一种高配合力甜糯双隐玉米自交系的选育方法

1.本发明属于农业新品种选育技术领域，具体涉及一种高配合力甜糯双隐玉米自交系的选育方法。


背景技术：

2.甜、糯玉米由于其独特风味，受到广大消费者的喜爱，特别是甜糯型玉米，满足了人们对甜中带糯、糯中带甜的鲜食玉米要求。甜糯型玉米是人为创制的在同一玉米穗上同时含有甜质和糯质籽粒的一种栽培类型，该类型玉米品种主要是通过培育甜糯双隐玉米自交系与糯玉米自交系进行杂交得f1，f1植株所结果穗上同时存在甜质籽粒和糯质籽粒。甜糯型玉米育种中，甜糯双隐玉米自交系是甜糯型玉米育种的基础。
3.现有的甜糯双隐玉米自交系种质资源狭窄，遗传基础薄弱，育种周期长、效率低等问题突出，因此，提高自交系选育效率，加强甜糯玉米种质资源创新，培育高配合力甜糯双隐玉米自交系具有十分重要意义。
4.cn104521742a公开了一种快速创制甜糯双隐性玉米纯合自交系的方法，程序有如下步骤组成：甜玉米和糯玉米杂交，收取f1种子，再以f1为母本与带有紫色标记的单倍体诱导系杂交，获取单倍体种子，通过单倍体加倍和自交，获得粉质、糯质和甜质的玉米双单系，再利用与wx基因连锁的分子标记对甜质材料进行鉴定，获得甜、糯双隐性自交系材料。该技术虽然可以快速创制甜糯双隐性玉米纯合自交系，但是不能精准的获得高配合力甜糯双隐玉米自交系。


技术实现要素：

5.针对上述问题，本发明提供了一种高配合力甜糯双隐玉米自交系的选育方法。该方法首先将分别具有甜质和糯质基因的玉米材料进行杂交，组建原始群体，选择优良单株自交得f2代种子，选择甜质籽粒种植，利用分子标记筛选带有糯质基因的单株，再选择具有糯质基因且综合性状优良的单株自交得s1代种子，种植s1代种子得s1代株系，株系中选择优株自交，剩余花粉与糯玉米自交系进行杂交，并以杂交组合表现进一步筛选株系，如此往复，在四川和云南进行穿梭育种，实现优良自交系与甜糯型玉米组合选育的同步。本方法选育的甜糯双隐玉米自交系通过多年和不同生态区的交替鉴定选育，具有品质好、适应性广，配合力高等优点，同时在早期世代即组配杂交种，可有效提高优良组合的组配效率，缩短育种时间。
6.本发明的目的在于通过下述技术方案实现：一种高配合力甜糯双隐玉米自交系的选育方法，包括以下步骤：
7.s1：杂交获得f1代种子
8.分别选择优良甜和糯玉米材料，将糯玉米材料和甜玉米材料进行杂交，获得f1代种子(普通粉质籽粒)；
9.s2：自交获得f2代种子
10.种植f1代种子，自交获得f2代种子(获得甜质、糯质和粉质籽粒)，选择其中的甜质籽粒；
11.s3：获得甜糯双隐玉米单株s1代种子
12.播种步骤s2中的甜质籽粒，苗期取样采用分子标记筛选含有糯质基因的甜糯双隐玉米单株，入选单株套袋自交，收获时选取综合性状没有明显缺陷的甜糯双隐玉米单株，获得s1代种子；
13.s4：高配合力甜糯双隐玉米自交系与甜糯型玉米组合选育的同步进行
14.种植s1代种子获得s1代株系，在每个株系中选择优株自交，以剩余花粉与骨干糯玉米自交系进行杂交，并以杂交组合表现进一步筛选s1代株系，如此往复，在两个不同生态区(如四川和云南)进行穿梭育种，实现高配合力甜糯双隐玉米自交系与甜糯型玉米组合选育的同步。
15.进一步的，步骤s1选取综合性状优、品质好、收获期长的甜、糯玉米材料。
16.进一步的，选育的甜糯型玉米新组合，杂交一代果穗上甜籽粒：糯籽粒＝1:3。
17.进一步的，步骤s3中的分子标记为：与糯质基因紧密连锁或共分离的分子标记及相应引物序列可通过maizegdb公布的数据进行筛选，推荐采用标记phi061进行筛选。
18.进一步的，步骤s4骨干糯玉米自交系的选择应满足一般配合力高，遗传差异大，分属于不同杂种优势类群。
19.上述步骤s4可大量淘汰前期表现较差的株系，集中力量在优系中选择优株，同时在四川和云南交替种植，可在不同生态区进行鉴定，增加了优良甜糯双隐玉米自交系的选育概率。
20.进一步的，所述s4步骤具体为：
21.(1)种植s1代种子，得s1代株系，从株系中选优株自交得到s2代种子，剩余花粉与3-5个骨干糯玉米自交系进行杂交，得到s2代杂交组合；
22.(2)种植步骤(1)中的s2代种子，得s2代株系；
23.(3)种植步骤(1)中s2代组合，收获鲜穗，评价各组合品质和产量性状，计算配合力及产量对照优势，选择配合力高的株系和产量对照优势高的组合；根据筛选结果淘汰步骤(2)性状配合力表现较差的s2代株系，获得配合力高的s2代株系；
24.(4)筛选后的s2代优秀株系中选择优株自交，得s3代种子；
25.(5)将s3代种子重复步骤(1)-(3)的操作，获得配合力高的s4代株系和产量对照优势高的s4代杂交组合。
26.进一步的，可以对配合力高的s4代株系继续自交，同时定向组配步骤(5)的s4代杂交组合，及时升级为省新品种筛选试验。
27.本发明的高配合力甜糯双隐玉米自交系的选育方法示意图，如图1所示。
28.本发明相对于现有技术，具有如下优点及效果：
29.(1)基础材料选取广泛
30.本发明对基础材料选择没有限制，根据育种目标，甜质和糯质基因供体材料可选择群体、商用杂交种及自交系等。
31.(2)提高优良甜糯双隐玉米自交系的选育概率
32.利用本发明可在前期大量淘汰综合性状差、配合力低的株系，集中精力在优系中
选优株，使优良自交系的选育效率提高。
33.(3)提高杂交种的组配效率
34.利用本发明在前期进行杂交种组配，筛选表现好的组合，在后期世代选择特定株系进行定向组配，可提高优良组合的组配效率
35.(4)缩短育种周期
36.利用本发明，杂交种选育与自交系的选育同步进行，可有效缩短育种周期。
37.(5)不同生态区的交替鉴定选育
38.本方法选育的甜糯双隐玉米自交系通过多年和不同生态区的交替鉴定选育，具有品质好、适应性广，配合力高等优点。
附图说明
39.图1为高配合力甜糯双隐玉米自交系的选育方法流程图；
40.图2为甜糯双隐玉米自交系nt123、nt213、nt421植株(上)及果穗(下)；从左向右依次为：甜糯双隐玉米自交系nt123、nt213和nt421。
具体实施方式
41.下面结合实施例及附图对本发明进一步说明。下列实施例中用到的dna提取方法sls法，包括以下步骤：
42.(1)剪取少量叶片于液氮研磨成粉状并迅速转移至2ml ep管中，加sls提取液800μl，摇晃5分钟，摇匀；(2)加入等体积的酚：氯仿：异戊醇(25:24:1)，摇晃5分钟，摇匀后12000rpm离心10min；(3)吸取上清600μl至一新的1.5ml离心管，加等体积预冷的异丙醇(-20℃)沉淀dna；(4)12000rpm离心10min，倒上清液，用75％乙醇洗涤一次，纯酒精漂洗一次，晾干，加入纯水，置于-20℃冰箱待用。sls提取液配方：0.2m edta 100ml，1mol/l tris-hcl 100ml，1m nacl 100ml，sls 10g，定容至1000ml。
43.下面实例中用到的三个骨干糯玉米自交系：(1)白478wr-1：是用普通玉米自交系掖478与地方糯玉米品种进行杂交，经连续8代自交选育而成；qn21和qn24分别是以浙糯玉4号和苏科糯11号为基础群体进行连续自交选育而成。
44.实施例1
45.(1)以京科糯2000为母本(p1)，以正甜68为父本(p2)，组配双交种jy01(f1)，f1籽粒表现为普通粉质籽粒(四川/春季)；
46.(2)种植jy01，开花期选择10株套袋自交得f2代种子，得jy01-1，jy01-2，jy01-3，jy01-4，jy01-5，jy01-6，jy01-7，jy01-8，jy01-9，jy01-0(云南/冬季)；
47.(3)籽粒类型分离出粉质、糯质和甜质籽粒，选择f2代种子中的甜质籽粒种植，苗期剪取叶片并严格编号，植株与叶片编号相同，取样叶片采用sls法提取dna，并以phi061标记筛选含有糯质基因的甜糯双隐玉米单株，根据实验结果，田间定向去除不含有糯质基因的单株，其余单株全部套袋自交，收获时通过田间综合性状鉴定，最终40株综合性状没有明显缺陷的甜糯双隐玉米单株入选，得到s1代种子(四川/春季)；
48.(4)种植s1代种子，得到40个s1代株系，在每个株系中选择优株自交得s2代种子，剩余花粉与3个骨干糯玉米自交系(白478wr-1、qn21、qn24)进行杂交，共获得312个s2代组合，
自交单株与组合严格编号(云南/冬季)；
49.(5)种植s2代种子，得92个s2代株系(四川/春季)；
50.(6)种植312个s2代组合，按照随机区组试验设计，三次重复，单行区，每行10窝，每窝定苗2株，密度设置为3200株/亩，吐丝后20-25天收获鲜穗，评价各组合品质和产量性状，计算配合力及产量对照优势(配合力的计算方法可参照sprague&tatum)，根据计算结果选择配合力高的株系和产量对照优势高的组合，最终筛选出高产优质甜糯型玉米组合25个和高配合力玉米s2代株系31个(四川/春季)；
51.(7)根据步骤(6)中株系筛选结果，淘汰步骤(5)性状配合力表现较差的株系，集中优势在优秀株系中选择优株自交，收获53个优良单株，并得到s3代种子；(四川/春季)
52.(8)种植s3代种子，获得53个s3代株系，在每个株系中选择优株进行自交得s4代种子，剩余花粉与糯玉米自交系(白478wr-1、qn21、qn24)杂交，共获得208个s4代组合，自交单株与组合严格编号(云南/冬季)；
53.(9)分别种植s4代种子和组合，并根据组合表现严格筛选株系和组合(方法同步骤(6))，共得到3个高配合力甜糯双隐玉米株系和7个强优势玉米组合(四川/春季)；
54.(10)种植步骤(9)中表现最好的3个s4代株系的优选单株的种子，得s5代株系，并定向组配7个强优势玉米组合，及时升级参加省新品种筛选试验(云南/冬季)。
55.利用本方法，一共选育得到了3个高配合力甜糯双隐玉米自交系nt123、nt213、nt421(图2)和7个强优势玉米组合。