本发明属于玉米品种选育技术领域,具体涉及一种玉米穗粒重高配合力DH系通D127-9的选育方法。
背景技术:
高产是玉米种植追求的关键参数指标之一,影响玉米产量的关键参数有穗行数、穗粒数以及穗粒重。穗粒重是决定产量的重要因素,穗粒重×公顷株数即为公顷产量,目前东北玉米每公顷保苗6万株条件下,选育出穗粒重比先玉335有跨越式增产效果的超高产新品种,在玉米生产上具有重要意义。本发明中即着重研究通过提升穗粒重以达到玉米增产效果。
关于提升玉米穗粒重的研究,目前,我国东北玉米生产上推广应用的玉米单交种主要是先玉335(PH6WC×PH4CV),已历时近10年之久,其优良的高产性无可匹敌,在公顷6万株密度下,其单穗粒重最低为250g,最高为289g,基本代表了目前行业内玉米的最高产量水平。国内各育种单位对先玉335的改良进行了10年之久,已经审定品种达40余个,综合性状如抗病性、抗倒伏性有所改进,但在产量上仅仅增产0~3%,未有实质性突破。
由此,行业内目前对于玉米的穗粒重研究仍未有较大跨越发展,如何提供一种通过提升DH系单穗粒重进而使杂交种达到显著增产效果的玉米品种的选育方法亟待研究开发。
技术实现要素:
为了解决现有技术存在的上述问题,本发明提供一种玉米穗粒重高配合力DH系通D127-9的选育方法,通过该选育方法选育出的玉米品种DH系通D127-9的平均单穗粒重为210g左右,单穗粒重比高亲提高了10%以上,百粒重比高亲可提高18%左右,最终使所配制杂交种达到较之于目前产量处于领先地位的先玉335还要增产10%以上的技术效果,具有深远的经济和社会意义。同时,通过该选育方法选育出的通D127-9集合表达了高产相关基因,极大的丰富了玉米的高产基因库,该通D127-9兼并集合了多种优良性状。
本发明通过以下技术方案具体实现:
一种玉米穗粒重高配合力DH系通D127-9的选育方法,包括以下步骤:以B20和PH4CV为亲本,杂交得F1代,将F1代使用单倍体育种技术培育后即得玉米穗粒重高配合力DH系通D127-9。
作为优选,所述B20以吉835和丹340作为亲本杂交选育而得。
作为优选,所述将F1代使用单倍体育种技术培育后经筛选后得到所述玉米穗粒重高配合力DH系通D127-9,所述筛选标准为穗粒重为200g~220g。
作为优选,所述筛选还包括以下标准:穗粒数500~600粒,百粒重40g~45g。
作为优选,所述筛选还包括以下标准:粒长12mm~12.5mm,粒厚5.2mm~5.5mm,粒宽9.3mm~9.8mm。
作为优选,所述筛选还包括以下标准:穗位85cm~92cm,穗长20cm~25cm,穗行数16~20行。
作为优选,所述筛选还包括以下标准:株高257cm~262cm,秃尖0.8cm~1.2cm,容重740g/l~750g/l,收获水分25%~28%。
作为优选,所述单倍体育种技术具体为:先将所述F1代进行单倍体诱导得到单倍体籽粒,然后种植单倍体籽粒并经加倍培育自交得到所述玉米穗粒重高配合力DH系通D127-9。
作为优选,所述单倍体诱导过程中采用吉诱SM6278-2为诱导系,进行杂交诱导。
作为优选,所述单倍体籽粒的种植加倍培育在低纬度地区例如海南进行。
通过以上技术方案选育出的玉米DH系通D127-9在穗粒重方面有了实质突破,在通D127-9与PH6WC、B20以及PH4CV各自的自交系性状比较可知,通D127-9的穗粒重比高亲提高10%以上,百粒重比高亲提高17.9%,也即在通D127-9上集合表达了高粒重的等位基因。进一步的研究中,通D127-9与PH6WC的单交种的亩产量可比目前处于行业领先水平的先玉335增产10%以上,可达14%。简单推广计算,将PH6WC×D127-9组合在东北地区年推广5000万亩,亩增产100kg,年即增产50亿公斤粮食,将年增加社会效益60亿元人民币,届时通D127-9将年产生数百亿元人民币的效益,拥有深远的经济和社会意义。
本发明发明人深入研究了通D127-9的遗传学原理,B20×PH4CV杂交得到的材料F1是籽粒遗传分离最大世代,诱导F1出的单倍体粒是基因经分离重组的单倍型(一套染色体),经自然加倍后每一株能够自交成功获得的种子,就是DH系种子,100%纯合,经本地鉴定后选出,成为DH系,通D127-9穗粒重突出,是非加性效应异位基因经加倍后成为能够表达的等位基因,是新挖掘出的高粒重基因型,它的出现,极大丰富了玉米基因库,具有更深远进一步开发研究价值。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明所提供的选育方法的流程示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式,都属于本发明所保护的范围。
本发明中,如无其他特别说明,所用术语皆为行业内通用术语,所采用方法及设备皆为行业通用方法及设备,所引用述及的玉米品种皆为行业内普通市售产品。本发明实施例中的所采用的诱导系为吉诱SM6278-2,采购自吉林省农科院。本发明中出现的PH6WC、B20以及PH4CV皆为玉米品种,且该三种玉米品种均可从市场上购买得到,其中PH6WC还用作先锋公司的先玉335的母本系,以及PH4CV还用作先玉335的父本系。B20为本发明申请人单位选育的玉米品种,已向市面供应。B20培育所用的吉853和丹340也为行业早已公开的玉米品种,并且在市面上可以按需购得。
下面结合具体实施例对本发明的技术方案以及相应效果进行进一步阐释,以使本领域技术人员能够更充分的理解本发明。
本实施例提供玉米穗粒重高配合力DH系通D127-9的选育方法,包括以下步骤:以吉835和丹340作为亲本杂交选育得到B20。以B20和PH4CV为亲本,杂交得F1代,将F1代使用单倍体育种技术培育后经筛选后得到玉米穗粒重高配合力DH系通D127-9。筛选标准:穗粒重为200g~220g,穗粒数500~600粒,百粒重40g~45g,粒长12mm~12.5mm,粒厚5.2mm~5.5mm,粒宽9.3mm~9.8mm,穗位85cm~92cm,穗长20cm~25cm,穗行数16~20行,株高257cm~262cm,秃尖0.8cm~1.2cm,容重740g/l~750g/l,收获水分25%~28%。
所述单倍体育种技术具体为:先将所述F1代在吉林本地采用吉诱SM6278-2为诱导系诱导得到单倍体籽粒,然后在海南三亚地区种植单倍体籽粒,经加倍培育自交得到所述玉米穗粒重高配合力DH系通D127-9。
具体的,于2010年通过吉853×丹340为基础材料杂交选育出了B20,该B20结合了吉853的稳适性和丹340的高产性。PH6WC×B20组合经3年多点试验证明,产量与先玉335平产,抗病性、抗倒伏性极显著增强,只是果穗降水慢。因此继续考虑利用B20×PH4CV组配基础父本系材料,进行了单倍体育种实践。
2012年以B20×PH4CV为基础材料杂交得到F1代,以吉诱SM6278-2为诱导系对F1代进行杂交诱导得到单倍体籽粒。挑出准单倍体籽粒424粒,并于当年在海南三亚南宾农场种植得单倍体株183株,自交结实22株。2013年春在吉林本地种植并自交得到DH系通D127-9,鉴定22穗行(即DH系)。2014年均与PH6WC为母本测配。2015年产量比较试验,PH6WC×D127-9小区产量第一名,比先玉335增产11%,抗倒伏,抗病。2016年该组合PH6WC×D127-9小区产量又第一名,比先玉335增产14%,由此DH系D127-9脱颖而出。
2016年以PH6WC、B20、PH4CV和D127-9在同等开放种植条件下,分别进行自交,并比较各自自交的性状,列于下表1——2016年PH6WC、B20、PH4CV与D127-9自交系(10株、穗平均值)性状的比较。
表1
表1中,收获水分统一为2016年9月26日测量,四种玉米品种的种植密度均为6万株/公顷。
结合实践观察以及分析表1可知:D127-9是由B20×PH4CV基础材料经诱导加倍而成的DH系,株高与高亲一致,穗位比低亲降低18.2%,穗粒重比高亲提高10%,穗长长于高亲,穗行数与高亲一致,穗粒数高于双亲平均值1.9%,秃尖长度介于双亲之间、倾向短秃尖亲本,百粒重比高亲提高17.9%,出籽率介于双亲之间、倾向于高出籽率亲本,容重介于双亲之间;粒长、粒厚、粒宽均大于高亲;收获水分介于双亲之间、倾向于低水分亲本。继承了抗叶斑性和抗倒伏性,熟期早于双亲1-2d。
由此可见,D127-9熟期早、植株及果穗综合性优良,尤其是穗粒重比高亲提高10%,百粒重比高亲提高17.9%,在穗粒重百粒重方面具有巨大的遗传优势,也即D127-9在粒重上聚合表达了高粒重等位基因。
2015年的小区产量比较试验中,同步收集了PH6WC×D127-9与先玉335的性状比较参数,列于下表2——2015年PH6WC×D127-9与先玉335的比较(3次重复、10株穗平均值)。
表2
表2中,PH6WC×D127-9与先玉335的种植密度均为6万株/公顷。
结合实践观察以及分析表2可知:PH6WC×D127-9株高和穗位低于先玉335,穗粒重比先玉335提高12.7%,百粒重提高18.4%,出籽率、脱粒水分及容重略低于先玉335,综合性状优良。
2016年的小区产量比较试验中,同步收集了PH6WC×D127-9与先玉335的性状比较参数,列于下表3——2016年PH6WC×D127-9与先玉335的比较(3次重复、10株穗平均值)。
表3
表3中,收获水分统一为2016年9月26日测量,PH6WC×D127-9与先玉335的种植密度均为6万株/公顷。
结合实践观察以及分析表2可知:PH6WC×D127-9株高和穗位低于先玉335,穗粒重提高13.8%,百粒重提高9.3%,穗粒数提高9.9%,出籽率、收获水分和容重略低于先玉335,脱粒水分略高于先玉335,粒长、粒厚及粒宽均高于先玉335,综合性状优良,熟期与先玉335基本一致。
由上述2015和2016两年小区产量试验结果证明,PH6WC×D127-9穗粒重极显著优于先玉335,百粒重、穗粒数提高显著,综合性状优良,主要得益于D127-9高穗粒重等位基因的非加性遗传效应,使PH6WC×D127-9杂种优势得到极显著提高。
以2016产量结果为例,PH6WC×D127-9组合株高平均优势率为21.9%,穗位平均优势率为14.3%,穗粒重平均优势率为73.4%,穗长平均优势率为15.8%,穗粒数平均优势率为51.1%,百粒重平均优势率为19%,出籽率平均优势率为4.9%,粒长平均优势率为12.9%,粒厚平均优势率为-0.5%,粒宽平均优势率为3.3%。由此可见,该组合穗粒重平均优势率高达73.4%,而株高及穗位平均优势率仅分别为21.9%和14.3%,进一步说明D127-9除高穗粒重遗传力外,还兼有不可多得的优良性状等位基因。
通过以上实施例以及结合生产实践,可以总结得出,本发明的DH系D127-9组配PH6WC进行生产,主要优势表现在穗粒数、粒深、粒厚、粒宽、百粒重方面;综合性状显著优于先玉335,主要表现在株高和穗位比先玉335略低,抗斑病、抗倒伏性方面极显著优于先玉335。通过本发明的选育方法获得的DH系D127-9具有穗粒重高、百粒重大、粒深、粒宽、粒厚、综合性状良好的特点,在穗粒重、百粒重、粒深、粒宽、粒厚、出籽率、抗病性、抗倒伏性等性状上极显著优于PH4CV,该DH系D127-9集中了旅系、黄系、Lancaster的优点,为父本系(NSS)的杰出代表,与Reid等系群有极强的杂种优势,与PH6WC已组配出超强优势优良玉米单交种,能取得可观的经济效益和社会意义,在玉米种质创新上,尤其是在穗粒重方面是一个极显著新的里程碑式研究进展。
以上所述,仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。