本发明涉及一种育种方法，尤其涉及一种具有茎秆脆性的大麦育种方法，属于现代农业高新技术领域。
背景技术：
大麦栽培历史悠久，是第一个被驯化的谷类作物，以其适应性广、抗逆性强(包括耐寒、耐旱、耐盐碱等)、用途广泛而在全世界种植。大麦的种植面积和总产仅次于小麦、水稻、玉米，为第四大谷物，其主要应用为啤酒生产原料和动物饲料。
茎秆强度是植物机械强度的外在直接体现者，而茎秆性状则是影响大麦产量和品质的重要因素，也是筛选抗倒伏大麦品种的主要考察性状。脆茎突变是指植物茎秆脆茎增加，通常是根、茎、叶、茎节等器官呈现脆茎增加、易折的表型，是植物中一类比较常见的突变类型，该突变在水稻、拟南芥、玉米和大麦等植物中均有报道过。与野生型相比，脆茎突变体普遍具有纤维素含量降低、木质素含量增加、细胞壁结构组成改变等显著特点。
现有大麦良种茎秆的细胞壁结构非常致密、秸秆柔韧、机械难以粉碎、营养成分含量低，而大麦草的前处理操作复杂、成本高且效果不佳，限制了其在畜牧生产上的应用。与传统大麦相比，脆茎大麦品种最主要特点是茎秆机械强度低，秸秆细胞壁厚度和纤维素含量下降，同时半纤维素、木质素含量上升，营养价值提高，并且适口性好。因此，脆茎大麦品种不仅容易被粉碎，而且还可以作为动物饲料直接进行回收利用。
在啤酒工业、分子育种、开发饲料新能源等方面，大麦脆茎性状的研究意义重大，迄今为止，我国还没有出现大面积推广的脆茎大麦品种，其主要原因还是大麦脆茎基因是数量性状遗传控制的，各脆茎突变体虽然表现显著，但大都是单基因突变，单基因脆茎突变体的表现型也各不相同。因此，需要继续进一步增强脆茎大麦饲用性能、机械粉碎性能，才能真正发挥其广阔的市场价值和生态价值。
技术实现要素：
基于现有技术的缺陷，本发明的目的是提供一种脆茎大麦的育种方法，具体包括如下步骤：
(1)选种：
根据大田种植大麦材料目测情况，选择茎脆与不易倒伏的大麦种子材料分别作为用于杂交的亲本材料。茎脆的选择为茎秆表现最脆、株叶形态良好。
(2)茎秆强度测试：
用可显示压强的穿刺仪器在选取茎脆大麦种子材料的秸秆上进行测试，在不同分蘖的茎秆上进行同位置穿刺，并记录每次穿刺时该脆茎大麦刺穿瞬间的压强值，压强值越小证明其茎秆强度越低。
(3)播种和移栽：
将步骤(2)大麦种子材料浸种于稀释的浸种液中，浸种1～2天后，催芽并播种于实验田，单株移栽，株行距为30×30cm；一般大田肥水和病虫草害管理，至植株正常生长到扬花期，进行步骤(4)。
所述浸种液为2mL10％二硫氰基甲烷乳油、2g咪酰胺、2mL70％吡虫啉水分散粒剂，加500倍水稀释配制而成。
(4)杂交种F1的获取：
将母本植株的大麦穗浸入39～46℃的温水中，浸泡6～10分钟后取出，自然冷却30分钟，剪去l/3颖壳及未开颖的小花，用纸袋将母本植株的大麦穗套好并作标记，待用。当父本植株进入开花期时，将父本植株上大麦穗的花药均匀落到纸袋中母本植株大麦穗的柱头上，人工授粉完成后将纸袋继续套好，等待杂交大麦穗的籽粒成熟，即获得杂交种F1。
所述母本植株的大麦穗浸入的温水温度优选为40℃，所述浸泡时间优选为8分钟。
本方法结实率高，并可避免自交，还能促进开花，便于授粉。
(5)杂交种F1的花药愈伤诱导：
杂交种F1正季播种，从大田中选取中部小花小孢子发育处于单核早期、中期的小穗，取穗后用70％乙醇表面消毒，然后用塑料薄膜包住整个大麦穗，保持大麦穗湿润放入冰箱中，在4℃下低温预处理3天；每个试管接5个穗子，倒入30ml提取液，用高速分散器超速旋切，用300目筛网过滤，滤液离心2～10min，重复3～5次，收集小孢子。小孢子用提取液于25℃、黑暗预处理2d。
培养前将小孢子先用20％麦芽糖纯化，再用第一培养基洗涤1次，然后将小孢子悬浮液接种于第一培养基中，进行诱导培养，在22～28℃下暗培养2～3天后，转移至第二培养基中，于25～29℃、光周期16h7500lx光照8h黑暗下进行继代培养，继续培养出花培苗、育苗、移植到大田，等待籽粒成熟，通过筛选即获得脆茎大麦的新品系。
步骤(5)中所述提取液的成分为：10～15％甘露醇、1～2g/L CaCl2、1.2～1.5g/L N-吗啡乙烷磺酸MES，15～20％蔗糖，优选为：12％甘露醇、1.5g/L CaCl2、1.3g/L N-吗啡乙烷磺酸MES，17％蔗糖。
其中步骤(5)中所述第一培养基的成分为：N6基础培养基1900mg/L、甘氨酸2.0mg/L，烟酸0.5mg/L，琼脂7.5g/L；激动素KT 2.0mg/L，山梨醇25g/L，2-氨基-5-羧基戊酰胺500mg/L，丙氨酸0.6mg/L，叶酸0.5mg/L，秋水仙碱0.3mg/L；pH值为6.0。
步骤(5)中所述第二培养基的成分为：MS基本培养基1900mg/L、肌醇100mg/L，甘氨酸2.0mg/L，维生素B1 0.4mg/L，维生素B6 0.5mg/L，蔗糖25g/L，萘乙酸NAA 0.5mg/L，生物素0.1mg/L，甲基亚硝基脲0.8mg/L，调环酸钙0.4mg/L，水解蛋白1.0g/L；pH值为6.0。
作为本发明的进一步技术方案，步骤(1)～(4)可循环进行，以获得更好脆茎性状与抗倒伏特性的大麦杂交种。
本发明涉及的一种脆茎大麦的育种方法，将茎脆的遗传物质与抗倒伏的遗传物质保留在大麦杂交种体内，通过本发明育种方法选育的脆茎大麦品种不仅容易被粉碎直接作为动物饲料使用，还具有很好的抗倒伏性能，具备大规模生产推广的前景。本发明缩短茎脆大麦的育种周期，避免基因导入引起的细胞变异、可以节约大量的资金，具有广阔的市场应用前景。
具体实施方式
下面通过具体实施例，进一步对本发明的技术方案进行具体说明。应该理解，下面的实施例只是作为具体说明，而不限制本发明的范围，同时本领域的技术人员根据本发明所做的显而易见的改变和修饰也包含在本发明范围之内。
实施例1
一种脆茎大麦的育种方法，具体包括如下步骤：
(1)选种：根据大田种植大麦材料目测情况，选择茎脆与不易倒伏的大麦种子材料分别作为用于杂交的亲本材料。茎脆的选择为茎秆表现最脆、株叶形态良好。
(2)茎秆强度测试：用可显示压强的穿刺仪器在选取茎脆大麦种子材料的秸秆上进行测试，在不同分蘖的茎秆上进行同位置穿刺，并记录每次穿刺时该脆茎大麦刺穿瞬间的压强值，压强值越小证明其茎秆强度越低。
(3)播种和移栽程序：
将步骤(2)大麦种子材料浸种于稀释的浸种液中，浸种2天后，催芽并播种于实验田，单株移栽，株行距为30×30cm；一般大田肥水和病虫草害管理，至植株正常生长到扬花期，进行步骤(4)。
所述浸种液为2mL10％二硫氰基甲烷乳油、2g咪酰胺、2mL70％吡虫啉水分散粒剂，加500倍水稀释配制而成。
(4)杂交种F1的获取：
将母本植株的大麦穗浸入40℃的温水中，浸泡8分钟后取出，自然冷却30分钟，剪去l/3颖壳及未开颖的小花，用纸袋将母本植株的大麦穗套好并作标记，待用。当父本植株进入开花期时，将父本植株上大麦穗的花药均匀落到纸袋中母本植株大麦穗的柱头上，人工授粉完成后将纸袋继续套好，等待杂交大麦穗的籽粒成熟，即获得杂交种F1。
(5)杂交种F1的花药愈伤诱导：
杂交种F1正季播种，从大田中选取中部小花小孢子发育处于单核早期、中期的小穗，取穗后用70％乙醇表面消毒，然后用塑料薄膜包住整个大麦穗，保持大麦穗湿润放入冰箱中，在4℃下低温预处理3天；每个试管接5个穗子，倒入30ml提取液，用高速分散器超速旋切，用300目筛网过滤，滤液离心5min，重复4次，收集小孢子。小孢子用提取液于25℃、黑暗预处理2d。所述提取液的成分为：12％甘露醇、1.5g/L CaCl2、1.3g/L N-吗啡乙烷磺酸MES，17％蔗糖。
培养前将小孢子先用20％麦芽糖纯化，再用第一培养基洗涤1次，然后将小孢子悬浮液接种于第一培养基中，进行诱导培养，在26℃下暗培养3天后，转移至第二培养基中，于28℃、光周期16h7500lx光照8h黑暗下进行继代培养，继续培养出花培苗、育苗、移植到大田，等待籽粒成熟，通过筛选即获得实施例1的脆茎大麦。
所述第一培养基的成分为：N6基础培养基1900mg/L、甘氨酸2.0mg/L，烟酸0.5mg/L，琼脂7.5g/L；激动素KT 2.0mg/L，山梨醇25g/L，2-氨基-5-羧基戊酰胺500mg/L，丙氨酸0.6mg/L，叶酸0.5mg/L，秋水仙碱0.3mg/L；pH值为6.0。所述第二培养基的成分为：MS基本培养基1900mg/L、肌醇100mg/L，甘氨酸2.0mg/L，维生素B1 0.4mg/L，维生素B6 0.5mg/L，蔗糖25g/L，萘乙酸NAA 0.5mg/L，生物素0.1mg/L，甲基亚硝基脲0.8mg/L，调环酸钙0.4mg/L，水解蛋白1.0g/L；pH值为6.0。
脆茎测试：分别取抽穗期实施例1大麦与常规大麦品种金川3号、甘啤3号，用可显示压强的穿刺仪器在大麦秸秆的第一节间茎秆上邻近根基部的第一茎节起向上2.5～3cm处进行同位置穿刺，同位置穿刺的同一脆茎大麦的不同分蘖茎秆数量不少于8根，并记录每次穿刺时该脆茎大麦刺穿瞬间的压强值，重复十次计算均值与标准差。
抗倒伏测试：分别取抽穗期时期实施例1大麦与常规大麦品种金川3号、甘啤3号，选择靠近根基部第一节间开始以上10cm两端在1米的高度架空，用植物抗倒伏仪从10cm茎段中间从上而下缓缓压折，记录折断瞬间仪表读数。选择不同分蘖压折，重复十次计算均值与标准差。
测试结果如表1所示：
表1：脆茎与抗倒伏测试
由表1的脆茎测试结果可知，实施例1茎秆的硬度比对照品种金川3号、甘啤3号显著降低。
由表1的抗倒伏测试结果可知，脆茎大麦压折瞬间受力均值为54.6N，而常规主栽大麦品种金川3号、甘啤3号压折瞬间受力为67.1N和69.4N，这表明实施例1抗压能力要比对照品种金川3号、甘啤3号略低。
计算抗倒伏测试和脆茎测试中实施例1和常规品种测量数值差异度，抗倒伏测试中，实施例1/金川3号＝54.6/67.1＝0.81，实施例1/甘啤3号＝54.6/69.4＝0.79；脆茎测试中，实施例1/金川3号＝98.4/133.2＝0.74，实施例1/甘啤3号＝98.4/135.7＝0.73。
由此可见，实施例1比常规品种脆茎性状大幅增加，而抗倒伏能力有所下降，但是下降不是非常明显。
实施例2
一种脆茎大麦的育种方法，具体包括如下步骤：
(1)选种：根据大田种植大麦材料目测情况，选择茎脆与不易倒伏的大麦种子材料分别作为用于杂交的亲本材料。
(2)茎秆强度测试：用可显示压强的穿刺仪器在选取茎脆大麦种子材料的秸秆上进行测试，在不同分蘖的茎秆上进行同位置穿刺，并记录每次穿刺时该脆茎大麦刺穿瞬间的压强值，压强值越小证明其茎秆强度越低。
(3)播种和移栽程序：
将步骤(2)大麦种子材料浸种于稀释的浸种液中，浸种1天后，催芽并播种于实验田，单株移栽，株行距为30×30cm；一般大田肥水和病虫草害管理，至植株正常生长到扬花期，进行步骤(4)。所述浸种液为2mL10％二硫氰基甲烷乳油、2g咪酰胺、2mL70％吡虫啉水分散粒剂，加500倍水稀释配制而成。
(4)杂交种F1的获取：
将母本植株的大麦穗浸入39℃的温水中，浸泡10分钟后取出，自然冷却30分钟，剪去l/3颖壳及未开颖的小花，用纸袋将母本植株的大麦穗套好并作标记，待用。当父本植株进入开花期时，将父本植株上大麦穗的花药均匀落到纸袋中母本植株大麦穗的柱头上，人工授粉完成后将纸袋继续套好，等待杂交大麦穗的籽粒成熟，即获得杂交种F1。
(5)杂交种F1的花药愈伤诱导：
杂交种F1正季播种，从大田中选取中部小花小孢子发育处于单核早期、中期的小穗，取穗后用70％乙醇表面消毒，然后用塑料薄膜包住整个大麦穗，保持大麦穗湿润放入冰箱中，在4℃下低温预处理3天；每个试管接5个穗子，倒入30ml提取液，用高速分散器超速旋切，用300目筛网过滤，滤液离心2min，重复5次，收集小孢子。小孢子用提取液于25℃、黑暗预处理2d。所述提取液的成分为：10％甘露醇、1g/L CaCl2、1.2g/L N-吗啡乙烷磺酸MES，15％蔗糖。
培养前将小孢子先用20％麦芽糖纯化，再用第一培养基洗涤1次，然后将小孢子悬浮液接种于第一培养基中，进行诱导培养，在22℃下暗培养3天后，转移至第二培养基中，于25℃、光周期16h7500lx光照8h黑暗下进行继代培养，继续培养出花培苗、育苗、移植到大田，等待籽粒成熟，通过筛选即获得实施例2的脆茎大麦。
所述第一培养基的成分为：N6基础培养基1900mg/L、甘氨酸2.0mg/L，烟酸0.5mg/L，琼脂7.5g/L；激动素KT 2.0mg/L，山梨醇25g/L，2-氨基-5-羧基戊酰胺500mg/L，丙氨酸0.6mg/L，叶酸0.5mg/L，秋水仙碱0.3mg/L；pH值为6.0。所述第二培养基的成分为：MS基本培养基1900mg/L、肌醇100mg/L，甘氨酸2.0mg/L，维生素B1 0.4mg/L，维生素B6 0.5mg/L，蔗糖25g/L，萘乙酸NAA 0.5mg/L，生物素0.1mg/L，甲基亚硝基脲0.8mg/L，调环酸钙0.4mg/L，水解蛋白1.0g/L；pH值为6.0。
脆茎测试：分别取抽穗期实施例2大麦与常规大麦品种金川3号、甘啤3号，用可显示压强的穿刺仪器分别在大麦秸秆的第一节间、第二节间、第三节间茎秆上邻近根基部的第一茎节起向上2.5～3cm处进行同位置穿刺，同位置穿刺的同一脆茎大麦的不同分蘖茎秆数量不少于8根，并记录每次穿刺时该脆茎大麦刺穿瞬间的压强值，每组重复十次计算均值与标准差。测试结果如表2所示：
表2：节间脆茎测试
由表2计算实施例2与常规品种金川3号、甘啤3号不同节间的测量数值差异度对比分别为：第一节间29.1/64.5＝0.45，29.1/68.0＝0.43；第二节间26.8/60.2＝0.45，26.8/61.9＝0.43；第三节间25.2/54.1＝0.47，25.2/57.8＝0.44。对比发现，不同节间穿刺试验，脆茎材料与常规品种的对比差异不显著，但是将标准差对比发现，采用第一节间穿刺的数值间标准差相对后二者小，表明根基部第一节间茎秆硬度比较稳定。
实施例3
一种脆茎大麦的育种方法，具体包括如下步骤：
(1)选种：根据大田种植大麦材料目测情况，选择茎脆与不易倒伏的大麦种子材料分别作为用于杂交的亲本材料。
(2)茎秆强度测试：用可显示压强的穿刺仪器在选取茎脆大麦种子材料的秸秆上进行测试，在不同分蘖的茎秆上进行同位置穿刺，并记录每次穿刺时该脆茎大麦刺穿瞬间的压强值，选择压强值小的大麦作为亲本材料。
(3)播种和移栽程序：
将步骤(2)大麦种子材料浸种于稀释的浸种液中，浸种2天后，催芽并播种于实验田，单株移栽，株行距为30×30cm；一般大田肥水和病虫草害管理，至植株正常生长到扬花期，进行步骤(4)。所述浸种液为2mL10％二硫氰基甲烷乳油、2g咪酰胺、2mL70％吡虫啉水分散粒剂，加500倍水稀释配制而成。
(4)杂交种F1的获取：
将母本植株的大麦穗浸入46℃的温水中，浸泡6分钟后取出，自然冷却30分钟，剪去l/3颖壳及未开颖的小花，用纸袋将母本植株的大麦穗套好并作标记，待用。当父本植株进入开花期时，将父本植株上大麦穗的花药均匀落到纸袋中母本植株大麦穗的柱头上，人工授粉完成后将纸袋继续套好，等待杂交大麦穗的籽粒成熟，即获得杂交种F1。
(5)杂交种F1的花药愈伤诱导：
杂交种F1正季播种，从大田中选取中部小花小孢子发育处于单核早期、中期的小穗，取穗后用70％乙醇表面消毒，然后用塑料薄膜包住整个大麦穗，保持大麦穗湿润放入冰箱中，在4℃下低温预处理3天；每个试管接5个穗子，倒入30ml提取液，用高速分散器超速旋切，用300目筛网过滤，滤液离心10min，重复3次，收集小孢子。小孢子用提取液于25℃、黑暗预处理2d。所述提取液的成分为：15％甘露醇、2g/L CaCl2、1.5g/L N-吗啡乙烷磺酸MES，20％蔗糖。
培养前将小孢子先用20％麦芽糖纯化，再用第一培养基洗涤1次，然后将小孢子悬浮液接种于第一培养基中，进行诱导培养，在28℃下暗培养2天后，转移至第二培养基中，于29℃、光周期16h7500lx光照8h黑暗下进行继代培养，继续培养出花培苗、育苗、移植到大田，等待籽粒成熟，通过筛选即获得实施例3的脆茎大麦。所述第一培养基的成分为：N6基础培养基1900mg/L、甘氨酸2.0mg/L，烟酸0.5mg/L，琼脂7.5g/L；激动素KT 2.0mg/L，山梨醇25g/L，2-氨基-5-羧基戊酰胺500mg/L，丙氨酸0.6mg/L，叶酸0.5mg/L，秋水仙碱0.3mg/L；pH值为6.0。所述第二培养基的成分为：MS基本培养基1900mg/L、肌醇100mg/L，甘氨酸2.0mg/L，维生素B1 0.4mg/L，维生素B6 0.5mg/L，蔗糖25g/L，萘乙酸NAA 0.5mg/L，生物素0.1mg/L，甲基亚硝基脲0.8mg/L，调环酸钙0.4mg/L，水解蛋白1.0g/L；pH值为6.0。
脆茎测试：分别取抽穗期、分蘖期、完熟期的实施例2大麦与常规大麦品种金川3号、甘啤3号，用可显示压强的穿刺仪器在大麦秸秆的第一节间茎秆上邻近根基部的第一茎节起向上2.5～3cm处进行同位置穿刺，同位置穿刺的同一脆茎大麦的不同分蘖茎秆数量不少于8根，并记录每次穿刺时该脆茎大麦刺穿瞬间的压强值，每组重复十次计算均值与标准差。测试结果如表3所示：
表3：不同生育期脆茎测试
从表3中对大麦不同生育期的脆茎测试结果可发现，实施例3与常规品种金川3号、甘啤3号在分蘖期的数据对比分别为21.8/43.2＝0.50和21.8/46.5＝0.47；实施例3与金川3号、甘啤3号在抽穗期的数据对比分别为0.45、0.43；实施例3与金川3号、甘啤3号在完熟期的数据对比分别为38.8/74.9＝0.52和38.8/77.4＝0.50。由此可以看出，在抽穗期脆茎材料与常规品种间脆茎性状的对比更加显著。