一种高抗茎腐病玉米的育种方法与流程

1.本发明涉及玉米育种技术领域，尤其涉及一种高抗茎腐病玉米的育种方法。


背景技术：

2.在我国，玉米是种植面积和总产量最高的粮饲兼用型作物,并在工业、食品、医药等行业有着极其重要的应用。因此，玉米的安全生产直接影响中国粮食安全和延伸产业的健康发展。随着全球气候变暖、栽培耕作方式转变和品种更替，玉米病虫害发生呈持续加重趋势，已成为制约玉米高产稳产的重要因素。
3.近年来，由全球气候变化导致环境恶劣，世界范围内的玉米主产区病虫害多发，再加上耕地面积有限，致使玉米产量受损，因而迫切需要抗逆性强、高产、优质的玉米新种质。玉米茎腐病又称青枯病，玉米茎腐病是一种毁灭性的土传病害，在世界主要玉米种植区均有发生。从20世纪80年代开始，该病在中国各玉米产区相继发生，一般年份发病率为10％-20％，个别年份和地区可达50％以上；一般减产25％-30％，严重时甚至绝收，严重影响到玉米生产；茎腐病不但会造成大幅减产，还会严重降低玉米品质和因茎秆破损倒伏而带来收获问题，由于玉米茎腐病病原种类多，发病原因复杂，故应采取选育抗病品种的农业手段为主，其他防治手段为辅的综合防治策略。
4.解决上述技术问题的渠道包括采用栽培措施进行改善或分子育种手段改善，如何将抗茎腐病基因转移到玉米品种或性状优良的玉米自交材料中，育成既高产又兼顾抗茎腐病性状的玉米品种，是品种改良的一个长期目标。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本技术提供一种高抗茎腐病玉米的育种方法，提高了玉米品种的抗茎腐病及农艺性状的性能。
6.为达到上述技术目的，本技术采用以下技术方案：
7.第一方面，本技术提供一种高抗茎腐病玉米的育种方法，包括以下步骤：
8.s1.用选自杂交种x1132选系，并经过多代自交选育而成的稳定系q900作为母本；
9.s2.用昌7-2
×
h1035连续经过多代自交选育得到稳定系693作为父本；
10.s3.用稳定系q900母本与稳定系693父本进行杂交配制组合，采用人工接种鉴定法对杂交后代进行茎腐病鉴定与筛选，两年鉴定，选育高抗茎腐病玉米杂交种荃科玉900，而后于黄淮海夏玉米区域进行栽培种植。
11.优选地，母本q900与父本693的自交地点交替性地选取于海南及蚌埠。
12.优选地，步骤s1中的自交代数为8代。
13.优选地，步骤s2中的自交代数为7代。
14.优选地，杂交种x1132由玉米种系ph4cv与ph6wc杂交而得。
15.优选地，昌7-2
×
h1035由玉米种系517f与南非杂交种二环系杂交而得。
16.优选地，步骤s1中，母本q900的选育过程如下：
17.以x1132为基础材料，在蚌埠经自交得到s0；
18.在海南种植s0代，选择早熟个体单株进行自交得到s1，并在成熟时选择综合性状优良的s1单株；
19.在蚌埠种植s1代，选择早熟个体单株进行自交得到s2，并在成熟时，通过抗茎腐病性、抗倒性及产量进行选择，得到s2单株；
20.在海南种植s2代，选择早熟个体单株进行自交得到s3，并在成熟时，通过抗茎腐病性、抗倒性及产量进行选择，得到s3单株；
21.在蚌埠种植s3代，选择早熟个体单株进行自交得到s4，并在成熟时，通过抗茎腐病性、抗倒性及产量进行选择，得到s4单株；
22.在海南种植s4代，选择早熟个体单株进行自交得到s5，并在成熟时，通过抗茎腐病性、抗倒性及产量进行选择，得到s5单株；
23.在蚌埠种植s5代，选择早熟个体单株进行自交得到s6’，并在成熟时，通过抗茎腐病性、抗倒性及产量进行选择，得到s6’单株；
24.在海南种植s6代，选择早熟个体单株进行自交得到s7’，并在成熟时，通过抗茎腐病性、抗倒性及产量进行选择，得到s7’单株，s7’田间表现一致，自交稳定，即为母本q900。
25.优选地，步骤s2中，父本693的选育过程如下：
26.以昌7-2
×
h1035为基础材料，在蚌埠自交得到s0’；
27.在海南种植s0’代，选择早熟个体单株进行自交得到s1’，并在成熟时，通过抗茎腐病性、抗倒性及产量进行选择，得到s1’单株；
28.在蚌埠种植s1’代，选择早熟个体单株进行自交得到s2’，并在成熟时，通过抗茎腐病性、抗倒性及产量进行选择，得到s2’单株；
29.在海南种植s2’代，选择早熟个体单株进行自交得到s3’，并在成熟时，通过抗茎腐病性、抗倒性及产量进行选择，得到s3’单株；
30.在蚌埠种植s3’代，选择早熟个体单株进行自交得到s4’，并在成熟时，通过抗茎腐病性、抗倒性及产量进行选择，得到s4’单株；
31.在海南种植s4’代，选择早熟个体单株进行自交得到s5’，并在成熟时，通过抗茎腐病性、抗倒性及产量进行选择，得到s5’单株；
32.在蚌埠种植s’5代，选择早熟个体单株进行自交得到s’6，并在成熟时，通过抗茎腐病性、抗倒性及产量进行选择，得到s’6单株；
33.在海南种植自交系s’6代，田间表现一致，自交稳定，即为父本693。
34.优选地，母本与父本在选育时，采用空间隔离种植或时间隔离种植。
35.优选地，在杂交配制时，父本与母本的行比为1:6，并以满天星方式进行种植，并将父本与母本的花期进行调节使二者花期相遇。
36.本技术的有益效果如下：通过稳定系q900母本与稳定系693父本进行杂交配制组合得到的杂交种荃科玉900抗逆性强，抗倒伏，抗大、小斑病，锈病，青枯病，抗穗腐，产量高，亩产600-750公斤，籽粒半硬粒型，脱水较快，品质优良。
附图说明
37.图1为荃科玉900选育系谱；
38.图2为荃科玉900病害鉴定结果。
具体实施方式
39.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
40.实施例1
41.一种高抗茎腐病玉米的育种方法，荃科玉900选育系谱如图1所示，具体包括以下步骤：
42.s1.用选自杂交种x1132选系，并经过多代自交选育而成的稳定系q900作为母本，其多代自交选育的过程如下：
43.杂交种x1132由玉米种系ph4cv与ph6wc杂交而得，以x1132为基础材料，在蚌埠经自交得到s0；
44.在海南种植s0代，选择早熟个体单株进行自交得到s1，并在成熟时选择综合性状优良的s1单株；
45.在蚌埠种植s1代，选择早熟个体单株进行自交得到s2，并在成熟时，通过抗茎腐病性、抗倒性及产量进行选择，得到s2单株；
46.在海南种植s2代，选择早熟个体单株进行自交得到s3，并在成熟时，通过抗茎腐病性、抗倒性及产量进行选择，得到s3单株；
47.在蚌埠种植s3代，选择早熟个体单株进行自交得到s4，并在成熟时，通过抗茎腐病性、抗倒性及产量进行选择，得到s4单株；
48.在海南种植s4代，选择早熟个体单株进行自交得到s5，并在成熟时，通过抗茎腐病性、抗倒性及产量进行选择，得到s5单株；
49.在蚌埠种植s5代，选择早熟个体单株进行自交得到s6’，并在成熟时，通过抗茎腐病性、抗倒性及产量进行选择，得到s6’单株；
50.在海南种植s6代，选择早熟个体单株进行自交得到s7’，并在成熟时，通过抗茎腐病性、抗倒性及产量进行选择，得到s7’单株，s7’田间表现一致，自交稳定，即为母本q900。
51.s2.用昌7-2
×
h1035连续经过多代自交选育得到稳定系693作为父本，其具体的过程如下：
52.昌7-2
×
h1035由玉米种系517f与南非杂交种二环系杂交而得，以昌7-2
×
h1035为基础材料，在蚌埠自交得到s0’；
53.在海南种植s0’代，选择早熟个体单株进行自交得到s1’，并在成熟时，通过抗茎腐病性、抗倒性及产量进行选择，得到s1’单株；
54.在蚌埠种植s1’代，选择早熟个体单株进行自交得到s2’，并在成熟时，通过抗茎腐病性、抗倒性及产量进行选择，得到s2’单株；
55.在海南种植s2’代，选择早熟个体单株进行自交得到s3’，并在成熟时，通过抗茎腐病性、抗倒性及产量进行选择，得到s3’单株；
56.在蚌埠种植s3’代，选择早熟个体单株进行自交得到s4’，并在成熟时，通过抗茎腐病性、抗倒性及产量进行选择，得到s4’单株；
57.在海南种植s4’代，选择早熟个体单株进行自交得到s5’，并在成熟时，通过抗茎腐病性、抗倒性及产量进行选择，得到s5’单株；
58.在蚌埠种植s’5代，选择早熟个体单株进行自交得到s’6，并在成熟时，通过抗茎腐病性、抗倒性及产量进行选择，得到s’6单株，s’6田间表现一致，自交稳定；
59.在海南种植自交系s’6代，田间表现一致，自交稳定，即为父本693。
60.步骤s1及步骤s2选育亲本的过程，为进一步得到纯度较高的亲本(父本或母本)，采用以下方案：
61.1、进行隔离种植，隔离种植可以为空间隔离或时间隔离，空间隔离是指玉米制种田周围500米以内不能种植不同种系的亲本玉米，若种植高杆作物进行隔离则制种田四周高杆作物的宽度应在50米以上；若选择时间隔离，制种田最后一期亲本和周围玉米播期要错开30天以上；
62.2、套袋繁殖亲本自交系原原种，在隔离区繁殖原种和制种亲本；
63.3、严格去杂去劣：即去掉特大，过弱、过小，杂色苗，留颜色一致，大小均匀苗，首先在苗期结合间苗定苗，按幼苗长势，叶色深浅，叶鞘颜色，叶片宽窄和苗的大小鉴别，去掉不符合本自交系长相的植株，留大小均匀一致苗，其次在拔节至抽穗前去杂，把与本自交系典型植株特征特性不同的劣株砍掉，要整株去除而不能只去头还留穗，在收获后脱粒前进行，主要从果穗形状、粒型、粒色、籽粒大小、穗粗、穗行数、穗轴颜色等方面鉴别去掉杂穗，收获时先收父本，后收母本，辩别不清的作粮食处理，去杂要严格，及时、彻底、干净，宁可错拔多株，不可留下一棵杂苗；
64.4、超前、彻底去雄：去雄工作要坚决贯彻执行“强制、限期、超前、彻底”的八字方针，推行带叶摸苞去雄，即在母本雄穗刚刚露头时就带1－2片叶及时、彻底、干净的拔除雄穗，每天一次，风雨无阻，另外，将母本雄穗带出制种地埋好，防止成熟后散粉；
65.s3.用稳定系q900母本与稳定系693父本进行杂交配制组合，合理安排行比，搞好花期预测和调节：父母本行比以1∶6为宜，以漫天星方式种植，即在六行母本中间零碎种一些父本，像花芯一样，这样制成杂交种，只需把母本去雄制种，父、母本同期一期，二期父本5天后种植，如花期预测相遇不好，则应进行花期调节，一是促慢控快，主要通过控制肥水来完成；二是剪苞叶，如果母本抽丝晚于父本散粉，当母本苞叶长出叶鞘约10cm时，可把母本苞叶顶端斜剪3－4cm，这样可提早吐丝2－3天；三是带叶去雄，发现父本早于母本，应尽快摸苞带叶去雄，在母本雄穗尚未露出顶叶就带2－3片叶拔掉，可使母本提前2－3天吐丝；四是人工辅助授粉，从其它地方采集父本花粉，进行人工授粉，一般每块地要进行2－3次；采用人工接种鉴定法对杂交后代进行茎腐病鉴定与筛选，两年鉴定，病害等级均为高抗，选育高抗茎腐病玉米杂交种荃科玉900(审定编号“皖审玉20201001”)，而后于黄淮海夏玉米区域进行栽培种植，栽培种植的过程如下：
66.1、适时播种，确保播种质量：春播一般地温稳定在10-12℃时最为适时，播种时间以4月初为宜；夏播播种时间以6月上、中旬为宜。播前做到精细整地，足墒浅播，细土盖种，覆土要匀，防止板结，播深3-5厘米，保证一播全苗；
67.2、合理密植：春播每亩留苗3800株左右，夏播每亩留苗3800株左右，3-4叶期间苗，5-6叶期定苗；
68.3、化学除草：玉米播种后出苗前每亩用40％阿特拉津+50％乙草胺(75+75毫升)，
兑水50公斤进行封闭式喷雾。苗期发现点片杂草结合中耕进行除草；
69.4、科学施肥：重施基肥，亩施氮磷钾复合肥(15-15-15)40公斤左右。早追苗肥，5-6叶期亩追施尿素10公斤；补施穗肥，10-12叶期亩追施尿素20公斤左右；
70.5、及时排涝和灌溉；
71.6、及时防治虫害：苗期用2.5％的“敌杀死”药液，配成1500倍药液，消灭“地老虎”；喇叭口期用1.5％辛硫磷颗粒剂以1:15比例与细土拌匀撒入喇叭口内防治玉米螟。
72.经过上述育种方法，本方案的高抗茎腐病玉米杂交种荃科玉900的品种特性为：该品种是中熟夏播杂交玉米品种，成株株型半紧凑，整株叶片20片左右，果穗锥到筒型，穗轴红色，籽粒偏硬粒型，粒色橙黄色。幼苗叶鞘浅紫色，雄穗分枝3-5个，雄穗侧枝与主枝夹角小到中等，护颖绿至浅紫色，花药浅紫色，花丝紫色，2017年、2018年两年区域生育期99.4天，比对照早0.6天。株高250.4cm，穗位85.9cm，倒伏率3.9％，倒折率0.1％，倒伏倒折率之和4.0％，倒伏倒折率之和达标试点率84.5％。空杆率0.9％，双穗率0.6％。穗长18.5cm，穗粗4.8cm，秃尖长1.2cm，穗行数15.4行，行粒数34.1粒，千粒重348.5g，出籽率85.1％。
73.测试例
74.抗性鉴定
75.利用上述方法所育成的高抗茎腐病自交系进行杂交，收获杂交种荃科玉900，随机取荃科玉900种子进行种植，并与其他品种进行对比，采用人工接种鉴定法进行南方锈病鉴定，具体地，人工接种鉴定法的步骤为：在玉米大喇叭口期至抽雄期，全天解渴接种，接种采用土壤接种法，接种时将玉米根系一侧土壤挖开(深约5～10cm)，将病原菌培养物20-30g接种在露出的根系处，接种后盖土，并保持土壤湿润，使病原菌能够正常侵染玉米根系组织并从内部向茎髓组织扩展。接种前应先进行田间浇灌或在雨后进行接种，鉴定圃的土壤湿度不低于25％，保证病害发生所需条件，在玉米乳熟期进行调查，同批次接种的材料在同一天完成调查，调查时以手指按捏植株基部第一茎节至第三茎节，茎秆发生空、软或者茎皮明显变褐者即为发病株，计数每份鉴定材料的总株数和发病株数，再根据病情级别进行抗病性评价。
76.上述采用人工接种鉴定方法中，抗南方锈病鉴定的田间病情分级、相对应的病情描述：
77.1级：发病株率0％～5.0％；
78.3级：发病株率5.1％～10％；
79.5级：发病株率10.1％～30％；
80.7级：发病株率30.1％～40％；
81.9级：发病株率40.1％～100％；
82.上述玉米茎腐病采用人工接种鉴定方法中，抗病性鉴定的标准为：
83.高抗：病情级别为1级；
84.抗病：病情级别为3级；
85.中抗：病情级别为5级；
86.感病：病情级别为7级；
87.高感：病情级别为9级。
88.结果如图2，该品种抗小斑病(众值病级7)，抗南方锈病(众值病级3)，中抗纹枯病
(病指di55.6)，高抗茎腐病(发病率5％)，杂交种荃科玉900表现为高抗的特性，证明通过本方案已选育出高抗茎腐病的玉米杂交种。
89.产量表现
90.2017年区域试验平均亩产640.58kg，8个试点全部增产，较对照郑单958平均增产8.56％，增产率100％，增产变现极显著，居本组试验第1位。2018年区域试验平均亩产493.79kg，增产率100％，较对照郑单958平均增产6.74％，增产表现极显著，居本组试验第1位。2019年生产试验平均亩产686.41kg，增产率100％，较对照郑单958平均增产7.05％，居本组试验第1位(表1)。
91.表1 2017-2019年安徽省各试点中荃科玉900产量表现
[0092][0093]
品质分析
[0094]
经农业农村部谷物及制质量监督检验测试中心(哈尔滨检验结果:该品种容重772g/l，籽粒粗蛋白(干基)10.00％，粗脂肪(干基)含4.50％，籽粒粗蛋白(干基)+粗脂肪(干基)总含量14.50％，粗淀粉(干基)含量73.50％。
[0095]
本方案的高抗茎腐病玉米育种方法，在蚌埠以外来材料x1132杂交种(ph4cv
×
ph6wc)自交得到s0，s0经过蚌埠和海南8代连续套袋自交、选育及配合力测定而成，并命名为q900为母本；以昌7-2
×
h1035(517f
×
南非杂交种二环系)为材料，经过蚌埠和海南7代连续自交、选育及配合力测定而成，并命名为自交系693；经q900和693杂交并采用人工接种鉴定法对杂交后代进行茎腐病鉴定与筛选，选育高抗茎腐病玉米杂交种荃科玉900。由本发明育成的高抗茎腐病品种，具备抗病性强、抗倒性强、高产等特点，在农业生产上推广应用，抗病性和抗倒性优于对照郑单958，生育期与对照郑单958相当，适合黄淮南片区域种植。
[0096]
以上，仅为本发明较佳的具体实施方式，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，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。