一种优质、高产、多抗、高配玉米自交系新品系的育种方法
【专利摘要】本发明公开了一种优质、高产、多抗、高配玉米自交系新品系的育种方法，具体是将玉米品系Swan(late)C4，通过优选株自交，育得优质、高产、多抗、高配玉米自交系新品系桂兆18421。本发明的优点是作为基础育种材料的Swan(late)C4高抗、外观品质优、结实性好，使用了循环育种和高密度选择胁迫策略，所育得的桂兆18421聚集了优质、高产、多抗、高配等优良性状于一体，可用于组配品质优良玉米杂交种及玉米种质改良的基础材料。
【专利说明】一种优质、高产、多抗、高配玉米自交系新品系的育种方法
【技术领域】
[0001]本发明属于作物育种【技术领域】，尤其涉及一种优质、高产、多抗、高配玉米自交系新品系的育种方法 。
【背景技术】
[0002]玉米是世界重要作物，其总产量仅次于小麦，位居第二，玉米已上升为我国第一大粮食作物，在粮食安全中具有重要的战略地位。引领和支撑我国现代玉米产业发展，是国家玉米产业技术体系科技进步的根本任务。
[0003]当前，我国现有的玉米品种不能满足生产需要，主要包括品种抗逆性不强、品种性状不适应、种子质量不适应，难以适应玉米生产机械化的要求。玉米种业发展相对落后，面临的形势特别严峻，虽然国内玉米品种数量较多，但是原创自交系水平低，与国外一些优势品种相比，国内大部分玉米品种不适宜密植和机械化作业，玉米种子发芽势偏低，洋种子逼退国产种子，挤占国内种子市场，削弱我国育种优势，严重威胁粮食安全。
[0004]玉米杂交种在生产上的应用是提高玉米产量的重要手段之一，自East和Shul在1908~1909年发现玉米自交衰退、杂交优势现象后，引起了科学家的极大兴趣。上世纪20年中期首个玉米杂交种(三交种)商业化并在生产上得到利用。自此，掀起了玉米杂交种研究和利用的热潮。首个玉米单交种于1963年在美国得到应用。当前，在玉米杂交种的选育和利用上，除注重产量外，极为重视抗逆性。2011年，墨西哥国际玉米小麦改良中心(CIMMYT)为了提高全球发展中国家的玉米产量，向CGIAR(国际农业磋商组织)提出的MAIZE项目中将耐胁迫玉米品种的选育及示范、推广作为其重要的研究内容之一。
[0005]育成优质高产广适玉米杂交种的前提是选育优质、高产、多抗、高配的玉米自交系来作为杂交的父本、母本，玉米自交系是玉米杂交种选育的物质基础，是玉米育种的中心环节，历来为育种家所重视。我国不是玉米多样心起源中心，玉米种质基础十分贫乏，已成为我国玉米杂交种选育取得重大进展的首要限制因素。
[0006]实践表明，玉米育种成果的体现主要表现在强杂种优势杂交种的选育，而强杂种优势杂交种选育的关键是选育优质、高产、多抗、高配玉米自交系来作为杂交的父本、母本。因此，目前急需培育优质、高产、多抗、高配的玉米自交系。
【发明内容】
[0007]本发明的目的在于提供一种优质、高产、多抗、高配的玉米自交系新品系的育种方法。
[0008]本发明所提供的一种优质、高产、多抗、高配玉米自交系新品系的育种方法，主要是利用玉米品系Swan (late) C4,通过优选株自交,育得优质、高产、多抗、高配玉米自交系桂兆 18421。
[0009]优选地，上述玉米自交系新品系的育种方法，包括以下步骤:
[0010](a)利用玉米品系Swan(Iate)C4经三世代的优选株自交得到S3世代株系；[0011](b)从S3世代株系中选择配合性好的株系，应用循环育种策略，将选择出来的株系杂交，再从杂交后代中通过优选株自交育得玉米自交系新品系桂兆18421。[0012]更优选地，步骤(b)中对S3世代株系进行配合力测定，从中选择出配合性好的SN-18-3-1和SN-4-2-1株系，应用循环育种策略，再将SN-18-3-1和SN-4-2-1杂交选系，经三世代优选株自交，育得玉米自交系新品系桂兆18421。
[0013]更优选地,步骤(a)中，利用玉米品系Swan(Iate)C4进行三世代的优选株自交时的选择种植密度为57000株/hm2。
[0014]更优选地，步骤(b)中，在从S3世代株系中选择配合性好的株系时，选择种植密度为57000株/hm2 ;在将选择出来的株系杂交，再在杂交后代中进行优选株自交时，选择种植密度为80000株/hm2。
[0015]更优选地，步骤(b)中，进一步对桂兆18421进行连续三世代的优选株自交、留选果穗，所得种子留作育种家种子。
[0016]本发明涉及的玉米品系Swan(Iate)C4是发明人从泰国引进的,泰国玉米群体具有高抗(抗病、抗倒、抗旱、抗虫)、外观品质优、结实性好等许多优点，是玉米育种的优良基础材料。
[0017]由本发明方法培育而成的桂兆18421农艺学和生物学特征如下:
[0018]种子长扁圆形，桔黄色，粒较深。露地播种时的最低温度为100°C。种子顶土力中。苗期长势中，中期、后期长势强。株高225cm，穗位高105cm。果穗锥型，籽行排列直。轴心白色。穗长13~14.0cm，穗粗3.0~3.5cm，穗行数12~14行，行粒数25~28粒，秃顶长0.5~1.0cm0千粒重约260g/L，出籽率88.0%。株型披散。第一叶鞘颜色紫红色，叶片绿色；第一叶尖端为长匙形。抽雄期茎基部浅紫红色，茎“之”字型程度弱，支持根紫红色。总叶片数19~20叶。成株期叶色浅绿,叶宽宽，叶长中，叶缘波状少。穗柄向上，穗柄长度短。果穗着生于倒数第6~7叶，穗上叶较披散。苞叶绿色、有弱的浅红色条纹出现，长度中、包紧度较紧。抽雄后I~2d开始散粉，抽雄吐丝间隔(ASI)I~2d。雄穗最低侧枝位以上主轴长(40cm), —级分枝13~16条,二级分枝O~2条；最高侧枝位以上主轴长28cm。雄花护颖主体为绿色，但有紫红色条纹出现，雄穗小穗间排列较密。花药黄色，稃片白色，花粉量大，花粉鲜黄色。花丝刚吐时为淡绿色，吐丝完全时为淡红色，ASI值3d。籽粒桔红色，粒较深，硬粒型，部分籽粒顶部有白色粉质点。生育期春播122d，秋播112d。一般产量 3900 ~4500kg/h，产量潜力 4800kg/h。
[0019]本发明选择了 Swan (late) C4作为育种基础材料，应用循环育种策略，在较高密度选择压力下，通过常规自交加以合理的选择、测配、评价，培育所得的桂兆18421实现了以下有益效果:
[0020](I)生育期适宜；苞叶包紧性好，制种时可减少籽粒腐烂；粒较深，出籽率高，有利于养份的有效利用；籽粒桔黄色，硬粒型，外观品质优。
[0021](2)产量较高，雄穗较发达，一般产量3900~4500kg/h，产量潜力4800kg/h ;在组配玉米杂交种时，既可做父本，又可做母本。
[0022](3)配合性好。利用桂兆18421已经组配出5个优良玉米杂交种，其中2个组合已审定，I个组合进入2012年《广西普通玉米新品种区域试验》，2个组合正参加2013年《广西普通玉米新品种预备试验》。[0023](4)综合抗性好，经鉴定，可高抗大斑病(I级)、高抗小斑病(I级)、高抗青枯病；耐旱性中上。
[0024](5)蛋白质及淀粉含量高，品质好，蛋白质含量13.5%、淀粉含量75.1%、脂肪含量
5.11%、赖氨酸含量0.34%、氨基酸总量10.84%。
[0025]实施方式
[0026]以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。在不背离本发明精神和本质的情况下，对本发明方法、步骤或条件所作的修改或替换，均属于本发明的范围。
[0027]实施例中涉及的玉米品系Swan (late) C4,株系SN-18-3-1和SN-4-2-1均可从广西农业科学院玉米研究所获得。
[0028]实施例1玉米自交系新品系桂兆18421的育种方法
[0029]1.1999年,发明人从泰国引进玉米群体Swan(Iate)C4,并进行生育期、植株农艺性状及抗病性等评价。2000~2001年上半年用系谱法从该群体中选优株自交和选择至S3代，在这个步骤中，选择种植密度为57000株/hm2 ；
[0030]2.2001年下半年对S3株系进行配合力测定，2002年下半年从中鉴定出SN-18-3-1和SN-4-2-1等株系，在这个步骤中，选择种植密度为57000株/hm2 ；
[0031] 3.2003年上半年，应用循环育种策略，用来自同一群体的SN-18-3-1和SN-4-2-1组成基础材料SN-18-3-1XSN-4-2-1用于选系。2003年下半年从该选系基础群体中选优株连续自交至S3代，2005年进行配合力、自身产量、抗病性、ASI等鉴定和评价，从中选育出自身产量高、抗病、配合力高的株系18-4-2-1 (命名为桂兆18421)，这个步骤中，选择种植密度为 80000 株/hm2。
[0032]4.2005年下半年~2007年继续对桂兆18421株系进行选优株自交、选留果穗。2008年选优株和典型植株进行自交，并选留典型果穗。2009年以后选典型植株进行自交和姐妹交交替进行、并选留典型果穗做育种家种子，在这个步骤中，选择种植密度为80000株
/hm'
[0033]试验例I桂兆18421的抗逆性
[0034]广西玉米研究所植保室对桂兆18421的抗逆性进行了鉴定，鉴定方法按常规技术进行，鉴定结果如下:南方锈病接种病级为9.0级，属高感；大斑病接种鉴定病级为I级，属高抗；小斑病接种鉴定病级为I级，属高抗；青枯病自然发病鉴定结果为病株率0%，属高抗。2006年和2007年苗期盆栽干旱——复水试验及多年田间耐旱性观察结果，耐旱性属中上。
[0035]试验例2桂兆18421的品质
[0036]桂兆18421籽粒桔红色，粒较深，硬粒型，粒腐轻、外观好。
[0037]广西壮族自治区分析测试研究中心检测了桂兆18421的营养成分，检测方法按常规技术进行，检测结果如下:蛋白质含量13.5%、淀粉含量75.1%、脂肪含量5.11%、赖氨酸含量0.34%、氛基酸总量10.84%ο
[0038]试验例3桂兆18421的利用情况
[0039]桂兆18421不能在生产上直接应用，通过组配杂交种而应用于生产上。在用其组配玉米杂交种时，既可做父本用，也可做母用。桂兆18421具有较高的配合力，到目前为止，利用桂兆18421组配出5个玉米新组合参加了《广西普通玉米新品种预备试验》，其中2个组合已通过广西审定(组合名称为桂39722X桂兆18421，品种名称为桂单0810，审定号为桂审玉字2012008号；组合名称为桂39321 X桂兆18421，品种名称为桂单0811，审定号为桂审玉2013008号)；1个组合进入2012年《广西普通玉米新品种区域试验》(参试代号为桂XYR1102，组合名称为桂兆18421 XM39-10-2-3，2个组合正参加2013年《广西普通玉米新品种预备试验》(申请代号为桂XYR1301和桂XYR1302，组合名称分别为39321 X 39511 X桂兆 1842U39321X39111X 桂兆 18421)。
[0040]通过以上试验数据可知，使用Swan(Iate)C4作为育种基础材料，应用循环育种策略，在较高密度选择压力下培育所得的桂兆18421抗逆性强、品质好、配合性好，是一种优质、高产、多抗、高配的玉米自交系，其优良的性状得益于发明人合理选择了 Swan(Iate)C4作为育种基础材料，使用循环育种策 略，并施加高密度选择胁迫(选择种植密度为80000株/hm2)，使有利和不利性状得到充分表达，有利于有利基因型的选择。
【权利要求】
1.一种优质、高产、多抗、高配玉米自交系新品系的育种方法，其特征在于:利用玉米品系Swan (late) C4,通过优选株自交,育得玉米自交系新品系桂兆18421。
2.按照权利要求1所述的一种优质、高产、多抗、高配玉米自交系新品系的育种方法，其特征在于，包括以下步骤: (a)利用玉米品系Swan(Iate)C4经三世代的优选株自交得到S3世代株系； (b)从S3世代株系中选择配合性好的株系，应用循环育种策略，将选择出来的株系杂交，再从杂交后代中通过优选株自交育得玉米自交系新品系桂兆18421。
3.按照权利要求2所述的一种优质、高产、多抗、高配玉米自交系新品系的育种方法，其特征在于，包括以下步骤:步骤(b)中对S3世代株系进行配合力测定，从中选择出配合性好的SN-18-3-1和SN-4-2-1株系，应用循环育种策略，将SN-18-3-1和SN-4-2-1杂交选系，经三世代优选株自交，育得玉米自交系新品系桂兆18421。
4.按照权利要求2所述的一种优质、高产、多抗、高配玉米自交系新品系的育种方法，其特征在于:步骤(a)中，利用玉米品系Swan(Iate)C4进行三世代的优选株自交时的选择种植密度为57000株/hm2。
5.按照权利要求2所述的一种优质、高产、多抗、高配玉米自交系新品系的育种方法，其特征在于:步骤(b)中，在从S3世代株系中选择配合性好的株系时，选择种植密度为57000株/hm2 ;在将选择出来的株系杂交，再在杂交后代中进行优选株自交时，选择种植密度为 80000 株/hm2。
6.按照权利要求1~5任一项所述的一种优质、高产、多抗、高配玉米自交系新品系的育种方法，其特征在于:步骤(b)中，进一步对桂兆18421进行连续三世代的优选株自交、留选果穗，所得种子留作育种家种子。
【文档编号】A01H1/02GK103535269SQ201310473380
【公开日】2014年1月29日 申请日期:2013年10月12日 优先权日:2013年10月12日
【发明者】文仁来, 何雪银, 田树云, 苏月贵, 吴翠荣, 闫飞燕, 何静丹, 何懿, 滕辉升, 王飞林, 王艳婷 申请人:广西壮族自治区农业科学院玉米研究所, 广西兆和种业有限公司