一种玉米单倍体诱导系的选育方法与流程

本发明属于育种技术领域，具体涉及一种玉米单倍体诱导系的选育方法。

背景技术：

玉米单倍体育种是利用玉米单倍体诱导系给基础材料授粉，诱导产生单倍体籽粒，再根据标记性状，将单倍体籽粒选出，通过自然加倍或人工化学药剂加倍等染色体加倍手段使单倍体染色体恢复正常染色体数并成为自交系(dh系)的一种育种方法。单倍体育种技术因其快速、高效的优势，被越来越多的育种家在实践中应用。

不同诱导系的诱导率不同，高的可达15％以上，低的只有1％左右。多数诱导系根系弱，茎秆细软，株型差，种植密度偏高时易倒伏；同时，雄穗分支少，花粉量小，高温环境下花粉活力差。应用时多为人工授粉，在开展单倍体工程化育种时难以有效扩大规模。为了解决以上问题，有人提出用两种不同诱导系杂交后做诱导系使用，由于诱导系基本都来源于stock6，多数育种家在改良诱导系时，更多的是注重诱导率的提高，并未考虑所用种质资源的类群，因此，即使两个不同的诱导系杂交，优势也不太明显，使用时仍有较大的风险。

技术实现要素：

为了解决背景技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种玉米单倍体诱导系的选育方法，旨在使得到的诱导系具有根系发达、茎秆粗壮、株型紧凑、耐密、抗倒、抗高温、花粉量大、散粉时间长的优点。

为实现发明目的，本发明采用如下技术方案：

一种玉米单倍体诱导系的选育方法，其特点在于：选用高频诱导系丰乐高诱3号、选用生产上推广的商业杂交种、选用自交系f049为单倍体诱导率测验系；利用商业杂交种的双亲转育诱导系，转育过程中使用杂交、自交、回交手段，并在过程中结合单株诱导率测定、籽粒和植株颜色标记进行选择；转育好的两种不同类群的诱导系a和诱导系b再进行杂交，利用杂交种f1代做诱导系。

所述丰乐高诱3号是丰乐种业自主选育的诱导系，为稳定自交系，诱导率为12％左右。所述所述商业杂交种应具备根系发达、茎秆粗壮、株型紧凑、耐密、抗倒、抗高温、花粉量大、散粉时间长的优点；且所述商业杂交种的母本a和父本b亦不应有致命缺陷。所述f049丰乐种业自选自交系，用诱导系授粉后杂交籽粒的胚乳糊粉层和胚尖紫色标记特别明显，而单倍体则仅糊粉层有紫色，胚尖无紫色，挑选单倍体简单、准确。

具体的，所述选育方法包括如下步骤：

(1)以商业杂交种的母本a和父本b分别与丰乐高诱3号组配f1，f1的组成方式为a×丰乐高诱3号和b×丰乐高诱3号，或反交；

(2)a×丰乐高诱3号和b×丰乐高诱3号各进行2代或多代自交，自交的同时使用单倍体诱导率测验系f049测定a×丰乐高诱3号和b×丰乐高诱3号分离后代的诱导率，选择其中诱导率最高的单株继续加代，直至出现诱导率达10％以上的单株；

(3)在合适的世代，从a×丰乐高诱3号的分离后代中，选择诱导率最高的单株做母本，以a为父本进行回交，得到(a×丰乐高诱3号)f3bc1或(a×丰乐高诱3号)f4bc1；同样的方法得到(b×丰乐高诱3号)f3bc1或(b×丰乐高诱3号)f4bc1；一般在f3或f4代进行回交，具体需根据单株诱导率测定结果决定；

(4)(a×丰乐高诱3号)f3bc1或(a×丰乐高诱3号)f4bc1，和(b×丰乐高诱3号)f3bc1或(b×丰乐高诱3号)f4bc1进行多代自交，自交的同时使用单倍体诱导率测验系f049测定分离后代的诱导率，选择其中诱导率最高的单株继续加代，直至分离后代均出现诱导率达10％以上的稳定诱导系；

(5)将(a×丰乐高诱3号)f3bc1或(a×丰乐高诱3号)f4bc1中分离得到的诱导系，和(b×丰乐高诱3号)f3bc1或(b×丰乐高诱3号)f4bc1中分离得到的诱导系杂交得到杂交型诱导系，即可作为新型诱导系用于单倍体工程化育种。

本发明的有益效果体现在：

本发明产生的诱导系具有根系发达、茎秆粗壮、株型紧凑、耐密、抗倒、抗高温、花粉量大、散粉时间长的优点，在开展单倍体工程化育种时可有效扩大规模应用，降低风险。

附图说明

图1为本发明实施例1中的选育流程示意图。

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

实施例1

本实施例按如下步骤进行选育：

1、以选用的商业杂交种丰乐33的母本192-4和父本昌7-2分别与丰乐高诱3号组配f1，f1的组成方式为192-4×丰乐高诱3号和昌7-2×丰乐高诱3号，收获时注意淘汰其中胚尖非紫色的籽粒(单倍体籽粒)。或者反交，即丰乐高诱3号×192-4和丰乐高诱3号×昌7-2。

对192-4×丰乐高诱3号和昌7-2×丰乐高诱3号进行自交，得到f2籽粒，挑选其中胚乳糊粉层和胚尖均为紫色且颜色明显的籽粒。为保证后代能分离到诱导率较高的单株，每个f2代籽粒应挑选出40粒以上。群体数越大越有利于达成目标，但工作量相应的增大。

2、将挑选好的192-4×丰乐高诱3号和昌7-2×丰乐高诱3号f2籽粒单粒种植；同时，种植自交系f049做测验系，株数应大约为上述f2籽粒的10倍。如每个f2代籽粒种植40粒，两个f2代籽粒为80粒，则f049种植800株。

3、(192-4×丰乐高诱3号)f2和(昌7-2×丰乐高诱3号)f2抽雄前，可淘汰茎秆为绿色的植株，只保留茎秆为紫色的植株，单株编号，编号为：(192-4×丰乐高诱3号)f2-1，(192-4×丰乐高诱3号)f2-2，……，(192-4×丰乐高诱3号)f2-n；(昌7-2×丰乐高诱3号)f2-1，(昌7-2×丰乐高诱3号)f2-2，……，(昌7-2×丰乐高诱3号)f2-n。

4、(192-4×丰乐高诱3号)f2各单株进行自交的同时，以测验系f049为母本，以(192-4×丰乐高诱3号)f2各单株为父本进行杂交，授粉10穗，收获时统计各单株诱导得到的单倍体籽粒数和总粒数，计算单株诱导率，挑选出对应诱导率最高的5个f2单株，从收获的5个单穗中各挑选其中胚乳糊粉层和胚尖均为紫色且颜色明显的籽粒20粒，共得到(192-4×丰乐高诱3号)f3种子100粒。

同时，以测验系f049为母本，以(昌7-2×丰乐高诱3号)f2各单株为父本进行杂交，授粉10穗，收获时统计各单株诱导得到的单倍体籽粒数和总粒数，计算单株诱导率，挑选出对应诱导率最高的5个f2单株，从收获的5个单穗中各挑选其中胚乳糊粉层和胚尖均为紫色且颜色明显的籽粒20粒，共得到(昌7-2×丰乐高诱3号)f3种子100粒。

5、种植挑选好的(192-4×丰乐高诱3号)f3种子100粒、(昌7-2×丰乐高诱3号)f3种子100粒、测验系f049约2000株，自交系192-4和昌7-2各20株左右。

6、(192-4×丰乐高诱3号)f3和(昌7-2×丰乐高诱3号)f3抽雄前，可淘汰茎秆为绿色的植株，只保留茎秆为紫色的植株，单株编号，编号为：(192-4×丰乐高诱3号)f3-1，(192-4×丰乐高诱3号)f3-2，……，(192-4×丰乐高诱3号)f3-n；(昌7-2×丰乐高诱3号)f3-1，(昌7-2×丰乐高诱3号)f3-2，……(昌7-2×丰乐高诱3号)f3-n。

7、以(192-4×丰乐高诱3号)f3各单株为母本，以自交系192-4为父本回交，得到(192-4×丰乐高诱3号)f3-1/192-4，(192-4×丰乐高诱3号)f3-2/192-4，……，(192-4×丰乐高诱3号)f3-n/192-4种子。同时，以测验系f049为母本，以(192-4×丰乐高诱3号)f3各单株为父本进行杂交，授粉10穗，收获时统计各单株诱导得到的单倍体籽粒数和总粒数，计算单株诱导率，挑选出对应诱导率最高的5个f3单株，从收获的5个单穗中各挑选其中胚乳糊粉层和胚尖均为紫色且颜色明显的籽粒20粒，共得到(192-4×丰乐高诱3号)f3/192-4种子100粒。

同时，以(昌7-2×丰乐高诱3号)f3各单株为母本，以自交系昌7-2为父本回交，得到(昌7-2×丰乐高诱3号)f3-1/昌7-2，(昌7-2×丰乐高诱3号)f3-2/昌7-2，……，(昌7-2×丰乐高诱3号)f3-n/昌7-2种子。以测验系f049为母本，以(昌7-2×丰乐高诱3号)f3各单株为父本进行杂交，授粉10穗，收获时统计得到的单倍体籽粒数和总粒数，计算单株诱导率，挑选出对应诱导率最高的5个f3单株，从收获的5个单穗中各挑选其中胚乳糊粉层和胚尖均为紫色且颜色明显的籽粒20粒，共得到(昌7-2×丰乐高诱3号)f3/昌7-2种子100粒。

8、种植挑选好的(192-4×丰乐高诱3号)f3/192-4种子100粒、(昌7-2×丰乐高诱3号)f3/昌7-2种子100粒，单粒播种；同时，种植自交系f049做测验系，株数大约2000株。

9、(192-4×丰乐高诱3号)f3/192-4和(昌7-2×丰乐高诱3号)f3/昌7-2抽雄前，可淘汰茎秆为绿色的植株，只保留茎秆为紫色的植株，单株编号，编号为：(192-4×丰乐高诱3号)f3/192-4-1，(192-4×丰乐高诱3号)f3/192-4-2，……，(192-4×丰乐高诱3号)f3/192-4-n；(昌7-2×丰乐高诱3号)f3/昌7-2-1，(昌7-2×丰乐高诱3号)f3/昌7-2-2，……，(昌7-2×丰乐高诱3号)f3/昌7-2-n。

10、(192-4×丰乐高诱3号)f3/192-4各单株自交的同时，以测验系f049为母本，以(192-4×丰乐高诱3号)f3/192-4各单株为父本进行杂交，授粉10穗，收获时统计各单株诱导得到的单倍体籽粒数和总粒数，计算单株诱导率，挑选出对应诱导率最高的5个(192-4×丰乐高诱3号)f3/192-4单株，从收获的5个单穗中各挑选其中胚乳糊粉层和胚尖均为紫色且颜色明显的籽粒20粒，得到(192-4×丰乐高诱3号)f3/192-4自交种子，用符号表示为(192-4×丰乐高诱3号)f3bc1f2，共100粒。

同时，(昌7-2×丰乐高诱3号)f3/昌7-2各单株自交，以测验系f049为母本，以(昌7-2×丰乐高诱3号)f3/昌7-2各单株为父本进行杂交，授粉10穗，收获时统计各单株诱导得到的单倍体籽粒数和总粒数，计算单株诱导率，挑选出对应诱导率最高的5个(昌7-2×丰乐高诱3号)f3/昌7-2单株，从收获的5个单穗中各挑选其中胚乳糊粉层和胚尖均为紫色且颜色明显的籽粒20粒，得到(昌7-2×丰乐高诱3号)f3/昌7-2自交种子，用符号表示为(昌7-2×丰乐高诱3号)f3bc1f2，共100粒。

11、种植挑选好的(192-4×丰乐高诱3号)f3bc1f2种子100粒、(昌7-2×丰乐高诱3号)f3bc1f2种子100粒，单粒播种；同时，种植自交系f049做测验系，株数大约2000株。

12、(192-4×丰乐高诱3号)f3bc1f2和(昌7-2×丰乐高诱3号)f3bc1f2抽雄前，可淘汰茎秆为绿色的植株，只保留茎秆为紫色的植株，单株编号，编号为：(192-4×丰乐高诱3号)f3bc1f2-1，(192-4×丰乐高诱3号)f3bc1f2-2，……，(192-4×丰乐高诱3号)f3bc1f2–n；(昌7-2×丰乐高诱3号)f3bc1f2-1，(昌7-2×丰乐高诱3号)f3bc1f2-2，……，(昌7-2×丰乐高诱3号)f3bc1f2-n。

13、(192-4×丰乐高诱3号)f3bc1f2各单株自交的同时，以测验系f049为母本，以(192-4×丰乐高诱3号)f3bc1f2各单株为父本进行杂交，授粉10穗，收获时统计各单株诱导得到的单倍体籽粒数和总粒数，计算单株诱导率，挑选出对应诱导率最高的5个(192-4×丰乐高诱3号)f3bc1f2单株，从收获的5个单穗中各挑选其中胚乳糊粉层和胚尖均为紫色且颜色明显的籽粒20粒，得到(192-4×丰乐高诱3号)f3bc1f3自交种子共100粒。

同时，(昌7-2×丰乐高诱3号)f3bc1f2各单株自交，以测验系f049为母本，以(昌7-2×丰乐高诱3号)f3bc1f2各单株为父本进行杂交，授粉10穗，收获时统计各单株诱导得到的单倍体籽粒数和总粒数，计算单株诱导率，挑选出对应诱导率最高的5个(昌7-2×丰乐高诱3号)f3bc1f2单株，从收获的5个单穗中各挑选其中胚乳糊粉层和胚尖均为紫色且颜色明显的籽粒20粒，得到(昌7-2×丰乐高诱3号)f3bc1f3自交种子共100粒。

14、种植挑选好的(192-4×丰乐高诱3号)f3bc1f3种子100粒、(昌7-2×丰乐高诱3号)f3bc1f3种子100粒，单粒播种；同时，种植自交系f049做测验系，株数大约2000株。

15、(192-4×丰乐高诱3号)f3bc1f3和(昌7-2×丰乐高诱3号)f3bc1f3抽雄前，可淘汰茎秆为绿色的植株，只保留茎秆为紫色的植株，单株编号，编号为：(192-4×丰乐高诱3号)f3bc1f3-1，(192-4×丰乐高诱3号)f3bc1f3-2，……，(192-4×丰乐高诱3号)f3bc1f3–n；(昌7-2×丰乐高诱3号)f3bc1f3-1，(昌7-2×丰乐高诱3号)f3bc1f3-2，……，(昌7-2×丰乐高诱3号)f3bc1f3-n。

16、(192-4×丰乐高诱3号)f3bc1f3各单株自交的同时，以测验系f049为母本，以(192-4×丰乐高诱3号)f3bc1f3各单株为父本进行杂交，授粉10穗，收获时统计各单株诱导得到的单倍体籽粒数和总粒数，计算单株诱导率，挑选出对应诱导率最高的5个(192-4×丰乐高诱3号)f3bc1f3单株，从收获的5个单穗中各挑选其中胚乳糊粉层和胚尖均为紫色且颜色明显的籽粒20粒，得到(192-4×丰乐高诱3号)f3bc1f4种子共100粒。

同时，(昌7-2×丰乐高诱3号)f3bc1f3各单株自交，以测验系f049为母本，以(昌7-2×丰乐高诱3号)f3bc1f3各单株为父本进行杂交，授粉10穗，收获时统计各单株诱导得到的单倍体籽粒数和总粒数，计算单株诱导率，挑选出对应诱导率最高的5个(昌7-2×丰乐高诱3号)f3bc1f3单株，从收获的5个单穗中各挑选其中胚乳糊粉层和胚尖均为紫色且颜色明显的籽粒20粒，得到(昌7-2×丰乐高诱3号)f3bc1f4种子共100粒。

17、种植挑选好的(192-4×丰乐高诱3号)f3bc1f4种子100粒，(昌7-2×丰乐高诱3号)f3bc1f4种子100粒，单粒播种；同时，种植自交系f049做测验系，株数大约2000株。(192-4×丰乐高诱3号)f3bc1f4和(昌7-2×丰乐高诱3号)f3bc1f4抽雄前，可淘汰茎秆为绿色的植株，只保留茎秆为紫色的植株，单株编号，编号为：(192-4×丰乐高诱3号)f3bc1f4-1，(192-4×丰乐高诱3号)f3bc1f4-2，……，(192-4×丰乐高诱3号)f3bc1f4–n；(昌7-2×丰乐高诱3号)f3bc1f4-1，(昌7-2×丰乐高诱3号)f3bc1f4-2，……，(昌7-2×丰乐高诱3号)f3bc1f4-n。

18、(192-4×丰乐高诱3号)f3bc1f4各单株自交的同时，以测验系f049为母本，以(192-4×丰乐高诱3号)f3bc1f4各单株为父本进行杂交，授粉10穗，收获时统计各单株诱导得到的单倍体籽粒数和总粒数，计算单株诱导率，挑选出对应诱导率最高的5个(192-4×丰乐高诱3号)f3bc1f4单株，从收获的5个单穗中各挑选其中胚乳糊粉层和胚尖均为紫色且颜色明显的籽粒20粒，得到(192-4×丰乐高诱3号)f3bc1f5种子共100粒。

同时，(昌7-2×丰乐高诱3号)f3bc1f4各单株自交，以测验系f049为母本，以(昌7-2×丰乐高诱3号)f3bc1f4各单株为父本进行杂交，授粉10穗，收获时统计各单株诱导得到的单倍体籽粒数和总粒数，计算单株诱导率，挑选出对应诱导率最高的5个(昌7-2×丰乐高诱3号)f3bc1f4单株，从收获的5个单穗中各挑选其中胚乳糊粉层和胚尖均为紫色且颜色明显的籽粒20粒，得到(昌7-2×丰乐高诱3号)f3bc1f5种子共100粒。

19、种植挑选好的(192-4×丰乐高诱3号)f3bc1f5种子100粒，(昌7-2×丰乐高诱3号)f3bc1f5种子100粒，单粒播种；同时，种植自交系f049做测验系，株数大约2000株。

20、(192-4×丰乐高诱3号)f3bc1f5和(昌7-2×丰乐高诱3号)f3bc1f5抽雄前，可淘汰茎秆为绿色的植株，只保留茎秆为紫色的植株，单株编号，编号为：(192-4×丰乐高诱3号)f3bc1f5-1，(192-4×丰乐高诱3号)f3bc1f5-2，……，(192-4×丰乐高诱3号)f3bc1f5–n；(昌7-2×丰乐高诱3号)f3bc1f5-1，(昌7-2×丰乐高诱3号)f3bc1f5-2，……，(昌7-2×丰乐高诱3号)f3bc1f5-n。

21、(192-4×丰乐高诱3号)f3bc1f5各单株自交的同时，以测验系f049为母本，以(192-4×丰乐高诱3号)f3bc1f5各单株为父本进行杂交，授粉10穗，收获时统计各单株诱导得到的单倍体籽粒数和总粒数，计算单株诱导率，挑选出对应诱导率最高的(192-4×丰乐高诱3号)f3bc1f5单株，收获整穗种子，得到(192-4×丰乐高诱3号)f3bc1f6种子，此时种子已基本整齐一致，无需再挑选。

同时，(昌7-2×丰乐高诱3号)f3bc1f5各单株自交，以测验系f049为母本，以(昌7-2×丰乐高诱3号)f3bc1f5各单株为父本进行杂交，授粉10穗，收获时统计各单株诱导得到的单倍体籽粒数和总粒数，计算单株诱导率，挑选出对应诱导率最高的(昌7-2×丰乐高诱3号)f3bc1f5单株，收获整穗种子，得到(昌7-2×丰乐高诱3号)f3bc1f6种子，此时种子已基本整齐一致，无需再挑选。

22、种植(192-4×丰乐高诱3号)f3bc1f6和(昌7-2×丰乐高诱3号)f3bc1f6种子，此时，(192-4×丰乐高诱3号)f3bc1f6和(昌7-2×丰乐高诱3号)f3bc1f6均可作为稳定自交系使用，无需再进行诱导率测定，繁殖时只需自交或姊妹交即可。命名为诱导系192-4和诱导系昌7-2。使用诱导系192-4和诱导系昌7-2组配得到的诱导系192-4×诱导系昌7-2，可作为新型高效强优势诱导系诱导基础材料产生单倍体。

由于在选育过程中，只利用192-4和昌7-2进行了一次回交，因此诱导系192-4×诱导系昌7-2与商业杂交种192-4×昌7-2相比，植株形态有较大差异，但作为主要利用花粉的诱导系，优势已足够强，花粉量已足够大。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。