種150g/株。圖2是本實(shí)施例制得的雜交種。對照例I·本對照例仍在濟(jì)南市桑園路牧草試驗(yàn)基地進(jìn)行，試驗(yàn)地面積800m2，周圍全部是樓房建筑，具有安全隔離的良好條件。試驗(yàn)于2010年5月開展。光照條件一年平均日照時(shí)間為2250h。具體步驟如下( I)父本選擇大芻草品種“伴侶”，該品種為巴西進(jìn)口品種，濟(jì)南格瑞斯草業(yè)科技有限公司有售。用水浸泡父本“伴侶”種子24個(gè)小時(shí)，以利種子發(fā)芽，浸泡過程中漂浮的種子撈出棄掉，以保證出苗質(zhì)量，在4月28日播種于育種地塊；母本玉米自交系齊319種子播前攤曬I天。將經(jīng)處理的溫帶玉米自交系種子作為母本，在6月25日播種于育種地塊；父本行距510cm，人工條播，播量30kg/ha ;母本于父本行間人工穴播種植4行，行距70cm，播量120kg/ha。緊鄰父本行的行距為150cm。(2)在苗期、拔節(jié)期和抽雄散粉期間各分別進(jìn)行4次雜苗、異型苗去除作業(yè)；父本的雜株在苗期拔除，母本的雜株在去雄前拔除；母本于8月上旬吐絲，但父本直至9月底才開始抽雄，未能花期相遇，因此未收獲一粒雜交種。對照例2育種地塊北京溫室中。光照條件平均日照時(shí)間為2780. 2h。父本從美國伊利諾玉米中心引入的大芻草。母本玉米383具體步驟參見周洪生、鄧迎海，李競雄.玉米(Zea mays L.) X大會草(Zeacbploperennis L.)遠(yuǎn)緣雜交選育玉米自交系的研究 作物學(xué)報(bào)，1997，23 (3):334 337 ；本對照例利用大芻草溫室培養(yǎng)，開花后與自交系383雜交，共授11個(gè)穗，獲得24粒種子，結(jié)實(shí)率僅4. 4%，其中13粒種子僅4粒出苗，結(jié)實(shí)率和出苗率均不高，主要原因是種子不飽滿造成的。對照例3育種地塊山東濟(jì)南，塑料拱棚內(nèi)。光照條件2250h。父本大芻草魯牧2號。
母本齊319、P10等7個(gè)自交系。具體步驟參見賈春林，張勇，王國良，等.長日環(huán)境下大芻草新種質(zhì)與溫帶玉米自交系遠(yuǎn)緣雜交效果研究.玉米科學(xué)2010，18 (3) 53-56本對照例利用塑料拱棚在濟(jì)南進(jìn)行大芻草與11個(gè)溫帶玉米自交系的雜交試驗(yàn)，并用露天大田試驗(yàn)作對照，結(jié)果表明，大棚條件下有7個(gè)自交系與父本大芻草實(shí)現(xiàn)雜交，實(shí)現(xiàn)雜交的自交系占總數(shù)的63. 6%，獲得雜交種17. 9g/株；而大田條件下實(shí)現(xiàn)雜交的自交系占總數(shù)的72. 7%，獲得雜交種127. 5g/株，從收獲的雜交種產(chǎn)量來看，大田條件下顯著優(yōu)于大棚條件下雜交。結(jié)果分析經(jīng)實(shí)施例與對照例對比發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明所述方法在同樣北方長日照條件下，可以實(shí)現(xiàn)不用任何設(shè)施栽培，在大田條件下即可實(shí)現(xiàn)與溫帶玉米自交系雜交的目的，并且制種產(chǎn)·量高，操作簡便。
權(quán)利要求
1.一種在長日照地區(qū)利用大芻草組配玉米新種質(zhì)的方法，其特征在干，包括如下步驟 (1)將經(jīng)處理的大芻草種子作為父本，在4月下旬到5月上旬之間播種于育種地塊；將經(jīng)處理的溫帯玉米自交系種子作為母本，在6月下旬播種于育種地塊； 播種時(shí)，當(dāng)母本是平展葉型時(shí)，父母本行比為I :4，父本間的行距為510 540cm，父本與相鄰的母本間距為150 250cm，母本間的行距為70 80cm ;父本播量45 60kg/ha，母本播量90 130kg/ha ； 當(dāng)母本為豎葉型時(shí)，父母本行比為I :6，父本間的行距為490 540cm，父本與相鄰的母本間距為120 220cm，母本間的行距為50 60cm ;父本播量30 45kg/ha，母本播量120 150kg/ha ； (2)在苗期、拔節(jié)期和抽雄散粉期間進(jìn)行雜苗、異型苗去除作業(yè)；父本的雜株在散粉前拔除，母本的雜株在去雄前拔除； (3)在母本的抽雄期每天至少拔除雄穗一遍，直至母本雄穗全部拔除； (4)在授粉期進(jìn)行人工輔助授粉，授粉期結(jié)束后，去除父本； (5)10月上旬進(jìn)行收獲，即得雜交種。
2.如權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述步驟(I)中的父本為大芻品種草魯牧2號。
3.如權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述步驟(I)中的母本為玉米自交系齊319、沖 72、017-2、綜31、178。
4.如權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述步驟(I)中的經(jīng)處理的大芻草種子為經(jīng)水浸泡12 24個(gè)小時(shí)的大芻草種子。
5.如權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述步驟(I)中的經(jīng)處理的溫帯玉米自交系種子為曬種、浸種和藥劑拌種獲得的溫帯玉米自交系種子。
6.如權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述步驟(I)中的育種地塊為與周圍其它玉米花粉來源地至少相距300米的地塊，或者地塊周圍種植高粱等高桿作物進(jìn)行屏障隔離且高桿作物的播幅不小于50m。
7.如權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述步驟(3)中拔除的雄穗帶出育種地塊進(jìn)行填埋處理。
8.如權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述步驟(4)中的人工輔助授粉是指開花初期和開花末期的輔助授粉工作，當(dāng)母本吐絲晚于父本抽雄末期吋，或父本抽雄晚于母本吐絲末期時(shí)進(jìn)行。
9.如權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述步驟(5)的收獲過程中，應(yīng)選取種粒長度0. 5 0. 8cm、灰色或褐色、種粒形狀大小均一,千粒重70 80g的雜交種。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種在長日照地區(qū)利用大芻草組配玉米新種質(zhì)的方法，主要包括親本選擇、種子處理、播種、大田雜交制種、種子收獲等步驟。該發(fā)明實(shí)現(xiàn)了在長日地區(qū)大田條件下遠(yuǎn)緣雜交組配玉米新種質(zhì)，避免了設(shè)施短日照處理、套袋授粉和南繁等復(fù)雜繁瑣工藝，對加快拓寬我國現(xiàn)有玉米種質(zhì)遺傳資源具有重要的意義。
文檔編號A01H1/02GK102783412SQ20121031333
公開日2012年11月21日 申請日期2012年8月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月29日
發(fā)明者劉延忠, 吳波, 楊秋玲, 王國良, 盛亦兵, 賈春林 申請人:山東省農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展研究所