专利名称：植物多基因型杂交组合种群品种构成与生产的方法
技术领域：
本发明涉及植物(异花授粉和雌雄异花植物)多基因型杂交组合种群品种的构成和生产方法。
背景技术：
目前生产上使用的几乎全部农作物都是单基因型品种，即一个品种一个基因型。杂种优势利用的杂交组合品种，为品种权益的有效保护提供了技术保障。但各种作物的杂种优势利用的杂交组合同样是单基因型的。人类采取的单基因型育种技术加剧了生物多样性的日益衰减。历史上各种病害的大流行，都与大量使用少数单基因型品种有关，农作物品种的遗传基础越来越狭窄，品种对生物天敌的抵抗和耐受性越来越差。如今年“大豆锈病”入侵美国已经引起高度恐慌，历史上，水稻胡麻斑病、马铃薯晚疫病、小麦条锈病、美国玉米小斑病、大斑病的大流行，等等，这些都与人类育种一直采取单基因型育种技术有关，即人类育种直接加剧了生物多样性衰减过程。2004年10月16日联合国大会宣布消息，上世纪农业遗传基因多样性损失了四分之三，目前的情况依然十分严峻，并继续恶化。
优质抗性高产是农作物育种的永恒目标，但对单基因型杂交组合和品种而言总是难以协调的永恒矛盾，实现全面超越越来越难。通俗的讲，目前传统的农作物育种即单基因型育种都是试图挑选“十全十美”个体的育种体系，其顾此失彼的内在矛盾是可想而知的。
李晓方创始提出了多基因型种群育种技术体系(又称遗传多样性育种技术体系，已经申请另一专利，申请号为PCT/CN2004/000657)，其本质是“塑造优秀团队”的育种体系，其概念、思路、技术、选择标准、评价方法等都具有重大的原创性突破，将最大限度的协调不同基因型个体的矛盾，达到种群在优质抗性高产方面的全面协调和超越，从根本上解决优质抗性高产的内在矛盾。同时该种群品种体系从技术上主动加强生物多样性的保护和利用，极大的延缓生物遗传多样性的衰减速度，为保护环境，保护生物多样性提供切实可行的技术。因为多基因型种群品种育种的名词太专业化，因此，依据其目的和效果，可以称为遗传多样性育种，为了农民方便多基因型种群品种可以通俗的称为种群品种。
发明内容
遗传多样性育种的主要过程是选择育种目标需要的众多农艺性状优良和特殊的亲本(亲本数量不限)，进行各种方式的杂交，以最小的杂交量工作量创造最多的重组体和能够利用杂种一代优势的组合，这些稳定的各种基因型品种和杂交组合就形成了遗传多样性育种的基础群体，对基础群体的每个单基因型进行评价、选择与测定，再利用计算机进行分类，即将同一类型，又符合特定育种目标的单基因型品种或组合合并为同一个种群，同时原始株系(原始单基因型组合)仍单独保留或繁殖，将合并在同一种群的单基因型组合种植为同一小区，检查测定数据与表现的一致性和准确性，该过程可以进行一代以上，即多级种群改良。
多基因型种群品种形成确定了每个种群内的基本组合后，繁殖原始雌性系和雄性系，并进行杂交一代种子生产，再按一定比例混合，就形成了多基因型杂交组合种群的生产用种子。因为每个组合的繁殖系数不同，自然杂交种性会改变，因此不适宜农民留种，只适宜种子公司生产种子，以保持种群的优良特性。
本发明是对杂交组合基础群体的产生或来源，即种群原始组合的来源和构成生产用种群种子生产方式的保护。本发明提供作物多基因型种群杂交组合构成的方法，通过该方法产生一致性、稳定性、特异性的多基因型杂交组合种群品种，同时提供该杂交组合种群种子生产技术，达到符合优质、高抗、高产等育种目标，并保持品种一致性、稳定性和特异性三大特征。
为实现上述目的，本发明提供了一种作物杂交组合种群构成与生产的方法，其特征在于，根据各单基因型杂交组合的表现型，将符合育种目标，整齐一致的单基因型杂交组合混合，即形成农作物种群，对组成种群的单基因型杂交组合雌性系和雄性系进行单独繁殖，并进行杂交组合种子生产，再根据育种目标的需要将单基因型杂交组合种子按比例进行混合，即植物杂交组合种群的生产方法。
其中所述农作物是异花授粉和雌雄异花植物或作物，所述的异化授粉植物如玉米等，能够利用杂种优势的水稻、油菜等，所述的雌雄异花作物如青瓜、节瓜和丝瓜等。具体内容如下一、单基因型杂交组合基础群体的构建1、任意多个雌性系和雄性系组成雌性系群和雄性系群，将雌性系群中每一个雌性系与雄性系群中每一个雄性系杂交，产生的第一代作为基础群体。
2、用来构建基础群体的雌、雄性系可以是2-100000个。
二、种群种子生产方式对上述基础群体中的任何部分单基因型组合单独制种，然后根据育种目标的需要将单基因型杂交组合种子按比例进行混合，或按一定比例混合父本或母本制种，形成商业化种子生产技术，该应用于生产的混合种子称为多基因型杂交组合种群品种，每个杂交组合种群含有的单基因型组合可以在2-10000个。
三、种子检测技术由于遗传多样性育种体系育成的品种，其本质特性就是多基因型。生产用种子必然包含每个基因型，表现为具有遗传多样性，在分子水平具有一定的杂合度，一般采取均匀混合后随机抽取部分种子样品，并依单粒种子样本进行SSR、RAPD等分子检测，就可以检测到差异，其差异的范围在育种基础群体原始组合范围之内，亲缘关系处在原杂交所用亲本范围之内。而单基因型杂交组合制种的种子及当代植株，是基本不具备多样性和分子差异的。
具体实施例方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
实施例1一、实验材料-玉米选择收集或者从综合种中选出各种各样尽可能多的不同雄性系和雌性系，配置杂交组合，其所有或部分杂种一代就组成该玉米种群育种的基础群体，在通过经验和数据的测试后，将表现型一致，穗果位置一致等符合育种目标特性的组合作为一个种群，并对原各个单基因型杂交组合亲本进行单独繁殖，构成种群品种的原原种，制成杂种一代种子后，将其按比例混合，就构成商业用杂交组合种群品种。
二、基础群体构成方法二十个雄性系形成雄性群，分别记为M1、M2、M3、...M20，十五个雌性系形成雌性群，分别记为F1、F2、F3、...F15将雄性群中的每一个雄性系与雌性群中的每一个雌性系杂交，共形成300个杂种一代，构成基础群体，并编号为M1F1、M1F2、...、M1F15...；M2F1...M2F15；...；M20F1、M20F2...M20F15。
三、种群构成与种子生产方法经过对基础群体的选择和测定，选出生育期、穗果位一致的组合，并经过田间种植再次观察确定，构成玉米杂交种群品种JTYM，即集团玉米品种。其包含以下16个基础群体的单基因型杂交一代组合。M1F3、M3F20(抗性好)、M4F8、M5F6、M6F9、M7F1、M8F8、M9F15(抗性好)、M10F6、M11F14、M12F7、M13F2、M15F6、M16F8、M17F6、M18F10(抗性好)。
种子生产方法1、对上述选中的16个杂交组合按照常规杂交种生产方法进行单独繁殖，然后将种子等量混合，即形成生产用种子。或者按照种群所包含的雌性系和雄性系比例混合制种。
2、如果要在病害更严重的地区种植，希望抗性更好可以适当增加标明抗性好的组合的种子量。
3、可以根据任何需要的特性进行各个单基因型组合、雌性系、雄性系的比例调整，为了保证提供的种群特性稳定，对调整杂交一代的种子量和比例应做严格登记和记录，也便于下次配制同样特性的种群。
4、在基础群体中选择任何其他育种目标或特殊种群的方法与此类似。如选择黄玉米或白玉米等。一个基础种群可以构成数个、数十、数百个不同特性的种群。
5、以构成种群的基础群体中相应的单基因型原始杂交一代作为种子生产和检验的依据。
实施例2雌雄异花作物-青瓜一、实验材料本实验选择4个青瓜品种粤秀二号、粤秀三号、早青二号和早青三号杂交。
二、基础群体构成方法粤秀二号与早青二号杂交、粤秀三号与早青三号杂交，将两个杂交一代马上再杂交，共获得的400粒种子都种下去，获得400个单株，选择表现好且稳定的约70个株系，其中20个作为雄性系群，其中50个作为雌性系群，组成1000个杂交组合的基础群体，各单基因型杂交组合编号HGM1F1、HGM1F2、...、HGM1F50...；HGM2F1...HGM2F50；...；HGM20F1、HGM20F2...HGM20F50。
三、种群构成与种子生产方法
经过对基础群体的选择和测定，选出以下生育期、株高和颜色一致的单基因型组合，并经过田间种植再次观察确定，构成杂交组合种群JTHG，即集团杂交组合茄子品系。其中包含以下16个基础群体的单基因型杂交组合。HGM1F5、HGM2F20(抗性好)、HGM4F7、HGM5F8、HGM6F17、HGM7F6、HGM8F48、HGM9F15(抗性好)、HGM10F26、HGM11F14、HGM12F7、HGM13F2、HGM15F36、HGM16F46、HGM17F16、HGM18F19(抗性好)。
种群JTHG的表现初收期102天。株高75，长果型，比同级别茄子增产15％。
种子生产方法1、对上述选中的16个杂交组合单独繁殖合制种，然后将种子等量混合，即形成生产用种子；或者按照种群所包含的雌性系和雄性系比例混合制种。
2、如果要在病害更严重的地区种植，希望抗性更好可以适当增加标明抗性好的株系的种子量。
3、可以根据任何需要的特性进行各个单基因型组合、雌性系、雄性系的比例调整，为了保证提供的种群特性稳定，对调整的株系种子量和比例应做严格登记和记录，也便于下次配制同样特性的种群。
4、在基础群体中选择任何其他育种目标或特殊种群的方法与此类似。如选择园果型或长果形等。一个基础种群可以构成数个、数十、数百个不同特性的种群，也称集团组合。
5、以构成杂交组合种群的基础群体中相应的原始雌性系和雄性系做为制种亲本，生产各单基因型组合种子，并以此做为种子生产和检验的依据。
权利要求
1.一种作物杂交组合种群构成与生产的方法，其特征在于，用雌性系群和雄性系群相互杂交，产生各种杂交一代，形成基础群体，再根据各个单基因型杂交组合的表现型，将符合育种目标，整齐一致的部分单基因型杂交组合混合，即形成多个杂交一代组成的作物杂交组合种群，对组成种群的单基因型杂交组合进行单独繁殖和制种，再根据育种目标的需要将单基因型杂交一代按比例进行混合，或按照雌性系和雄性系数量比例进行混合种植制种，即杂交组合种群的生产方法。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的单基因型杂交组合是各种雄性系和雌性系杂交的第一代单基因型材料。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，以各种杂种优势利用为目的的雄性系与雌性系杂交第一代材料组成基础群体，并对其进行定性和定量的评价。
4.用来构建基础群体的雄性系和雌性系亲本可以是2-100000个。
5.如权利要求1至4所述的方法，其特征在于，所述作物是能够异花授粉的作物、雌雄异花作物。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述的异花授粉作物是玉米。
7.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述的雌雄异花作物是丝瓜、节瓜、黄瓜。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，对基础群体中的每个单基因型杂交组合进行育种目标和一致性所要求的主要特征的测量和经验评估。然后根据评估结果把同一类型的挑选为一个种群。构成不同类型的种群，每个种群内包含的单基因型杂交组合可以在2-10000之间。
9.如权利要求1至8所述的方法，其特征在于，对每个种群内的单基因型杂交组合进行单独的种子繁殖和杂交种子制种，然后按照不同比例进行不同杂交组合的配比，形成生产用多基因型杂交组合种群的种子生产。
10.如权利要求1、2、3、4、8和9所述的方法，其特征在于，最后用于生产的种群品种含有2-10000个不同的单基因型杂交组合，因此可以通过分子标记多态性方法进行种群内部的多样性检测。
11.如权利要求1至10中任一权利要求所述的方法，其特征在于，对多基因型种群组合后代，通过系统选择从中选出传统的单基因型品种或无性繁殖单基因型品种或选出新的雌性系或雄性系。
全文摘要
本发明涉及一种植物杂交组合种群的构成与生产的方法，其特征在于，根据各单基因型杂交一代组合的表现型，将符合育种目标，整齐一致的单基因型杂交一代组合，形成植物杂交组合基础群体，再从基础群体中选择部分杂交组合形成多基因型种群，对组成种群的单基因型杂交一代组合进行单独繁殖和制种，再根据育种目标的需要将各种单基因型杂交一代组合按比例进行混合，或采用一定比例父本或母本混合制种技术，即植物杂交组合种群的生产方法。通过该方法产生的品种具有一致性、稳定性和特异性三大特征。
文档编号A01H1/02GK1895028SQ20051003570
公开日2007年1月17日 申请日期2005年7月12日 优先权日2005年7月12日
发明者李晓方 申请人:李晓方