本发明涉及农业种植技术领域，具体涉及一种大田筛选强耐高温玉米自交系的方法。
背景技术：
近年来，随着“温室效应”不断加剧，短期异常高温愈发频繁，高温胁迫对玉米的影响日益突出。在我国西南玉米区、黄淮海夏玉米区，花粒期频繁出现长时间高温干旱天气对该地区的玉米产量造成巨大的影响。例如2013年的6月底至8月初的极端高温天气对西南及南方玉米生产造成巨大损失。
玉米抽雄吐丝期遭受高温胁迫，可能会造成雄穗生长发育受阻，花粉败育程度加大，花丝变细变弱变短，含水量减少，使玉米不能正常授粉，易形成秕粒，导致结实率和粒重降低而使产量严重下降，严重时颗粒无收；玉米籽粒建成期高温胁迫会影响单位籽粒库容的形成，导致穗上部籽粒败育率增加，有效粒数减少，从而导致玉米行粒数减少；灌浆期高温使玉米灌浆速率加快，灌浆持续期缩短，灌浆速率的加快程度要小于灌浆持续期缩短的程度，最终使得千粒重下降。
生产实践表明，对于高温的忍耐性能品种间存在着极明显的差异，选育和引用耐高温的品种对减缓高温对玉米生产的危害十分有效。大量研究证明，玉米抽雄吐丝-灌浆前期是玉米对高温胁迫敏感的时期，因此，对花粒期耐高温品种进行筛选与评价显得尤为重要。要育成优良的玉米杂交种，必须拥有优良的玉米资源和自交系材料，鉴定和筛选耐高温的玉米自交系材料是选育耐高温玉米杂交种必不可少的重要环节。
现有技术中鉴定耐高温品种及自交系的方法主要有以下几种：
第一种：于康珂、刘源等搭建大棚，采用大田人工增温试验，于花前(吐丝前8d)至花后(吐丝后8d)进行高温处理，以30个黄淮海地区主栽玉米品种为试材，研究高温对不同玉米杂交种的形态、叶片生理以及产量构成因素的影响，筛选玉米杂交种花期耐热性评价指标。筛选出产量、百粒重、穗长、穗粗和结实率这5个显著影响玉米花期耐热性的单项指标，可作为评价玉米杂交种花期耐热性的主要指标耐高温系数。耐高温系数K＝高温处理测定值/对照测定值(对照值>处理值)；或K＝对照测定值/高温处理测定值(对照值<处理值)。选出的耐高温品种包括起源9号、良硕88、黎乐66、奥玉116和伟科702，共5个。该方法不需要生理生化方面的指标测定，可操作性强，但需要搭建简易高温棚进行人工高温胁迫处理，少量品种的鉴定可以，大量自交系的筛选，耗费太大，工作量也较大。
第二种：王安乐等对来自国内外的816份玉米自交系及其资源材料进行耐高温特性的鉴定和筛选，利用山西省的长治和运城两地在温热方面截然不同的生态环境，各自代表适宜环境和高温环境，把雄花小穗(MS)的减少程度、花粉败育(PO)程度和花丝伸长(AS)程度这3个性状作为玉米自交系耐高温特性好坏的参考性状，并将参考性状的表现用数字化方式来表达。即每个材料各自在长治的正常表现为100，以该性状的绝对最差表现为0，来确定各个材料在运城高温条件下各个参考性状的表现数值。用这3个数值的乘积值(HTT)的大小表示该材料耐高温的程度。具体计算公式设定如下：HTT＝MS*PO*AS/104，HTT值的区间范围为0～100，HTT值越大则越耐高温。该方法不需要温室设施提供高温逆境，节约成本，操作简单。缺点是没有设对照，人为地按HTT值大小将玉米自交系的耐高温特性分为四个级别(即HTT值处于70～100之间为特耐型，处于51～70之间为高耐型，处于31～50之间为中耐型，处于0～30之间为不耐型)，对耐高温的评价较为主观。在鉴定的816份材料中，特耐型只有2(运系5081、稷土60)，高耐型5个(武314、运系98-2、91-367-1、Mg67、870115)。
综上所述，急需一种操作简便、评价标准直观、结果可靠且能达到快速高效筛选和鉴定效果的耐高温玉米自交系筛选方法以解决现有技术存在的问题。
技术实现要素：
本发明目的在于提供一种操作简便、评价标准直观、结果可靠且能达到快速高效筛选和鉴定效果的大田筛选强耐高温玉米自交系的方法，具体技术方案如下：
一种大田筛选强耐高温玉米自交系的方法，包括以下步骤：
第一步：选定多个自交系，且以郑58自交系作为对照组；
第二步：将选定的每个自交系在试验场地分别按照播种期Ⅰ和播种期Ⅱ进行播种，播种期Ⅰ为玉米的花粒期避开高温的时段，播种期Ⅱ为玉米的花粒期处于高温的时段；
第三步：计算每个自交系的综合耐高温系数，综合耐高温系数通过表达式1)获得：
K＝(K1+K2)/2 1)；
其中：K1＝M2÷M1，K2＝N2÷N1，K为综合耐高温系数，K1为耐高温系数Ⅰ，K2为耐高温系数Ⅱ，M2为播期Ⅱ单穗籽粒重，M1为播期Ⅰ单穗籽粒重，N2为播期Ⅱ单穗粒数，N1为播期Ⅰ单穗粒数；
第四步：判定自交系的耐高温性，具体是：当自交系的综合耐高温系数值大于郑58自交系的综合耐高温系数时，则判定为强耐高温自交系；当自交系的综合耐高温系数高于0且低于郑58的综合耐高温系数时，则判定为耐高温性较弱自交系；当自交系的综合耐高温系数为0时，则判定为不耐高温自交系。
以上技术方案中优选的，所述试验场地为位于湖南地区的土地；所述播种期Ⅰ为3月中旬，玉米的抽雄吐丝-籽粒建成期处于5月底至6月中旬，平均气温为24℃；所述播种期Ⅱ为5月中旬，玉米的抽雄吐丝-籽粒建成期处于7月底至8月中旬，平均气温为28.4℃。
以上技术方案中优选的，所述第二步中的播种具体是：播期Ⅰ采用人工地膜覆盖播种；播期Ⅱ不需要人工地膜覆盖播种，采用大田直接播种)；播期Ⅰ和播期Ⅱ中：等行距种植，平均行距60cm，每个自交系种植3行，行长3m，株距20cm，每个自交系留苗株数不低于45株。
以上技术方案中优选的，所述第三步中计算每个自交系的综合耐高温系数时从中间行连续取P个穗作为样穗，P取大于等于5小于等于10的自然数，单穗籽粒重Mi的计算采用表达式2)，单穗粒数Ni的计算采用表达式3)：
Mi＝P个穗的标准含水量籽粒重÷P 2)；
Ni＝(P个穗的标准含水量籽粒重÷100粒籽粒的总重)÷P×100 3)。
以上技术方案中优选的，所述第二步播种过程中：基肥为45％俄罗斯复合肥，用量为1000公斤/公顷；苗肥为尿素，用量为100公斤/公顷；穗肥为尿素，用量为150公斤/公顷。
应用本发明的技术方案，具有以下有益效果：(1)筛选过程精简，采用大田简易鉴定方法，不需要复杂的仪器设备，便于操作；(2)通过结实性与单穗产量这两个性状作为玉米自交系耐高温特性好坏的参考性状，将参考性状的表现用数字化方式来表达，并设定了对照品种，评价标准直观、结果可靠；(3)采用特殊设计的综合耐高温系数的计算表达式，可以快速计算出各个玉米自交系的综合耐高温系数，能达到快速高效筛选和鉴定效果；(4)采用同一玉米自交系在相同试验基地上进行播种，考察生殖器官在不同温度环境下的生育差异程度，能真实反映该玉米自交系的耐高温特性的优劣。
除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照实施例，对本发明作进一步详细的说明。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明进行详细说明，但是本发明可以根据权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
实施例1：
湖南长沙副热带季风区，7—8月为高温高峰期，连年出现日最高气温高于35℃，而连续5d或以上日最高气温≥35℃(即集中发生在7月下旬和8月上旬)。这种高温天气超越了一般玉米材料的生殖器官在发育过程中对高温忍耐的临界值，从而使大部分玉米材料的生殖系统不能正常生长发育和授粉结实。
一种大田筛选强耐高温玉米自交系的方法，尤其是适用于湖南地区的强耐高温自交系玉米的筛选方法，包括以下步骤：
第一步：选定多个自交系，且以郑58自交系作为对照组，此处自交系包括PHJ75、XBY11218-1、BML1281、142CT103、PF5411-1、ML1115、Y1142、ML1121、L27、PHN73、Y1124、F118、S7913以及AMD133等488份包含部分美国和国内部分核心自交系。
第二步：将选定的自交系在试验场地(位于湖南地区)分别按照播种期Ⅰ和播种期Ⅱ进行播种，播种期Ⅰ为玉米的花粒期避开高温的时段，此处选3月中旬(具体是3月10日)，玉米的抽雄吐丝-籽粒建成期处于5月底至6月中旬，平均气温为24℃；播种期Ⅱ为玉米的花粒期处于高温的时段，此处选5月中旬(具体是5月22日)，玉米的抽雄吐丝-籽粒建成期处于7月底至8月中旬，平均气温为28.4℃；播种期Ⅰ过早(如为2月)，则气温太低，玉米不能出苗；若播种期Ⅰ太晚(如5月)，玉米的抽雄吐丝-籽粒建成期处于高温期，起不到比对作用；播种期Ⅱ的时间选选择原理与播种期Ⅰ相似。
以上播种具体是：播期Ⅰ采用人工地膜覆盖播种(保证抽雄吐丝提前使抽雄吐丝-籽粒建成期处于5月底至6月中旬)；播种期Ⅱ采用大田直播，播期Ⅰ和播种期Ⅱ中：等行距种植，平均行距60cm，每个自交系种植3行，行长3m，株距20cm，每个自交系留苗株数不低于45株；
以上播种过程中：基肥为45％俄罗斯复合肥，用量为1000公斤/公顷；苗肥为尿素，用量为100公斤/公顷；穗肥为尿素，用量为150公斤/公顷。田间管理略高于普通大田管理水平。玉米生育期间按照现有技术及时防治病虫草害。
第三步：计算每个自交系的综合耐高温系数，综合耐高温系数通过表达式1)获得：
K＝(K1+K2)/2 1)；
其中：K1＝M2÷M1，K2＝N2÷N1，K为综合耐高温系数，K1为耐高温系数Ⅰ，K2为耐高温系数Ⅱ，M2为播期Ⅱ单穗籽粒重，M1为播期Ⅰ单穗籽粒重，N2为播期Ⅱ单穗粒数，N1为播期Ⅰ单穗粒数；
以上计算每个自交系的综合耐高温系数时从中间行取5个穗作为样穗(采用取用中间行是因为：边行授粉受到其它自交系影响，若采用边行，则数据可能不完全准确；样穗采用连续取5个或者5个以上的穗，数据真实可靠)，单穗籽粒重Mi的计算采用表达式2)，单穗粒数Ni的计算采用表达式3)：
Mi＝5个穗的标准含水量籽粒重÷5 2)；
Ni＝(5个穗的标准含水量籽粒重÷100粒籽粒的总重)÷5×100 3)；
标准含水量籽粒重的测得采用现有技术中常规方法(如：用的标准含水量籽粒重是籽粒含水14％的重量，水分仪测出籽粒含水量后进行换算。)。
第四步：判定自交系的耐高温性，具体是：当自交系的综合耐高温系数值大于郑58自交系的综合耐高温系数时，则判定为强耐高温自交系；当自交系的综合耐高温系数高于0且低于郑58的综合耐高温系数时，则判定为耐高温性较弱自交系；当自交系的综合耐高温系数为0时，则判定为不耐高温自交系。
采用本发明方法筛选出的强耐高温玉米自交系的统计详见表1：
表1郑58自交系和强耐高温玉米自交系的数据统计表
从表1中可以看出，郑58玉米自交系的综合耐高温系数为0.53，而PHJ75、XBY11218-1、BML1281、142CT103、PF5411-1、ML1115、Y1142、ML1121、L27、PHN73、Y1124、F118、S7913以及AMD133玉米自交系的综合耐高温系数均高于0.53，因此，上述14个玉米自交系均属于强耐高温玉米自交系。
还有131个自交系为耐高温性较弱(表1中未列出)，其耐高温综合系数低于郑58但高于0，包括：Y1213、BML1293、Y1205、BML1282、BML1293、BML1282、BML1278、12GY5039-4、BML1229、BML1237、BML1214、BML1227、冀丰52、BML1222、BML1225、BML1228、内自013-1-1、12178071-1、渝561、48-2、98009、ZY2247、德2010-2、S273、辽美-6、湘97-7、渝9537、靖07-4、辽鉴-2、恩4824、98-3、临1、绵715、ML606、PHPR5、WIL903、WIL901、BML1257、NQ508、PHW79、PHBA6、CS405、LH162、J8606、PHR58、PHJ90、6M502A、H8431、LH212Ht、PHK42、WIL900、W8304114、142CT107、142CT111、142CT113、142CT114、142CT118、142CT123、142CT124、142CT125、142CT127、142CT132、142CT136、142CT138、142CT139、142CT149、142CT151、142CT157、142CT159、142CT160、142CT163、142CT165、142CT168、AMD130、AMD142、AMD269、J24、W917、Y1107、Y1112、Y1118、Y1126、Y1127、Y1129、Y1134、Y1135、Y1140、Y1144、Y1147、ML1102、ML1122、内自013、内自454、内自4231、LZM5-1-1、XBY11262-3、PZS13、TY30331-6-2-3-2-1-2、SAM3001*X1152A-1-1-1-2-1-3、Y1101、绵723、内自013-1-1、K169R、B151、BS08-565、冀丰52-3、S7913、南09530、35855、川273、JS0251、辽5144、丹598、P138、142GWAS109、YS0、698-3、4379、LZM025、SAM3001、975-12、SCML1039、11GD003、11278199、LZM009、CL12、11云KS175、CIMMYT自交系1、CIMMYT自交系12、外引自交系1、外引自交系2、外引自交系5。
还有剩余的自交系(共343份)为不耐高温自交系，受高温影响不结实，没有收到籽粒，耐高温系数为0。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。