无芒雀麦⁶⁰Coγ射线辐射育种方法

专利名称：无芒雀麦⁶⁰Coγ射线辐射育种方法
技术领域：
本发明属牧草生物技术育种领域，更具体是涉及无芒雀麦辐射诱变育种的方法， 尤其是无芒雀麦种子经过6°Co Y射线辐射诱导后代突变，从而经培育得到大量变异植物， 结合生物学性状和品质、抗性等选育无芒雀麦优质新品种的方法。
背景技术：
辐射诱变育种，以及与其他技术相结合的方法选育作物品种已是当今国内外学者 所公认，成为重要的育种手段之一，它的突出特点是打破基因背景(旧连锁)创造新的遗传 基因突变，在选育早熟、抗病、高产及改良品质等农艺性状方面具有独到之处。无芒雀麦是耐干旱、耐寒冷及抗逆性较强的禾本科优良牧草之一，被誉为“禾草饲 料之王”，是我国的干早寒冷地区都被作为营建人工割草地、混播放牧草地、畜禽饲草的重 要品种。常规杂交育种方法因长期的人工选择和骨干亲本过于集中，使得亲本遗传背景狭 窄。重组后代改良潜力非常有限，很难产生较大突破而且育种周期达8-9年。因此，采用新 的育种方法是创制现有育种技术难以获得的突破性新品种的主要途径之一。

发明内容
本发明的目的是利用6°CoY射线辐射诱导国外引进无芒雀麦品种，建立无芒雀 麦高效育种方法，运用本发明可以改善无芒雀麦遗传结构单一的现状，为无芒雀麦选育提 供技术支持，并筛选出适宜我省东北严寒地区人工草地建植和植被恢复的高产、优质无芒 雀麦种质资源，同时，运用本发明在较短的育种周期中选育成高产、优质、高抗的无芒雀麦 新品种农菁6号，不加代情况下，品种选育周期比常规杂交选育缩短2-3年。本发明的技术方案是1、引进品种的检疫鉴定将引进品种种子种植田间，结合生物产量、抗病性及抗寒性进行检疫鉴定，结果显 示该品种抗寒能力强、田间没有发现任何病害是以抗病品种，产量优于当地野生品种，可以 作为育种材料使用。2、辐射纯合种子，确定最佳辐射剂量并选择变异单株第2年将挑选的籽粒饱满种子，在黑龙江省农科院原子能所辐射育种研究中心进 行6°Co y射线辐射，辐射剂量为20、30、40、50、100、200、300Gy，当年将辐射种子单粒种植田 间，行距60cm，株距30cm，以未辐射的原始亲本“Nica”为对照。株高、叶长、叶宽、分蘖数、 茎粗、地上生物量为指标选择变异单株，同时调查得出50Gy为最佳辐射剂量，且产生较多 突变体。射诱变第一代种子单株收获，单独保存，不做取舍。3、选择有益突变类型(与为辐射的原始亲本比较发生性状变异)，筛选优良变异 株系第3年种植第二代(M2)株行，M2代是分离高峰世代，开始进行有益变异株行的选 择设置对照(原始亲本)，，选择目标为植株高大(120cm以上)、生长势强(茎秆粗壮、叶量
3大、整株生长健壮)、单株产量大(优异单株产量在500-750g)、单株种子产量高(单株种子 产量在15g以上)、抗性强(抗病、抗旱、耐寒)等重要性状。第4年将从M2代中选择的有 益变异株行种植为6行区(M3代)，进行优异株系选择，选择目标同上，对照增加1个当地主 栽品种。4、有益突变品系的遗传稳定性和性状鉴定第5-6年，有益突变品系的产量、品质、抗性、适应性等性状的鉴定试验机遗传物 质稳定性的测定观察。对选择的有益突变品系(M4、M5)同步进行多个重要性状遗传稳定性 的鉴定，包括在高压复合病圃抗病性(褐斑病、白粉病、锈病、菌核病)，对粗蛋白、粗脂肪、 粗纤维等含量进行分析，多点异地种植鉴定产量和区域适应性等。同时加快种子的提纯和 繁殖，表现稳定的品系进入省级区域试验。5、优异品系的审定(认定)选育的优良品系龙饲0335与2006-2007年连续两年参加黑龙江省杂粮作物区域 试验，于2007年通过区域试验，2008进入生产试验，2009年通过黑龙江经济杂粮登记委员 会认定，命名为农菁6号。本发明利用上述技术方案可使无芒雀麦产生较高频次、类型丰富的变异。通过地 面种植和选择，可获得有益变异类型，通过产量、品质、抗性和适应性等的比较鉴定试验，用 4-5年时间可以实现高产、优质、高抗、适应性广等多个重要性状同步改良的无芒雀麦新品 种。多项试验数据表明，经本发明选育的无芒雀麦新品种农菁6号具有以下特点和效果(1)遗传物质发生明显变异应用RAPD分子标记，对农菁6号与原始亲本“Nica” 的DNA指纹图谱分析，35对RAPD随机引物，其中5对引物表现出良好的多态性，因此，农菁 6号与原始亲本在DNA水平上存在较大差异，从分子水平上证明6°Co y射线辐射诱变是一 种无芒雀麦育种的有效途径。(2)高产、抗病省区域试验平均公顷鲜草产量达到19545. 3kg，比对照公农无芒 雀麦增产12%，2008年的生产试验平均公顷鲜草产量为22900. 3kg，比对照多出近3000kg。 连续3年多点抗病性鉴定显示田间未见任何病害鉴定结果认为农菁6号无芒雀麦是抗病虫 品种。(3)品质优良多年品质测定，农菁6号无芒雀麦开花后株高可达到147. 3厘米之 间，蛋白质(干基)含量为16. 29%，粗纤维(干基)含量33. 19%，粗脂肪(干基)含量 3. 22%，水分含量74. 38%。品质非常优良，可与豆科牧草相媲美。应用本发明选育的无芒雀麦新品种农菁6号，比采用常规方法育种周期缩短2-3 年，在较短的育种周期内实现产量、品质、抗性等多个性状的同步改良，产生了新的突破。
四

图1为农菁6号无芒雀麦辐射诱变育种方法的选育图谱示意图。
五具体实施例方式下面以农菁6号无芒雀麦选育图谱为例说明本发明的具体选育过程。1、引进品种的检疫鉴定2001年将从保加利亚普列文饲料作物研究引进无芒雀 麦品种“Nica”种植田间，结合生物产量、抗病性及抗寒性进行检疫鉴定。
2、辐射纯合种子，确定最佳辐射剂量并选择变异单株2002年挑选籽粒饱满种子 “Mca”，在黑龙江省农科院原子能所辐射育种研究中心进行6°Co y射线辐射，辐射剂量为 20、30、40、50、100、200、300Gy，当年将辐射种子单粒种植田间，行距60cm，株距30cm,以未 辐射的原始亲本为对照。辐射诱变第一代种子单株收获，单独保存。3、第二代开始选择有益突变株系，种植株系，选择有益突变类型2003年将收获 的Ml代种子按株行播种在田间(M2代)，该世代为分离高峰世代，出现多方向突变体，目 标性状的选择即为变异类型有由于亲本对照。2004年将上年选择出的变异株行种成6行 区，增设当地主栽公农无芒雀麦作为对照，目标性状要优于对照。依据目标性状选择出龙 饲0332、0335、0336、0338、0341、03446个优良变异株系，其中龙饲0335表现最为突出，在株 高、叶长、叶宽、小穗数等因素上均发生变异，且由于对照品种。4、优良变异品系产量、品质、抗性等重要性状及遗传稳定性的鉴定试验2005年 对优异品系龙饲0335进行产量、品质、抗性等重要性状和遗传稳定性的同步鉴定。在黑龙 江省农科院脱毒马铃薯的高压复合病圃鉴定抗病性，主要包括褐斑病、白粉病、锈病和菌 核病，该品系标出很高的抗病性。经农业部谷物及制品质量监督检测测试中心哈尔滨分 中心检验，龙饲0335无芒雀麦在开花期检测粗蛋白(干基)含量为16. 29%，粗纤维含量 33. 19%，粗脂肪(干基)含量3. 22%，水分含量74. 38%。在黑龙江哈尔滨、肇东、富裕等 地进行多点异地种植适应性试验，适应性强，产量比对照增加10% -16%。并繁殖原种。5、优异品系的审定(认定)2006年参加黑龙江省杂粮作物区域试验，2008年进入生产试验，2009年通过黑龙 江省经济杂粮登记委员会认定，登记号为黑登记2009009。
权利要求
一种无芒雀麦诱变育种的新方法，是国外引进种子经辐射诱变技术应用的育种方法。包括引进品种的检疫鉴定、最佳辐射剂量范围的判定、诱变突体的选择和优异品种的选育，其特征是利用辐射剂量为20、30、40、50、100、200、300Gy的60Coγ射线辐射处理保加利亚引进的无芒雀麦品种“Nica”种子，诱导种子细胞发生变异，在变异后代中群体中，筛选品质性状改良好并且能够稳定遗传的优质品系，从而选育优良新品种，其技术方法为(1)引进品种检疫鉴定引进品种种植田间，结合产量、抗病性、抗虫性、抗寒性等进行检疫鉴定。(2)辐射纯合种子，田间单粒种植，筛选最佳辐射剂量范围，选择变异单株将辐射种子单粒种植于田间，行距60cm，株距30cm，辐射诱变第一代单株收获，单独保存，不做取舍，设置为搭载的原始亲本为对照，株高、叶长、叶宽、分蘖数、地上生物量为指标选择变异单株，并确定最佳辐射剂量为50Gy。(3)选择有益突变类型，筛选优良变异株系变异单株继续种植第二代株行，从第二代开始进行变异株系的选择，选择目标为株高高、生物产量大、种子产量好、品质优异的、抗性强的有益性状。(4)有益突变品系的遗传稳定性和性状鉴定对选择的有益突变品系的产量、品质、抗性进行鉴定鉴定试验，田间和室内RAPD分子标记观察检测遗传稳定性，表现稳定的品系进入省级区域、生产试验和品质检测，之后进行品种技术鉴定，申报新品种，选育工作结束。
2.根据权利要求1所述的辐射诱变育种方法，其特征在于育种周期比常规杂交育种缩 短2-3年。
3.根据权利要求1、2所述的辐射诱变育种方法，特征在于春季播种时间为4月初至5 月中旬，秋播为8月中旬到9月初。
全文摘要
本发明公开了一种无芒雀麦60Coγ射线辐射育种的方法，其步骤是1)引进品种检疫鉴定；2)辐射诱变引进的种子，田间种植，设置为辐射的亲本为对照，确定最佳辐射剂量并选择变异单株；3)选择有益突变株系，增加当地主栽品种作为第二对照；4)第3-4代对优异突变进行遗传稳定性和产量、品质、抗性、适应性鉴定；5)选择综合性状优异、丰产性好的突变品系。本发明在较短的育种周期内选育出高产、优质、高抗，适宜黑龙江种植的无芒雀麦新品种农菁6号，选育周期比常规杂交育种缩短2-3年。
文档编号A01C1/00GK101843217SQ20091007164
公开日2010年9月29日 申请日期2009年3月26日 优先权日2009年3月26日
发明者刘凤歧, 刘杰淋, 唐凤兰, 尚晨, 张月学, 张瑞博, 李道明, 杜优颖, 杨国伟, 潘多锋, 王建丽, 申忠宝, 蒿若超, 陈积山, 韩微波, 韩贵清 申请人:黑龙江省农业科学院草业研究所