本發明屬于玉米品種選育技術領域,具體涉及一種玉米穗粒重高配合力DH系通D127-9的選育方法。
背景技術:
高產是玉米種植追求的關鍵參數指標之一,影響玉米產量的關鍵參數有穗行數、穗粒數以及穗粒重。穗粒重是決定產量的重要因素,穗粒重×公頃株數即為公頃產量,目前東北玉米每公頃保苗6萬株條件下,選育出穗粒重比先玉335有跨越式增產效果的超高產新品種,在玉米生產上具有重要意義。本發明中即著重研究通過提升穗粒重以達到玉米增產效果。
關于提升玉米穗粒重的研究,目前,我國東北玉米生產上推廣應用的玉米單交種主要是先玉335(PH6WC×PH4CV),已歷時近10年之久,其優良的高產性無可匹敵,在公頃6萬株密度下,其單穗粒重最低為250g,最高為289g,基本代表了目前行業內玉米的最高產量水平。國內各育種單位對先玉335的改良進行了10年之久,已經審定品種達40余個,綜合性狀如抗病性、抗倒伏性有所改進,但在產量上僅僅增產0~3%,未有實質性突破。
由此,行業內目前對于玉米的穗粒重研究仍未有較大跨越發展,如何提供一種通過提升DH系單穗粒重進而使雜交種達到顯著增產效果的玉米品種的選育方法亟待研究開發。
技術實現要素:
為了解決現有技術存在的上述問題,本發明提供一種玉米穗粒重高配合力DH系通D127-9的選育方法,通過該選育方法選育出的玉米品種DH系通D127-9的平均單穗粒重為210g左右,單穗粒重比高親提高了10%以上,百粒重比高親可提高18%左右,最終使所配制雜交種達到較之于目前產量處于領先地位的先玉335還要增產10%以上的技術效果,具有深遠的經濟和社會意義。同時,通過該選育方法選育出的通D127-9集合表達了高產相關基因,極大的豐富了玉米的高產基因庫,該通D127-9兼并集合了多種優良性狀。
本發明通過以下技術方案具體實現:
一種玉米穗粒重高配合力DH系通D127-9的選育方法,包括以下步驟:以B20和PH4CV為親本,雜交得F1代,將F1代使用單倍體育種技術培育后即得玉米穗粒重高配合力DH系通D127-9。
作為優選,所述B20以吉835和丹340作為親本雜交選育而得。
作為優選,所述將F1代使用單倍體育種技術培育后經篩選后得到所述玉米穗粒重高配合力DH系通D127-9,所述篩選標準為穗粒重為200g~220g。
作為優選,所述篩選還包括以下標準:穗粒數500~600粒,百粒重40g~45g。
作為優選,所述篩選還包括以下標準:粒長12mm~12.5mm,粒厚5.2mm~5.5mm,粒寬9.3mm~9.8mm。
作為優選,所述篩選還包括以下標準:穗位85cm~92cm,穗長20cm~25cm,穗行數16~20行。
作為優選,所述篩選還包括以下標準:株高257cm~262cm,禿尖0.8cm~1.2cm,容重740g/l~750g/l,收獲水分25%~28%。
作為優選,所述單倍體育種技術具體為:先將所述F1代進行單倍體誘導得到單倍體籽粒,然后種植單倍體籽粒并經加倍培育自交得到所述玉米穗粒重高配合力DH系通D127-9。
作為優選,所述單倍體誘導過程中采用吉誘SM6278-2為誘導系,進行雜交誘導。
作為優選,所述單倍體籽粒的種植加倍培育在低緯度地區例如海南進行。
通過以上技術方案選育出的玉米DH系通D127-9在穗粒重方面有了實質突破,在通D127-9與PH6WC、B20以及PH4CV各自的自交系性狀比較可知,通D127-9的穗粒重比高親提高10%以上,百粒重比高親提高17.9%,也即在通D127-9上集合表達了高粒重的等位基因。進一步的研究中,通D127-9與PH6WC的單交種的畝產量可比目前處于行業領先水平的先玉335增產10%以上,可達14%。簡單推廣計算,將PH6WC×D127-9組合在東北地區年推廣5000萬畝,畝增產100kg,年即增產50億公斤糧食,將年增加社會效益60億元人民幣,屆時通D127-9將年產生數百億元人民幣的效益,擁有深遠的經濟和社會意義。
本發明發明人深入研究了通D127-9的遺傳學原理,B20×PH4CV雜交得到的材料F1是籽粒遺傳分離最大世代,誘導F1出的單倍體粒是基因經分離重組的單倍型(一套染色體),經自然加倍后每一株能夠自交成功獲得的種子,就是DH系種子,100%純合,經本地鑒定后選出,成為DH系,通D127-9穗粒重突出,是非加性效應異位基因經加倍后成為能夠表達的等位基因,是新挖掘出的高粒重基因型,它的出現,極大豐富了玉米基因庫,具有更深遠進一步開發研究價值。
附圖說明
為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案,下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹,顯而易見地,下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例,對于本領域普通技術人員來講,在不付出創造性勞動的前提下,還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
圖1是本發明所提供的選育方法的流程示意圖。
具體實施方式
為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚,下面將對本發明的技術方案進行詳細的描述。顯然,所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例,而不是全部的實施例?;诒景l明中的實施例,本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動的前提下所得到的所有其它實施方式,都屬于本發明所保護的范圍。
本發明中,如無其他特別說明,所用術語皆為行業內通用術語,所采用方法及設備皆為行業通用方法及設備,所引用述及的玉米品種皆為行業內普通市售產品。本發明實施例中的所采用的誘導系為吉誘SM6278-2,采購自吉林省農科院。本發明中出現的PH6WC、B20以及PH4CV皆為玉米品種,且該三種玉米品種均可從市場上購買得到,其中PH6WC還用作先鋒公司的先玉335的母本系,以及PH4CV還用作先玉335的父本系。B20為本發明申請人單位選育的玉米品種,已向市面供應。B20培育所用的吉853和丹340也為行業早已公開的玉米品種,并且在市面上可以按需購得。
下面結合具體實施例對本發明的技術方案以及相應效果進行進一步闡釋,以使本領域技術人員能夠更充分的理解本發明。
本實施例提供玉米穗粒重高配合力DH系通D127-9的選育方法,包括以下步驟:以吉835和丹340作為親本雜交選育得到B20。以B20和PH4CV為親本,雜交得F1代,將F1代使用單倍體育種技術培育后經篩選后得到玉米穗粒重高配合力DH系通D127-9。篩選標準:穗粒重為200g~220g,穗粒數500~600粒,百粒重40g~45g,粒長12mm~12.5mm,粒厚5.2mm~5.5mm,粒寬9.3mm~9.8mm,穗位85cm~92cm,穗長20cm~25cm,穗行數16~20行,株高257cm~262cm,禿尖0.8cm~1.2cm,容重740g/l~750g/l,收獲水分25%~28%。
所述單倍體育種技術具體為:先將所述F1代在吉林本地采用吉誘SM6278-2為誘導系誘導得到單倍體籽粒,然后在海南三亞地區種植單倍體籽粒,經加倍培育自交得到所述玉米穗粒重高配合力DH系通D127-9。
具體的,于2010年通過吉853×丹340為基礎材料雜交選育出了B20,該B20結合了吉853的穩適性和丹340的高產性。PH6WC×B20組合經3年多點試驗證明,產量與先玉335平產,抗病性、抗倒伏性極顯著增強,只是果穗降水慢。因此繼續考慮利用B20×PH4CV組配基礎父本系材料,進行了單倍體育種實踐。
2012年以B20×PH4CV為基礎材料雜交得到F1代,以吉誘SM6278-2為誘導系對F1代進行雜交誘導得到單倍體籽粒。挑出準單倍體籽粒424粒,并于當年在海南三亞南賓農場種植得單倍體株183株,自交結實22株。2013年春在吉林本地種植并自交得到DH系通D127-9,鑒定22穗行(即DH系)。2014年均與PH6WC為母本測配。2015年產量比較試驗,PH6WC×D127-9小區產量第一名,比先玉335增產11%,抗倒伏,抗病。2016年該組合PH6WC×D127-9小區產量又第一名,比先玉335增產14%,由此DH系D127-9脫穎而出。
2016年以PH6WC、B20、PH4CV和D127-9在同等開放種植條件下,分別進行自交,并比較各自自交的性狀,列于下表1——2016年PH6WC、B20、PH4CV與D127-9自交系(10株、穗平均值)性狀的比較。
表1
表1中,收獲水分統一為2016年9月26日測量,四種玉米品種的種植密度均為6萬株/公頃。
結合實踐觀察以及分析表1可知:D127-9是由B20×PH4CV基礎材料經誘導加倍而成的DH系,株高與高親一致,穗位比低親降低18.2%,穗粒重比高親提高10%,穗長長于高親,穗行數與高親一致,穗粒數高于雙親平均值1.9%,禿尖長度介于雙親之間、傾向短禿尖親本,百粒重比高親提高17.9%,出籽率介于雙親之間、傾向于高出籽率親本,容重介于雙親之間;粒長、粒厚、粒寬均大于高親;收獲水分介于雙親之間、傾向于低水分親本。繼承了抗葉斑性和抗倒伏性,熟期早于雙親1-2d。
由此可見,D127-9熟期早、植株及果穗綜合性優良,尤其是穗粒重比高親提高10%,百粒重比高親提高17.9%,在穗粒重百粒重方面具有巨大的遺傳優勢,也即D127-9在粒重上聚合表達了高粒重等位基因。
2015年的小區產量比較試驗中,同步收集了PH6WC×D127-9與先玉335的性狀比較參數,列于下表2——2015年PH6WC×D127-9與先玉335的比較(3次重復、10株穗平均值)。
表2
表2中,PH6WC×D127-9與先玉335的種植密度均為6萬株/公頃。
結合實踐觀察以及分析表2可知:PH6WC×D127-9株高和穗位低于先玉335,穗粒重比先玉335提高12.7%,百粒重提高18.4%,出籽率、脫粒水分及容重略低于先玉335,綜合性狀優良。
2016年的小區產量比較試驗中,同步收集了PH6WC×D127-9與先玉335的性狀比較參數,列于下表3——2016年PH6WC×D127-9與先玉335的比較(3次重復、10株穗平均值)。
表3
表3中,收獲水分統一為2016年9月26日測量,PH6WC×D127-9與先玉335的種植密度均為6萬株/公頃。
結合實踐觀察以及分析表2可知:PH6WC×D127-9株高和穗位低于先玉335,穗粒重提高13.8%,百粒重提高9.3%,穗粒數提高9.9%,出籽率、收獲水分和容重略低于先玉335,脫粒水分略高于先玉335,粒長、粒厚及粒寬均高于先玉335,綜合性狀優良,熟期與先玉335基本一致。
由上述2015和2016兩年小區產量試驗結果證明,PH6WC×D127-9穗粒重極顯著優于先玉335,百粒重、穗粒數提高顯著,綜合性狀優良,主要得益于D127-9高穗粒重等位基因的非加性遺傳效應,使PH6WC×D127-9雜種優勢得到極顯著提高。
以2016產量結果為例,PH6WC×D127-9組合株高平均優勢率為21.9%,穗位平均優勢率為14.3%,穗粒重平均優勢率為73.4%,穗長平均優勢率為15.8%,穗粒數平均優勢率為51.1%,百粒重平均優勢率為19%,出籽率平均優勢率為4.9%,粒長平均優勢率為12.9%,粒厚平均優勢率為-0.5%,粒寬平均優勢率為3.3%。由此可見,該組合穗粒重平均優勢率高達73.4%,而株高及穗位平均優勢率僅分別為21.9%和14.3%,進一步說明D127-9除高穗粒重遺傳力外,還兼有不可多得的優良性狀等位基因。
通過以上實施例以及結合生產實踐,可以總結得出,本發明的DH系D127-9組配PH6WC進行生產,主要優勢表現在穗粒數、粒深、粒厚、粒寬、百粒重方面;綜合性狀顯著優于先玉335,主要表現在株高和穗位比先玉335略低,抗斑病、抗倒伏性方面極顯著優于先玉335。通過本發明的選育方法獲得的DH系D127-9具有穗粒重高、百粒重大、粒深、粒寬、粒厚、綜合性狀良好的特點,在穗粒重、百粒重、粒深、粒寬、粒厚、出籽率、抗病性、抗倒伏性等性狀上極顯著優于PH4CV,該DH系D127-9集中了旅系、黃系、Lancaster的優點,為父本系(NSS)的杰出代表,與Reid等系群有極強的雜種優勢,與PH6WC已組配出超強優勢優良玉米單交種,能取得可觀的經濟效益和社會意義,在玉米種質創新上,尤其是在穗粒重方面是一個極顯著新的里程碑式研究進展。
以上所述,僅為本發明的具體實施方式,但本發明的保護范圍并不局限于此,任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明揭露的技術范圍內,可輕易想到變化或替換,都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。因此,本發明的保護范圍應以所述權利要求的保護范圍為準。