专利名称：一种选育超高产广适小麦的方法
技术领域：
本发明涉及植物育种领域，尤其涉及一种选育超高产广适小麦的方法。
背景技术：
小麦是我国重要的粮食作物，产量和消费量约占全国粮食总量的22%，在农业生产和国民经济中占有举足轻重的地位。由于我国人多地少的国情和土地的持续减少，小麦供需矛盾越来越突出。要满足小麦消费不断增长的需求，必须提高小麦产量，而高产、超高产小麦品种的选育是实现增产最简单有效的途径。据统计，新品种对我国小麦产量提升的贡献最大，达到30.9%，年均贡献率在左右，每次小麦品种更替都会提高单产10%左右。因此，培育和推广高产小麦新品种，大面积提高单产水平，对稳定全国小麦总产、保证国家粮食安全意义重大。困扰我国小麦产量提升的因素可以归纳为三个方面一是高产与倒伏的矛盾，随着地力的提高和化肥施用量的增加，小麦群体不断增大，倒伏成为制约高产品种推广的重大障碍，倒伏不仅显著减产，而且大幅度增加收获成本，尤其在小麦机收比例迅速扩大的情况下；二是高产与广适的矛盾，生产上应用的品种特别是高产品种由于对环境、气候条件反应敏感，表现适应性差，随着各种生物和非生物胁迫发生的频率和程度日益加剧，这种情况尤为突出，严重限制了高产品种的大范围种植，超高产品种(系)虽有超高产记录，却没有种植面积或面积很小；三是高产与早衰的矛盾，小麦生育后期经常遭遇干热风危害，高产小麦品种后期早衰、高温逼熟现象时有发生，严重影响了籽粒饱满度和品种产量潜力的发挥， 而高产小麦大多注重前期选择，忽略后期尤其是成熟期的选择也进一步加剧了早衰的发生和干热风的危害。
发明内容
本发明的目的是提供一种选育小麦的方法。本发明提供的方法，包括如下步骤以具有抗病害性状的小麦为母本，以924402 小麦为父本，进行杂交，筛选得到目的小麦；所述目的小麦为下述a) -f)中的任一一种或几种a)产量、抗倒伏性和耐逆性高于鲁麦14号的小麦；b)产量高于鲁麦14号或济麦19号或石4185或京冬8号的小麦；c)抗倒伏性高于鲁麦14号的小麦；d)耐逆性高于鲁麦14号或石4185或邯4589的小麦；e)抗如下四种病害中至少一种的小麦白粉病、小麦叶锈病、小麦条锈病和小麦秆锈病；f)抗麦红吸浆虫(Sitadiplosis moselIana(Gehin))的小麦。所述具有抗病害性状的小麦为小麦924122。所述选育具有目的小麦的方法中，在进行所述杂交之后所述筛选之前还包括如下步骤1)将进行所述杂交后得到的Fl代小麦自交得到F2代小麦；将所述F2代小麦自交得到F3代小麦；2)将步骤1)得到的F3代小麦的不同株系进行穿梭异地筛选，选取产量、抗倒伏性、耐逆性和/或抗病害性高于所述鲁麦14号的F3代小麦的株系，记作F3代小麦A。所述选育具有目的小麦的方法中，在所述步骤2、后还包括如下步骤3)将步骤2)得到的F3代小麦A自交得到F4代小麦的不同株系，穿梭异地筛选， 选取产量、抗倒伏性、耐逆性和/或抗病害性高于所述F3代小麦A的株系，记作F4代小麦 A0所述选育具有目的小麦的方法中，在所述步骤幻后还包括如下步骤4)将步骤3)得到的F4代小麦A自交得到F5代小麦的不同株系，穿梭异地筛选， 选取产量、抗倒伏性、耐逆性和/或抗病害性高于所述F4代小麦A的株系，记作F5代小麦 A0所述穿梭异地筛选为在至少3个不同生态区进行种植筛选，所述3个不同生态区具体为病害区、频发干热风区和干旱区。所述病害区为在小麦生育期内被引发下述四种病害中至少一种白粉病、小麦叶锈病、小麦条锈病和小麦秆锈病和/或在小麦生育期内被麦红吸浆虫(Sitadiplosis moselIana(Gehin))引发的病害;所述频发干热风区为小麦生育期内干热风日数在10天以上，出现频率在15%以上，具体为小麦生育期内干热风日数为10天，出现频率为15% ；所述干旱区的条件为在小麦生育期内降水量不足200mm。小麦的生育期指从小麦出苗到成熟所经历的天数。所述白粉病由禾本科布氏白粉菌(Blumeria f. sp. tritici)引发，所述小麦叶锈病由小麦隐匿柄锈菌(Puccinia recondita)引发，所述小麦条锈病由条形柄锈菌 (Puccinia striiformis)弓I发，所述小麦秆锈病由禾柄锈菌(Puccicinia graminis)弓| 发；所述耐逆性为耐热、耐寒和/或耐旱。所述耐逆性高于鲁麦14号或石4185或邯4589的小麦为如下1) _3)中任一一种1)所述耐旱性高于邯4589小麦；2)所述耐寒性高于石4185小麦；3)所述耐热性高于鲁麦14号小麦。所述抗倒伏性由第一节茎粗、茎秆纤维素含量和/或茎秆S^2含量体现；所述耐热性由气冠温差体现；所述耐旱由籽粒产量体现，具体由小麦生育期内降水量不足200mm条件下的籽粒
产量体现；所述抗寒由越冬死茎率体现。本发明的实验证明，本发明针对小麦生产和高产品种存在的倒伏、适应性差、早衰等限制产量提升的技术瓶颈，通过亲本筛选创制、杂交重组聚合优异基因、丰富遗传基础， 通过前期强化植株繁茂性、中期强化茎秆质量、后期强化叶片功能和室内全面考察籽粒性
5状的全生育期选择方法提高个体质量、扩大群体数量，提高产量，通过分离世代穿梭选拔、 水旱轮选、定型品系多点鉴定增强稳产、广适性，建立起一套涵盖育种目标确立、亲本创造、 组合配制、田间选拔、产量鉴定、品种审定、申请保护整个育种过程的超高产广适育种技术体系，技术路线明确，选择方法科学先进，新颖、实用，具体为以具有抗病害性状的小麦为母本，以924402小麦为父本，杂交得到984121，该品种产量、抗倒伏性、耐逆性和/或抗病害性高的特点。
具体实施例方式下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。下述实施例中所用的材料如下母本924122选自组合临远7069/鲁麦14，其中鲁麦14号(原代号烟1604，从鲁麦14号的育成论小麦种质资源改良策略，方正，刘维正，杨今胜，翟冬峰，刘为更，麦类作物学报，2005,25(6) :121 124，公众可从山东省农业科学院作物研究所获得。)是1990年代前期黄淮冬麦区种植面积最大的品种，突出特点是丰产性、稳产性好，抗病性、抗逆性强， 适应性广，抗旱性为2级。该品种冬性，抗寒性好，较抗早春霜冻，半矮秆，株高80cm左右， 株型紧凑，抗病。缺点是籽粒饱满度及抗倒性稍差，落黄不好，易早衰。临远7069(小麦抗病资源临远7069的抗性遗传表现及其利用现状，麦类作物，第 17卷第5期，1997年9月，公众可从山东省农业科学院作物研究所获得。)为非1B/1R抗源，并具有耐黄矮病、抗旱、耐盐等特性。以临远7069小麦为母本，以鲁麦14号为父本，杂交得到Fl代，再进行自交、选育，一直到F5代，得到具有抗病害性状的小麦924122。具有抗病害性状的小麦924122较好地继承了双亲多抗、广适和后期叶片功能好、耐热的特点，综合抗性好，抗白粉病、抗条锈病，丰产、稳产性好，其特点是植株繁茂，长势长相好，株型优良，株高80em左右；分蘖力较强，成穗率较高，平均亩穗数40万左右；粒大饱满，穗纺锤型，长芒，白壳，粒型椭圆，白粒、角质，千粒重40克以上；早熟，抽穗期较对照鲁麦14早1天，成熟早2-3天；综合抗性好，白粉病、条锈免疫，抗寒性好，对缺光反应不敏感，3月份长势强，落黄佳，适应性广；丰产、稳产性好，1993-1994年度鉴定，该品系为56个参试品系中产量最高的，亩穗数40万， 穗粒数29. 5粒，千粒重41. 3g，亩产495. 6kg,较相邻对照增产18. 9 %，较平均对照增产 20.8% ； 1994-1995年度鉴定，亩穗数45. 8万，是参试品系中最高的一个，千粒重43. 9g，产量508. 7kg/亩，分别较相邻对照和平均对照增产9. 9%和4. 8% ；1995-1996年度鉴定，产量516. 7kg/亩，较相邻对照增产7. 6%，较平均对照增产6. 9%。该品系的不足之处是穗较小，穗粒数相对偏低，30粒左右，对其产量潜力提升影响较大。父本小麦924402其特点是株型优良，生长旺盛，长相好，植株较矮(7&m)，秆较粗，高抗倒伏；穗部性状佳，穗型长方、较大，长芒，白壳、白粒；早熟，抽穗期较鲁麦14早2 天，成熟期早1天；综合抗病性好，高抗白粉病，耐寒，落黄性好；籽粒品质优良，沉淀值36ml 左右，湿面筋含量37%以上；产量潜力高，1994-1995年度鉴定，该品系亩穗数36. 1万，穗粒数32粒，千粒重41g，产量495. 4kg/亩，较相邻对照增产8.9%,较平均对照增产2. 1% ； 1996-1997年度，9M402在龙口实打验收，亩产达642. ^ig,成为当时山东省少数亩产超过 600kg的品系之一。该品系的不足之处是分蘖力不够强，成穗率稍低，平均36万/亩左右，
6有进一步提升的必要；苗期对光照不足反应敏感，生育后期耐热性较差，一旦遇到高温，易影响产量的稳定性。母本924122和父本924402优点突出，遗传基础丰富，缺点少，性状互补性强，于 1995年配置杂交组合924122/9M402，编号为95_86m。下述实施例所用的方法如下1)产量筛选试验方法和实验条件严格遵守《中华人民共和国行业标准NY/ T1301-2007 农作物品种区域试验技术规程小麦》；2)抗病菌筛选A、抗病在小麦上人工接种诱发病害(方法见，何文兰，宋玉立，刘红彦，王素霞， 朱群报.小麦推广品种综合抗病性鉴定与评价.河南农业科学，2001，10:19 21)，分别接种白粉病的病原菌禾本科布氏白粉菌(Blumeria f. sp. tritici)和锈病的病原菌小麦隐匿柄锈菌(Puccinia recondita)、条形柄锈菌(Puccinia striiformis)、禾柄锈菌 (Puccicinia graminis)(以上4种病原菌均记载在张玉聚，武玉清，崔金杰，李洪连，蒋金炜，张慎璞主编，中国农业病虫草害原色图解，北京，中国农业出版社，2008年出版，中，公众可从山东省农业科学院作物研究所获得。)，根据发病情况记载反应型，具体标准为锈病反应型分五级1级免疫完全无症状，或偶有极小淡色斑点；2级高抗叶片有黄白色枯斑，或有极小孢子堆，其周围有明显枯斑；3级中抗夏孢子堆少而分散，周围有褪绿或死斑；4级中感夏孢子堆较多，周围有褪绿现象；5级高感夏孢子堆很多，较大， 周围无褪绿现象。白粉病在小麦抽穗时白粉病盛发期分五级记载1级叶片无肉眼可见症状；2 级基部叶片发病；3级病斑蔓延至中部叶片；4级病斑蔓延至剑叶；5级病斑蔓延至穗及芒。B、抗吸浆虫筛选吸浆虫(Sitadiplosis moselIana(Gehin))记载在屈会选，党建友，程麦风，谢咸升，曹雅忠.小麦新品种(系)对麦红吸浆虫抗性的鉴定与分析.麦类作物学报，2005， 25(5) 137 139，中，公众可从山东省农业科学院作物研究所获得。在984121乳熟期吸浆虫(方法见，小麦条锈病、吸浆虫防治技术规范第2部分小麦吸浆虫GB/T 24501. 2-2009)老熟幼虫入土前，每个鉴定品种随机取10穗 20穗，剥穗检查每粒小麦上的幼虫数，记载单穗虫数、单穗粒数。计算损失率(L)和抗性指数(RI)。损失率(L%)=穗上总虫数/(总穗粒数X4)X100，式中4为吸浆虫吃完一粒麦粒所需头数的理论值；抗性指数(RI)=参试品种的损失率/对照品种的损失率。小麦品种对麦红吸浆虫的抗性分级标准0级免疫(I)，RI = 0 ;1级高抗(HR)， 0 < RI 彡 0. 20 ；2 级中抗(Μ ，0. 20 < RI ^ 0. 50 ；3 级低抗(LR)，0. 50 < RI ^ 1. 00 ； 4 级感虫(S) ,1.00 < RI ^ 1. 50 ；5 级高感(HS)，RI > 1. 50)3)耐旱小麦种植在田间自然干旱、干旱棚模拟干旱胁迫环境下，分别设水处理(全生育期灌3-4次水，灌水量为150-180m3/亩)和旱处理(在出全苗基础上不灌水)。田间区组排列方法随机区组，重复3次，小区长7. 5米，宽1.8米，行距0. 18米，每小区10行，小区面积13. 5平方米，总占地面积1. 5亩。大棚区组排列方法随机区组，重复3次，小区长2. 2米，宽1米，行距0. 2米，每小区5行，小区面积2. 2平方米，总占地面积1. 5亩。抗旱性鉴定指标及评价标准按国标“小麦抗旱性鉴定评价技术规范”(GB/ T21127-2007)。实施例1、选育产量、抗倒伏性、耐逆性高于鲁麦14号的抗病害目的小麦该目的小麦是以母本小麦924122(记载在张忠学、于贵瑞，不同灌水处理对东小麦生长及水分利用效率的影响，灌溉排水学报，第22卷第2期，2003年4月中，公众可从山东省农业科学院作物研究所获得。)，父本小麦924402(记载在韩守良、单玉珊、慕美财、张中兰，王学芬，孔凡克，张道玺，刘翠红，孙庆英，小麦超高产栽培理论探讨，沈阳农业大学学报，1999，30(6) :576-580，中，公众可从山东省农业科学院作物研究所获得。)进行杂交得到Fl代小麦，并按照下述步骤筛选得到1、分离世代穿梭选拔1995年Fl代小麦至1998年F4代小麦，均表现突出，主要表现是植株繁茂，长势和长相佳，植株较矮，长势和长相佳，茎秆质量好，抗倒伏，后期叶片功能好，落黄佳，抗病性好，籽粒饱满，具体体现如下1995年度Fl代小麦表现长势和长相好，籽粒饱满，粒大。选择籽粒饱满要求容重800g/L以上(用容重仪检测)，粒大籽粒大小为千粒重 55g以上的Fl代小麦自交得到F2代小麦。1996年度F2代小麦整体表现较好，作为重点组合进行考察，田间重点对株高(矮秆)、穗部性状(穗大粒多育性好)、繁茂性进行选择，选择株高不高于65-75cm，主穗粒数不少于45粒的F2代小麦进行自交，收获得到F3代种子，室内主要对籽粒性状进行选择，最终选留籽粒千粒重50g以上的71个F3代单株种植，得到F3代小麦。1997年度F3代小麦在如下3个生态区进行异地穿梭选拔(自交种植):菏泽(干热风频发，据1954-2001年气象资料统计，菏泽平均每年重干热风3. 7 天，轻干热风2. 8天，1997年，小麦生育期内干热风日数为10天，出现频率为15%)；蒙阴(病害普遍较重，在小麦生育期内被引发下述四种病害白粉病(由禾本科布氏白粉菌(Blumeria f. sp. tritici))引发、小麦叶锈病(由小麦隐匿柄锈菌(Puccinia recondita)引发)、小麦条锈病(由条形柄锈菌(Puccinia striiformis)引发)和小麦秆
( ￠7^^11 (Puccicinia graminis)弓丨胃)；宁阳(年平均降水量689. 6毫米，但小麦生育期内降水不足200毫米)。将上述3个生态区的小麦分别进行选拔菏泽筛选为将千粒重作为标准进行筛选，蒙阴筛选为将抗病菌作为标准进行筛选，宁阳筛选将耐旱作为标准进行筛选，以上筛选均以鲁麦14号为对照；结果为从千粒重达50g以上、中抗各种病原菌引发的锈病，中抗白粉病、高抗吸浆虫(Sitadiplosis moselIana(Gehin)、产量增产5%以上、抗旱指数较对照提高10%以上 (对照鲁麦14号抗旱指数为1)的120个F3代小麦单株上收获F4代种子，室内考种(考察株高、穗部和籽粒性状，是对材料的进一步筛选，穿梭筛选的条件是与上述田间筛选一致) 后选留114个单株F4代种子，考种结果详见表1。
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表1 95-86m组合F3代选系室内考种统计
权利要求
1.一种选育小麦的方法，包括如下步骤以具有抗病害性状的小麦为母本，以924402 小麦为父本，进行杂交，筛选得到目的小麦；所述目的小麦为下述a)-f)中的任一一种或几种a)产量、抗倒伏性和耐逆性高于鲁麦14号的小麦；b)产量高于鲁麦14号或济麦19号或石4185或京冬8号的小麦；c)抗倒伏性高于鲁麦14号的小麦；d)耐逆性高于鲁麦14号或石4185或邯4589的小麦；e)抗如下四种病害中至少一种的小麦白粉病、小麦叶锈病、小麦条锈病和小麦秆锈病；f)抗麦红吸浆虫(SitadiplosismoselIana(Gehin))的小麦。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于 所述具有抗病害性状的小麦为小麦924122。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于所述选育具有目的小麦的方法中，在进行所述杂交之后所述筛选之前还包括如下步骤1)将进行所述杂交后得到的Fl代小麦自交得到F2代小麦；将所述F2代小麦自交得到F3代小麦；2)将步骤1)得到的F3代小麦的不同株系进行穿梭异地筛选，选取产量、抗倒伏性、耐逆性和/或抗病害性高于所述鲁麦14号的F3代小麦的株系，记作F3代小麦A。
4.根据权利要求1-3中任一所述的方法，其特征在于所述选育具有目的小麦的方法中，在所述步骤2、后还包括如下步骤3)将步骤2)得到的F3代小麦A自交得到F4代小麦的不同株系，穿梭异地筛选，选取产量、抗倒伏性、耐逆性和/或抗病害性高于所述F3代小麦A的株系，记作F4代小麦A。
5.根据权利要求1-4中任一所述的方法，其特征在于所述选育具有目的小麦的方法中，在所述步骤幻后还包括如下步骤4)将步骤3)得到的F4代小麦A自交得到F5代小麦的不同株系，穿梭异地筛选，选取产量、抗倒伏性、耐逆性和/或抗病害性高于所述F4代小麦A的株系，记作F5代小麦A。
6.根据权利要求1-5中任一所述的方法，其特征在于所述穿梭异地筛选为在至少3个不同生态区进行种植筛选，所述3个不同生态区具体为病害区、频发干热风区和干旱区。
7.根据权利要求1-6中任一所述的方法，其特征在于所述病害区为在小麦生育期内被引发下述四种病害中至少一种白粉病、小麦叶锈病、小麦条锈病和小麦秆锈病和/或在小麦生育期内被麦红吸浆虫(Sitadiplosis moselIana(Gehin))引发的病害；所述频发干热风区为小麦生育期内干热风日数在10天以上，出现频率在15%以上，具体为小麦生育期内干热风日数为10天，出现频率为15% ； 所述干旱区的条件为在小麦生育期内降水量不足200mm。
8.根据权利要求1-7中任一所述的方法，其特征在于所述白粉病由禾本科布氏白粉菌(Blumeria f. sp. tritici)引发，所述小麦叶锈病由小麦隐匿柄锈菌(Puccinia recondite)引发，所述小麦条锈病由条形柄锈菌(Puccinia striiformis)引发，所述小麦秆锈病由禾柄锈菌(Puccicinia graminis)引发； 所述耐逆性为耐热、耐寒和/或耐旱。
9.根据权利要求1-8中任一所述的方法，其特征在于所述耐逆性高于鲁麦14号或石4185或邯4589的小麦为如下1)_3)中任一一种1)所述耐旱性高于邯4589小麦；2)所述耐寒性高于石4185小麦；3)所述耐热性高于鲁麦14号小麦。
10.根据权利要求1-9中任一所述的方法，其特征在于所述抗倒伏性由第一节茎粗、茎秆纤维素含量和/或茎秆S^2含量体现； 所述耐热性由气冠温差体现； 所述耐旱由籽粒产量体现； 所述抗寒由越冬死茎率体现。
全文摘要
本发明公开了一种选育超高产广适小麦的方法。本发明提供的方法，包括如下步骤以具有抗病害性状的小麦为母本，以924402小麦为父本，进行杂交，筛选得到目的小麦；所述目的小麦为下述中的任一一种a)产量、抗倒伏性和耐逆性高于鲁麦14号的小麦；b)产量高于鲁麦14号或济麦19号或石4185或京冬8号的小麦；c)抗倒伏性高于鲁麦14号的小麦；d)耐逆性高于鲁麦14号或石4185或邯4589的小麦；本发明的实验证明，本发明通过亲本创制、杂交重组、分离世代穿梭选拔、水旱轮选、定型品系多点鉴定增强稳产、广适性，得到小麦新品种。
文档编号A01H1/02GK102187808SQ201110071860
公开日2011年9月21日 申请日期2011年3月24日 优先权日2011年3月24日
发明者刘建军, 刘爱峰, 宋健民, 戴双, 曹新有, 李豪圣, 程敦公, 赵振东 申请人:山东省农业科学院作物研究所