[发明专利]大刍草导入玉米栽培种创制普通玉米自交系的方法

说明书

技术领域

“大刍草导入玉米栽培种创制普通玉米自交系的方法”属于农学(代号：210)——农艺学(代号：210.30)——作物育种学与良种繁育学(代号：210.3035)中的玉米育种材料创制方法。

背景技术

玉米是我国三大主要粮食作物(水稻、小麦、玉米)之一，常年栽培面积近4亿亩，总产和单产在粮食作物中均居第二位；玉米还是主要的牲畜饲料和重要的食品、医药、工业原料，因此，玉米在我国国民经济与社会发展中具有举足轻重的作用。近30年来，我国玉米科技水平显著提高，单产和总产都增长近一倍，这其中由于品种改良产生的遗传增益起了主导作用。

我国玉米品种改良的特点主要包括外来群体接力改良、创造半外来种质和分析杂种优势群与构建杂种优势模式。研究表明，热带玉米种质蕴藏着丰富的优良遗传类型，具有与温带地方玉米种质不同的遗传基础。大多数热带种质具有品质好、抗病、抗倒、保绿成熟等性状，与温带种质杂交表现较强的杂种优势。采用合理杂交及回交的转育方法，导入特殊的有利基因，在后代选择具有热带种质有利基因的适应类型，组成温带种质与热带种质充分重组的种质库，达到拓宽温带种质的遗传基础，可以极大地丰富我国玉米种质的遗传基础，较大程度地改变温带种质的适应性和抗逆性，达到进一步提高玉米杂种优势水平的目的。有文献报道，在我国现有玉米自交系中，直接来源于国外种质或间接含有国外种质的自交系约占30％。李新海等采用NC II遗传交配设计，研究了10份CIMMYT群体与我国骨干玉米自交系之间的杂种优势关系，以探讨利用外来种质拓宽我国玉米种质遗传基础的途径，结果表明：在与我国优良骨干自交系交配的组合中，群体Staygreen、群体43-C11和群体21-C2三个群体穗部性状表现较好，单株产量一般配合力高，表现出较高的利用潜力。有人研究了中国20个玉米主产区15年(1982-1997年)主要品种的亲缘关系与遗传构成情况，发现美国玉米种质和国际农业研究磋商组织(CGZAR)系统的的种质对中国玉米的遗传贡献一直呈增长趋势。然而，随着玉米种质的不断引进和创新，种质之间已发生着无形的相互渗透，以致玉米种质基础越来越狭窄。因此，如何进行种质扩增，增大育种基础群体的遗传变异，拓展杂交优势利用模式，是玉米自交系创制和杂交种选育中迫切需要解决的问题。

玉米野生资源的导入和利用是近年来玉米育种者们比较关注的事情。大刍草又称墨西哥类玉米，是玉米栽培种最近缘的野生种，原产于墨西哥和中美洲一带。其外形、茎秆、叶片和雄穗的形态与玉米栽培种相似。有一年生二倍体类玉米和多年生类玉米之分，多年生类玉米又有两个变种，一是四倍体多年生类玉米，另一个是二倍体多年生类玉米。这些野生种在自然界的严酷竞争和自然选择条件下形成了许多优良特征特性，特别表现在抗逆性、抗病虫害、品质等方面，将其有益基因导入到玉米栽培种，获得丰富的多样性的种质资源，以创建新的基因库，是提高玉米育种水平和效率、加快育种进程的重要途径。通过玉米栽培种与野生类玉米杂交，从其杂交种后代中选育出在粮食和饲料等方面有利用价值的优良异缘自交系并配制出优良杂交种用于生产，是当前和今后玉米杂交育种的发展方向。一年生二倍体类玉米具有生长旺盛、分蘖力强、生物产量高、营养品质好等特点，已在我国许多地区进行大面积种植，作为牛、羊等草食牲畜的饲料。国内已有关于玉米栽培种与大刍草杂交的报道，但多数报道均集中在杂交后代的形态变异与细胞学观察，以及利用大刍草培育饲草玉米杂交种等方面，很少有关于将一年生二倍体类玉米(大刍草)导入玉米栽培种培育出普通玉米自交系的报道。

本发明采用集成技术已将墨西哥一年生二倍体类玉米(大刍草)导入玉米栽培种中，创制出了普通玉米自交系。

发明内容

本发明集成了多项育种技术(环境诱导技术、杂交导入技术、回交改良技术、系谱选育技术、测交筛选技术)将墨西哥一年生二倍体类玉米(大刍草)导入玉米栽培种中，快速创制普通玉米自交系的方法。该方法的具体步骤如下：

步骤1环境诱导

由于墨西哥一年生二倍体类玉米(大刍草)起源于低纬度热带地区，属于高温短日照草本植物，温、光反应特性特别明显，生育期特别长，在中高纬度地区一般不开花。因此，必须进行人工环境诱导。方法是人工制造暗室，从出苗开始，每天只给予12小时光照，可使墨西哥一年生二倍体类玉米(大刍草)与本地玉米栽培种同期开花。

步骤2杂交导入