本發(fā)明涉及農(nóng)作物育種技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及高粱品種選育，尤其涉及一種北方用糯高粱不育系和保持系的選育方法。

背景技術(shù)：

高粱是主要雜糧作物之一，也是世界上最古老的栽培作物之一。其屬一年生草本植物，禾本科高粱族高粱屬。由于它耐旱、耐澇、耐鹽堿、耐瘠薄，適應(yīng)性廣，從熱帶到寒帶都有種植。其在我國的分布也極廣，幾乎全國各地均有種植。其中，糯高粱因其籽粒具有吸水性強、易糊化的特點，在固態(tài)發(fā)酵中，疏松適度，熟而不粘，利于發(fā)酵，被廣泛用于醬香型、濃香型白酒的制造，如茅臺、五糧液、瀘州老窖等都以糯高粱為主要原料。隨著我國釀造業(yè)的發(fā)展，釀造原料的需求快速上升。為進一步配合釀酒工業(yè)的大力發(fā)展，必須加快糯高粱的新品種選育進程，及時滿足釀造業(yè)市場的原料供應(yīng)。

我國高粱單產(chǎn)處于世界領(lǐng)先水平，這是由于高粱雜交種在生產(chǎn)上的應(yīng)用和相應(yīng)的配套栽培技術(shù)改善的結(jié)果，雜種優(yōu)勢的利用是提高高粱產(chǎn)量最直接、最有效的方法，因此，生產(chǎn)上選擇好的雜交種意義重大。

糯高粱以南方的糯高粱品種居多，北方用糯高粱品種卻極為短缺，而南種北引后時常表現(xiàn)生育期長、光敏感、不抗倒伏、絲黑穗病易發(fā)病等問題，農(nóng)民種植風(fēng)險大，經(jīng)常造成嚴重損失。因此選育適宜我國北方用糯高粱品種是當(dāng)務(wù)之急。優(yōu)良親本系是優(yōu)良雜交種選育的基礎(chǔ)，其中不育系是組配優(yōu)良雜交種的關(guān)鍵。研究表明，粳×糯是選育糯高粱親本系的最佳途徑，更易獲得籽粒淀粉含量高且淀粉中支鏈淀粉比例高的親本系，在此基礎(chǔ)上選育出北方優(yōu)質(zhì)實用型糯高粱不育系，對改變糯高粱以南方為主產(chǎn)區(qū)的現(xiàn)狀，緩解我國糯高粱需求緊張局面，拉動我國北方高粱產(chǎn)業(yè)鏈，帶動農(nóng)民增收致富，促進名酒釀造業(yè)發(fā)展具有重要意義。

目前存在的北方用糯高粱品種嚴重不足，無論是品種數(shù)量還是產(chǎn)量水平都不能適應(yīng)生產(chǎn)發(fā)展的需要。生產(chǎn)中急需高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的糯高粱不育系、保持系及雜交種。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了解決北方高粱主產(chǎn)區(qū)糯高粱品種缺乏的問題，本發(fā)明提供了一種北方用糯高粱不育系的選育方法，其具體步驟如下：

(1)以保持系粳高粱lgb/r5m874b為母本，以糯高粱保持系45b為父本，進行雜交，后代選擇糯質(zhì)、大穗、早熟三種性狀優(yōu)良的單株自交；

(2)以粳高粱不育系a2v4a為母本，與步驟(1)中的f2代為父本進行雜交，采用邊雜交穩(wěn)定邊回交轉(zhuǎn)育的方法，后代以雜交后代優(yōu)良單株為父本進行回交轉(zhuǎn)育4代，以不育性好、籽粒糯質(zhì)、抗絲黑穗為選育標(biāo)準(zhǔn)，育成糯高粱不育系。

其中，在步驟(1)或(2)的糯質(zhì)鑒定中，只切割胚乳進行碘液反應(yīng)，從而保障糯性籽粒正常發(fā)芽，避免籽?？v切而傷害胚。

在本發(fā)明的另外一個方面，本發(fā)明還提供一種北方用糯高粱保持系的選育方法，其具體步驟如下：

以保持系粳高粱lgb/r5m874b為母本，以糯高粱保持系45b為父本，進行雜交，后代選擇糯質(zhì)、大穗、早熟三種性狀優(yōu)良的單株自交7代，育成糯高粱保持系；

其中，在上述步驟的糯質(zhì)鑒定中，只切割胚乳進行碘液反應(yīng)，從而保障糯性籽粒正常發(fā)芽，避免籽?？v切而傷害胚。

在本發(fā)明的另外一個方面，本發(fā)明還提供一種北方用糯高粱雜交種的育種方法，其具體步驟如下：

(1)以保持系粳高粱lgb/r5m874b為母本，以糯高粱保持系45b為父本雜交，后代選擇糯質(zhì)、大穗、早熟三種性狀優(yōu)良的單株自交7代，育成糯高粱保持系；

(2)以粳高粱不育系a2v4a為母本，與步驟(1)中的f2代為父本進行雜交，采用邊雜交穩(wěn)定邊回交轉(zhuǎn)育的方法，后代以雜交后代優(yōu)良單株為父本進行回交轉(zhuǎn)育4代，以不育性好、籽粒糯質(zhì)、抗絲黑穗為選育標(biāo)準(zhǔn)，育成糯高粱不育系；

其中，在步驟(1)或(2)的糯質(zhì)鑒定中，只切割胚乳進行碘液反應(yīng)，從而保障糯性籽粒正常發(fā)芽，避免籽粒縱切而傷害胚；

(3)利用步驟(2)獲得的糯高粱不育系與自選恢復(fù)系l17r雜交，選育出糯高粱雜交種。

其中，在一個優(yōu)選的實施方案中，步驟(1)所述糯質(zhì)是指糯高粱的淀粉含量在60％-70％之間，支鏈淀粉占總淀粉的90％以上，胚乳遇碘呈紅色反應(yīng)；所述大穗是指穗長30cm以上；所述早熟是指生育期早于當(dāng)?shù)胤N植的45b。

其中，在一個優(yōu)選的實施方案中，步驟(2)所述不育性好是指套袋結(jié)實小于0.1％為不育型；籽粒糯質(zhì)是指糯高粱的淀粉含量在60％-70％之間，支鏈淀粉占總淀粉的90％以上，胚乳遇碘呈紅色反應(yīng)；抗絲黑穗是指對高粱絲黑穗病表現(xiàn)免疫的單株及對高粱絲黑穗病表現(xiàn)高抗以上的株系。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的有益效果是：

(1)將北方用粳高粱與南方用糯高粱雜交，成功聚合了粳高粱lgb/r5m874b的生育期早、株型青秀與a2v4a的頂土力強、抗絲黑穗病、柱頭生活力強的特性，同時又保留了45b的紅粒糯質(zhì)、大穗、穗粒重高的特點，使南北高粱的產(chǎn)量、品質(zhì)、抗性、配合力和外觀等優(yōu)良性狀有機集于一體，使其成為北方用糯質(zhì)高粱的骨干親本系，豐富了糯高粱種質(zhì)資源。

(2)在分離世代f2群體即開始進行糯性、絲黑穗鑒定，減少了后代群體的大小，節(jié)省了大量的人力、物力，降低了勞動成本，提高了多抗糯高粱不育系的選育成效。

(3)在高粱糯性鑒定中只切割胚乳進行碘液反應(yīng)，改變了常規(guī)方法中籽?？v切，傷害胚的做法，保證了糯性籽粒的正常發(fā)芽,加快了糯高粱選育進程。

附圖說明

圖1為糯高粱不育系11476a選育系譜圖；

圖2為糯性鑒定籽粒染色切割圖。圖2a為粳高粱染色圖；圖2b為糯高粱染色圖；

圖3為高粱雜交種晉糯3號選育流程。

具體實施方式

以下結(jié)合具體實施例,對本發(fā)明進行進一步的詳細說明,應(yīng)當(dāng)理解,此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明,并不用于限定發(fā)明范圍。

對本選育方法中所涉及使用的高粱各品種材料的來源說明如下：

保持系粳高粱lgb/r5m874b為自選育成品種，有時也記載為lgb×r5m874b、以及l(fā)gbr5m874b等。其可以獲自山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院高粱研究所飼料高粱研究室。

糯高粱保持系45b為從四川省農(nóng)業(yè)科學(xué)院水稻高粱研究所引進種質(zhì)。

粳高粱不育系a2v4a可以獲自國家種質(zhì)資源庫或山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院高粱研究所飼料高粱研究室，其與a2v4、a2v4(a)、v4a是同一材料的不同表述。

自選恢復(fù)系l17r可獲自山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院高粱研究所飼料高粱研究室。

實施例1選育糯高粱不育系及糯高粱保持系。

按以下步驟選育糯高粱不育系(命名為11476a)及糯高粱保持系(命名為11476b)，具體步驟如下：

(1)以保持系lgb/r5m874b為母本，以糯高粱保持系45b為父本，進行雜交，后代選擇抗病、糯質(zhì)、大穗等農(nóng)藝性狀優(yōu)良的單株自交7代，育成糯高粱保持系，命名為11476b。

具體方法為：45b整穗后人工去雄，采集lgb/r5m874b花粉與其授粉雜交，f1代套袋自交，收3-5穗；f2代種植5小區(qū)，共30行，行長5m，分離群體中選擇抗絲黑穗病、糯質(zhì)、大穗等農(nóng)藝性狀優(yōu)良的單株自交；f3代從分離群體中選擇符合育種要求的優(yōu)良單株自交收獲；f4、f5代繼續(xù)自交選擇優(yōu)良株系、單株自交；f6代選擇優(yōu)良單株絲黑穗病抗性鑒定至穩(wěn)定。

(2)以粳高粱不育系a2v4a為母本，與步驟(1)中f2代為父本雜交，開始采用邊雜交穩(wěn)定邊回交轉(zhuǎn)育的方法，后代以雜交后代優(yōu)良單株為父本進行回交轉(zhuǎn)育4代，以不育性好、籽粒糯質(zhì)、抗絲黑穗為選育標(biāo)準(zhǔn)，育成糯高粱不育系11476a。

具體方法為：在f2代以a2v4a作為不育系進行回交轉(zhuǎn)育，bc1代選擇具有抗病、糯質(zhì)、大穗等農(nóng)藝性狀優(yōu)良的單株收獲；同時套袋3-5穗觀察育性，結(jié)實率小于0.1％為不育型；bc2代繼續(xù)回交并育性鑒定，bc3代邊自交穩(wěn)定邊回交及絲黑穗病抗性鑒定；bc4代繼續(xù)回交并成對套袋保持，后代繼續(xù)自交至性狀穩(wěn)定。

其中，在步驟(1)或(2)的糯質(zhì)鑒定中，只切割胚乳進行碘液反應(yīng)，從而保障糯性籽粒正常發(fā)芽，避免籽粒縱切而傷害胚。

其中，步驟(1)所述糯質(zhì)是指糯高粱的淀粉含量在60％-70％之間，支鏈淀粉占總淀粉的90％以上，胚乳遇碘呈紅色反應(yīng)；所述大穗是指穗長30cm以上；所述早熟是指生育期早于當(dāng)?shù)胤N植45b。

其中，步驟(2)所述不育性好是指套袋結(jié)實小于0.1％為不育型；籽粒糯質(zhì)是指糯高粱的淀粉含量在60％-70％之間，支鏈淀粉占總淀粉的90％以上，胚乳遇碘呈紅色反應(yīng)；抗絲黑穗是指對絲黑穗表現(xiàn)免疫的單株及絲黑穗表現(xiàn)高抗以上株系。

對照例1

(1)以糯高粱保持系18b為母本，以保持系鐵掃1為父本，進行雜交，后代選擇抗病、糯質(zhì)、農(nóng)藝性狀優(yōu)良的單株自交7代，育成糯高粱保持系，命名為10521b。

具體方法為：鐵掃1整穗后人工去雄，采集18b花粉與其授粉雜交，f1代套袋自交，收3-5穗；f2代種植5小區(qū)，共30行，行長5m，分離群體中選擇抗絲黑穗病、糯質(zhì)等農(nóng)藝性狀優(yōu)良的單株自交；f3代從分離群體中選擇優(yōu)良單株自交收獲；f4、f5代繼續(xù)自交選擇優(yōu)良株系、單株自交；f6代選擇優(yōu)良單株絲黑穗病抗性鑒定至穩(wěn)定。

(2)以粳高粱不育系a2v4a為母本，與步驟(1)中f2代為父本雜交，開始采用邊雜交穩(wěn)定邊回交轉(zhuǎn)育的方法，后代以雜交后代優(yōu)良單株為父本進行回交轉(zhuǎn)育4代，以不育性好、籽粒糯質(zhì)、抗絲黑穗為選育標(biāo)準(zhǔn)，育成糯高粱不育系10521a。

具體方法為：在f2代以a2v4a作為不育系進行回交轉(zhuǎn)育，bc1代選擇具有抗病、糯質(zhì)等農(nóng)藝性狀優(yōu)良的單株收獲；同時套袋3-5穗觀察育性，結(jié)實率小于0.1％為不育型；bc2代繼續(xù)回交并育性鑒定，bc3代邊自交穩(wěn)定邊回交及絲黑穗病抗性鑒定；bc4代繼續(xù)回交并成對套袋保持，后代繼續(xù)自交至性狀穩(wěn)定。

其中，在步驟(1)或(2)的糯質(zhì)鑒定中，只切割胚乳進行碘液反應(yīng)，從而保障糯性籽粒正常發(fā)芽，避免籽?？v切而傷害胚。

10521a在后期鑒定中由于穗型散穗，穗粒重小而淘汰。

對照例2

(1)以保持系lgb/r5m874b為母本，以糯高粱保持系45b為父本，進行雜交，后代選擇抗病、糯質(zhì)、大穗等農(nóng)藝性狀優(yōu)良的單株自交7代，育成糯高粱保持系。

具體方法為：45b整穗后人工去雄，采集lgb/r5m874b花粉與其授粉雜交，f1代套袋自交，收3-5穗；f2代種植5小區(qū)，共30行，行長5m，分離群體中選擇抗絲黑穗病、糯質(zhì)、大穗等農(nóng)藝性狀優(yōu)良的單株自交；f3代從分離群體中選擇符合育種要求的優(yōu)良單株自交收獲；f4、f5代繼續(xù)自交選擇優(yōu)良株系、單株自交；f6代選擇優(yōu)良單株絲黑穗病抗性鑒定至穩(wěn)定。

(2)以粳高粱不育系tx623a1為母本，與步驟(1)中f2代為父本雜交，開始采用邊雜交穩(wěn)定邊回交轉(zhuǎn)育的方法，后代以雜交后代優(yōu)良單株為父本進行回交轉(zhuǎn)育4代，以不育性好、籽粒糯質(zhì)為選育標(biāo)準(zhǔn)，育成糯高粱不育系11402a。

具體方法為：在f2代以tx623a1作為不育系進行回交轉(zhuǎn)育，bc1代選擇具有早熟、糯質(zhì)等農(nóng)藝性狀優(yōu)良的單株收獲；同時套袋3-5穗觀察育性，結(jié)實率小于0.1％為不育型；bc2代繼續(xù)回交并育性鑒定，bc3代邊自交穩(wěn)定邊回交；bc4代繼續(xù)回交并成對套袋保持，后代繼續(xù)自交至性狀穩(wěn)定。

其中，在步驟(1)或(2)的糯質(zhì)鑒定中，只切割胚乳進行碘液反應(yīng)，從而保障糯性籽粒正常發(fā)芽，避免籽?？v切而傷害胚。

11402a在后期鑒定中由于其抗絲黑穗病不達標(biāo)而被淘汰。

實施例2糯高粱不育系11476a及保持系11476b的特性鑒定

1、性狀鑒定

糯高粱不育系11476a育性穩(wěn)定，生育期120d左右，幼苗葉鞘綠色，葉片深綠色；株高120-130cm，穗長32-37cm，單穗粒重75-80g，千粒重24-32g，莖稈粗壯，長紡錘狀，緊穗，褐殼，紅粒，籽粒糯質(zhì)，易脫粒，著殼率0.3％，無絨毛，無芒，抗倒伏。

糯高粱保持系11476b生育期120d左右，幼苗葉鞘綠色，葉片深綠色；株高120-130cm，穗長32-37cm，單穗粒重75-80g，千粒重24-32g，莖稈粗壯，長紡錘狀，緊穗，褐殼，紅粒，籽粒糯質(zhì)，易脫粒，著殼率0.3％，無絨毛，無芒，抗倒伏。

2、糯性室內(nèi)鑒定

原理：根據(jù)支鏈淀粉遇碘變紅，直鏈淀粉遇碘變藍的原理，對收集的種子在室內(nèi)進行糯性鑒定。

方法：與常規(guī)方法不同的是采用籽粒保胚鑒定。以f2代收獲的單株籽粒為單位，每穗脫粒后，選取100粒完好無損的籽粒在室內(nèi)進行糯性鑒定，用小刀在胚乳部分割開，用碘液滴定，淘汰變藍籽粒，保留變紅的籽粒，下年種于田間。步驟如下：

a.實驗儀器

電子天平玻璃棒鑷子容量瓶燒杯小刀膠頭滴管滴瓶

b.碘液制備

稱取分析純結(jié)晶碘5.5g，分析純碘化鉀11g，用蒸餾水完全溶解加水定容至300ml貯于棕色瓶內(nèi)避光保存。

c.種子消毒及切割

用濃度75％酒精對高粱籽粒消毒，晾干后用小刀在籽粒1/3處進行切割，避免傷及種胚。

d.碘液滴定

將切好的高粱籽粒用預(yù)先配好的碘液滴定,顯色后觀察顏色，淘汰藍色籽粒，保留紅色籽粒。

結(jié)果以顯色反應(yīng)呈紅色為糯性籽粒(見附圖2b)，保留該籽粒于下年種于田間。

3、絲黑穗田間鑒定

采用f2代分離群體開始田間土壤接種法進行絲黑穗病病菌鑒定。

a.菌粉收集

播種前從上一年的病穗上收集絲黑穗病菌3號生理小種備用。

b.菌土制備

將收集的絲黑穗菌粉與過篩的細土混合成0.6％的菌土(重量比)，用塑料布覆蓋，使菌種萌發(fā)。

c.田間接種

將f2分離群體播種于山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院高粱研究所東白試驗基地，共30行，行長5m，穴播,每穴用100g菌土覆蓋種子，使種子與菌土充分接觸,最后覆蓋田土鎮(zhèn)壓，待植株抽穗后調(diào)查植株發(fā)病情況，選擇符合育種目標(biāo)的對絲黑穗免疫單株及高抗以上株系收獲。

各后代絲黑穗鑒定結(jié)果

實施例3糯高粱不育系11476a雜交制種配合力分析

試驗采用完全隨機區(qū)組設(shè)計，3次重復(fù)，6行區(qū)，行長4.5m，行距0.33m，株距0.21m，小區(qū)面積4.5m×2m＝9m²。5月14日播種，田間管理按大田管理進行，10月10日各區(qū)隨機取中間2行10株樣本，晾曬脫粒，使用近紅外谷物分析儀分析籽粒蛋白質(zhì)、脂肪、總淀粉、單寧含量。統(tǒng)計分析結(jié)果如下：

糯高粱不育系11476a一般配合力相對效應(yīng)值

由上表可知，11476a具有高的總淀粉配合力，所配雜交組合籽粒淀粉含量較高。

為了科學(xué)、準(zhǔn)確的評價糯質(zhì)高粱新選不育系，為糯高粱的品質(zhì)改良提供優(yōu)良的親本材料，選用了l2r、l17r、東北10r三個恢復(fù)系作為父本，分別與11476a雜交，對雜交種品質(zhì)性狀統(tǒng)計分析，結(jié)果如下表。

各組合品質(zhì)性狀表現(xiàn)

11476a所配雜交組合淀粉含量較高，達到72.97％-73.69％，11476a×l2r這個組合的淀粉含量為最高，達到了73.69％，而蛋白質(zhì)含量卻最低，為11.10％；11476a×l17r蛋白質(zhì)、脂肪和單寧偏低，而淀粉卻偏高，為73.72％。

11476a×l17r在株高、千粒重、生育期和產(chǎn)量上的特殊配合力效應(yīng)值大，效應(yīng)值分別為3.0149,5.9701,1.0806,6.7525，該組合是組配優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)雜交種的理想組合。

實施例4糯高粱不育系11476a雜交制種效果鑒定

以糯高粱不育系11476a為母本，糯高粱恢復(fù)系l17r為父本育成了高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、廣適、多抗糯高粱雜交種晉糯3號(見附圖3)。

晉糯3號平均生育期120d，幼苗綠色，平均株高167.8cm，穗長33.4cm，穗粒重67.9g，千粒重27.4g，褐殼紅粒，紡錘形穗，穗型中散。該品種籽粒粗蛋白9.56％、粗淀粉74.38％、單寧1.01％、粗脂肪3.44％、水分12.0％、支鏈淀粉占總淀粉含量的97％。絲黑穗病自然發(fā)病率0，接種發(fā)病率兩年平均5.7％。晉糯3號豐產(chǎn)性好，支鏈淀粉含量高，釀造品質(zhì)佳的優(yōu)良糯高粱雜交種。

晉糯3號與ck產(chǎn)量表現(xiàn)