一種提高化殺雜交小麥繁制種效益的方法技術

本發明專利技術公開了一種提高化殺雜交小麥繁制種效益的方法，該方法以斯卑爾脫小麥為母本，多子房小麥為父本，從中選擇帶有多子房基因的個體及其自交后代，獲得具有多子房性狀的斯卑爾脫小麥。然后，以具有多子房性狀斯卑爾脫小麥為母本，與任意小麥品種或現有小麥強優勢組合進行雜交、連續回交，以選留性狀與輪回親本相似，且具有斯卑爾脫小麥細胞質的多子房性狀品種（系）。最后以化殺途徑組配或篩選小麥超強優勢雜交組合，或再現原有的強優勢組合，在母本繁殖、雜交種生產制種中表現多子房性狀，明顯提高繁殖系數、降低繁制種成本；雜交種提供生產應用表現為單子房性狀，既不影響小麥優質品質，又可保障獲得高而穩定的產量。

【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及小麥的制種方法，特別涉及一種提高化殺雜交小麥繁制種效益的方法。
技術介紹
作物雜種及其雜種優勢的研究與利用，已在實際生產中獲得了巨大的經濟效益和社會效益。小麥也具有明顯的雜種優勢，對其深人研究與開發利用是大幅度提高小麥產量的重要途徑。化學殺雄(CHA)途徑是當前小麥雜種優勢研究與利用中，真正獲得初步成功，并將雜交小麥已較大面積推向生產的主要途徑之一。其突出特點是，可直接應用常規優良品種(系)或是特定親本材料，方便地配制雜種組合，無須培育不育系和恢復系，只要篩選出強優勢組合，用特定殺雄劑對母本噴施殺雄、即可達到配制雜種的目的。利用該途徑，西北農林科技大學已經選育出具有“西雜”品牌的一系列雜交小麥新品種，其中“西雜一號”，已于2000年通過陜西省小麥新品種審定，成為我國黃淮主產麥區第一個通過審定的雜交小麥新品種。盡快開發利用這些強優勢組合，使雜交小麥大面積走向生產，進一步提高雜交小麥制種效益已成為雜交小麥推廣的技術關鍵。事實上，大量實踐證明雜交小麥制種效益，或者制種中的繁殖系數能否提高已經成為雜交小麥能否大面積推廣的瓶頸。小麥屬小株大群體作物，繁殖系數小，種子生產成本高，目前的制種產量，雖已由50-60kg/667m2提高到150-250kg(小面積)，但與水稻、玉米的制種產量可達250-400kg/667m2相比仍較低，而且水稻、玉米667m2的用種量僅為1-1.5kg/667m2和2.5kg/667m2，而雜交小麥則要5-8kg/667m2。因而在雜交小麥的生產應用過程，亟需考慮繁制種效益問題，即要研制解決如何提高繁殖系數，降低種子生產成本的問題。多子房小麥，一個小花內具有2-3個雌蕊，三個雄蕊，結實正常，遺傳性穩定，使正常每一小花內的籽粒數量可增加到2-3粒，將其應用到雜交小麥制種，從而可使雜交小麥繁殖系數大大提高，進而帶來雜交小麥制種效益的大大提高。這不僅在很大程度上解決了雜交小麥繁殖系數低，制種成本高的實際問題，而且更加快了真正在生產上突破雜交小麥生產應用關的步伐，可使雜交小麥更快地應用于大面積生產，為我國乃至世界人民的糧食安全做出新貢獻。
技術實現思路
為了克服現有的小麥化殺強優勢雜種組合在母本繁殖和雜交制種中所存在的繁殖系數低、制種成本高的瓶頸，本專利技術的目的是提供一種提高化殺雜交小麥繁制種效益的方法。該方法不僅可以將現有的化殺強優勢雜交組合轉育成具有斯卑爾脫小麥(T.spelta)細胞質的多子房小麥強優勢雜交組合，保持原有的雜種優勢，而且可將任意普通小麥轉育為具有斯卑爾脫小麥細胞質的多子房小麥，同時用以配制篩選強優勢組合用于雜交小麥生產，可提高制種效益。研究證明普通小麥變種斯卑爾脫小麥(T.spelta)細胞質，當小麥顯性多子房基因以雜合狀態(Mm)存在于該細胞質背景時，其細胞質可抑制顯性多子房基因的性狀表達，對外表現單子房；但當顯性多子房基因呈純合狀態(MM)時，完全表現為多子房性狀。基于此，首先以斯卑爾脫小麥為母本，多子房小麥為父本，將攜有多子房性狀基因通過雜交導入到斯卑爾脫小麥細胞質中，從中選擇帶有多子房基因的個體及其自交后代，以獲得具有多子房性狀的斯卑爾脫小麥。然后，再以這種具有多子房性狀斯卑爾脫小麥為母本，可與任意小麥品種或現有小麥強優勢組合母本進行雜交、連續回交，以選留性狀與輪回親本相似，且具有斯卑爾脫小麥細胞質的多子房性狀品種(系)。將這種品種(系)用以化殺途徑組配或篩選小麥超強優勢雜交組合，或再現原有的強優勢組合，可在母本繁殖、雜交種生產制種中表現多子房性狀，明顯提高繁殖系數、降低繁制種成本；雜交種提供到生產應用又表現為單子房性狀，既不影響小麥優質品質，又可保障獲得高而穩定的產量。上述專利技術的技術解決方案通過下列方法得以實現一種提高化殺雜交小麥繁制種效益的方法，其特征在于，包括下列步驟1、多子房斯卑爾脫小麥(T.spelta)基礎工具材料的選育；按下列步驟進行①以斯卑爾脫小麥[用S(mm)表示，S表示斯卑爾脫小麥細胞質，m表示斯卑爾脫小細胞核內單子房基因]為母本，與多子房小麥[用A(MM)表示，A表示普通小麥細胞質，M表示普通小麥細胞核內多子房基因]雜交，獲得F1[S(Mm)]，表現單子房；②單子房F1[S(Mm)]自交，獲得F2，子房性狀發生分離，表現單子房的植株[S(Mm)，S(mm)]淘汰，表現多子房的植株[S(MM)]保留，即為多子房斯卑爾脫小麥基礎工具材料，繼續自交純化以用作其他任意優良普通小麥轉育為多子房小麥優良品種(系)的母本。2、具有斯卑爾脫小麥細胞質的多子房小麥優良品種(系)轉育；按下列步驟進行①以多子房斯卑爾脫小麥[S(MM)]基礎工具材料為母本，任意普通小麥品種或現有化殺強優勢組合母本[A(mm)]為父本進行雜交，獲得單子房F1[S(Mm)]；②單子房F1[S(Mm)]為母本，以原父本普通小麥[A(mm)]為輪回親本進行回交，獲得單子房BC1[S(Mm)+S(mm)]；③單子房BC1[S(Mm)+S(mm)]植株定株進行自交，獲得BC1F1[S(mm)+S(Mm)+S(MM)]，子房性狀發生分離，選留多子房性狀[S(MM)]留作繼續回交的親本； ④繼續從BC1F1植株中選擇與輪回親本(原父本普通小麥)性狀相似、且表現多子房性狀的植株[S(MM)]與輪回親本回交，獲得BC2[S(Mm)]，表現單子房；⑤繼續選擇與輪回親本(原父本普通小麥)性狀相似的植株BC2[S(Mm)]與輪回親本回交，獲得BC3[S(Mm)+S(mm)]，子房性狀基因型發生分離，定株自交，從中選留多子房性狀[S(MM)]留作繼續回交的親本；⑥重復步驟③一步驟⑤[即BC1～BC3]步驟1～2次，每次都注意選擇與輪回親本(原父本普通小麥)性狀相似、且表現多子房性狀的植株[S(MM)]，繼續與輪回親本回交；直至BC4～BC6，獲得基因型為[S(Mm)+S(mm)]的后代，對外表現為單子房；⑦從BC4～BC6基因型為[S(Mm)+S(mm)]的后代選擇與輪回親本性狀相似、且表現多子房性狀的植株[S(Mm)]，即為具有斯卑爾脫小麥細胞質的多子房小麥優良品種(系)。該小麥除了表現多子房性狀外，其余性狀均與原父本普通小麥相同。3、多子房小麥母本繁殖及其強優勢雜交組合選育與雜交制種，按下列步驟進行①多子房小麥母本繁殖區，以具有斯卑爾脫小麥細胞質的多子房小麥優良品種(系)[S(MM)]通過一代一代自交繁殖，可持續不斷獲得具有斯卑爾脫小麥細胞質的多子房小麥優良品種(系)[S(MM)]；②多子房小麥雜交制種區，以具有斯卑爾脫小麥細胞質的多子房小麥優良品種(系)[S(MM)]為母本，與任一普通小麥優勢型親本[A(mm)]雜交或測交，可進行強優勢組合的篩選；或直接與原化殺強優勢組合的父本[A(mm)]組配進行雜交制種，可大大提高原制種繁殖系數，降低原制種成本，再現出原化殺組合雜種優勢提供生產應用。無論采用何途徑，制種獲得的雜交種[S(Mm)]均表現單子房。本專利技術的方法帶來的技術效果和進步在于1、本專利技術是針對國內外雜交小麥研究與發展中所面臨的瓶頸，即雜交小麥要大面積應用于生產，提高小麥繁殖系數，創造高效益制種技術至關重要而提出的。2、應用本專利技術選育或轉育的具有斯卑爾脫小麥細胞質的多子房小麥優良品種(本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種提高化殺雜交小麥繁制種效益的方法，其特征在于，該方法包括下列步驟：１）多子房斯卑爾脫小麥基礎工具材料的選育①以斯卑爾脫小麥Ｓ（ｍｍ）為母本，其中Ｓ表示斯卑爾脫小麥細胞質，ｍ表示斯卑爾脫小麥細胞核內單子房基因，與多子房小麥 Ａ（ＭＭ）雜交，其中Ａ表示普通小麥細胞質，Ｍ表示普通小麥細胞核內多子房基因，獲得單子房Ｆ↓［１］［Ｓ（Ｍｍ）］；②單子房Ｆ↓［１］［Ｓ（Ｍｍ）］自交，獲得Ｆ↓［２］，子房性狀發生分離，表現單子房的植株［Ｓ（Ｍｍ），Ｓ（ｍｍ）］淘汰， 表現多子房的植株［Ｓ（ＭＭ）］保留，即為多子房斯卑爾脫小麥基礎工具材料，繼續自交純化以用作其他任意優良普通小麥轉育為多子房小麥優良品種／系的母本；２）具有斯卑爾脫小麥細胞質的多子房小麥優良品種／系轉育　①以多子房斯卑爾脫小麥 ［Ｓ（ＭＭ）］基礎工具材料為母本，任意普通小麥品種或現有化殺強優勢組合母本［Ａ（ｍｍ）］為父本進行雜交，獲得單子房Ｆ↓［１］［Ｓ（Ｍｍ）］；②單子房Ｆ↓［１］［Ｓ（Ｍｍ）］為母本，以原父本普通小麥［Ａ（ｍｍ）］為輪回親本進行回交，獲 得單子房ＢＣ↓［１］［Ｓ（Ｍｍ）＋Ｓ（ｍｍ）］；③單子房ＢＣ↓［１］［Ｓ（Ｍｍ）＋Ｓ（ｍｍ）］植株定株進行自交，獲得ＢＣ↓［１］Ｆ↓［１］［Ｓ（ｍｍ）＋Ｓ（Ｍｍ）＋Ｓ（ＭＭ）］，子房性狀發生分離，選留多子房性狀［Ｓ（ＭＭ）］留作繼續 回交的親本；④繼續從ＢＣ↓［１］Ｆ↓［１］植株中選擇與輪回親本性狀相似、且表現多子房性狀的植株［Ｓ（ＭＭ）］與輪回親本回交，獲得ＢＣ↓［２］［Ｓ（Ｍｍ）］，表現單子房；⑤繼續選擇與輪回親本（原父本普通小麥）性狀相似的植株ＢＣ ↓［２］［Ｓ（Ｍｍ）］與輪回親本回交，獲得ＢＣ↓［３］［Ｓ（Ｍｍ）＋Ｓ（ｍｍ）］，子房性狀基因型發生分離，定株自交，從中選留多子房性狀［Ｓ（ＭＭ）］留作繼續回交的親本；⑥重復步驟③～步驟⑤１～２次，每次都注意選擇與輪回親本性狀相似、 且表現多子房性狀的植株［Ｓ（ＭＭ）］，繼續與輪回親本回交；直至ＢＣ↓［４］～ＢＣ↓［６］，獲得基因型為［Ｓ（Ｍｍ）＋Ｓ（ｍｍ）］的后代，對外表現為單子房；⑦從ＢＣ↓［４］～ＢＣ↓［６］基因型為［Ｓ（Ｍｍ）＋Ｓ（ｍｍ）］的后代選擇與輪 回親本性狀相似、且表現多子房性狀的植株［Ｓ（ＭＭ）］，即為具有斯卑爾脫小麥細胞質的多子房小麥優良品種／系，該小麥除了表現多子房...

【技術特征摘要】
1.一種提高化殺雜交小麥繁制種效益的方法，其特征在于，該方法包括下列步驟1)多子房斯卑爾脫小麥基礎工具材料的選育①以斯卑爾脫小麥S(mm)為母本，其中S表示斯卑爾脫小麥細胞質，m表示斯卑爾脫小細胞核內單子房基因，與多子房小麥A(MM)雜交，其中A表示普通小麥細胞質，M表示普通小麥細胞核內多子房基因，獲得單子房F1[S(Mm)]；②單子房F1[S(Mm)]自交，獲得F2，子房性狀發生分離，表現單子房的植株[S(Mm)，S(mm)]淘汰，表現多子房的植株[S(MM)]保留，即為多子房斯卑爾脫小麥基礎工具材料，繼續自交純化以用作其他任意優良普通小麥轉育為多子房小麥優良品種/系的母本；2)具有斯卑爾脫小麥細胞質的多子房小麥優良品種/系轉育①以多子房斯卑爾脫小麥[S(MM)]基礎工具材料為母本，任意普通小麥品種或現有化殺強優勢組合母本[A(mm)]為父本進行雜交，獲得單子房F1[S(Mm)]；②單子房F1[S(Mm)]為母本，以原父本普通小麥[A(mm)]為輪回親本進行回交，獲得單子房BC1[S(Mm)+S(mm)]；③單子房BC1[S(Mm)+S(mm)]植株定株進行自交，獲得BC1F1[S(mm)+S(Mm)+S(MM)]，子房性狀發生分離，選留多子房性狀[S(MM)]留作繼續回交的親本；④繼續從BC1F1植株中選擇與輪回親本性狀相似、且表現多子房性狀的植株[S(MM)]與輪回親本回交，獲得BC2[S(Mm)]，表...

【專利技術屬性】
技術研發人員：馬守才，張改生，杜偉莉，牛娜，邵景俠，趙惠燕，
申請(專利權)人：西北農林科技大學，
類型：發明
國別省市：61[中國|陜西]