一种高抗旱性玉米品种的选育方法与流程

1.本发明属于玉米种子杂交选育方法技术领域，具体的讲涉及一种抗旱玉米杂交种的选育方法。


背景技术：

2.干旱胁迫常常影响作物的生长发育，造成作物严重减产，干旱对农作物造成的损失在所有非生物胁迫中占首位。玉米是我国的第三大粮食作物，又是需水较多，对水分胁迫比较敏感的作物，干旱是影响玉米产量的重要限制因素，一般可使玉米减产20％
‑
30％。因此，玉米生产对灌溉仍有较大依赖，这与日益严峻的水资源短缺的矛盾不断加剧。其最佳的解决途径就是提高玉米品种的抗旱节水性能，使之能在水分胁迫下不受伤害或伤害最小。研究表明不同玉米品种间对干旱胁迫存在显著差异，对于不同强度的干旱胁迫，其生存差异、生长量差异和产量形成的差异可达30％
‑
50％。
3.其中，土壤湿度是土壤的干湿程度,即土壤的实际含水量，可用土壤含水量占烘干土重的百分数表示:土壤含水量＝水分重烘干土重x100％。
4.土壤相对湿度是指土壤含水量与田间持水量的百分比,或相对于饱和水量的百分比等相对含水量表示，主要受到降水、气温、植被类型及地形条件等因素的影响。根据土壤相对湿润度(r)的干旱等级指标，可以分为60％<r为无旱,50<r≤60为轻度干旱，40<r≤50为中度干旱，30<r≤40为重度干旱， rs30为特别重度干旱。土壤相对湿度是表征农业旱情的一项重要指标，可以综合反映土壤水分状况和地表水文过程的大部分信息。根据土壤的相对湿度可以知道，土壤含水的程度,还能保持多少水量,在灌溉上有参考价值。土壤湿度大小影响田间气候，土壤通气性和养分分解,是土壤微生物活动和农作物生长发育的重要条件之一。
5.目前，全世界41％的土地处于干旱或半干旱状态，且有旱区趋于扩大，旱情趋于加剧的趋势。世界性的干旱导致了农作物的减产，超过其他因素所造成减产的总和。我国是世界上主要干旱国家之一，干旱也是对我国农业生产影响最大、最常见且分布范围最广的一种气候灾害，我国农作物平均每年受旱面积达3亿多亩，成灾面积1.2亿亩，每年因干旱减产平均达100亿
‑
150 亿公斤。干旱缺水是21世纪我国面临的最严重的问题之一。
6.杂交玉米以其产量高、抗病虫害能力强等优点被广泛种植。为了提高玉米的抗旱能力，人们采用杂交方法选育高产抗旱的优质品种。目前品种培育主要包括选系和鉴定两个主要环节，但存在以下缺陷：一是，在选系母本和父本过程中，为了缩短周期，采用北方和南方两季种植，在抗旱性能选择时，一般选在海南等地的干旱季节，采用露天或大棚直接种植，因每年气候不尽相同，差异很大，造成选系不准，真正抗旱性的母系和父系不能被挑选出来，选种周期长，选种效率差；如中国专利《cn104067932a》，需要先通过1次杂交，再通过7次的自交，才能选出母本和父本，选种周期长，不能选出抗旱效果好的杂交玉米种子。


技术实现要素：

7.本发明解决的技术问题就是提供一种育种周期短、育种效率高的抗旱玉米品种的选育方法，从而大大提高玉米种子的抗干旱水平。
8.本发明以抗干旱玉米品种、高产优质玉米品种等为亲本，通过种子筛选、种子处理、自交、杂交、回交、杂交等操作，并经多代的种子抗干旱鉴定筛选，育成抗干旱能力强且产量性能优异的玉米品种，该品种能显著提高玉米对干旱不利环境的适应性，减少自然干旱对玉米产量的损失。
9.为达到以上目的，本发明采用以下技术方案：
10.1)种子筛选：对三种不同品种的玉米种子分别进行过筛、挑选杂质、去除空瘪等不好的种子，得到颗粒饱满的种子s0、s1、s2；
11.2)种子处理：将步骤2)筛选的种子，分别用赤霉素水溶液浸泡，取出，晒干，得处理后的种子f0
‑
s0、f0
‑
s1、f0
‑
s2；
12.3)培育土地建设：选用普通土地，建设遮水大棚，土壤翻耕，控制土壤水分在45％
‑
55％；
13.4)第一次种子自交：将步骤(2)处理的种子，分别隔开种植在步骤(3) 的土壤中，并进行抗干旱性鉴定，筛选出高抗旱性、根系发达、株叶形态和产量形状优异的单株，套袋自交，成熟期分别收种，种子进行筛选后得到自交种子f1
‑
s0、f1
‑
s1、f1
‑
s2。
14.5)第一次杂交：以f1
‑
s0、f1
‑
s1为母本，以f1
‑
s2为父本，分别隔开种植在步骤(3)的土壤中，在开花期前分别进行人工授粉，完成对种子的杂交；对杂交玉米种子的母本分别继续培育，成熟后进行玉米种子的收获，对收获的玉米种子进行筛选、除杂，得到第一次杂交种子f2
‑
s0、f2
‑
s1。
15.6)杂交种子处理：将杂交种子f2
‑
s0、f2
‑
s1，分别用甲磺酸乙酯水溶液、赤霉素水溶液、高锰酸钾水溶液、水进行浸泡，取出、晒干，得到处理后的种子f3
‑
s0、f3
‑
s1；
16.7)第二次种子自交：将步骤(6)处理的种子，分别隔开种植在步骤(3) 的土壤中，并进行抗干旱性鉴定，筛选出高抗旱性、根系发达、株叶形态和产量形状优异的单株，套袋自交，成熟期分别收种，种子进行筛选后得到自交种子f4
‑
s0、f4
‑
s1。
17.8)第二次种子杂交：以f4
‑
s0为母本，以f4
‑
s1为父本，分别隔开种植在步骤(3)的土壤中，在开花期前进行人工授粉，完成对种子的杂交；对杂交玉米种子的母本继续培育，成熟后进行玉米种子的收获，对收获的玉米种子进行筛选、除杂，得到第二次杂交种子f5
‑
s0；
18.9)第三次种子自交：将步骤(8)得到的种子，种植在步骤(3)的土壤中，并进行抗干旱性鉴定，筛选出高抗旱性、根系发达、株叶形态和产量形状优异的单株，套袋自交，成熟期分别收种，种子进行筛选后得到自交种子f6
‑
s0。
19.10)种子回交：以f6
‑
s0为母本，以f0
‑
s2为父本，分别隔开种植在步骤(3)的土壤中，在开花期前进行人工授粉，完成对种子的杂交；对杂交玉米种子的母本继续培育，成熟后进行玉米种子的收获，对收获的玉米种子进行筛选、除杂，得到回交种子f7
‑
s0；
20.11)种子自交：将步骤(10)得到的种子，种植在步骤(3)的土壤中，并进行抗干旱性鉴定，筛选出高抗旱性、根系发达、株叶形态和产量形状优异的单株，套袋自交，成熟期分别收种，种子进行筛选后得到抗旱玉米种子 f8
‑
s0。
21.进一步的，步骤(4)、步骤(5)、步骤(7)、步骤(8)、步骤(9)、步骤(10)、步骤(11)种植玉米时，种植期间控制土壤水分在45％
‑
55％，当土壤水分低于45％时，进行喷灌至土壤水分到50％即可，种植全程不打开遮水大棚，避免土壤水分超过范围；
22.进一步的，步骤2)和步骤6)的赤霉素水溶液的浓度为1％
‑
3％，浸泡时间为2
‑
5小时。
23.进一步的，步骤6)的甲磺酸乙酯水溶液的浓度为1％
‑
3％；浸泡时间为1
‑
2 小时；步骤6)的高锰酸钾水溶液的浓度为0.5％
‑
2％，浸泡时间为1
‑
2小时；步骤6)的水溶液浸泡时间为2
‑
4小时。
24.进一步的，玉米种子亲本s0可以选择江玉877(sd7
×
c110
‑
6配组)、江玉501或江玉608(宿迁中江种业有限公司)、亲本s1可以选择抗旱玉米种子农科大8号(以f19
×
f33配组)、亲本s2可以选择抗旱玉米品种天泰 16(徐蕊，高产抗旱玉米品种选择评价方法研究，干旱地区农业研究，2009， 27(2))。
25.进一步的，步骤(3)中的土地可以选自淮河流域地区土地。
26.本发明的有益效果：本发明通过用甲磺酸乙酯水溶液、赤霉素水溶液、高锰酸钾水溶液、水进行浸泡处理，引发玉米种子突变，并使玉米种子根系发达，增加玉米品种的抗旱能力；通过对种植土地的土壤含水量的控制，定向培植抗旱能力强的玉米品种；通过对自交、杂交、回交等育种方法，将抗旱、抗倒伏、抗病虫害等抗源基因引入高产玉米品种中，育成抗旱能力优异的高产普通玉米品种。该抗旱玉米品种产量好，抗旱能力强，在少水干旱条件下，产量仍能保持不变。
附图说明
27.图1是本玉米品种培育方法的流程图。
具体实施方式
28.为详细说明本发明的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，下面结合实施方式作更进一步的说明。
29.实施例1：
30.(1)以江玉877为亲本s0，抗旱玉米种子农科大8号为亲本s1，抗旱玉米品种天泰16为亲本s2，对三种不同品种的玉米种子分别进行过筛、挑选杂质、去除空瘪等不好的种子，得到颗粒饱满的种子s0、s1、s2；
31.(2)将步骤(1)筛选的种子，分别用1％的赤霉素水溶液浸泡2小时，取出，晒干，得处理后的种子f0
‑
s0、f0
‑
s1、f0
‑
s2；
32.(3)培育土地建设：选用普通淮河流域地区土地，建设遮水大棚，土壤翻耕，控制土壤水分在45％
‑
55％；
33.(4)第一次种子自交：将步骤(2)处理的种子，分别隔开种植各20株在步骤(3)的土壤中，并进行抗干旱性鉴定，筛选出高抗旱性、根系发达、株叶形态和产量形状优异的单株，套袋自交，成熟期分别收种，种子进行筛选后得到自交种子f1
‑
s0、f1
‑
s1、f1
‑
s2。
34.(5)第一次杂交：以f1
‑
s0、f1
‑
s1为母本，以f1
‑
s2为父本，分别隔开种植各60株在步骤(3)的土壤中，在开花期前分别进行人工授粉，完成对种子的杂交；对杂交玉米种子的
母本分别继续培育，成熟后进行玉米种子的收获，对收获的玉米种子进行筛选、除杂，得到第一次杂交种子f2
‑
s0、 f2
‑
s1。
35.(6)杂交种子处理：将杂交种子f2
‑
s0、f2
‑
s1，分别用1％的甲磺酸乙酯水溶液浸泡1小时、1％的赤霉素水溶液浸泡2小时、0.5％的高锰酸钾水溶液浸泡1小时、水浸泡2小时，取出、晒干，得到处理后的种子f3
‑
s0、f3
‑
s1；
36.(7)第二次种子自交：将步骤(6)处理的种子，分别隔开种植各20株在步骤(3)的土壤中，并进行抗干旱性鉴定，筛选出高抗旱性、根系发达、株叶形态和产量形状优异的单株，套袋自交，成熟期分别收种，种子进行筛选后得到自交种子f4
‑
s0、f4
‑
s1。
37.(8)第二次种子杂交：以f4
‑
s0为母本，以f4
‑
s1为父本，分别隔开种植各60株在步骤(3)的土壤中，在开花期前进行人工授粉，完成对种子的杂交；对杂交玉米种子的母本继续培育，成熟后进行玉米种子的收获，对收获的玉米种子进行筛选、除杂，得到第二次杂交种子f5
‑
s0；
38.(9)第三次种子自交：将步骤(8)得到的种子，种植20株在步骤(3) 的土壤中，并进行抗干旱性鉴定，筛选出高抗旱性、根系发达、株叶形态和产量形状优异的单株，套袋自交，成熟期分别收种，种子进行筛选后得到自交种子f6
‑
s0。
39.(10)种子回交：以f6
‑
s0为母本，以f0
‑
s2为父本，分别隔开种植各40 株在步骤(3)的土壤中，在开花期前进行人工授粉，完成对种子的杂交；对杂交玉米种子的母本继续培育，成熟后进行玉米种子的收获，对收获的玉米种子进行筛选、除杂，得到回交种子f7
‑
s0；
40.(11)种子自交：将步骤(10)得到的种子，种植50株在步骤(3)的土壤中，并进行抗干旱性鉴定，筛选出高抗旱性、根系发达、株叶形态和产量形状优异的单株，套袋自交，成熟期分别收种，种子进行筛选后得到高抗旱性玉米种子f8
‑
s0。
41.(12)验证高抗旱性玉米种子：将步骤(11)得到的高抗旱性玉米种子 f8
‑
s0和亲本种子s0(江玉877)，分别隔开种植各100株在步骤(3)的土壤中，最终各自得到玉米。高抗旱性玉米种子f8
‑
s0在土壤水分不高的情况下，每亩比亲本种子s0(江玉877)增加产量16％左右，每亩可增加经济效益 260元左右。
42.实施例2：
43.(1)以江玉501为亲本s0，抗旱玉米种子农科大8号为亲本s1，抗旱玉米品种天泰16为亲本s2，对三种不同品种的玉米种子分别进行过筛、挑选杂质、去除空瘪等不好的种子，得到颗粒饱满的种子s0、s1、s2；
44.(2)将步骤(1)筛选的种子，分别用3％的赤霉素水溶液浸泡5小时，取出，晒干，得处理后的种子f0
‑
s0、f0
‑
s1、f0
‑
s2；
45.(3)培育土地建设：选用普通土地，建设遮水大棚，土壤翻耕，控制土壤水分在45％
‑
55％；
46.(4)第一次种子自交：将步骤(2)处理的种子，分别隔开种植各20株在步骤(3)的土壤中，并进行抗干旱性鉴定，筛选出高抗旱性、根系发达、株叶形态和产量形状优异的单株，套袋自交，成熟期分别收种，种子进行筛选后得到自交种子f1
‑
s0、f1
‑
s1、f1
‑
s2。
47.(5)第一次杂交：以f1
‑
s0、f1
‑
s1为母本，以f1
‑
s2为父本，分别隔开种植各60株在步骤(3)的土壤中，在开花期前分别进行人工授粉，完成对种子的杂交；对杂交玉米种子的母本分别继续培育，成熟后进行玉米种子的收获，对收获的玉米种子进行筛选、除杂，得到
第一次杂交种子f2
‑
s0、 f2
‑
s1。
48.(6)杂交种子处理：将杂交种子f2
‑
s0、f2
‑
s1，分别用3％的甲磺酸乙酯水溶液浸泡2小时、3％的赤霉素水溶液浸泡5小时、2％的高锰酸钾水溶液浸泡2小时、水浸泡4小时，取出、晒干，得到处理后的种子f3
‑
s0、f3
‑
s1；
49.(7)第二次种子自交：将步骤(6)处理的种子，分别隔开种植各20株在步骤(3)的土壤中，并进行抗干旱性鉴定，筛选出高抗旱性、根系发达、株叶形态和产量形状优异的单株，套袋自交，成熟期分别收种，种子进行筛选后得到自交种子f4
‑
s0、f4
‑
s1。
50.(8)第二次种子杂交：以f4
‑
s0为母本，以f4
‑
s1为父本，分别隔开种植各60株在步骤(3)的土壤中，在开花期前进行人工授粉，完成对种子的杂交；对杂交玉米种子的母本继续培育，成熟后进行玉米种子的收获，对收获的玉米种子进行筛选、除杂，得到第二次杂交种子f5
‑
s0；
51.(9)第三次种子自交：将步骤(8)得到的种子，种植20株在步骤(3) 的土壤中，并进行抗干旱性鉴定，筛选出高抗旱性、根系发达、株叶形态和产量形状优异的单株，套袋自交，成熟期分别收种，种子进行筛选后得到自交种子f6
‑
s0。
52.(10)种子回交：以f6
‑
s0为母本，以f0
‑
s2为父本，分别隔开种植各 40株在步骤(3)的土壤中，在开花期前进行人工授粉，完成对种子的杂交；对杂交玉米种子的母本继续培育，成熟后进行玉米种子的收获，对收获的玉米种子进行筛选、除杂，得到回交种子f7
‑
s0；
53.(11)种子自交：将步骤(10)得到的种子，种植50株在步骤(3)的土壤中，并进行抗干旱性鉴定，筛选出高抗旱性、根系发达、株叶形态和产量形状优异的单株，套袋自交，成熟期分别收种，种子进行筛选后得到高抗旱性玉米种子f8
‑
s0。
54.(12)验证高抗旱性玉米种子：将步骤(11)得到的高抗旱性玉米种子f8
‑
s0 和亲本种子s0(江玉877)，分别隔开种植各100株在步骤(3)的土壤中，最终各自得到玉米。高抗旱性玉米种子f8
‑
s0在土壤水分不高的情况下，每亩比亲本种子s0(江玉877)增加产量14％左右，每亩可增加经济效益230元左右。
55.实施例3：
56.(1)以江玉608为亲本s0，抗旱玉米种子农科大8号为亲本s1，抗旱玉米品种天泰16为亲本s2，对三种不同品种的玉米种子分别进行过筛、挑选杂质、去除空瘪等不好的种子，得到颗粒饱满的种子s0、s1、s2；
57.(2)将步骤(1)筛选的种子，分别用2％的赤霉素水溶液浸泡3小时，取出，晒干，得处理后的种子f0
‑
s0、f0
‑
s1、f0
‑
s2；
58.(3)培育土地建设：选用普通淮河流域地区土地，建设遮水大棚，土壤翻耕，控制土壤水分在45％
‑
55％；
59.(4)第一次种子自交：将步骤(2)处理的种子，分别隔开种植各20株在步骤(3)的土壤中，并进行抗干旱性鉴定，筛选出高抗旱性、根系发达、株叶形态和产量形状优异的单株，套袋自交，成熟期分别收种，种子进行筛选后得到自交种子f1
‑
s0、f1
‑
s1、f1
‑
s2。
60.(5)第一次杂交：以f1
‑
s0、f1
‑
s1为母本，以f1
‑
s2为父本，分别隔开种植各60株在步骤(3)的土壤中，在开花期前分别进行人工授粉，完成对种子的杂交；对杂交玉米种子的母本分别继续培育，成熟后进行玉米种子的收获，对收获的玉米种子进行筛选、除杂，得到第一次杂交种子f2
‑
s0、 f2
‑
s1。
61.(6)杂交种子处理：将杂交种子f2
‑
s0、f2
‑
s1，分别用2％的甲磺酸乙酯水溶液浸泡2小时、2％的赤霉素水溶液浸泡4小时、1％的高锰酸钾水溶液浸泡2小时、水浸泡3小时，取出、晒干，得到处理后的种子f3
‑
s0、f3
‑
s1；
62.(7)第二次种子自交：将步骤(6)处理的种子，分别隔开种植各20株在步骤(3)的土壤中，并进行抗干旱性鉴定，筛选出高抗旱性、根系发达、株叶形态和产量形状优异的单株，套袋自交，成熟期分别收种，种子进行筛选后得到自交种子f4
‑
s0、f4
‑
s1。
63.(8)第二次种子杂交：以f4
‑
s0为母本，以f4
‑
s1为父本，分别隔开种植各60株在步骤(3)的土壤中，在开花期前进行人工授粉，完成对种子的杂交；对杂交玉米种子的母本继续培育，成熟后进行玉米种子的收获，对收获的玉米种子进行筛选、除杂，得到第二次杂交种子f5
‑
s0；
64.(9)第三次种子自交：将步骤(8)得到的种子，种植20株在步骤(3) 的土壤中，并进行抗干旱性鉴定，筛选出高抗旱性、根系发达、株叶形态和产量形状优异的单株，套袋自交，成熟期分别收种，种子进行筛选后得到自交种子f6
‑
s0。
65.(10)种子回交：以f6
‑
s0为母本，以f0
‑
s2为父本，分别隔开种植各 40株在步骤(3)的土壤中，在开花期前进行人工授粉，完成对种子的杂交；对杂交玉米种子的母本继续培育，成熟后进行玉米种子的收获，对收获的玉米种子进行筛选、除杂，得到回交种子f7
‑
s0；
66.(11)种子自交：将步骤(10)得到的种子，种植50株在步骤(3)的土壤中，并进行抗干旱性鉴定，筛选出高抗旱性、根系发达、株叶形态和产量形状优异的单株，套袋自交，成熟期分别收种，种子进行筛选后得到高抗旱性玉米种子f8
‑
s0。
67.(12)验证高抗旱性玉米种子：将步骤(11)得到的高抗旱性玉米种子 f8
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s0和亲本种子s0(江玉877)，分别隔开种植各100株在步骤(3)的土壤中，最终各自得到玉米。高抗旱性玉米种子f8
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s0在土壤水分不高的情况下，每亩比亲本种子s0(江玉877)增加产量18％左右，每亩可增加经济效益 275元左右。
68.以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均应当包括在本发明的专利保护范围内。