一種抗拿捕凈飼用谷子雜交種育種方法
【專利摘要】本發明涉及一種抗拿捕凈飼用谷子雜交種育種方法，包括以下步驟：首先，以抗拿捕凈的谷田中選擇的野生谷莠子為原始材料，經6?8代選育出穩定的抗拿捕凈飼草專用谷子品系。然后，利用雄性不育系為母本與抗拿捕凈飼草專用谷子品系為父本進行雜交，收獲雜交種；然后，鑒定雜交種的真雜交種率；并按每畝真雜交種子用量0.5?1.0kg，將雜交后所得種子于第二年進行小區種植，選定抗拿捕凈、秸稈產量高、營養成分高的雜交組合；最后，將選定的雜交組合的母本和父本按照上述雜交方法進行雜交，收獲雜交種，即得。本發明方法簡單易操作，經濟高效，效果穩定、可持續性，在目前勞動力緊缺的情況下，本發明適宜推廣應用。
【專利說明】
一種抗拿捕凈詞用谷子雜交種育種方法
技術領域
[0001] 本發明屬于植物育種領域，具體涉及一種抗拿捕凈飼用谷子雜交種育種方法。
【背景技術】
[0002] 谷子[Setaria italica(L. )Beauv.]是我國古老農作物，在近萬年的馴化栽培歷 史中，始終被用作糧飼兼用作物。古代戰爭中的軍草多是指收獲糧食后的谷子秸桿，時至今 日，谷子仍然作為糧飼兼用作物在北方廣泛栽培。在美洲、澳洲和歐洲部分國家多是作為飼 草作物栽培的。早在1849年，美國專利局便開始推廣谷子飼草栽培，而后迅速發展為飼草作 物之一，特別在雨養農業區逐漸成為主要的飼草作物。上世紀初期，美國多個州對谷子作為 飼草開展了多方面的試驗，包括種植方式與輪作、肥料試驗、飼喂品質和品種選擇等，逐漸 形成了德國金粟、西伯利亞粟和匈牙利粟等幾個主栽品種。在加拿大谷子也被用來與小麥 輪作增加土地的生物產量，或在收獲小麥后將谷子作為夏季飼草作物栽培，并對相應的栽 培模式進行模擬研究。研究表明，谷子作為糧飼兼用作物栽培收獲籽粒后的秸桿粗蛋白含 量4.53%~5.34%，粗脂肪含量1.12%~1.36%，雖然低于豆科植物，但是明顯高于其他禾 谷類作物，尤其是可消化成分高，其飼喂價值接近豆科牧草，但產量顯著優于苜蓿，因此，谷 子完全可以作為一個飼草產業來發展。通過對谷子猜草試驗分析表明，谷草所含營養成分 完全可以滿足牲畜的生長發育需要，并且還含有對牲畜有益的多種特殊物質，可提高產品 轉化率和肉、蛋、奶等品質。谷子秸草還可與其他飼草、料搭配使用，降低生產成本，提高經 濟效益，發展高產、優質、高效農業。隨著我國畜牧業的發展，對優質飼草需求量增加，生產 上急需谷子飼草專用品種，內蒙古、河北壩上等地越來越多的農牧民自發栽培谷子，用于飼 草生產，且發展速度正在加快，其迫切程度可見一斑。
[0003] 近幾年，中國農科院作科所、內蒙古農牧科學院等單位已經開展了飼草谷子篩選 研究，并取得初步進展。其主要采用常規的育種栽培篩選技術，所篩選出來的品種，存在著 諸多問題，比如：中國農科院作科存在著抗倒性、抗病性差等不足，；內蒙古農牧科學院選育 出蒙金谷1號，秸桿高度達2米，但是該品種不耐密植，在承德種植倒伏嚴重，且目前方法所 得的飼草谷子品種均不抗拿捕凈，種植過程中需要人工除草，增加了種植成本，因此，尋找 一種育種栽培篩選技術，使培育出來的飼用谷子同時具有抗拿捕凈、抗倒、抗病、猜桿多、草 量大、耐密植、營養價值高，且易栽培、易管理等諸多優點，顯得至關重要。

【發明內容】

[0004] 本發明的目的在于克服現有技術的缺陷，提供一種抗拿捕凈飼用谷子雜交種育種 方法，采用該方法所培育出的飼用谷子不僅抗拿捕凈、還同時具有抗倒、抗病、秸桿多、草量 大、耐密植、營養價值高，且易栽培、易管理等諸多優點。
[0005] 為了實現上述目的，本發明采取的技術方案如下：
[0006] -種抗拿捕凈飼用谷子雜交種育種方法，具體包括以下步驟：
[0007] 步驟1、雜交:利用雄性不育系為母本、抗拿捕凈飼草專用谷子品系為父本進行雜 交，雄性不育系或抗拿捕凈飼草專用谷子品系不同，構成不同的雜交組合；
[0008] 步驟2、鑒定真雜交種率:將步驟1不同雜交組合雜交后所得種子于溫室環境進行 種植，當谷苗長至3-5葉時，噴施質量濃度為12.5%的拿捕凈1次，用量為80-100mL/畝，計算 植株的存活率，即真雜交種率；
[0009] 步驟3、產量、品質鑒定:依據步驟2真雜種率鑒定結果，計算播種量，按每畝的真雜 交種子用量0.5-1.0kg，將步驟1不同雜交組合雜交后所得種子于第二年進行小區種植，當 谷苗長至3-5葉時，噴施質量濃度為12.5 %的拿捕凈1次，用量為80-100mL/畝，殺死不抗拿 捕凈的谷苗，存活下來的抗拿捕凈植株按照株距3cm定苗，生育期間調查苗色、株高、穗長、 分蘗、莖葉比、鮮草重、干草重;抽穗期、成熟期調查抗倒性、抗病性;收獲期，結合性狀調查 結果，選出植株高壯、葉片多且黑綠、有分蘗、秸桿多、長勢好，植株不萎蔫、不傾斜，葉片上 沒有病斑的植株測定其秸桿的營養成分，然后選定抗拿捕凈、秸桿產量高，植株不萎蔫、不 傾斜，葉片上沒有病斑，秸桿的營養成分高的雜交組合；
[0010] 步驟4、雜交種的獲得:將步驟3選定的雜交組合的母本和父本按照步驟2所述方法 進行雜交，收獲雜交種，即得。
[0011] 進一步的，步驟1具體包括以下步驟：
[0012] A、將每個雜交組合的父本抗拿捕凈飼草專用谷子品系與母本雄性不育系按一行 抗拿捕凈飼草專用谷子品系、兩行雄性不育系的間隔進行播種，第一行雄性不育系與第二 行雄性不育系分別于不同時間進行播種，播種的時間間隔為5-7天；
[0013] B、在開花前，將不育系穗子2-3個與花期相遇的飼草專用谷子品系的穗子2個，用 羊皮紙袋套在一起，每天早晨9點到10點之間敲袋授粉；
[0014] C、待谷穗斷青及時收獲母本雄性不育系植株上的種子、制種，備用。
[0015] 進一步的，所述抗拿捕凈飼草專用谷子品系是通過包括以下步驟的方法選育的：
[0016] 步驟a、選種:在連續兩年以上種植抗拿捕凈谷子品種且噴施拿捕凈的谷田中，搜 集谷子的伴生雜草谷莠子，待其結穗之后，采集穗子，晾干脫粒，將每株谷莠子種子作為一 份原始材料谷莠子分別進行裝袋保存，每一株裝一袋，以備第二年播種;所述噴施的拿捕凈 的質量濃度為12.5%，噴施量為8〇-10〇11117畝；
[0017] 步驟b、馴化：
[0018] (1)、選擇有機質含量大于10g/kg，全氮含量大于0.5g/kg、速效磷含量大于5mg/ kg、速效鉀含量大于84mg/kg的砂壤土地，施用30kg復合肥做底肥；
[0019] ⑵、遇雨或者造墑播種，將每份原始材料谷莠子的種子分別種植2-3行，株距2.5- 3 ? 5cm，行距 20_30cm;
[0020] (3)、當谷苗長至3-5葉時，噴施質量濃度為12.5%的拿捕凈1次，用量為80-100mL/ 畝，殺死不抗拿捕凈的谷苗；
[0021] (4)、拔節期結合中耕，每畝開溝追施尿素20-30kg;
[0022] (5)、通常生長過程中不需澆水，遇極其干旱年份可澆水;且生長過程中注意防治 蟲害；
[0023] (6 )、于生育期間調查苗色、株高、穗長、分蘗、莖葉比、鮮草重、干草重；抽穗期、成 熟期調查抗倒性、抗病性;收獲期，結合性狀調查結果，選出植株高壯、葉片多且黑綠、有分 蘗、秸桿多、長勢好，植株不萎蔫、不傾斜，葉片上沒有病斑的植株測定其秸桿的營養成分， 然后選定抗拿捕凈、秸桿產量高，植株不萎蔫、不傾斜，葉片上沒有病斑，秸桿的營養成分高 的植株待谷穗斷青及時收獲、單株脫粒，得穗行種子;每一株裝一袋，做好標記，對其穗行種 子進行分開保存；
[0024]步驟c、按照步驟b第二年或冬季海南加代種植穗行，重復步驟b 6-8代后，即得抗 拿捕凈飼草專用谷子品系。
[0025]更進一步的，步驟a所述抗拿捕凈谷子品種包括冀谷31、冀谷25、冀谷36、冀谷37、 冀谷38。
[0026] 進一步的，所述雄性不育系的獲得方法包括自然變異、輻射育種、化學殺雄。
[0027] 與現有技術相比，本發明所取得的有益效果如下：
[0028] 本發明采用野生抗拿捕凈除草劑谷莠子作為選育抗拿捕凈飼草專用谷子品系的 原材料，并采用選育專用的種植方法對其進行6-8代的穗行篩選，選育出抗拿捕凈飼草專用 谷子品系，其不僅抗拿捕凈除草劑，還具有秸桿高壯、葉片多且黑綠、有分蘗的、秸桿較多、 長勢好，植株不萎蔫、不傾斜，葉片上沒有病斑，且秸桿的粗蛋白、粗脂肪、粗纖維含量高等 優點。該方法簡單易操作，效果穩定具有可持續性，實現了經濟、高效的目的；在目前勞動力 緊缺、成本持續增加的情況下，該方案適宜推廣應用。
[0029]本發明采用雄性不育系為母本、抗拿捕凈飼草專用谷子品系為父本進行雜交，并 采用溫室種植鑒定真雜種率，然后按照選育專用的種植管理方法對其做產量和品質鑒定， 即可選育出抗拿捕凈飼草谷子雜交組合，次年以選育出的雜交組合的母本和父本進行雜交 制種，即得抗拿捕凈飼用谷子雜交種;選育出的該雜交種不僅抗除草劑拿捕凈，且秸桿高 壯、葉片多且黑綠、有分蘗的、秸桿較多、長勢好，植株不萎蔫、不傾斜，葉片上沒有病斑，此 外，秸桿的粗蛋白、粗脂肪、粗纖維含量高，本發明中，噴施拿捕凈后不死，證明其抗拿捕凈； 秸桿高壯、葉片多且黑綠、有分蘗的、秸桿較多、長勢好說明其谷草產量高;不萎蔫說明其抗 旱;植株不傾斜說明其抗倒;葉片上沒有病斑說明其抗病;秸桿的粗蛋白、粗脂肪、粗纖維含 量高說明其營養價值高;此外，本發明在雜交過程中，將每個雜交組合的父本抗拿捕凈飼草 專用谷子品系與母本雄性不育系按一行抗拿捕凈飼草專用谷子品系、兩行雄性不育系的間 隔進行播種，第一行雄性不育系與第二行雄性不育系分別于不同時間進行播種，播種的時 間間隔為5-7天;采用播種兩行雄性不育系，且將兩行雄性不育系播種的時間間隔5-7天，其 目的是母本和父本的花期相遇，避免了因氣候、環境、溫度的差異導致花期提前或延后而無 法使花期相遇的情況。采用本發明方法所得到的抗拿捕凈飼草谷子雜交種，不僅實現谷草 產量高同時還可進行化學除草，為飼草谷子產業化管理和發展起到促進作用。
[0030] 本發明方法簡單易操作，效果穩定具有可持續性，實現了經濟、高效的目的；在目 前勞動力緊缺、成本持續增加的情況下，該方案適宜推廣應用。
【具體實施方式】
[0031] 以下結合實施例對本發明進行進一步詳細的敘述。
[0032] 實施例1
[0033] 抗拿捕凈飼草專用谷莠子是通過包括以下步驟的方法選育的：
[0034] 步驟a、選種：2010年從邯鄲武安連續兩年以上種植抗拿捕凈谷子品種冀谷31，且 噴施拿捕凈的谷田中，搜集谷子的伴生雜草谷莠子，待其結穗之后，采集穗子，晾干脫粒，將 每株谷莠子種子作為一份原始材料谷莠子分別進行裝袋保存，每一株裝一袋，共收集35份， 以備第二年播種;所述噴施的拿捕凈的質量濃度為12.5%，噴施量為80-100mL/畝；
[0035] 步驟b、馴化：
[0036] (1)、選擇有機質含量大于10g/kg，全氮含量大于0.5g/kg、速效磷含量大于5mg/ kg、速效鉀含量大于84mg/kg的砂壤土地，施用30kg復合肥做底肥；
[0037] (2)、遇雨或者造墑播種，將每份原始材料谷莠子的種子分別種植2-3行，株距2.5- 3 ? 5cm，行距 20_30cm;
[0038] (3)、當谷苗長至3-5葉時，噴施質量濃度為12.5%的拿捕凈1次，用量為80-100mL/ 畝，殺死不抗拿捕凈的谷苗；
[0039] (4)、拔節期結合中耕，每畝開溝追施尿素20_30kg;
[0040] (5)、通常生長過程中不需澆水，遇極其干旱年份可澆水;且生長過程中注意防治 蟲害；
[0041 ] (6 )、于生育期間調查苗色、株高、穗長、分蘗、莖葉比、鮮草重、干草重;抽穗期、成 熟期調查抗倒性、抗病性;收獲期，結合性狀調查結果，選出植株高壯、葉片多且黑綠、有分 蘗、秸桿多、長勢好，植株不萎蔫、不傾斜，葉片上沒有病斑的植株測定其秸桿的營養成分， 然后選定抗拿捕凈、秸桿產量高，植株不萎蔫、不傾斜，葉片上沒有病斑，秸桿的營養成分高 的植株待谷穗斷青及時收獲、單株脫粒，得穗行種子;每一株裝一袋，做好標記，對其穗行種 子進行分開保存；
[0042]步驟c、按照步驟b第二年或冬季海南加代種植穗行，重復步驟b 6-8代后，即得抗 拿捕凈飼草專用谷子品系。
[0043] 實施例2
[0044] 抗拿捕凈飼用谷子雜交種育種方法，具體包括以下步驟：
[0045] 步驟1、雜交:利用雄性不育系為母本、抗拿捕凈飼草專用谷子品系為父本進行雜 交，雄性不育系或抗拿捕凈飼草專用谷子品系不同，構成不同的雜交組合;所述雄性不育系 的選育步驟包括:從育成品種或者品系中選擇自然變異的不育單株，經6-8代的系統選育， 選擇穩定的不育度較高的不育品種或品系，即得。此外，所述雄性不育系還可以采用輻射育 種或化學殺雄等方法獲得；
[0046] A、將實施例1選育的抗拿捕凈飼草專用谷子品系18份和雄性不育系3份進行組合； 將每個雜交組合的父本抗拿捕凈飼草專用谷子品系與母本雄性不育系按一行抗拿捕凈飼 草專用谷子品系、兩行雄性不育系的間隔進行播種，第一行雄性不育系與第二行雄性不育 系分別于不同時間進行播種，播種的時間間隔為5-7天；
[0047] B、在開花前，將不育系穗子2-3個與花期相遇的飼草專用谷子品系的穗子2個，用 羊皮紙袋套在一起，每天早晨9點到10點之間敲袋授粉；
[0048] C、待谷穗斷青及時收獲母本雄性不育系植株上的種子、制種，獲得了36個雜交組 合種子，備用；
[0049] 步驟2、鑒定真雜交種率:將步驟1獲得的36個雜交組合雜交后所得種子于溫室環 境進行種植，當谷苗長至3-5葉時，噴施質量濃度為12.5%的拿捕凈1次，用量為80-100mL/ 畝，計算植株的存活率，即真雜交種率；
[0050] 步驟3、產量、品質鑒定:依據步驟2真雜種率鑒定結果，計算播種量，按每畝的真雜 交種子用量0.5-1.Okg，將步驟1獲得的36個雜交組合雜交后所得種子于第二年進行小區種 植，當谷苗長至3-5葉時，噴施質量濃度為12.5%的拿捕凈1次，用量為80-100mL/畝，殺死不 抗拿捕凈的谷苗，存活下來的抗拿捕凈植株按照株距3cm定苗，生育期間調查苗色、株高、穗 長、分蘗、莖葉比、鮮草重、干草重;抽穗期、成熟期調查抗倒性、抗病性;收獲期，結合性狀調 查結果，選出植株高壯、葉片多且黑綠、有分蘗、秸桿多、長勢好，植株不萎蔫、不傾斜，葉片 上沒有病斑的植株測定其秸桿的營養成分(粗蛋白、粗脂肪、粗纖維、礦質元素等），最終選 定了抗拿捕凈、秸桿產量高，植株不萎蔫、不傾斜，葉片上沒有病斑，秸桿的營養成分高的雜 交組合3份，分別命名為3A269、6A356、3A75;
[0051]步驟4、雜交種的獲得:將步驟3選定的3份雜交組合的母本和父本分別按照步驟2 所述方法進行雜交，收獲3份雜交組合的雜交種，分開保存，即得。
[0052]效果例1
[0053]以雜交谷子品種為對照，與采用本發明實施例2所述方法培育出的3個抗拿捕凈飼 草谷子雜交種(3A269、6A356、3A75)進行了產量比較試驗，調查乳熟期株高、鮮草產量、干草 產量、莖葉比、分蘗等性狀指標，并測定該3個抗拿捕凈飼草谷子雜交種的干草的粗蛋白、粗 脂肪、粗纖維等營養指標，結果表明見表1和表2;
[0054]表1飼用性狀分析
[0056]表2營養成分分析
[0059]由表1數據可知：3個抗拿捕凈飼草谷子雜交種的株高均高于對照，莖葉比均低于 對照，說明葉子偏多，均有分蘗，干草產量均顯著高于對照。表2中數據可知，3個抗拿捕凈飼 草谷子的粗蛋白、粗脂肪、粗纖維、磷、鈣、鋅、硒均高于對照，說明營養豐富適于做飼草品 種。
[0060]以上所述實施方式僅為本發明的優選實施例，而并非本發明可行實施的窮舉。對 于本領域一般技術人員而言，在不背離本發明原理和精神的前提下對其所作出的任何顯而 易見的改動，都應當被認為包含在本發明的權利要求保護范圍之內。
【主權項】
1. 一種抗拿捕凈飼用谷子雜交種育種方法，其特征在于具體包括以下步驟： 步驟1、雜交:利用雄性不育系為母本、抗拿捕凈飼草專用谷子品系為父本進行雜交，雄 性不育系或抗拿捕凈飼草專用谷子品系不同，構成不同的雜交組合； 步驟2、鑒定真雜交種率:將步驟1不同雜交組合雜交后所得種子于溫室環境進行種植， 當谷苗長至3-5葉時，噴施質量濃度為12.5%的拿捕凈1次，用量為80-100mL/畝，計算植株 的存活率，即真雜交種率； 步驟3、產量、品質鑒定:依據步驟2真雜種率鑒定結果，計算播種量，按每畝的真雜交種 子用量0.5-1.Okg，將步驟1不同雜交組合雜交后所得種子于第二年進行小區種植，當谷苗 長至3-5葉時，噴施質量濃度為12.5%的拿捕凈1次，用量為80-100mL/畝，殺死不抗拿捕凈 的谷苗，存活下來的抗拿捕凈植株按照株距3cm定苗，生育期間調查苗色、株高、穗長、分蘗、 莖葉比、鮮草重、干草重;抽穗期、成熟期調查抗倒性、抗病性;收獲期，結合性狀調查結果， 選出植株高壯、葉片多且黑綠、有分蘗、秸桿多、長勢好，植株不萎蔫、不傾斜，葉片上沒有病 斑的植株測定其秸桿的營養成分，然后選定抗拿捕凈、秸桿產量高，植株不萎蔫、不傾斜，葉 片上沒有病斑，秸桿的營養成分高的雜交組合； 步驟4、雜交種的獲得:將步驟3選定的雜交組合的母本和父本按照步驟2所述方法進行 雜交，收獲雜交種，即得。2. 根據權利要求1所述的一種抗拿捕凈飼用谷子雜交種育種方法，其特征在于步驟1具 體包括以下步驟： A、 將每個雜交組合的父本抗拿捕凈飼草專用谷子品系與母本雄性不育系按一行抗拿 捕凈飼草專用谷子品系、兩行雄性不育系的間隔進行播種，第一行雄性不育系與第二行雄 性不育系分別于不同時間進行播種，播種的時間間隔為5-7天； B、 在開花前，將不育系穗子2-3個與花期相遇的飼草專用谷子品系的穗子2個，用羊皮 紙袋套在一起，每天早晨9點到10點之間敲袋授粉； C、 待谷穗斷青及時收獲母本雄性不育系植株上的種子、制種，備用。3. 根據權利要求1或權利要求2所述的一種抗拿捕凈飼用谷子雜交種育種方法，其特征 在于，所述抗拿捕凈飼草專用谷子品系是通過包括以下步驟的方法選育的： 步驟a、選種:在連續兩年以上種植抗拿捕凈谷子品種且噴施拿捕凈的谷田中，搜集谷 子的伴生雜草谷莠子，待其結穗之后，采集穗子，晾干脫粒，將每株谷莠子種子作為一份原 始材料谷莠子分別進行裝袋保存，每一株裝一袋，以備第二年播種;所述噴施的拿捕凈的質 量濃度為12.5%，噴施量為8〇-10〇11117畝 ； 步驟b、馴化： (1) 、選擇有機質含量大于l〇g/kg，全氮含量大于0.5g/kg、速效磷含量大于5mg/kg、速 效鉀含量大于84mg/kg的砂壤土地，施用30kg復合肥做底肥； (2) 、遇雨或者造墑播種，將每份原始材料谷莠子的種子分別種植2-3行，株距2.5-3 · 5cm，行距 20_30cm; (3) 、當谷苗長至3-5葉時，噴施質量濃度為12.5%的拿捕凈1次，用量為80-100mL/畝， 殺死不抗拿捕凈的谷苗； (4) 、拔節期結合中耕，每畝開溝追施尿素20-30kg; (5) 、通常生長過程中不需澆水，遇極其干旱年份可澆水;且生長過程中注意防治蟲害； (6)、于生育期間調查苗色、株高、穗長、分蘗、莖葉比、鮮草重、干草重；抽穗期、成熟期 調查抗倒性、抗病性;收獲期，結合性狀調查結果，選出植株高壯、葉片多且黑綠、有分蘗、秸 桿多、長勢好，植株不萎蔫、不傾斜，葉片上沒有病斑的植株測定其秸桿的營養成分，然后選 定抗拿捕凈、秸桿產量高，植株不萎蔫、不傾斜，葉片上沒有病斑，秸桿的營養成分高的植株 待谷穗斷青及時收獲、單株脫粒，得穗行種子;每一株裝一袋，做好標記，對其穗行種子進行 分開保存； 步驟c、按照步驟b第二年或冬季海南加代種植穗行，重復步驟b 6-8代后，即得抗拿捕 凈飼草專用谷子品系。4. 根據權利要求3所述的一種抗拿捕凈飼用谷子雜交種育種方法，其特征在于，步驟a 所述抗拿捕凈谷子品種包括冀谷31、冀谷25、冀谷36、冀谷37、冀谷38。5. 根據權利要求1或權利要求2所述的一種抗拿捕凈飼用谷子雜交種育種方法，其特征 在于，所述雄性不育系的獲得方法包括自然變異、輻射育種、化學殺雄。
【文檔編號】A01H1/04GK105850711SQ201610188404
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年3月30日
【發明人】夏雪巖, 程汝宏, 李順國, 劉猛, 任曉利, 宋世佳, 趙宇, 劉斐, 南春梅
【申請人】河北省農林科學院谷子研究所