一种高抗特种谷子品种的选育方法与流程

文档序号:12680479阅读:289来源:国知局

本发明具体涉及一种高抗特种谷子品种的选育方法,属于特种谷子抗性育种技术领域。



背景技术:

谷子起源于我国,栽培历史悠久,中国是世界上唯一一个从谷子开始发展的农业国家。根据对西安半坡遗址、磁山遗址等发现的大量炭化谷子考证,我国谷子已有7500多年的栽培历史。谷子是一个略有异花授粉能力的自交作物,它能产生杂交变异又能分离保存下来。谷子抗旱耐瘠,旱薄地稳产,水肥地高产,是我国发展节水农业的理想作物,且在我国北方是仅次于小麦、玉米居第 3 位的主要粮食作物。据联合国粮农组织估计,我国谷子栽培面积最大、产量最多,约占世界谷子的 90%以上。谷瘟病全生育期均可发病,特别是后期的穗瘟对产量影响较大,严重发生可导致绝产,为影响我国谷子生产的重要病害之一。近30年来,随着品种更新换代,气候、耕作条件的变化,谷瘟病在全国谷子产区普遍发生,特别是夏谷区,造成了近几年谷瘟病在全国部分谷子产区暴发流行,防治该病最经济有效的措施是应用抗病品种。不断发掘和利用新的抗源材料、培育抗病新品种是长期有效控制该类病害的关键。随着人民生活水平的提高和谷子加工产品的发展,具有不同颜色、好口感的糯质小米需求逐渐增强,选育适合生产推广种植的特种谷子新品种变得十分迫切。我国现有特种谷子种质资源主要有黑谷子、黄谷子、白谷子、绿谷子、糯谷子等,这些特种谷子的营养价值高,其所含的一些功能成分对人体的保健具有独特的功效,集色、香、味和营养疗效于一身。目前国内外市场上已有一些不同颜色类型稻米混合起来的“五彩米”销售,而谷子则未见有彩色配方小米出售,若用不同类型谷子分开种植生产、碾米,再按比例机械混合而成,此种方法工序繁琐,生产成本高。选育一种谷子品种,种植后收获的谷子可碾出彩色混合小米,则可大大节省生产工序和生产成本,提高企业生产销售利润。



技术实现要素:

本发明的目的在于提供一种高抗特种谷子品种的选育方法。

本发明以绿谷子、黄糯谷子、白糯谷子、黑谷子、抗谷瘟病品种为杂交亲本,通过杂交和多代回交,并经抗性鉴定、种皮颜色、糯性、农艺和产量等性状的筛选,育成分别具有绿色、黄色糯、黄色、白色糯、白色、黑色籽粒性状特征的近等基因系,近等基因系分别繁殖种子,繁殖的种子按1:1:1:1:1:1或1:2:1:2:1:1混合即得特种配方谷子品种的生产用种,该混合品种种植后株叶形态、农艺性状、产量性状表现整齐一致、高抗谷瘟病,其所收获的谷子碾出的小米为绿小米、黄糯小米、黄小米、白糯小米、白小米、黑小米的混合配方米。

为达到以上目的,本发明采用以下技术方案:

1)选抗谷瘟病品种晋谷13或晋谷29(R)(董立.谷子主要生产品种抗瘟性鉴定.中国植保导刊,2015,35(7):33-37),绿色小米品种大青谷(禾璐.绿色小米品种大青谷米色形成机制研究[D].山西农业大学,2015)(P1),糯质黄米谷子品种粘谷1号(糯质白米谷子新品种冀谷30的选育研究.夏雪岩.河北农业科学,2010,14(11):123-124,126)(P2),糯质白米谷子品种冀谷30(糯质白米谷子新品种冀谷30的选育研究.夏雪岩.河北农业科学,2010,14(11): 123-124,126)(P3),黑谷子品种丹谷2号(黑谷子新品种丹谷2号选育报告.张忠福.甘肃农业科技,2015,11:28-30)(P4)为杂交亲本;

2)作杂交R/P1、R/P2、R/P3、R/P4,得4个杂交F1,分别以F1-1、F1-2、F1-3、F1-4表示;种植F1-1、F1-2、F1-3、F1-4各20株,成熟期收种得F2代种子F2-1、F2-2、F2-3、F2-4;

3)种植F2-1、F2-2、F2-3、F2-4各450-550株,进行抗性鉴定,鉴定谷瘟病抗性,选高抗单株挂牌,成熟期选挂牌株单株收种,并进行籽粒颜色和糯性鉴定,其中F2-1选籽粒表现绿色的单株10株,得F3代种子F3-1,F2-2选籽粒表现黄色糯性单株10株,得F3代种子F3-2wx,F2-2选籽粒表现黄色非糯性单株10株,得F3代种子F3-2Wx,F2-3选籽粒表现白色糯性单株10株,得F3代种子F3-3wx,F2-3选籽粒表现白色非糯性单株10株,得F3代种子F3-3Wx,F2-4保留籽粒表现黑色的单株10株,得F3代种子F3-4;

4)种植F3代种子F3-1、F3-2wx、F3-2Wx、F3-3wx、F3-3Wx、F3-4和亲本R,开花期F3代分别与亲本R回交得回交1代BC1F1-1、BC1F1-2wx、BC1F1-2Wx、BC1F1-3wx、BC1F1-3Wx、BC1F1-4;

5)分别种植BC1F1-1、BC1F1-2wx、BC1F1-2Wx、BC1F1-3wx、BC1F1-3Wx、BC1F1-4,群体数50-60株,成熟期收种得回交F2代种子BC1F2-1、BC1F2-2wx、BC1F2-2Wx、BC1F2-3wx、BC1F2-3Wx、BC1F2-4;

6)株系种植BC1F2-1、BC1F2-2wx、BC1F2-2Wx、BC1F2-3wx、BC1F2-3Wx、BC1F2-4,每个株系280-300株,鉴定谷瘟病抗性,选高抗株系里的高抗单株挂牌,成熟期选挂牌株单株收种,并进行籽粒颜色和糯性鉴定,其中BC1F2-1保留籽粒表现绿色的单株10株,BC1F2-2wx保留籽粒表现黄色糯性的单株10株、BC1F2-2Wx保留籽粒表现黄色非糯性的单株10株,BC1F2-3wx保留籽粒表现白色糯性的单株10株,BC1F2-3Wx保留籽粒表现白色非糯性的单株10株,BC1F2-4保留籽粒表现黑色的单株10株,得回交F3代种子BC1F3-1、BC1F3-2wx、BC1F3-2Wx、BC1F3-3wx、BC1F3-3Wx、BC1F3-4;

7)株系种植BC1F3-1、BC1F3-2wx、BC1F3-2Wx、BC1F3-3wx、BC1F3-3Wx、BC1F3-4和亲本R,开花期BC1F3代分别选株叶形态和生育期与亲本R相近的单株各1株与亲本R回交得回交2代BC2F1-1、BC2F1-2wx、BC2F1-2Wx、BC2F1-3wx、BC2F1-3Wx、BC2F1-4;

8)重复步骤5)、6)、7)至回交4代,得BC4F1-1、BC4F1-2wx、BC4F1-2Wx、BC4F1-3wx、BC4F1-3Wx、BC4F1-4;种植BC4F1-1、BC4F1-2wx、BC4F1-2Wx、BC4F1-3wx、BC4F1-3Wx、BC4F1-4,群体数50-60株,成熟期收种得回交F2代种子BC4F2-1、BC4F2-2wx、BC4F2-2Wx、BC4F2-3wx、BC4F2-3Wx、BC4F2-4;

9)株系种植BC4F2-1、BC4F2-2wx、BC4F2-2Wx、BC4F2-3wx、BC4F2-3Wx、BC4F2-4,每个株系280-300株,鉴定谷瘟病抗性,选高抗株系里生育期、株高、株型、穗型与轮回亲本R一致的单株挂牌,成熟期选挂牌株单株收种,并进行籽粒颜色和糯性鉴定,其中BC4F2-1选籽粒表现绿色不分离的单株1株,BC1F2-2wx选籽粒表现黄色糯性不分离的单株1株,BC1F2-2Wx选籽粒表现黄色非糯性不分离的单株1株,BC1F2-3wx选籽粒表现白色糯性不分离的单株1株,BC1F2-3Wx选籽粒表现白色非糯性不分离的单株1株,BC1F2-4选籽粒表现黑色不分离的单株1株,即育成农艺性状与轮回亲本R一致不分离,且分别具有绿色、黄色糯、黄色、白色糯、白色、黑色籽粒性状特征的近等基因系,6个近等基因系分别命名为谷1、谷2、谷3、谷4、谷5、谷6;

10) 谷1、谷2、谷3、谷4、谷5、谷6分别繁殖种子,繁殖的种子按1:1:1:1:1:1或1:2:1:2:1:1混合即得生产用特种配方谷子品种的种子。

所获得特种谷子品种是由6个含不同籽粒性状的近等基因系按比例混合而成,种植后株叶形态、农艺性状、产量性状表现整齐一致、高抗谷瘟病,其所收获的谷子碾出的小米为绿小米、黄糯小米、黄小米、白糯小米、白小米、黑小米的混合配方米。

本发明的有益效果:

本发明的效果在于分别把控制谷瘟病抗性、不同籽粒颜色、糯性性状,通过杂交和多代回交方法,并经多代的筛选,育成分别具有绿色、黄色糯、黄色、白色糯、白色、黑色籽粒性状特征的近等基因系,近等基因系分别繁殖种子,按比例混合即得特种配方谷子品种的生产用种,该混合品种高抗谷瘟病,种植后株叶形态、农艺性状、产量性状表现整齐一致,其所收获的谷子碾出的小米为绿小米、黄糯小米、黄小米、白糯小米、白小米、黑小米的混合配方米。种植该混合品种,可减少农药的使用量,减少用工,减少环境污染,增加农民收入。种植该品种,每亩比普通谷子品种增加产量8-10%,减少施药成本80-100元,特种谷子收购价格比普通谷子高25-30%,每亩可为农民增加经济效益340-400元。

具体实施方式

实施例1:

1)选抗谷瘟病品种晋谷13(R),绿色谷子品种大青谷(P1),糯质黄色谷子品种粘谷1号(P2),糯质白色谷子品种冀谷30(P3),黑色谷子品种丹谷2号(P4)为杂交亲本;

2)作杂交R/P1、R/P2、R/P3、R/P4,得4个杂交F1,分别以F1-1、F1-2、F1-3、F1-4表示;种植F1-1、F1-2、F1-3、F1-4各20株,成熟期收种得F2代种子F2-1、F2-2、F2-3、F2-4;

3)种植F2-1、F2-2、F2-3、F2-4各450株,进行抗性鉴定,鉴定谷瘟病抗性,选高抗单株挂牌,成熟期选挂牌株单株收种,并进行籽粒颜色和糯性鉴定,其中F2-1选籽粒表现绿色的单株10株,得F3代种子F3-1,F2-2选籽粒表现黄色糯性单株10株,得F3代种子F3-2wx,F2-2选籽粒表现黄色非糯性单株10株,得F3代种子F3-2Wx,F2-3选籽粒表现白色糯性单株10株,得F3代种子F3-3wx,F2-3选籽粒表现白色非糯性单株10株,得F3代种子F3-3Wx,F2-4保留籽粒表现黑色的单株10株,得F3代种子F3-4;

4)种植F3代种子F3-1、F3-2wx、F3-2Wx、F3-3wx、F3-3Wx、F3-4和亲本R,开花期F3代分别与亲本R回交得回交1代BC1F1-1、BC1F1-2wx、BC1F1-2Wx、BC1F1-3wx、BC1F1-3Wx、BC1F1-4;

5)分别种植BC1F1-1、BC1F1-2wx、BC1F1-2Wx、BC1F1-3wx、BC1F1-3Wx、BC1F1-4,群体数50株,成熟期收种得回交F2代种子BC1F2-1、BC1F2-2wx、BC1F2-2Wx、BC1F2-3wx、BC1F2-3Wx、BC1F2-4;

6)株系种植BC1F2-1、BC1F2-2wx、BC1F2-2Wx、BC1F2-3wx、BC1F2-3Wx、BC1F2-4,每个株系280株,鉴定谷瘟病抗性,选高抗株系里的高抗单株挂牌,成熟期选挂牌株单株收种,并进行籽粒颜色和糯性鉴定,其中BC1F2-1保留籽粒表现绿色的单株10株,BC1F2-2wx保留籽粒表现黄色糯性的单株10株、BC1F2-2Wx保留籽粒表现黄色非糯性的单株10株,BC1F2-3wx保留籽粒表现白色糯性的单株10株,BC1F2-3Wx保留籽粒表现白色非糯性的单株10株,BC1F2-4保留籽粒表现黑色的单株10株,得回交F3代种子BC1F3-1、BC1F3-2wx、BC1F3-2Wx、BC1F3-3wx、BC1F3-3Wx、BC1F3-4;

7)株系种植BC1F3-1、BC1F3-2wx、BC1F3-2Wx、BC1F3-3wx、BC1F3-3Wx、BC1F3-4和亲本R,开花期BC1F3代分别选株叶形态和生育期与亲本R相近的单株各1株与亲本R回交得回交2代BC2F1-1、BC2F1-2wx、BC2F1-2Wx、BC2F1-3wx、BC2F1-3Wx、BC2F1-4;

8)重复步骤5)、6)、7)至回交4代,得BC4F1-1、BC4F1-2wx、BC4F1-2Wx、BC4F1-3wx、BC4F1-3Wx、BC4F1-4;种植BC4F1-1、BC4F1-2wx、BC4F1-2Wx、BC4F1-3wx、BC4F1-3Wx、BC4F1-4,群体数50株,成熟期收种得回交F2代种子BC4F2-1、BC4F2-2wx、BC4F2-2Wx、BC4F2-3wx、BC4F2-3Wx、BC4F2-4;

9)株系种植BC4F2-1、BC4F2-2wx、BC4F2-2Wx、BC4F2-3wx、BC4F2-3Wx、BC4F2-4,每个株系280株,鉴定谷瘟病抗性,选高抗株系里生育期、株高、株型、穗型与轮回亲本R一致的单株挂牌,成熟期选挂牌株单株收种,并进行籽粒颜色和糯性鉴定,其中BC4F2-1选籽粒表现绿色不分离的单株1株,BC1F2-2wx选籽粒表现黄色糯性不分离的单株1株,BC1F2-2Wx选籽粒表现黄色非糯性不分离的单株1株,BC1F2-3wx选籽粒表现白色糯性不分离的单株1株,BC1F2-3Wx选籽粒表现白色非糯性不分离的单株1株,BC1F2-4选籽粒表现黑色不分离的单株1株,即育成农艺性状与轮回亲本R一致不分离,且分别具有绿色、黄色糯、黄色、白色糯、白色、黑色籽粒性状特征的近等基因系,6个近等基因系分别命名为谷1、谷2、谷3、谷4、谷5、谷6;

10)谷1、谷2、谷3、谷4、谷5、谷6分别繁殖种子,繁殖的种子按1:1:1:1:1:1混合即得生产用特种配方谷子品种的种子“彩谷1号”。

“彩谷1号”由6个含不同籽粒性状的近等基因系按比例混合而成,种植后株叶形态、农艺性状、产量性状表现整齐一致、高抗谷瘟病,其所收获的谷子碾出的小米为绿小米、黄糯小米、黄小米、白糯小米、白小米、黑小米的混合配方米。种植“彩谷1号”,每亩比晋谷13增加产量8%,减少施药成本80元,特种谷子收购价格比晋谷13高25%,每亩可为农民增加经济效益340元。

实施例2:

1)选抗谷瘟病品种晋谷29(R),绿色谷子品种大青谷(P1),糯质黄色谷子品种粘谷1号(P2),糯质白色谷子品种冀谷30(P3),黑色谷子品种丹谷2号(P4)为杂交亲本;

2)作杂交R/P1、R/P2、R/P3、R/P4,得4个杂交F1,分别以F1-1、F1-2、F1-3、F1-4表示;种植F1-1、F1-2、F1-3、F1-4各20株,成熟期收种得F2代种子F2-1、F2-2、F2-3、F2-4;

3)种植F2-1、F2-2、F2-3、F2-4各550株,进行抗性鉴定,鉴定谷瘟病抗性,选高抗单株挂牌,成熟期选挂牌株单株收种,并进行籽粒颜色和糯性鉴定,其中F2-1选籽粒表现绿色的单株10株,得F3代种子F3-1,F2-2选籽粒表现黄色糯性单株10株,得F3代种子F3-2wx,F2-2选籽粒表现黄色非糯性单株10株,得F3代种子F3-2Wx,F2-3选籽粒表现白色糯性单株10株,得F3代种子F3-3wx,F2-3选籽粒表现白色非糯性单株10株,得F3代种子F3-3Wx,F2-4保留籽粒表现黑色的单株10株,得F3代种子F3-4;

4)种植F3代种子F3-1、F3-2wx、F3-2Wx、F3-3wx、F3-3Wx、F3-4和亲本R,开花期F3代分别与亲本R回交得回交1代BC1F1-1、BC1F1-2wx、BC1F1-2Wx、BC1F1-3wx、BC1F1-3Wx、BC1F1-4;

5)分别种植BC1F1-1、BC1F1-2wx、BC1F1-2Wx、BC1F1-3wx、BC1F1-3Wx、BC1F1-4,群体数60株,成熟期收种得回交F2代种子BC1F2-1、BC1F2-2wx、BC1F2-2Wx、BC1F2-3wx、BC1F2-3Wx、BC1F2-4;

6)株系种植BC1F2-1、BC1F2-2wx、BC1F2-2Wx、BC1F2-3wx、BC1F2-3Wx、BC1F2-4,每个株系300株,鉴定谷瘟病抗性,选高抗株系里的高抗单株挂牌,成熟期选挂牌株单株收种,并进行籽粒颜色和糯性鉴定,其中BC1F2-1保留籽粒表现绿色的单株10株,BC1F2-2wx保留籽粒表现黄色糯性的单株10株、BC1F2-2Wx保留籽粒表现黄色非糯性的单株10株,BC1F2-3wx保留籽粒表现白色糯性的单株10株,BC1F2-3Wx保留籽粒表现白色非糯性的单株10株,BC1F2-4保留籽粒表现黑色的单株10株,得回交F3代种子BC1F3-1、BC1F3-2wx、BC1F3-2Wx、BC1F3-3wx、BC1F3-3Wx、BC1F3-4;

7)株系种植BC1F3-1、BC1F3-2wx、BC1F3-2Wx、BC1F3-3wx、BC1F3-3Wx、BC1F3-4和亲本R,开花期BC1F3代分别选株叶形态和生育期与亲本R相近的单株各1株与亲本R回交得回交2代BC2F1-1、BC2F1-2wx、BC2F1-2Wx、BC2F1-3wx、BC2F1-3Wx、BC2F1-4;

8)重复步骤5)、6)、7)至回交4代,得BC4F1-1、BC4F1-2wx、BC4F1-2Wx、BC4F1-3wx、BC4F1-3Wx、BC4F1-4;种植BC4F1-1、BC4F1-2wx、BC4F1-2Wx、BC4F1-3wx、BC4F1-3Wx、BC4F1-4,群体数60株,成熟期收种得回交F2代种子BC4F2-1、BC4F2-2wx、BC4F2-2Wx、BC4F2-3wx、BC4F2-3Wx、BC4F2-4;

9)株系种植BC4F2-1、BC4F2-2wx、BC4F2-2Wx、BC4F2-3wx、BC4F2-3Wx、BC4F2-4,每个株系300株,鉴定谷瘟病抗性,选高抗株系里生育期、株高、株型、穗型与轮回亲本R一致的单株挂牌,成熟期选挂牌株单株收种,并进行籽粒颜色和糯性鉴定,其中BC4F2-1选籽粒表现绿色不分离的单株1株,BC1F2-2wx选籽粒表现黄色糯性不分离的单株1株,BC1F2-2Wx选籽粒表现黄色非糯性不分离的单株1株,BC1F2-3wx选籽粒表现白色糯性不分离的单株1株,BC1F2-3Wx选籽粒表现白色非糯性不分离的单株1株,BC1F2-4选籽粒表现黑色不分离的单株1株,即育成农艺性状与轮回亲本R一致不分离,且分别具有绿色、黄色糯、黄色、白色糯、白色、黑色籽粒性状特征的近等基因系,6个近等基因系分别命名为谷1、谷2、谷3、谷4、谷5、谷6;

10)谷1、谷2、谷3、谷4、谷5、谷6分别繁殖种子,繁殖的种子按1:2:1:2:1:1混合即得生产用特种配方谷子品种的种子“彩谷2号”。

“彩谷2号”由6个含不同籽粒性状的近等基因系按比例混合而成,种植后株叶形态、农艺性状、产量性状表现整齐一致、高抗谷瘟病,其所收获的谷子碾出的小米为绿小米、黄糯小米、黄小米、白糯小米、白小米、黑小米的混合配方米。种植“彩谷1号”,每亩比晋谷29增加产量10%,减少施药成本100元,特种谷子收购价格比晋谷29高30%,每亩可为农民增加经济效益400元。

以上所述仅为本发明的较佳实施例,凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰,皆应属本发明的涵盖范围。

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