一种超甜玉米强优势杂交种的选育方法
【专利摘要】本发明公开一种超甜玉米强优势杂交种的选育方法，属于植物育种技术领域。本发明的方法包括如下步骤：引进温带超甜玉米种质资源；资源种植、自交、筛选鉴定，获得性状整齐一致的自交系；自交系农艺性状鉴定；杂交组配与杂交种鉴定筛选；杂交组合主要性状测定和评价等。本发明的方法杂交组配方式简单、亲缘明确、工作高效，一定程度上克服了育种亲本选配的盲目性、随机性，依据育种目标，获得强优势杂交种的效率高。本发明的方法通过筛选获得的杂交种在单株产量、籽粒品质和商品性状方面优势明显，提供了一种高效、简便、省工的超甜玉米育种技术，可缩短优良品种育成时间。
【专利说明】
一种超甜玉米强优势杂交种的选育方法
技术领域
[0001] 本发明属于植物育种技术领域，具体涉及一种超甜玉米强优势杂交种的选育方 法。
【背景技术】
[0002] 杂种优势在作物上是普遍存在的，利用强大的杂种优势选育出综合性状优异、高 产稳产的优良品种是当前玉米育种的首要任务。
[0003]玉米是世界上最重要的粮食作物之一，由于玉米是异花授粉作物，利用杂种优势 理论在上世纪五十年代生产上就全面实现了杂交种的利用。围绕杂种优势利用世界上开展 了许多研究。在普通玉米上，科学家通过育种实践建立了杂优模式。主要有几类：
[0004] 以先锋种子公司倡导的美国玉米主要杂优模式是AXB，即母本来源是Reid血缘的 选系，父本是Lancaster血缘选系。选育的杂交种以籽粒脱水快、出籽率高、品质好、生育期 适中、耐密植等优点，不仅在美国，而且在我国东北玉米主产区成为主栽品种，代表品种有 先玉335(国审玉2004017)、先玉420(国审玉2005012)、先玉696(国审玉2006025)。国内建立 了两大杂优模式:Reid X旅系(旅大红骨血缘)和Reid X唐四平头改良系或Lancaster X旅 系、唐四平头改良系，代表品种有丹玉69、郑单958、丹玉13,具有大穗、高产、熟期偏长、后期 籽粒脱水慢、出籽率不高、籽粒品质一般、不耐密植等特点，主要是我国黄淮海及辽宁南部 主栽品种。
[0005] 随着华南及全国鲜食超甜玉米种植面积不断扩大，产业规模和经济效益持续增 长，生产上亟需高产、优质、高商品性、多抗优良杂交新品种，超甜玉米育种与普通玉米有所 不同更注重于产量、品质、商品性的协调统一。然而采用传统随机经验进行亲本组配，不仅 费工、费时、成效也低，成为制约现代育种的主要问题。据相关统计，华南主产区品种更新换 代加快，平均每3~5年就有一批品种被新的综合性优良的品种替换。因而加强甜玉米种质 资源创新、新品种选育技术研究应用是遗传育种的重要研究领域，也是准确掌握与利用育 种材料及品种对植物育种领域的要求。因此，探索高效、简便的超甜玉米育种技术显得十分 重要。
[0006] 种质资源是育种工作的物质基础，种质基础的狭窄是育种取得突破性进展的主要 限制因素。华南超甜玉米种质经历资源引进、耐热性适应、人工长期选择形成了典型的热带 种质特征，热带种质具有特殊的耐热等抗逆性、抗病抗虫性、生育期较长、生长量较大、产量 性状好、但品质和商品性一般等特点。目前，超甜玉米育种主要采用两个自交系杂交组配单 交种的方法进行，两个亲本遗传背景不清晰，来源近似，往往需要杂交组配大量组合，工作 繁重，从中筛选强优势杂交种的概率很低，DNA指纹和分子标记可以辅助建立种质和自交系 的亲缘关系及遗传距离，但在实际育种中应用还十分有限，杂种优势预测的有效性还不高。 杂种优势是一个复杂的生物学现象，迄今为止主要有显性假说、超显性假说及遗传平衡假 说等，但尚未完全给以解释。温带地区超甜玉米种质资源具有丰富的遗传变异性和地理远 缘，长期以来与热带种质遗传交流少，具有品质优、商品性好，特别是籽粒果皮薄等优势，是 我国超甜玉米不可多得的异源种质，育种上加以研究与利用，尤其是建立杂种优势模式，对 育成品种效率及促进我国超甜玉米育种研究具有重要意义。
[0007] 因此，基于华南超甜玉米形成的较典型的热带种质特征，需要寻找一种高效、简便 的甜玉米育种技术或方法。
【发明内容】
[0008] 本发明的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种超甜玉米强优势杂交种 的选育方法。
[0009] 该方法为:外引温带系X国内热带系杂交模式。在单株产量、籽粒品质和商品性状 方面杂种优势明显，而且美国、日本温带超甜玉米为母本，可以显著提高杂交种籽粒的品质 和商品性，特别是籽粒果皮较薄，果皮主要由种皮和母本籽粒的子房壁发育而来，母本籽粒 的子房壁相当程度影响和决定杂交种果皮厚薄。实践证明，该方法从种质资源开始就划分 为两个类别，即引进温带种质（美国、日本等地)和当地热带种质群，进行自交系选育，最终 形成两个类群的亲本自交系，按照亲本性状互补、有利性状累积原则，通过两个类群相互杂 交组配，依据育种目标，获得强优势杂交种的效率高，是一种高效、简便、省时的超甜玉米育 种技术。
[0010] 本发明的目的通过下述技术方案实现：
[0011] -种超甜玉米强优势杂交种的选育方法，包括如下步骤：
[0012] ⑴引进温带超甜玉米种质资源(美国、日本等地）；
[0013] (2)资源种植、自交、筛选鉴定：将引进的温带超甜玉米种质和国内热带血缘种质 在田间种植，分别连续经历5季5轮以上选株自交，穗选、粒选、田间株选，获得性状整齐一致 的自交系(纯系）；
[0014] (3)自交系农艺性状鉴定:将步骤(2)获得的自交系种植，观察、测定、记载主要农 艺性状及特征；
[0015] (4)杂交组配与杂交种鉴定筛选:种植自交系，依据育种目标，选择两个类群的自 交系作为杂交组配父母本，经过授粉、杂交组配，杂交种鉴定、筛选；同时设置对照种(依据 不同时期育种目标选择适合的对照种）；
[0016] (5)杂交组合主要性状测定和评价:根据超甜玉米强优势杂交种筛选标准，测定和 评价步骤(4)中各杂交组合的产量、品质、抗病性及田间长势，强优势杂交组合入选、或重复 鉴定及升级试验，获得超甜玉米强优势杂交种。
[0017] 步骤(1)中所述的温带超甜玉米种质资源是sh2隐性胚乳突变基因控制的甜玉米。
[0018] 步骤(2)中所述的资源种植、自交、筛选鉴定按大田常规育种进行，在广东1年春秋 两季种植。
[0019]步骤(3)中所述的农艺性状鉴定主要为常规生物学性状、产量性状、品质性状及抗 病性。
[0020] 步骤(4)中所述的选择两个类群的自交系作为杂交组配父母本，应按照亲本性状 互补、有利性状累积的育种原则，构建杂交组合。
[0021] 步骤(5)中所述的超甜玉米强优势杂交种筛选标准为：
[0022] 产量:比对照种增产10%以上；
[0023]品质：参考国家甜玉米区域试验品尝评分鉴定法(农业部行业标准NY/T523-2002) 及广东省甜玉米区域试验品质评定法，在籽粒色泽、果皮厚薄、适口性、外观商品性、综合品 质评价等指标，以4+、4、六-、13+、13、13-、0+、(]、〇9等级进彳丁评价；
[0024]抗性:对华南地区甜玉米主要病害小斑病、纹枯病、茎腐病抗性达中抗以上，和对 照种相当或以上。
[0025] 本发明相对于现有技术，具有如下的优点及效果：
[0026] (1)本发明的技术杂交组配方式简单、亲缘明确、工作高效，一定程度上克服了育 种亲本选配的盲目性、随机性，依据育种目标，获得强优势杂交种的效率高。
[0027] (2)本发明的方法通过筛选获得的杂交种在单株产量、籽粒品质和商品性状方面 优势明显，提供了一种高效、简便、省工的超甜玉米育种技术，可缩短优良品种育成时间。
【附图说明】
[0028]图1是实施例1中强优势杂交种组合2015-2-415植株及果穗图；其中，图1A是2015-2-415 植株，图 1B 是 2015-2-415 果穗。
[0029]图2是实施例2中强优势杂交种组合2015-2-405植株及果穗图；其中，图2A是2015-2-405植株，图 2B 是 2015-2-405 果穗。
[0030] 图3是实施例中设置的对照种粵甜16号的果穗图。
【具体实施方式】
[0031] 下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限 于此。
[0032] 实施例1
[0033] 外引温带系X国内热带系:Wf3-n56XGS_6
[0034]本发明包括引进温带超甜玉米种质资源（美国）和国内热带种质，进行自交系选 育，形成wf3-n56和GS-6两个不同亲缘的亲本自交系，wf3-n56植株较矮、优质、商品外观好、 粒色有光泽、果皮薄;GS-6植株较高、生长壮旺、品质较好、适应性较好、果皮中等，通过两个 自交系杂交组配；田间筛选鉴定，按照育种目标，获得强优势杂交种组合2015-2-415。
[0035] 详细过程如下：
[0036] (1)从美国引进温带超甜玉米种质资源wf3(购于美国Cosco公司）；
[0037] (2)资源种植、自交、筛选鉴定：将引进的温带种质wf3和国内热带血缘种质GS-6 (购于四川农业大学玉米研究所)在田间种植，连续经历5季5轮以上选株自交，穗选、粒选、 田间株选，获得性状整齐一致的自交系wf 3-n56和GS-6(纯系）；
[0038] (3)自交系农艺性状鉴定:将上述两个自交系种植，观察、测定、记载主要农艺性状 及特征；
[0039] (4)杂交组配与杂交种鉴定筛选:种植自交系，依据育种目标，选择两个类群的自 交系作为杂交组配父母本，按照亲本性状互补、有利性状累积的育种原则构建杂交组合，经 过授粉、杂交组配，杂交种鉴定、筛选；同时设置对照种粵甜16号(购于广东省农业科学院作 物研究所），果穗图见图3;
[0040] (5)测定和评价上述杂交组合的产量、品质、抗病性及田间长势，强优势杂交组合 2015-2-415入选，之后参加下一步鉴定及升级试验；
[0041] (6)超甜玉米强优势杂交种筛选标准：
[0042] 产量:比对照种增产10%以上；
[0043]品质：参考国家甜玉米区域试验品尝评分鉴定法(农业部行业标准NY/T523-2002) 及广东省甜玉米区域试验品质评定法，在籽粒色泽、果皮厚薄、适口性、外观商品性、综合品 质评价等指标，以4+、4、六-、13+、13、13-、0+、(]、〇9等级进彳丁评价；
[0044] 抗性:在华南主要病害小斑病、纹枯病、茎腐病抗性方面和对照种相当或以上。
[0045] 本实施例得到的强优势杂交种组合2015-2-415的农艺性状，见表1;品质及抗病性 状，见表2。
[0046] 本实施例得到的强优势杂交种组合2015-2-415植株及果穗图见图1。
[0047] 表1杂交种组合2015-2-415与对照种粤甜16号农艺性状比较
[0049] 表2杂交种组合2015-2-415与对照种粵甜16号品质及抗病性状比较
[0051 ] 实施例2
[0052] 外引温带系X国内热带系:WX-nl〇-lXGS-6
[0053] 本发明包括引进温带种质(美国）和国内热带种质，进行自交系选育，形成WX-nl〇-1和GS-6两个不同亲缘的亲本自交系，WX-nl〇-l植株较矮、优质、商品外观好、粒色有光泽、 果皮薄;GS-6植株较高、生长壮旺、品质较好、适应性较好、果皮中等，通过两个自交系杂交 组配；田间筛选鉴定，按照育种目标，获得强优势杂交种组合2015-2-405。
[0054] 详细过程如下：
[0055] (1)从美国引进温带超甜玉米种质资源WX(购于美国威斯康辛大学甜玉米研究小 组)；
[0056] (2)资源种植、自交、筛选鉴定:将引进的温带种质WX和国内热带血缘种质GS-6在 田间种植，连续经历5季5轮以上选株自交，穗选、粒选、田间株选，获得性状整齐一致的自交 系WX-nl〇-l和GS-6(纯系）；
[0057] (3)自交系农艺性状鉴定:将上述自交系种植，观察、测定、记载主要农艺性状及特 征；
[0058] (4)杂交组配与杂交种鉴定筛选:种植自交系，依据育种目标，选择两个类群的自 交系作为杂交组配父母本，按照亲本性状互补、有利性状累积的育种原则构建杂交组合，经 过授粉、杂交组配，杂交种鉴定、筛选;同时设置对照种粵甜16号，果穗图见图3;
[0059] (5)测定和评价上述杂交组合的产量、品质、抗病性及田间长势，强优势杂交组合 2015-2-405入选、之后参加下一步鉴定及升级试验；
[0060] (6)超甜玉米强优势杂交种筛选标准：
[0061] 产量:比对照种增产10%以上；
[0062]品质：参考国家甜玉米区域试验品尝评分鉴定法(农业部行业标准NY/T523-2002) 及广东省甜玉米区域试验品质评定法，在籽粒色泽、果皮厚薄、适口性、外观商品性、综合品 质评价等指标，以4+、4、六-、13+、13、13-、0+、(]、〇9等级进彳丁评价；
[0063]抗性:在华南主要病害小斑病、纹枯病、茎腐病抗性方面和对照种相当或以上。 [0064]本实施例得到的强优势杂交种组合2015-2-405的农艺性状，见表3;品质及抗病性 状，见表4。
[0065]本实施例得到的强优势杂交种组合2015-2-405植株及果穗图见图2。
[0066] 表3杂交种组合2015-2-405与对照种粵甜16号农艺性状比较
[0068] 表4杂交种组合2015-2-405与对照种粵甜16号品质及抗病性状比较
[0070] 实施例3
[0071] 外引温带系X国内热带系:Wfl _n49 X GS-6
[0072] 本发明提供一种高效、简便的超甜玉米育种方法，依据育种目标，获得强优势杂交 种的效率高，是一种高效、简便、省工、省时的甜玉米育种技术。本发明包括从美国引进温带 超甜玉米种质资源和国内热带种质，形成wf l-n49和GS-6两个不同亲缘的亲本自交系，wfl-n49植株较高、较优质、粒色浅黄色有光泽、果皮较薄、抗病性强、株型紧凑;GS-6植株较高、 生长壮旺、品质较好、适应性较好、果皮中等，通过两个自交系杂交组配；田间筛选鉴定，按 照育种目标，获得强优势杂交种组合2015-2-412。
[0073] 详细过程如下：
[0074] (1)从美国引进温带超甜玉米种质资源wfl(购于美国Cosco公司）；
[0075] (2)资源种植、自交、筛选鉴定：将引进的温带种质wfl和国内热带血缘种质GS-6 (购于四川农业大学玉米研究所)在田间种植，连续经历5季5轮以上选株自交，穗选、粒选、 田间株选，获得性状整齐一致的自交系wf l_n49和GS-6(纯系）；
[0076] (3)自交系农艺性状鉴定:将上述两个自交系种植，观察、测定、记载主要农艺性状 及特征；
[0077] (4)杂交组配与杂交种鉴定筛选:种植自交系，依据育种目标，选择两个类群的自 交系作为杂交组配父母本，按照亲本性状互补、有利性状累积的育种原则构建杂交组合，经 过授粉、杂交组配，杂交种鉴定、筛选；同时设置对照种粵甜16号(购于广东省农业科学院作 物研究所），果穗图见图3;
[0078] (5)测定和评价上述杂交组合的产量、品质、抗病性及田间长势，强优势杂交组合 2015-2-412入选，之后参加下一步鉴定及升级试验；
[0079] (6)超甜玉米强优势杂交种筛选标准：
[0080] 产量:比对照种增产10%以上；
[0081 ]品质：参考国家甜玉米区域试验品尝评分鉴定法(农业部行业标准NY/T523-2002) 及广东省甜玉米区域试验品质评定法，在籽粒色泽、果皮厚薄、适口性、外观商品性、综合品 质评价等指标，以4+、4、六-、13+、13、13-、0+、(]、〇9等级进彳丁评价；
[0082]抗性:在华南主要病害小斑病、纹枯病、茎腐病抗性方面和对照种相当或以上。 [0083]本实施例得到的强优势杂交种组合2015-2-412的农艺性状，见表5;品质及抗病性 状，见表6。
[0084] 表5杂交种组合2015-2-412与对照种粵甜16号农艺性状比较
[0086] 表6杂交种组合2015-2-412与对照种粵甜16号品质及抗病性状比较
[0088]上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的 限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化， 均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种超甜玉米强优势杂交种的选育方法，其特征在于包括如下步骤： (1) 引进温带超甜玉米种质资源； (2) 资源种植、自交、筛选鉴定:将引进的温带超甜玉米种质和国内热带血缘种质在田 间种植，分别连续经历5季5轮以上选株自交，穗选、粒选、田间株选，获得性状整齐一致的自 交系； (3) 自交系农艺性状鉴定:将步骤(2)获得的自交系种植，观察、测定、记载主要农艺性 状及特征； (4) 杂交组配与杂交种鉴定筛选:种植自交系，依据育种目标，选择两个类群的自交系 作为杂交组配父母本，经过授粉、杂交组配，杂交种鉴定、筛选;同时设置对照种； (5) 杂交组合主要性状测定和评价:根据超甜玉米强优势杂交种筛选标准，测定和评价 步骤(4)中各杂交组合的产量、品质、抗病性及田间长势，强优势杂交组合入选、或重复鉴定 及升级试验，获得超甜玉米强优势杂交种。2. 根据权利要求1所述的超甜玉米强优势杂交种的选育方法，其特征在于： 步骤（1)中所述的温带超甜玉米种质资源是sh2隐性胚乳突变基因控制的甜玉米。3. 根据权利要求1所述的超甜玉米强优势杂交种的选育方法，其特征在于： 步骤（1)中所述的温带超甜玉米种质资源是美国或日本的温带超甜玉米种质资源。4. 根据权利要求1所述的超甜玉米强优势杂交种的选育方法，其特征在于： 步骤(2)中所述的资源种植、自交、筛选鉴定按大田常规育种进行，在广东1年春秋两季 种植。5. 根据权利要求1所述的超甜玉米强优势杂交种的选育方法，其特征在于： 步骤（3)中所述的农艺性状鉴定主要为常规生物学性状、产量性状、品质性状及抗病 性。6. 根据权利要求1所述的超甜玉米强优势杂交种的选育方法，其特征在于： 步骤(4)中所述的选择两个类群的自交系作为杂交组配父母本，应按照亲本性状互补、 有利性状累积的育种原则，构建杂交组合。7. 根据权利要求1所述的超甜玉米强优势杂交种的选育方法，其特征在于： 步骤(4)中所述的对照种应依据不同时期育种目标选择适合的对照种。8. 根据权利要求1所述的超甜玉米强优势杂交种的选育方法，其特征在于： 步骤(5)中所述的超甜玉米强优势杂交种筛选标准为： 产量:比对照种增产10 %以上； 品质：参考国家甜玉米区域试验品尝评分鉴定法及广东省甜玉米区域试验品质评定 法，在轩粒色泽、果皮厚薄、适口性、外观商品性、综合品质评价指标，以A+、A、A-、B+、B、B_、C +、C、C_9等级进行评价； 抗性:对华南地区甜玉米主要病害小斑病、纹枯病、茎腐病抗性达中抗以上，和对照种 相当或以上。
【文档编号】A01H1/02GK105850712SQ201610210192
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年4月5日
【发明人】李余良, 刘建华, 韩福光, 胡建广, 李武, 祁喜涛, 卢文佳
【申请人】广东省农业科学院作物研究所