[发明专利]一种针对玉米隐性抗病基因的转育方法

说明书

本发明涉及一种针对玉米隐性抗病基因的转育方法，该方法采用反向回交的思路，用轮回亲本一直做母本，选取回交分离世代中部分优良单株的花粉进行混合，作为父本，给轮回亲本的花丝授粉，实现玉米隐性抗病基因的回交转育。该方法和传统的通过正向回交实现隐性基因转育相比，省略了3代自交环节，缩短了育种年限、提高了工作效率，且轮回亲本遗传背景恢复率可达90％以上，可为其它作物由隐性基因控制的性状改良提供参考。

技术领域

本发明涉及一种针对玉米隐性抗病基因的转育方法，属于农作物抗病育种领域。

背景技术

玉米是世界第一大粮食作物，全世界玉米总产量已经超过10亿吨。在中国，玉米作为第一大粮食作物，2019年种植面积达6.1亿亩，总产2.6亿吨，对我国粮食安全有着举足轻重的作用。但玉米病害一直是影响玉米产量的一个关键因素，特别是近些年，生产上连续多年的秸秆还田造成病残体积累、病原菌充足、病害压力增加，导致玉米茎腐病、叶斑病等重要病害易发频发，成为玉米生产最主要的限制因子，每年造成的产量损失占总产的10％以上。玉米属于高大密植的作物，其病害多在其生长中后期发生，具有突发性和防治难的特点，因此，种植抗病品种成为治理玉米病害最经济有效的措施，同时，抗病品种推广应用对于减少农药使用、保护环境、减少投入都具有积极意义。

由于玉米品种属于杂交种，选育抗病杂交种的前提是培育抗病自交系(亲本)，抗病自交系的培育一直是育种家的主要育种目标之一。植物的抗病基因分为质量性状和数量性状，主效抗病基因的功能特征可分为隐性基因(RR)、显性基因(rr)等。但目前已报到的玉米茎腐病、粗缩病、大斑病、小斑病等病害多为数量性状，由主效基因及微效多基因共同控制寄主的抗病特征。玉米多个病害抗病基因定位及作用特征分析表明抗禾谷镰孢茎腐病(qRgf3)、粗缩病(qZD-MRDD8-1)、小斑病(rhm)的主效抗病位点均为隐性基因，如果要选育出抗隐性基因病害的杂交种(rr)，就要求杂交种的双亲(父本和母本)均含有其隐性抗病基因(rr)，这样组配的杂交种F₁的基因型(rr)才可表现抗病的特征。

回交转育抗病基因是常用的育种方法之一，通常选择农艺性状优良的自交系作为轮回亲本，含有抗病基因的种质作为供体亲本。对显性抗病基因(RR)来说，在不同的回交分离世代中，含有目标显性基因的单株(RR或Rr)，在抗性鉴定圃中，均可表现出抗病的特征，可选定作为目标株与轮回亲本杂交(rr)。但对于隐性抗病基因(rr)来说，回交分离群体的单株多为杂合基因型(Rr)，表现不抗病的特征，只有自交后，才能找到含有纯合隐性基因的抗病单株(rr)与轮回亲本进行回交。这就存在两个问题：一方面，如果在具有毁灭性病害的抗性鉴定圃种植选育，如粗缩病，含有RR和Rr的不抗病株，因为感病将无法自交收获种子；另一方面，由于需要自交，隐性抗病基因的回交转育周期几乎比显性基因的回交延长了1倍，育种周期太长，效率低。因此，本发明根据玉米自身授粉的特点：一个花粉粒只给一个花丝授粉并只结一粒种子，针对玉米隐性抗病基因的回交转育，提供一种玉米隐性抗病基因的转育方法。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种针对玉米隐性抗病基因的转育方法，该方法采用反向回交的思路，用轮回亲本一直做母本，选取回交分离世代中部分优良单株的花粉进行混合，作为父本，给轮回亲本的花丝授粉，实现玉米隐性抗病基因的回交转育。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种针对玉米隐性抗病基因的转育方法，包括以下步骤：

(1)选择具有优良性状的自交系作为轮回亲本P₁，含有目标抗病基因的材料作为供体亲本P₂；播种轮回亲本P₁和供体亲本P₂种子，以轮回亲本P₁作母本，供体亲本P₂作父本，组配P₁×P₂，获得F₁种子；