專利名稱：：小麥高效育種技術方法
技術領域：
：本發明屬于農作物選育
技術領域：
，具體的說是一種采用小麥高效育種技術培育優質高產、多抗小麥新品種的方法。
背景技術：
：世界上多數國家都把新品種選育和種子產業化作為小麥產業發展的重點，發達國家根據市場需求的變化，始終把優質專用品種的選育放在首位，以確保其在國際市場上的優勢，并力求在育種材料、方法和理論研究方面取得新突破。育種規模日益擴大，溫室條件好，田間作業機械化，異地加代、穿梭育種、多點鑒定和早代品質測試等已被廣泛應用并規范化。在品質育種方面，除注意蛋白質外，近年來加強了淀粉糊化特性的研究。品質測試進一步向快速和微量的方向發展，近紅外谷物分析儀、快速粘度儀、單籽粒硬度儀等已廣泛應用于育種選擇。澳大利亞、美國和加拿大為了搶占我國的小麥市場，從八十年代后期開始致力于面條和饅頭品質的研究，強調面包、面條和面包、饅頭兼用型品種的選育。在抗病性方面，注重慢病性/持久抗性的開發與利用且已取得明顯進展。同時普遍注意提高產量潛力(在發展中國家更是如此)、提高水肥利用效率，以降低生產成本，提高小麥的市場競爭力。解放50年來，我國小麥育種取得了很大進展，在提高產量方面尤為突出。面對我國加入WT()、大中城巿建設、人民生活水平提高和日益增長的人口壓力，我國小麥育種既要盡快改善品質，又要不斷提高單位面積產量，還要提高水肥等資源利用效率。我國的品質改良始于八十年代中期，"八五"和"九五"期間，引進了一些國外優質資源并對其進行了改造，發掘和創造了一批優質育種材料，培育出一些品質優、產量高的新品種，并已大面積推廣。例如中優9507、濟南17、豫麥47、藁城8901等專用面包小麥品種，在農業跨越計劃的支持下，開展中試與產業化開發，已取得較好進展。在貯藏蛋白、淀粉糊化特性、面條加工品質研究方面也做了較多工作，并提出了全國小麥品質區劃的初步方案。但是我國小麥的品質改良還存在不少問題，一方面表現為冬小麥育種效率低，育種周期長是冬小麥高效育種的瓶頸，高效的育種技術體系是縮短育種周期，提高選擇效率和品種選育質量的有效途徑。另一方面可用的優質資源短缺，國外優質源因農藝性狀或適應性差，難以直接利用；測試方法還需進一步完巻，迫切需要建立快速準確的微量測試技術；面條和饅頭的研究還需深化和加強。現有優質品種的品質穩定性、產量潛力、抗性、肥水利用效率等還有待繼續提i^，綜合表現與普通品種尚有一定差距，因此推廣速度仍然較慢，覆蓋面小。超髙產品種的選育雖取得一定進展，但還沒有大面積應用于生產。主栽品種的抗病性(尤其是白粉病)還不過硬，導致大量施用農藥，肥水利用率也有待改良。國內還沒有真正實施穿梭育種、多點鑒定等行之有效的育種方法，育成品種的適應性差。總體來講，冬麥育種周期長，選擇的準確性不高。在組織形式上，育種單位各自為戰，不同學科缺乏有效協作，導致育種效率低，總體競爭力不強。
發明內容針對上述問題，本發明把建立髙效育種方法與技術體系作為研究重點，附之以材料創新，通過利用人工氣候室低溫春化、南繁加代、穿梭育種、多點鑒定等途徑，選育出有突破性優質高產、多抗小麥新品種，為小麥單產水平提高和大范圍品種更換提供品種貯備，同時通過創新優異育種親本，為今后小麥品種改良提供豐富的材料忙備。也為將來新品種大面積示范、推廣奠定了基礎。為實現上述目的，本發明提供如下的技術方案小麥髙效育種育種技術方法，其特征在于將低溫春化、南繁加代、穿梭育種和多點聯合鑒定綜合起來，形成小麥髙效育種技術方法，依次包括以下步驟(1)低溫春化將強冬性小麥花后1520天的種子，用1%的雙氧水處理20小時，用純凈水沖洗34次后，室溫萌芽，放置盛有濕潤跖石的培養缽中約12天出苗，待幼苗長至12cm時放置于人工氣候室，溫度設置35"，相對濕度70~75%，在光強15Q01x(白天光照，晚上黑暗)進行綠體春化4550天；(2)南繁加代將通過春化處理的冬小麥幼苗經過12天的常溫練苗后，用隔溫箱空運至南繁基地；秧甶整好后，灌水浸泡，移栽前放掉明水，黃昏在泥上移栽(3)穿梭育種根據育種目標，有針對性地選擇不同生態區域，建立穿梭育種試驗點(簡稱穿梭點)，將同一套育種材料種植于穿梭點，以對該育種材料進行抗病性、抗逆性、適應性、穩產性選擇；(4)多點聯合鑒定將同一套髙世代穩定品系分成多份，寄往聯合鑒定試驗點，由不同生態區按當地生產條件進行播種和管理，以觀察同一套育種材料在不同生態區的生長發育、抗病抗逆性和產量性狀。本發B月公開的小麥高效育種技術方法關鍵在于(1)冬小麥通過低溫春化，使南繁加代成功，是冬小麥縮短育種年限，加速分離世代性狀穩定的關鍵(2)多點鑒定、生產示范、品質分析同步進行的技術手段，是提髙品種選擇貭量,擴大示范的關鍵。本發明髙效育種技術方法的詳細說明如下(1)低溫春化冬小麥能否順利通過春化階段進入光照階段，是冬小麥加代成功的關鍵。本發明以強冬性小麥品種京冬8號為試驗材料，摸索了冬小麥通過,化所需要的溫度、通過低溫的最佳階段和對低溫最敏感部位(詳見發表的"關于冬小麥低溫春化、南繁加代的初步探討"《天津農業科學》，第13巻，第3期)。通過該試驗,初步摸索出對于京冬8號(強冬性品種)，:通過室內催芽，種子露白后播在裝有跖石的培養缽中，室內培養至第一片幼芽伸出胚芽鞘2cfi,后放入2-41C的低溫培養箱，濕度保持在65%-75%，培養45d即可通過春化。在京冬8號春化試驗的基礎上，用實際育種材料做低溫春化試驗，以其加快育種進程。通過田間篩選，共選出162份冬小麥后代材料進行室內催芽，其中07元F3代117份，;07元F4代28份，07元F5代17份。具體技術花后的15—20天取穗，將稱烘干，取下籽粒，用1%的HA浸種24hr,后用無菌水沖洗3-4次后，室溫下催芽(1天即可露白)，將萌芽的種子裝入盛有濕潤跖石的培養缽中，室溫下約1-2天，幼芽出土整齊，放入2-41C的冷庫，纏度保持在6596-75%,培養45d。通過兩年的低溫春化試驗，總結出對強冬性，料，可在花后15-20天取穗，綠體低溫春化.45天，正常抽穗結實。(2)帶水移栽，南繁加代為防止小麥幼苗弱根被灼傷，彰響成活率，本發明創新采用小麥帶水移栽，提高成活率的方法。將春化后的幼苗在常溫下進行適應性鍛煉12天后，用隔溫箱空運至云南元謀南繁基地秧田整好后，灌水浸泡，移栽前放掉明水，黃昏在泥上移栽，成活率基本為100%。使收獲的材料能夠在10月初在天津正常秋播，進行正常的田間選育，這樣大大加快了性狀穩定時間，縮短了育種周期，使冬小麥的分辟世代由6年，縮短為3年o(3)穿梭育種，提髙了育種材料的適應性為打破封鎖育種,提髙育種效率，根據育種目標，有針對性地選擇不同生態區域，建立穿梭育種試驗點(簡稱穿梭點)；將同一套育種材料種植于穿梭點，以對該育種材料進行抗病性、抗逆性、適應性、穩產性選擇；這樣可以提高育種材料的適應性，相同的胄種材料可以選育出適合不同區域的優良的小麥品種。(4)多點鑒定的鑒定體系，提髙選擇的準確性建立了廣適應性鑒定體系，除天津、.北京、濟南等主要育種基地外，廣泛與北部冬麥區和黃淮麥區的其它試點如石家莊、安陽、周口、楊陵、臨汾、泰安、淄博、煙臺等共28個試點進行協作，在同一生態區的不同地點和不同生態區進行聯合鑒定，提高選擇和鑒定效果，加快品種選育和推廣速度。真正實現穿梭育種和多點鑒定，突破現有方法的局限性,建立行之有效的育種協作網。2005、2006年將育成的穩定品系津0329、津0343、津0483和06WF7-2分發給全國小麥觀察圃中的28個承試點，200卞年將津06F6-50、06F6-153、06F6-155、06F6-170分發給全國小麥觀察圃的28個承試點。通過多點鑒定，可知育成品種的適應性如何，抗病、抗逆性如何，大大提髙了選擇的準確性。自此，由低溫春化、南繁加代、穿梭育種和多點聯奮鑒定共同構成了小麥高效育種技術體系。通過該體系，使冬小麥品種選育中的分離世代由六年縮短為三年，大大提髙了育種進程；組織形式上，在兄弟單位間真正.實現了育種材料的共享，結束了育種單位各自為戰的局面同一品種不同生態區的多點聯合鑒定，提髙了育成品種的適應性和選擇的準確性。本發明的小麥高效育種技術方法相對于現有技術具有如下的優點(l)通過該技術方法，使冬小麥品種選育中的分離世代由六年縮短為三年，大大提高了育種進程；組織形式上，在兄弟單位間真正實現了育種材料的共享，結束了育種單位各自為戰的局面；同一品種不同生態區的多點聯合鑒定，提高了育成品種的適應性和選擇的準確性o:(2)'建成了小麥高效育種技術方法，包括低溫春化、南繁加代、穿梭育種、多點鑒定等四大技術環節。高效育種技術方法的建成，使冬小麥的分離世代從六年縮短為三年，.大大縮短了育種時間，加快了育種進程；同時加強了各育種單位的協作及資源的有效合理利用，提高了品種選育質量及推廣利用速度。(3)采用本發明的小麥高效育種技術方法，選育出1個優質高產冬小麥新品種津農5號，該品種冬性，幼苗半匍匐，生長繁茂分蘗多，抽穗早，成穗率高。抗病性好，髙抗(4)本發明的小麥高效育種技術方法為小麥品種快速改良提供了豐富的材料貯備，也為將來新品種大面積示范、推廣奠定了基礎。圖r為小麥高效育種技術體系的流程圖。具體實施例方式以下結合較佳實施例，對依據本發明提供的具體實M方式詳細說明如下；同時為了簡單和清楚的目的，下文恰當的省略了公^技術的描述，以免那些不必要的細節影響對本技術方案的描述。實施例l(1)低溫春化將強冬性小麥花后20天的種子，.用1X的雙氧水處理20小時，用純凈水沖洗3次后，室溫萌芽，放置盛有濕潤跖石的培養缽中約1天出苗，待幼苗長至2cm時放置于人工氣候室，溫度設置41C,相對濕度75X，在光強15001x(白天光照，晚上暗處理)進行綠體春化45天(2)南繁加代將通過春化處理的冬小麥幼苗經過2天的常溫練苗后，用隔溫箱空運至南繁基地；秧田整好后，灌水浸泡，移栽前放掉明水，黃昏在泥上移栽；(3)穿梭育種根據育種目標，有針^性地選擇不同生態區域，建立穿梭育種試驗點(簡稱穿梭點)，將同一套育種材料種植于穿梭點，以對該育種材料進行抗病性、抗逆性、適應性、穩產性選擇(4)多點聯合鑒定將同一套高世代穩定品系分成多份，由不同生態區按當地生產條件進行播種和管理，以觀察同一套育種材料在不同生態區的生長發育、抗病抗逆性和產量性狀。實施例2:新品種選育及示范(1)新品種選育親本來源和選育經過親本來源母本(8901-11-14):株髙80cm，長會、白粒、硬質，常年千粒重38克左右，品質屬強筋類型。表1:8卯1-1144品質指標<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>注表i"sagj^i于2oo2年;^!awps公司對柳i的!aM分4ff^先父本(矮早l號)株高66cm左右，白粒、長芒，千粒重41克，成熟期比京冬8號皁2天，品質廣弱筋類型。以8901-11-14做母本，矮早1號做父'本，進行化學殺雄配制雜交組合，利用混合系譜法經6年選育而成的中筋冬小麥新品種津0343*(2)品質性狀農業部谷物品質監督測試中心檢測結臬為:容重812g/L,粗蛋白質(干塞〉14.63%,濕面筋33.09i,沉降值38.1ml,吸水率58.39i，穩定時間6.6min,拉伸面積93.2cm2,最大抗延阻力405E.U.a表2:津0343品質指標<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>注表l"*"^Jg^SHMi部蕭糊!ftM5Hff^果18*^^*^部2006糊181011^^果從以上津0343的品質指標可知，津0343除穩定時間6.6分鐘外，比國標二級強筋小麥(穩定時間7.0分鐘)略低，其余各項指標都超過了國標二級強筋小麥指標；在小麥籽粒品質初粉質圖品質指標中最重荽的指標為濕面筋含量和穩定時間兩項，濕面筋含量表明面筋的量，穩定時間表明面筋的強翁，穩定時間越長，任性越好，面筋的強度越大,面團加工性自。穩定性是粉質儀測定的最重要的指標。津農5號的濕面筋含量和穩定時間均高于對照品種京冬8號。津農5號這一小麥品種的育成，將天津市冬小麥品質育種水平提上了一個新臺階。2003-2004年度所內鑒定圃產量比較表(3)產量表現表3當年序號品系名稱小區產量(kg)折合畝產(kg)比CK土604所鑒103F6—36.5437.451.1204所鑒203F6—197.32492.6413.8804所鑒303F6—226.48436.10.8104所鑒403F6-296.76454.訴5.1704所鑒5京冬8號CK6.42432.6004所鑒603F6-376.58442.832.站04所鑒703F6—384.訴333.14-22.9904所鑒803F6—437.28柳.113.2904所鑒903F6—506.45434.090.3404所鑒1003F6—546.68449.563.9204所鑒1103F6—576.34426.68-1.3704所鑒1203F6—明5.恥.401.11-7.2804所鑒1303F6—675.83392.36-9.304所鑒1403F6-1376.49436.780.9704所鑒1503F6-1436.55440.821.904所鑒1603F6-1446.33...426.01-1.5204所鑒1703F6-1545.98,402.45■6.5604所鑒1803F6—1505.79389.67~9.5304所鑒1903F6"1606.56441.492.5■04所鑒20京冬8號CK.6.4430.72004所鑒2103F6—1536.54440.142.1904所鑒2203F6—1556.45434.090.7804所鑒2303F6—1576.15.413.9-3.9104所鑒2403F6—1706.15413.9-3.。1表42004-加05年度所內品系產量比較表.品系序號品系名稱工IIin小區平均折合畝產比ck位次(kg)(kg)(kg)(kg)(kg)±%05品1、4、9京冬8號ck8.128.08.188.10428.931.893說明書第8/9頁05品2、8、503F6-198.18.038.028.05426.291.26405品3、6、1003F6-227.94<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>在天津市楊柳青農場進行鑒定試驗，在24個品系中，03F6-43平均畝產490.1公斤，比對照京冬8號(432.6公斤〉增產13.29%，位居試驗第二位。在天津市楊柳青農場進行品系比較試驗，共12個品種，該品種平均畝產481.89公斤，比對照京冬8號(420.的公斤)增產14.47%,位房第一位。天津市冬小麥區域試驗，五個試點全^增產，平均畝產429.25公斤，比對照京冬8號(410.79kg/畝)增產4.491居十五個參試品種第二位。天津市冬小麥區域試驗B組，五個試點中三點增產，二點碌產，平均畝產幼3,9公斤，較對照京冬8號(391.06公斤)增產3.28%,居十一個參試品種第六位。武清和作物所試點分別倒伏94錄117%。夫津市冬小麥生產試驗，五個試點中四點增產，一點減產，平均畝產為401.54公斤，較對照京冬8號增產2.63%,居八個參試品種第五位。武清試點倒伏80%。(4)抗病性鑒定天津市植物保護研究所檢測結果中抗白粉病,全生育期抗葉銹病，苗期抗條銹病。(5)試驗示范2006-2007年，在寶坻區北潭鄉建津0343科技示范點，示范面積25畝，示范田內平均產量465公斤/畝；為了解新品種在津對不同地區氣候、土壤的適應性，2007-2008年度擴大新品種科技示范點和示范面積,建津0343科技示范點6個，分布于寶坻區、大港、靜海和西青區。該品種從綜合性狀看，落黃好、熱期好、抗病性好，產量比對照品種京冬8號略高，但莖稈稍軟，將該品種種植在土質略顯瘠薄、灌水條件稍差的地區，可減小其倒伏的可能，因此本年度增加了在靜海和大港的示范，從兩點的示范效果看，此品種適宜在該區種植，有很大的推廣潛力，產量約為475公斤/畝。由于津農5號田間長勢、落黃、抗病性和產量都表現突出，夏收的15萬斤良種除留種外，全部作為示范用種，按種子量計算，津農5號示范面積為6000畝。而且示范點從6個點，擴大到18個點，示范輻射地也由寶坻、大港、靜海等地波及到武清區、薊縣以及河北省玉田縣。(6)津農5號特征特性該品種冬性，長芒，白殼，紅粒，硬質；穗呈紡錘型，幼苗半匍匐，生長繁茂分蘗多，株高88cm左右，抗倒伏能力一般，分蘗多，畝穗數40.5萬，穗粒數25.5粒左右，千粒重41.9克，熟期與京冬8號相當，后期落黃好，穗層較整齊，抗寒性二級。抗病鑒定表現為中抗白粉病，全生育期抗葉銹病，苗期抗條銹病。本發明進一步公開了小麥高效育種技術方法在選育高產中強筋冬小麥新品種方面的應用。其中的新品種為津農5號。在詳細說明的較佳實施例之后，熟悉該項技術人士可清楚地了解，在不脫離上述申請專利范圍與精神下可進行各種變化與修改，凡依據本發明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均屬于本發明技術方案的范圍。且本發明亦不受限于說明書中所舉實例的實施方式。權利要求1、小麥高效育種技術方法，包括以下步驟(1)低溫春化將強冬性小麥花后15～20天的種子，用1％的雙氧水處理20小時，用純凈水沖洗3～4次后，室溫萌芽，放置盛有濕潤跖石的培養缽中約1～2天出苗，待幼苗長至1～2cm時放置于人工氣候室，溫度設置3～5℃，相對濕度65％-75％，在光強1500lx，進行綠體春化45～50天；(2)南繁加代將通過春化處理的冬小麥幼苗經過1～2天的常溫練苗后，用隔溫箱空運至南繁基地；秧田整好后，灌水浸泡，移栽前放掉明水，黃昏在泥上移栽；(3)穿梭育種根據育種目標，有針對性地選擇不同生態區域，建立穿梭育種試驗點，將同一套育種材料種植于穿梭點，以對該育種材料進行抗病性、抗逆性、適應性、穩產性選擇；(4)多點聯合鑒定將同一套高世代穩定品系分成多份，寄往聯合鑒定試驗點，由不同生態區按當地生產條件進行播種和管理，以觀察同一套育種材料在不同生態區的生長發育、抗病抗逆性和產量性狀；2、權利要求1所述的小麥高效育種技術方法在選育高產中強筋冬小麥新品種方面的應用。3、權利要求2所述的應用，其中的新品種為津農5號。全文摘要本發明涉及小麥高效育種技術方法，通過低溫春化、南繁加代、穿梭育種、多點聯合鑒定等，形成小麥高效育種技術方法。它是將強冬性小麥花后15～20天的種子，用雙氧水處理，再用純凈水沖洗后，室溫萌芽，待幼苗長至1～2cm時放置于人工氣候室，溫度設置3～5℃，相對濕度70％，在光強1500lx進行綠體春化45～50天；將通過春化處理的冬小麥幼苗經過1～2天的常溫練苗后，運到云南元謀；秧田整好后，灌水浸泡，移栽前放掉明水，黃昏在泥上移栽。通過穿梭育種、多點聯合鑒定等對該育種材料進行抗病性、抗逆性、適應性、穩產性選擇。該育種技術方法為小麥品種快速改良提供了豐富的材料貯備，也為將來新品種大面積示范、推廣奠定了基礎。文檔編號A01H1/04GK101683065SQ200910069880公開日2010年3月31日申請日期2009年7月27日優先權日2009年7月27日發明者何中虎,剛馮,劉建軍,張岐軍,時曉偉,丹梁,王從磊,王建賀,王繼忠,石斯發申請人:天津市農作物研究所