本發明專利技術提出一種小麥種間遠緣雜交、二次回交、自交的育種方法，包括如下步驟：ａ．親本選擇：選擇遺傳背景差異大的六倍體普通小麥和四倍體硬粒小麥為親本；ｂ．遠緣雜交：以ａ步驟中選擇的六倍體普通小麥為母本，以四倍體硬粒小麥為父本配制雜交組合Ｆ↓［１］；ｃ．雜交組合育性鑒定：保留不育Ｆ↓［１］組合；ｄ．回交：對步驟ｃ中初步鑒定為不育的Ｆ１穗子用原母本作為回交父本，開花后取花粉進行授粉，獲得回交種子，只保留自交結實率為Ｏ的組合的回交種子；ｅ．自交：種植步驟ｄ保留的回交種子進行自交，淘汰不育株及半育株，選擇育性全部恢復的單株，入選千粒重和籽粒飽滿度高的單株，如此連續自交選擇４－６代，最終獲得遺傳穩定性強，不需年年制種，生產成本較低的高千粒重的小麥新種質。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種小麥種間遠緣雜交、二次回交、自交的育種方法，創造小麥高千粒重種質，屬于作物遺傳育種研究領域。
技術介紹
小麥種內雜交(或稱品種間雜交)在發掘產量潛力方面取得豐碩成果，極大地促進了農業生產的進步。但由于近年來小麥栽培種遺傳資源的利用已日趨飽和，并且許多改良品種具有相同或相似的親本來源，遺傳背景的狹窄致使目前小麥產量水平一直處于徘徊狀態。進一步提高小麥產量潛力，必須尋求新途徑來創制和利用具有豐富變異的新材料、新種質，利用染色體工程、基因工程導入外源有利基因，已成為日益活躍的研究領域。小麥產量由畝穗數、穗粒數、千粒重三因素構成，而千粒重是最有潛力的產量因素。目前常用的提高小麥千粒重的方法主要有品種間雜交進行常規育種和雜交優勢利用(包括化學殺雄、雄性不育)等。據蔡旭(1988)報道，品種間雜交雜交種千粒重超標優勢為14.4％，但品種間雜交千粒重優勢，伴隨著后代自交純化及性狀分離，優勢降低，粒重下降，故生產上大面積推廣的品種，千粒重一般40g左右。而化學殺雄、雄性不育等利用雜種優勢來提高千粒重，雜種優勢只表現在F1當代，不能夠連年利用，如將該優勢應用于生產，需要年年制種，導致生產成本過高。由此可以看出上述品種間雜交、化學殺雄、雄性不育等方法主要是利用F1雜種優勢來提高小麥千粒重的。97119858專利“增穗增粒營養素”公開了一種中草藥營養液植物生長調節劑，并且還有(余松烈等，1988)在小麥上噴灑液體肥料如“磷酸二氫鉀”的方法，可以提高千粒重1-2g，但這兩種方法只是從生理上調節小麥生長，其效果只表現在當年，而且要增加藥劑購買、田間噴霧作業等生產成本。另外也有用普通小麥與硬粒小麥進行遠緣雜交的報道(鐘冠昌等，2002)，但它們選擇的親本進行雜交后F1自交可育，結實率42-48％，并且在選育時利用普通小麥與硬粒小麥只進行一次雜交即普通小麥×硬粒小麥，也就是說是利用“F1遠緣雜種優勢”直接進行品種選育的，因此選育的小麥種質的千粒重未能突破45g。
技術實現思路
本專利技術的目的在于避免上述缺陷，而提供一種小麥種間遠緣雜交、二次回交、自交的育種方法，即利用“非F1遠緣雜種優勢”創造小麥高千粒重種質的方法。通過選擇遺傳背景差異大的六倍體普通小麥(染色體組AABBDD)和四倍體硬粒小麥(染色體組AABB)為親本進行種間遠緣雜交，導入外源遺傳物質創造變異，獲得不育雜交種；利用普通小麥做為回交父本進行第二次雜交，即(普通小麥×硬粒小麥)×普通小麥，恢復雜交后代育性；通過多代自交進行定向選育，使該性狀在后代穩定遺傳。本專利技術的技術方案是這樣實現的這種小麥種間遠緣雜交、二次回交、自交的育種方法，其特征在于包括如下步驟a、親本選擇選擇遺傳背景差異大的六倍體普通小麥和四倍體硬粒小麥為親本； b、遠緣雜交以a步驟中選擇的六倍體普通小麥為母本，以四倍體硬粒小麥為父本配制雜交組合F1；c、雜交組合育性鑒定將步驟b中獲得的雜交組合的種子按父本、母本、雜交種的順序相鄰種植，淘汰可育雜交組合，保留不育F1組合；d、回交對步驟c中初步鑒定為不育的F1穗子進行整穗，剪穎1/3后套袋，用原母本作為回交父本，開花后取花粉進行授粉，獲得回交種子，只保留自交結實率為0的組合的回交種子；e、自交種植步驟d保留的回交種子進行自交，淘汰不育株及半育株，選擇育性全部恢復的單株，入選千粒重和籽粒飽滿度高的單株，如此連續自交選擇4-6代，最終獲得高千粒重的小麥新種質。所述小麥種間遠緣雜交、二次回交、自交的育種方法，步驟a所述的親本選擇標準為雙親雜交后，種間雜交種F1群體不育株率、單株不育度均表現100％，套袋自交不結實。所述小麥種間遠緣雜交、二次回交、自交的育種方法，步驟b所述的遠緣雜交前后對母本穗進行套袋隔離，在母本抽穗后第2天進行人工去雄，去雄后套袋隔離，防止其他外來非父本花粉授粉；母本開花后第2天上午8-9點，下午15-16點進行授粉，連續重復三次/天，授粉后仍套袋隔離，在授粉后15天，摘去雜交穗袋子，保證雜交籽粒良好發育。所述小麥種間遠緣雜交、二次回交、自交的育種方法，步驟c所述的雜交組合育性鑒定是將步驟b中獲得的雜交組合的種子按父本、母本、雜交種的順序相鄰種植，株距10cm，行距20cm，抽穗后對每一組合的雜交種單株及時套袋隔離，但每株保留2個穗子不套袋，根據不套袋穗子的生物學形態特征特性初步判斷該組合后代的育性，淘汰可育雜交組合，保留不育F1組合。所述小麥種間遠緣雜交、二次回交、自交的育種方法，步驟d所述的回交是每株保留2-3個穗子只套袋不授粉以供收獲后檢查自交結實率，于授粉的穗子及時套袋隔離，防止其他外源非回交親本花粉授粉，獲得回交種子，只保留自交結實率為0的組合的回交種子。所述小麥種間遠緣雜交、二次回交、自交的育種方法，步驟a親本選擇是選擇遺傳背景相差大的普通小麥品種“石4185”和硬粒小麥品種“內鄉4184”為親本。所述小麥種間遠緣雜交、二次回交、自交的育種方法，步驟b雜交是以普通小麥品種“石4185”為母本，硬粒小麥品種“內鄉4184”為父本，配制雜交組合，在母本抽穗后第2天進行人工去雄230朵小花，去雄后套袋隔離；母本開花后第2天上午8-9點，下午15-16點進行授粉，連續重復三次/天，授粉后仍套袋隔離，在授粉后15天，摘去雜交穗袋子，保證雜交籽粒良好發育，獲得種間雜交F0種子。本專利技術的有益效果是利用“非F1遠緣雜種優勢”創造小麥高千粒重種質，遺傳穩定性強，不需年年制種，生產成本較低。利用本方法獲得小麥千粒重種質均高于45g。附圖說明圖1是本專利技術的操作方法流程圖具體實施方式a、親本選擇選擇遺傳背景相差大的普通小麥(T.aestivum)品種“石4185”(染色體組AABBDD)和硬粒小麥(T.durum)品種“內鄉4184”(染色體組AABB)為親本；b、雜交以普通小麥(T.aestivum)品種“石4185”為母本，硬粒小麥(T.durum)品種“內鄉4184”為父本，配制雜交組合。在母本抽穗后第2天進行人工去雄230朵小花，去雄后套袋隔離；母本開花后第2天上午8-9點，下午15-16點進行授粉，連續重復三次(天)。授粉后仍套袋隔離。在授粉后15天，摘去雜交穗袋子，保證雜交籽粒良好發育，獲得種間雜交F0種子56粒；C、育性鑒定將步驟b中獲得的雜交組合的種子進行稀植點播，株距10cm，行距20cm，并按父本、母本、雜交種的順序相鄰種植。遠緣雜交獲得的F0種子大部分籽粒癟瘦、有胚無乳，沒有發芽力，56粒種子只有11粒發芽，長成幼苗。F1植株生長繁茂、植株高大，表現典型的種間雜種優勢。株高、株穗數、穗長、小穗數和芒長超母本(超標)優勢分別為15.9％、28.8％、12.73％、2.96％和18.64％。育性表現不育株典型特征，經套袋隔離自交，無獲得任何種子，F1不育株率和不育度均為100％；d、回交對不育株進行人工整穗，剪穎96朵小花，用“石4185”進行回交，開花后取花粉進行授粉，授粉后及時套袋隔離，獲得回交(BC1)種子82粒，回交結實率為85.42％；e、BC1F1選育種植步驟d中的回交種子后代仍表現明顯的雜種優勢，性狀嚴重分離，變異類型豐富。株高出現40-120cm超高親和超低親現象，穗部性狀穗長、小穗數、芒長均大于高親值。其本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種小麥種間遠緣雜交、二次回交、自交的育種方法，其特征在于包括如下步驟：ａ、親本選擇：選擇遺傳背景差異大的六倍體普通小麥和四倍體硬粒小麥為親本；ｂ、遠緣雜交：以ａ步驟中選擇的六倍體普通小麥為母本，以四倍體硬粒小麥為父本配制雜 交組合Ｆ↓［１］；ｃ、雜交組合育性鑒定：將步驟ｂ中獲得的雜交組合的種子按父本、母本、雜交種的順序相鄰種植，淘汰可育雜交組合，保留不育Ｆ↓［１］組合；ｄ、回交：對步驟ｃ中初步鑒定為不育的Ｆ↓［１］穗子進行整穗，剪穎１／３后套袋 ，用原母本作為回交父本，開花后取花粉進行授粉，獲得回交種子，只保留自交結實率為Ｏ的組合的回交種子；ｅ、自交：種植步驟ｄ保留的回交種子進行自交，淘汰不育株及半育株，選擇育性全部恢復的單株，入選千粒重和籽粒飽滿度高的單株，如此連續自交選 擇４－６代，最終獲得高千粒重的小麥新種質。
【技術特征摘要】
1.一種小麥種間遠緣雜交、二次回交、自交的育種方法，其特征在于包括如下步驟a、親本選擇選擇遺傳背景差異大的六倍體普通小麥和四倍體硬粒小麥為親本；b、遠緣雜交以a步驟中選擇的六倍體普通小麥為母本，以四倍體硬粒小麥為父本配制雜交組合F1；c、雜交組合育性鑒定捋步驟b中獲得的雜交組合的種子按父本、母本、雜交種的順序相鄰種植，淘汰可育雜交組合，保留不育F1組合；d、回交對步驟c中初步鑒定為不育的F1穗子進行整穗，剪穎1/3后套袋，用原母本作為回交父本，開花后取花粉進行授粉，獲得回交種子，只保留自交結實率為0的組合的回交種子；e、自交種植步驟d保留的回交種子進行自交，淘汰不育株及半育株，選擇育性全部懨復的單株，入選千粒重和籽粒飽滿度高的單株，如此連續自交選擇4-6代，最終獲得高千粒重的小麥新種質。2.根據權利要求1中所述小麥種間遠緣雜交、二次回交、自交的育種方法，其特征在于步驟a所述的親本選擇標準為雙親雜交后，種間雜交種F1群體不育株率、單株不育度均表現100％，套袋自交不結實。3.根據權利要求1中所述小麥種間遠緣雜交、二次回交、自交的育種方法，其特征在于步驟b所述的遠緣雜交前后對母本穗進行套袋隔離，在母本抽穗后第2天進行人工去雄，去雄后套袋隔離，防止其他外來非父本花粉授粉；母本開花后第2天上午8-9點，下午15-16點進行授粉，連續重復三次/天，授粉后仍套袋隔離，在授粉后15天，摘去雜交穗袋子，保證雜交籽粒良好...
【專利技術屬性】
技術研發人員：趙鳳梧，李惠敏，王有增，劉冬成，張愛民，張梅申，梁新棉，吳志明，王睿輝，李道享，李愛國，栗雨勤，王雪征，陳淑萍，
申請(專利權)人：河北省農林科學院旱作農業研究所，
類型：發明
國別省市：13[中國|河北]
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