一种快速选育小麦持久抗条锈病品种的方法

1.本发明属于植物新品系选育技术领域，具体涉及一种快速选育小麦持久抗条锈病品种的方法。


背景技术：

2.小麦条锈病是由小麦条锈病菌(puccinia striiformis westend. f. sp. tritici erikss) 侵染引起的一种具有毁灭性的真菌病害，其危害范围很广，对全世界小麦生产造成严重的威胁。报道发现，条锈病造成的区域生产损失范围从0.1%到5%不等，在极少数情况下，损失可能高达25%。受四川盆地生态环境的影响，四川麦区是我国小麦条锈病常发、重发和条锈生理小种易变区，其条锈病孢子将随着气流传播到河南、河北、山东等我国小麦主产区，从而引发小麦条锈病大流行，造成主产区大面积减产。小麦持久抗性是国际上控制条锈病的新的、有效途径。因此，在四川小麦持久抗条锈病新品种（系）的选育对我国小麦安全生产具有重要意义。
3.目前，小麦育种仍以传统育种为主，其步骤主要为：s1、选配杂交组合；s2、单交/回交/顶交（杂交方法不同所需时间不同，单交1年，回交和顶交2年及以上）；s3、自交；s4、田间优选株系（表型选择）。小麦由于基因组庞大，株系纯合至少达到f6代及以上，那么按照每年1代计算，育成一个品种往往需要花费8-10年。由于传统的育种方法主要依赖于植株的表型选择，且一个优良品种的培育往往需要花费8-10年，甚至十几年时间，所以传统的育种方法具有育种周期长、工作量大、目标性不强、育种效率低下的缺点。那么利用传统的育种方法，我们需要花费很长的时间才能培育出新品种，且很有可能选育的新品种（系）不含有持久抗条锈病基因。
4.本技术人发现现有技术至少存在以下技术问题：1、现有技术中进行小麦育种主要依赖于植株的表型选择，具有育种周期长、工作量大、目标性不强、育种效率低下的缺点；2、现有技术中的育种方法，花费很长的时间才能培育出新品种，且可能选育的新品种（系）不含有持久抗条锈病基因。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种快速选育小麦持久抗条锈病品种的方法，以解决现有技术中的育种方法，花费很长的时间才能培育出新品种，且可能选育的新品种（系）不含有持久抗条锈病基因的技术问题。
6.为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：本发明提供的一种快速选育小麦持久抗条锈病品种的方法，包括下述步骤：s1、室内温室基因聚合（一般1年左右即可完成）s11、选择亲本：以综合农艺性状好的品种作为农艺亲本p1，携带持久抗条锈病基因的材料作为抗病亲本p2； 所述综合农艺性状好的品种是指具有大穗、高千粒重、高产、优
质、抗逆或抗病等特点。
7.s12、配制杂交组合：以p1为母本，p2为父本进行温室杂交，获得f1；s13、回交：以f1为母本，以农艺亲本p1为父本进行温室回交，获得bc1f1；s14、分子标记辅助选择：将bc1f1播种于温室，出苗期对单个植株提取dna，并利用与目标基因连锁的相应分子标记进行检测，选择保留分子标记检测呈阳性的植株自交，成熟期进行混合收获得到bc1f2；s15、分子标记辅助选择：将bc1f2播种于温室，继续按照步骤s14的方法，选择保留分子标记检测呈阳性的植株自交，混合收获得到bc1f3；s2、田间基因纯合（1年左右）s21、分子标记辅助选择：正季将bc1f3种子播种于田内，出苗期进行分子标记检测，保留目标基因纯合的植株，得到bc1f4种子；在四川，小麦的正季指的时间段是头一年的10月底至11月初播种，第二年的5月收获；所以正季即是指小麦适合播种的季节。
8.s3、常规育种（2-3年左右）s31、正季将bc1f4种子播种于田内，出苗期采用条锈菌混合小种对诱发材料川育12进行接种，确保后期抗条锈病材料的高压选择（川育12是一个高感条锈病的一个材料，通过前期用条锈菌混合小种对诱发材料川育12进行接种，这样确保了在成株期阶段田间有足够的条锈病孢子，形成一个病窝子，而我们就是在这样一个高压的感条锈病的环境下选择抗条锈病的材料）；在灌浆期进行选种，选择抗条锈病且农艺性状表现优良的单株，获得bc1f5种子；s32、夏季将bc1f5单株种子播种于高海拔地区（选择适合小麦生长、海拔在1900-2100米）的田内进行夏繁加代，获得bc1f6株系；正常情况下，在四川小麦每年只能种植1季，即前述说明的小麦正季，即头一年的10月底到第二年的5月。此处的夏繁加代则是在适合小麦生长、海拔在1900-2100米的高海拔地区，如我们选择的汉源九襄这个地方，夏繁加代时间是每年的5月底至同年的10月这个时间段。
9.s33、正季将收获得到的全部bc1f6株系播种于田内，按照步骤s31，选择获得表现优异的bc1f7系，即为快速选育的小麦持久抗条锈病品种。
10.进一步的，在步骤s33后，还包括高产选择步骤。
11.进一步的，所述高产选择步骤为：正季将bc1f7系和农艺亲本p1同时播种、收获，进行产量比较试验，选择产量优于农艺亲本p1的高代品系。
12.进一步的，所述步骤s1中，温室的条件为：温度：控制在20-22℃；光照：每天光照时间为20-23h；采用波长在400-700nm的可见光。
13.进一步的，所述可见光中，波长在600-700nm的红光光强：波长在500-600nm的绿光光强：波长在400-500nm的蓝光光强间的比例为6:2:2；且在光源正下方10cm平面处，总光强度≥300μmol/
㎡•
s。
14.进一步的，所述步骤s21中，采用混合选择法得到bc1f4种子。
15.进一步的，所述步骤s31中，采用系谱选择法获得bc1f5种子。
16.本发明中对于分子标记的选择，不同的持久抗病基因其检测的分子标记均不相
同；本发明的方法适用于所有已开发出分子标记的持久抗病基因。例如：（1）持久抗病基因yr18的分子标记cslv34，其序列为：cslv34f：gttggttaagactggtgatgg，cslv34r：tgcttgctattgctgaatagt。
17.（2）持久抗病基因yr29的caps分子标记cslv46，其序列为：cslv46f：cgagacgtcgtcttctctaac，cslv46r：gtgtatgtgttgattctcctcg。
18.基于上述技术方案，本发明实施例至少可以产生如下技术效果：本发明提供的快速选育小麦持久抗条锈病品种的方法，采用“室内温室基因聚合+田间基因纯合+常规育种”三段式育种方法，具体来说，室内温室基因聚合的时间一般1年左右即可完成，田间基因纯合的时间一般1年左右可以完成，常规育种的时间一般2-3年左右可以完成，总的来说，本发明中的三段式育种方法，在4-5年内就能够完成一个小麦持久抗条锈病品种的选育，本发明首先通过室内温室基因聚合再结合夏繁加代提高了育种效率；其次利用分子标记辅助选择，目的性强；因此本发明提供的快速选育小麦持久抗条锈病品种的方法，能够提高育种效率，缩短育种年限，能够快速、高效且有目的性地选育小麦持久抗条锈病新品种（系）。
附图说明
19.图1是本发明实施例1和实施例2中选育小麦持久抗条锈病品种的技术路线图；图2是本发明实施例1中步骤s14中采用分子标记进行检测的检测结果图；图3是本发明实施例2中步骤s14中采用分子标记进行检测的检测结果图；图4是本发明实施例3中步骤s14中采用分子标记进行检测的检测结果图。
具体实施方式
20.如图1和图2所示：实施例1：本实施例中选用的分子标记为持久抗病基因yr18的分子标记cslv34，其序列为：cslv34f：gttggttaagactggtgatgg，cslv34r：tgcttgctattgctgaatagt。
21.本发明提供了一种快速选育小麦持久抗条锈病品种的方法，包括下述步骤：s1、室内温室基因聚合温室的条件为：温度：控制在20-22℃；光照：每天光照时间为22h；采用波长在400-700nm的可见光，波长在600-700nm的红光光强：波长在500-600nm的绿光光强：波长在400-500nm的蓝光光强比例为6:2:2；且在光源正下方10cm平面处，总光强度≥300μmol/
㎡•
s。在这种温室条件下，小麦的1个生长周期为60-70天，即从播种到成熟收获时间。
22.s11、选择亲本：以综合农艺性状好的品种作为农艺亲本p1，携带持久抗条锈病基因的材料作为抗病亲本p2；s12、配制杂交组合：2016年1月初播种，2月中旬以p1为母本，p2为父本进行温室杂交，3月上旬获得f1；s13、回交：2016年3月中旬播种，5月初以f1为母本，以农艺亲本p1为父本进行温室
回交，5月下旬获得bc1f1；s14、分子标记辅助选择：2016年6月初，将bc1f1播种于温室，出苗期对单个植株提取dna，并利用与目标基因连锁的相应分子标记进行检测，选择保留分子标记检测呈阳性的植株自交，成熟期采用混合选择法，8月中旬得到bc1f2；s15、分子标记辅助选择： 2016年8下旬，将bc1f2播种于温室，继续按照步骤s14的方法，选择保留分子标记检测呈阳性的植株自交，采用混合选择法，11月初得到bc1f3；s2、田间基因纯合s21、分子标记辅助选择：正季（2016年11上旬）将bc1f3种子播种于四川省成都市新都区的大田内，出苗期进行分子标记检测，保留目标基因纯合的植株，采用混合选择法，2017年5月得到bc1f4种子；s3、常规育种s31、正季（2017年10底）将bc1f4种子播种于四川省成都市新都区的大田内，出苗期采用条锈菌混合小种对诱发材料川育12进行接种，确保后期抗条锈病材料的高压选择，在灌浆期进行选种，选择抗条锈病且农艺性状表现优良的单株，采用系谱选择法，2018年5月获得bc1f5种子；所述条锈菌混合小种从甘肃省农业科学院购买；购买的条锈菌混合小种中主要包含：条中34、条种32、条中33及贵22-14、水源类型、贵农其它类型；s32、夏季（2018年6月）将bc1f5单株种子播种于四川省汉源县九襄镇的田内进行加代，2018年9月获得bc1f6株系；s33、正季（2018年10月底）将收获得到的全部bc1f6株系播种于四川省成都市新都区的大田内，按照步骤s31，2019年5月选择获得表现优异的bc1f7系；s34、正季（2019年10月底）将bc1f7系和农艺亲本p1同时播种、收获，进行产量比较试验，2020年5月选择产量优于农艺亲本p1的高代品系，即为快速选育的小麦持久抗条锈病品种。
23.实施例2：如图1和图3所示：本实施例中选用的分子标记为持久抗病基因yr29的caps分子标记cslv46，其序列为：cslv46f：cgagacgtcgtcttctctaac，cslv46r：gtgtatgtgttgattctcctcg。
24.本发明提供了一种快速选育小麦持久抗条锈病品种的方法，包括下述步骤：s1、室内温室基因聚合温室的条件为：温度：控制在20-22℃；光照：每天光照时间为23h；采用波长在400-700nm的可见光，波长在600-700nm的红光光强：波长在500-600nm的绿光光强：波长在400-500nm的蓝光光强比例为6:2:2；且在光源正下方10cm平面处，总光强度≥300μmol/
㎡•
s。在这种温室条件下，小麦的1个生长周期为60-70天，即从播种到成熟收获时间。
25.s11、选择亲本：以综合农艺性状好的品种作为农艺亲本p1，携带持久抗条锈病基因的材料作为抗病亲本p2；s12、配制杂交组合：2016年1月初播种， 2月中旬以p1为母本，p2为父本进行温室
杂交，3月上旬获得f1；s13、回交：2016年3月中旬播种，5月初以f1为母本，以农艺亲本p1为父本进行温室回交，5月下旬获得bc1f1；s14、分子标记辅助选择：2016年6月初，将bc1f1播种于温室，出苗期对单个植株提取dna，并利用与目标基因连锁的相应分子标记进行检测，选择保留分子标记检测呈阳性的植株自交，成熟期采用混合选择法，8月中旬得到bc1f2；s15、分子标记辅助选择：2016年8下旬，将bc1f2播种于温室，继续按照步骤s14的方法，选择保留分子标记检测呈阳性的植株自交，采用混合选择法，11月初得到bc1f3；s2、田间基因纯合s21、分子标记辅助选择：正季（2016年11上旬）将bc1f3种子播种于四川省成都市新都区的大田内，出苗期进行分子标记检测，保留目标基因纯合的植株，采用混合选择法，2017年5月得到bc1f4种子；s3、常规育种s31、正季（2017年10底）将bc1f4种子播种于四川省成都市新都区的大田内，出苗期采用条锈菌混合小种对诱发材料川育12进行接种，确保后期抗条锈病材料的高压选择，在灌浆期进行选种，选择抗条锈病且农艺性状表现优良的单株，采用系谱选择法，2018年5月获得bc1f5种子；所述条锈菌混合小种从甘肃省农业科学院购买；购买的条锈菌混合小种中主要包含：条中34、条种32、条中33及贵22-14、水源类型、贵农其它类型；s32、夏季（2018年6月）将bc1f5单株种子播种于四川省汉源县九襄镇的田内进行加代，2018年9月获得bc1f6株系；s33、正季（2018年10月底）将收获得到的全部bc1f6株系播种于四川省成都市新都区的大田内，按照步骤s31，2019年5月选择获得表现优异的bc1f7系；s34、正季（2019年10月底）将bc1f7系和农艺亲本p1同时播种、收获，进行产量比较试验，2020年5月选择产量优于农艺亲本p1的高代品系，即为快速选育的小麦持久抗条锈病品种。
26.实施例3：如图1和图4所示：本实施例中选用的分子标记为持久抗病基因yr30的分子标记wms533，其序列为：wms533-f： gttgctttaggggaaaagcc， wms533-r： aaggcgaatcaaacggaata。
27.本发明提供了一种快速选育小麦持久抗条锈病品种的方法，包括下述步骤：s1、室内温室基因聚合温室的条件为：温度：控制在20-22℃；光照：每天光照时间为20h；采用波长在400-700nm的可见光，波长在600-700nm的红光光强：波长在500-600nm的绿光光强：波长在400-500nm的蓝光光强比例为6:2:2；且在光源正下方10cm平面处，总光强度≥300μmol/
㎡•
s 。在这种温室条件下，小麦的1个生长周期为60-70天，即从播种到成熟收获时间。
28.s11、选择亲本：以综合农艺性状好的品种作为农艺亲本p1，携带持久抗条锈病基
因的材料作为抗病亲本p2；s12、配制杂交组合：2017年1月初播种，2月中旬以p1为母本，p2为父本进行温室杂交，3月上旬获得f1；s13、回交：2017年3月中旬播种，5月初以f1为母本，以农艺亲本p1为父本进行温室回交，5月下旬获得bc1f1；s14、分子标记辅助选择：2017年6月初，将bc1f1播种于温室，出苗期对单个植株提取dna，并利用与目标基因连锁的相应分子标记进行检测，选择保留分子标记检测呈阳性的植株自交，成熟期采用混合选择法，8月中旬得到bc1f2；s15、分子标记辅助选择： 2017年8下旬，将bc1f2播种于温室，继续按照步骤s14的方法，选择保留分子标记检测呈阳性的植株自交，采用混合选择法，11月初得到bc1f3；s2、田间基因纯合s21、分子标记辅助选择：正季（2017年11上旬）将bc1f3种子播种于四川省成都市新都区的大田内，出苗期进行分子标记检测，保留目标基因纯合的植株，采用混合选择法，2018年5月得到bc1f4种子；s3、常规育种s31、正季（2018年10底）将bc1f4种子播种于四川省成都市新都区的大田内，出苗期采用条锈菌混合小种对诱发材料川育12进行接种，确保后期抗条锈病材料的高压选择，在灌浆期进行选种，选择抗条锈病且农艺性状表现优良的单株，采用系谱选择法，2019年5月获得bc1f5种子；所述条锈菌混合小种从甘肃省农业科学院购买；购买的条锈菌混合小种中主要包含：条中34、条种32、条中33及贵22-14、水源类型、贵农其它类型；s32、夏季（2019年6月）将bc1f5单株种子播种于四川省汉源县九襄镇的田内进行加代，2019年9月获得bc1f6株系；s33、正季（2019年10月底）将收获得到的全部bc1f6株系播种于四川省成都市新都区的大田内，按照步骤s31，2020年5月选择获得表现优异的bc1f7系；s34、正季（2020年10月底）将bc1f7系和农艺亲本p1同时播种、收获，进行产量比较试验，2021年5月选择产量优于农艺亲本p1的高代品系，即为快速选育的小麦持久抗条锈病品种。