专利名称：一种热带高油玉米自交系的选育方法
技术领域：
本发明属于农作物育种技术领域，具体涉及一种热带高油玉米自交系的选育方法。
背景技术：
高油玉米是指以质量分数计，其籽粒含油量达6%以上(即以质量分数计，以全籽粒粗脂肪的含量表示其籽粒含油量)、其它性状与普通玉米相似的一种新型优质玉米，而普通玉米含油量仅为3-4%。高油玉米不仅大大提高了玉米籽粒的总能量水平，也全面改善了它的多种营养成分，是高能优质饲料的重要来源。国内外饲养试验表明，用高油玉米养猪， 比普通玉米饲料日增重提高20%以上，减少饲料14% ；养鸡日增重可提高8-10%，且不需要额外添加脂肪，从而降低了饲料成本。高油玉米研究最早起始于1896年美国Illinois大学，是玉米遗传育种学科的一个重要课题，但高油玉米存在种质遗传基础狭窄的重大缺陷，目前世界上高油玉米育种基本上都是利用IHO、Iowa和Alexho三个温带高油玉米群体，特别是美国跨国公司杜邦 (DuPont)公司和Pfister种子公司联合购买了包括ALEXHO和IHO在内的全部高油玉米种质的独家使用权，高油玉米研究主要集中在少数几个机构，严重限制了高油玉米的发展。我国于20世纪80年代开始高油玉米研究，经过多年不断改良和创新，创造出多个具有完全独立知识产权的高油玉米群体，并利用这些种质选育出10多个含油量在10%以上的高油玉米品种。但由于我国所使用的多为温带种质，育成的高油玉米品种在我国热带、亚热带地区普遍表现抗病性较差、产量较低，很难在我国热带、亚热带地区推广应用。热带、亚热带玉米种质由于长期以来与温带种质基因交流少、遗传差异大，是改良、扩增温带玉米的重要种质资源。因此，热带、亚热带高油玉米种质的选育、利用是今后高油玉米育种研究的发展方向。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有技术选育高油玉米种质遗传基础狭窄、缺乏适应热带、亚热带地区的高油玉米种质的缺陷，其目的是提供一种热带高油玉米自交系的选育方法。为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下
一种热带高油玉米自交系的选育方法是以温带高油玉米杂交种为供体亲本、热带玉米自交系为轮回亲本，通过1代杂交、2代回交和5代自交，杂交和回交均以热带玉米自交系为父本，同时回交和自交每代对大胚籽粒进行选择，选育热带高油玉米自交系，所述的大胚籽粒是种胚平面占籽粒平面3/4以上的籽粒。所述的温带高油玉米杂交种是高油115，所述的热带玉米自交系是CML171。所选育的热带高油玉米自交系是CML171-1-1-2-1-1。本发明所涉及的生物材料高油115、CML171和CML171-1-1-2-1-1均已在非专利文献中公开，并且上述生物材料申请人均有保存，申请人保证自本专利申请日起20年内向公
3众发放。申请人联系地址云南省昆明市盘龙区龙头街桃园村云南省农业科学院粮食作物研究所，联系电话:0871-5892503，邮编:650205。高油115已在宋同明.1997.玉米杂交种农大高油115.作物杂志，4 :38.、陈喜洲，王力，范玉良，崔钦，张凤英，蔡玉宽.1998.高油115玉米的引进与开发初报.玉米科学，6 (1) :58-60.、蒋志良，王丽洁，周庆武.1999.农大高油115玉米杂交种引种试验. 国外农学一杂粮作物，19(1) :38-39.、王国峰，邢海忠，张秀芬，孙久欣，于富.2001.高油115引进研究与种植.玉米科学，9(1) :54-56.、高世斌，李晚忱.2001.高油玉米品种 “高油115”在四川省的适应性试验和生产示范.玉米科学，9 (4) :65-. 66、陆明华，蒙正斌， 邓承德.2003.高油“115”与本地玉米青贮料对奶牛产奶性能比较试验.中国乳业，11: 20-21.、赵自仙，高祥扩，王云美，孙家荣，杨克昌，孔建华，范正华，白文睿.2004.云南高油玉米的研究利用与发展对策.云南农业大学学报，19 (6):685-691.、宋慧欣，赵永志，周春江，杨培珠，侯福强，许永新.2004.高油115生育规律与配套栽培技术研究.玉米科学，12 (专刊)84-87.、吴建明，梁和，唐仕云，陆国盈.2005.不同施肥水平与密度对高油 115玉米产量和品质的影响.广西农业科学，36 (2) :138-140.、甘凤琼，张亚平，吴子恺. 2008.微胚乳超高油玉米和高油115玉米的干物质积累规律研究.种子，27 (6) :5_7.中公开。CML171 已在番兴明，谭静，黄必华，刘峰.2001. Analysis of combining ability and heterotic groups of yellow grain quality protein maize inbreeds. 遗传，23 (6) :547-552.、番兴明，张世煌，谭静，李明顺，李新海.2003.根据SSR标记划分优质蛋白玉米自交系的杂种优势群.作物学报，29 (1):105-110.、Fan，Χ. Μ.，J. Tan, J. Y. Yang, and H. M. Chen. 2004. Combining ability and heterotic grouping of ten temperate subtropical and tropical quality protein maize inbreds. MAYDICA, 49: 267-272.、番兴明，陈洪梅，谭静，杨峻芸，黄云霄，段智利.2005.优质蛋白玉米自交系主要农艺性状配合力分析.作物学报，31(5):540-544.、番兴明，陈洪梅，谭静，刘峰，韩学瑞， 黄云霄，段智利.2006.热带亚热带优质蛋白玉米自交系与温带普通玉米自交系产量配合力研究.玉米科学，14(1): 12-15，32.、吴健聪，徐春霞，陈洪梅，谭静，韩学瑞， 黄必华，番兴明.2007. 24个优质蛋白玉米自交系与中国温带玉米四大优势群代表自交系的配合力和杂种优势群研究.中国农业科学，40(6): 1288-1296.、孙成韬，陈洪梅， 谭静，徐春霞，李学智，黄必华，番兴明.2007. 25个优良温带玉米自交系与4个热带玉米自交系农艺性状的配合力研究.玉米科学，15(3): 36-41.、谭静，姚文华，徐春霞，罗黎明，番兴明.2008.优质蛋白玉米籽粒性状的遗传效应.作物学报，34(5): 904-908.、 Fan, Χ. Μ.，H. Μ. Chen, J. Tan, C. X. Xu, Y. Μ. Zhang, Y. X. Huang, and M. S. Kang. 2008. A New Maize Heterotic Pattern between Temperate and Tropical Germplasms. Agronomy Journal, 100(3): 917-923.、姚文华，罗黎明，汪燕芬，黄云霄，段智利，徐春霞， 陈洪梅，谭静，番兴明.2009.利用SSR标记对27份玉米自交系进行杂种优势群划分.玉米科学，17 (1):54-58·、Χ· Μ. Fan, Y. Μ. Zhang, W. H. Yao, H. Μ. Chen, J. Tan , C. X. Xu, X. L. Han, L. M. Luo, and M. S. Kang. 2009. Classifying Maize Inbred Lines into Heterotic Groups using a Factorial Mating Design. Agronomy Journal, 101:106-112.、谭静，田俊明，张学梅，白永刘，张培高，番兴明.2010.优质蛋白玉米主要农艺性状的遗传效应分析.西南农业学报，23(4): 1032-1038.、H. M. Chen, Y. D. Zhang, W. Chen, Μ. S. Kang, J. Tan, Y. F. Wang, J. Y. Yang, X. M. Fan. 2010. Improving Grain Yield And Yield Components Via Backcross Procedure. Maydica, 55: 145-153.和张雪梅，姚文华，谭静，陈洪梅，徐春霞，黄必华，番兴明.2010. 温带高油玉米自交系与热带玉米自交系配合力分析.玉米科学，18(2): 5-10.中公开。CML171-1-1-2-1-1已在2007年5月1日出版的《农业植物新品种权保护公报》 2007年第3期第42页中记载其作为亲本材料应用于育种中。本发明方法利用温带高油玉米杂交种高油115为供体亲本、优良热带玉米自交系 CML171为轮回亲本选育的热带高油玉米自交系CML171-1-1-2-1-1的特征特性是幼苗叶片绿色，叶鞘绿色；株型半紧凑，株高170厘米，穗位108厘米，全株叶片数18-19片；雄穗分枝12-15个，颍壳绿色，花药黄色，花丝白色；果穗长锥型，平均穗长14. 5厘米，穗粗4. 2厘米，穗行数10-12行，籽粒黄色硬粒，穗轴白色；全籽粒粗脂肪7. 72% ；生育期128天左右，抗玉米大小斑病、丝黑穗病、穗腐病和矮花叶病，持绿性好。温带高油玉米杂交种高油115的特征特性是春播生育期115-125天，个别高寒山区可延长到135天左右；株型平展，叶色深绿，全株叶片数21-23片；株高240-270厘米，穗位高120-140厘米，感玉米穗粒腐病和矮花叶病；果穗长筒型、红轴，平均穗长19厘米、穗粗4. 7厘米、穗行数14-16行，籽粒深黄色半马齿型、种胚大，籽粒含油量8.8%、蛋白质含量 11.3%、赖氨酸含量0.33%，百粒重310克。热带玉米自交系CML171的特征特性是幼苗叶片绿色，叶鞘绿色；株型半紧凑，株高172厘米，穗位112厘米，全株叶片数18-19片；雄穗分枝12-15个，颍壳绿色，花药黄色， 花丝白色；果穗长锥型，平均穗长13. 5厘米，穗粗4. 2厘米，穗行数10-12行，籽粒黄色硬粒，穗轴白色；全籽粒粗脂肪4. 21% ；生育期130天左右，抗玉米大小斑病、丝黑穗病、穗腐病和矮花叶病，持绿性好。与现有技术比较，本发明的有益效果是
本发明通过用温带高油玉米杂交种和热带玉米自交系杂交、回交和自交选育的热带高油玉米自交系，克服现有技术选育高油玉米种质遗传基础狭窄、缺乏适应热带、亚热带地区的高油玉米种质、育成的高油玉米品种普遍抗病性较差、产量较低、很难适宜在热带、亚热带地区推广应用的缺陷，用本发明方法育成的热带高油玉米自交系集中了温带高油玉米种质的高含油量和热带玉米种质的优异抗性，表现品质优、抗性好和产量高，特别是在抗逆性和产量方面较原有温带高油玉米有明显优势，拓宽了温带高油玉米的种质基础，为选育适应热带、亚热带地区的高油玉米杂交种奠定了良好的基础。如用本发明方法育成的热带高油玉米自交系CML171-1-1-2-1-1籽粒含油量达到7. 72% (以质量分数计，即全籽粒粗脂肪含量为7. 72%)，又表现抗病和产量高，高抗玉米大小斑病(大、小斑病病级均为2. 5级)、高抗玉米丝黑穗病(丝黑穗病发病率为0)、高抗玉米穗粒腐病(穗粒腐病平均病级为1)和中抗玉米矮花叶病(矮花叶病发病率为20. 6%)，在云南热带、亚热带地区平均产量可达320千克/亩。
具体实施例方式以下结合实施例进一步说明本发明，但不构成对本发明的限制。
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实施例1
(1)1996年从中国农业大学引进温带高油玉米杂交种高油115(以质量分数计，全籽粒粗脂肪8. 8%)在云南昆明(北纬25° 12'，亚热带地区)试种，高感玉米穗粒腐病和矮花叶病，平均亩产较云南大面积推广普通玉米杂交种会单4号减产9. 4% ；
(2)同年从墨西哥国际玉米小麦改良中心(CIMMYT)引进热带玉米自交系CML171(以质量分数计，全籽粒粗脂肪4. 21%)在云南开远(北纬23° 71'，亚热带地区)试种，表现植株清秀、抗病、籽粒商品性好和产量高，籽粒黄色硬粒，抗玉米大小斑病、丝黑穗病、穗粒腐病和矮花叶病等，产量达316千克/亩；
(3)1996年冬季在云南景洪(北纬21° 99'，热带地区)以温带高油玉米杂交种高油 115为母本、热带玉米自交系CML171为父本，杂交组配获得高油115/ CML171 F1籽粒；
(4)1997年春季在云南开远(北纬23° 71'，亚热带地区)同时种植高油115/ CML171 FJPCML171，开花期取 CML171 花粉授高油 115/ CML171 F1，获得高油 115/ CML171//CML171 BC1籽粒；
(5)对高油115/CML171//CML171 BC1籽粒进行鉴定筛选，选择种胚平面占籽粒平面3/4以上的籽粒于1997年冬季种植于云南景洪(北纬21° 99'，热带地区)，同时种植 CML171 ；开花期取 CML171 花粉授高油 115/ CML171//CML171 BC1，获得高油 115/ CML171// CMLl71/// CMLl71 BC2 籽粒；
(6)对高油115/CML171//CML171///CML171 BC2籽粒进行鉴定筛选，选择种胚平面占籽粒平面3/4以上的籽粒于1998年春季种植于云南昆明(北纬25° 12'，亚热带地区)，开花期自交获得高油 115/ CML171 //CML171 ///CML171 BC2 S1 籽粒；
(7)对高油115/CML171//CML171///CML171 BC2 S1籽粒进行鉴定筛选，选择种胚平面占籽粒平面3/4以上的籽粒于1998年冬季种植于云南景洪(北纬21° 99'，热带地区)，开花期自交获得高油 115/ CML171 //CML171 ///CML171 BC2 S2 籽粒；
(8)对高油115/CML171//CML171///CML171 BC2 S2籽粒进行鉴定筛选，选择种胚平面占籽粒平面3/4以上的籽粒于1999年春季种植于云南昆明(北纬25° 12'，亚热带地区)， 开花期自交获得高油115/ CML171 //CML171 ///CML171 BC2 S3籽粒；
(9)对高油115/CML171//CML171///CML171 BC2 S3籽粒进行鉴定筛选，选择种胚平面占籽粒平面3/4以上的籽粒于1999年冬季种植于云南景洪(北纬21° 99'，热带地区)，开花期自交获得高油 115/ CML171 //CML171 ///CML171 BC2 S4 籽粒；
(10)对高油115/CML171//CML171///CML171 BC2 S4籽粒进行鉴定筛选，选择种胚平面占籽粒平面3/4以上的籽粒于2000年春季种植于云南昆明(北纬25° 12'，亚热带地区)， 开花期自交获得高油115/ CML171//CML171///CML171 BC2 S5籽粒；
(11)经国家玉米改良中心实验室对高油115/CML171//CML171///CML171 BC2 S5籽粒进行含油量测定，其中编号CML171-1-1-2-1-1家系的全籽粒粗脂肪达到7. 72%，达到国家高油玉米2级品质标准(NY/T521-2002，粗脂肪(干基)彡7. 5%)。CML171-1-1-2-1-1集中了温带高油玉米和热带玉米的优点，既保持了较高的籽粒含油量(均以质量分数计，其籽粒含油量为7. 72%，即全籽粒粗脂肪含量7. 72%，)，又表现抗病和产量高，高抗玉米大小斑病 (大、小斑病病级均为2.5级)、高抗玉米丝黑穗病(丝黑穗病发病率为0)、高抗玉米穗粒腐病 (穗粒腐病平均病级为1)和中抗玉米矮花叶病(矮花叶病发病率为20. 6%)，在云南昆明(北纬25° 12')、弥勒(北纬24° 41')、开远(北纬23° 71')、建水(北纬23° 65')、景洪 (北纬21° 99')等热带、亚热带地区的平均产量可达320千克/亩。
(12)利用热带高油玉米自交系CML171-1-1-2-1-1，选育了热带高油玉米杂交种云瑞8号。据农业部谷物品质监督检验测试中心测试，云瑞8号全籽粒粗脂肪9. 16%，达国家高油玉米1级品质标准(NY/T521-2002，粗脂肪(干基)彡8. 5%);在2001年云南省农科院品种比较试验中，云瑞8号亩产656. 5千克，比第一对照晴三增产10. 4%、比第二对照云优167 增产13. 9%，居所有参试组合的第一位；在2002-2003年云南省玉米新品种区域试验(C组) 中，云瑞8号两年平均亩产562. 3kg，产量与普通玉米对照种兴黄单892相当，较对照增产的点次有23个，占试验点次的54. 8% ；据中国农业科学院作物科学研究所作物资源抗病虫鉴定课题组鉴定，云瑞8号大、小斑病病级均为3级(高抗)，矮花叶病发病率为29. 2% (中抗)， 穗腐病平均病级为1 (高抗)，丝黑穗病发病率为0 (高抗)。云瑞8号目前已在云南、贵州、 四川大面积推广应用，深受农民群众喜欢，成为云南省玉米生产中的主推品种。
权利要求
1.一种热带高油玉米自交系的选育方法，其特征在于以温带高油玉米杂交种为供体亲本、热带玉米自交系为轮回亲本，通过1代杂交、2代回交和5代自交，杂交和回交均以热带玉米自交系为父本，同时回交和自交每代对大胚籽粒进行选择，选育热带高油玉米自交系，所述的大胚籽粒是种胚平面占籽粒平面3/4以上的籽粒。
2.根据权利要求1所述的一种热带高油玉米自交系的选育方法，其特征在于所述的温带高油玉米杂交种是高油115，所述的热带玉米自交系是CML171。
全文摘要
本发明公开了一种热带高油玉米自交系的选育方法，属农作物育种技术领域。该方法是以温带高油玉米杂交种为供体亲本、热带玉米自交系为轮回亲本，通过1代杂交、2代回交和5代自交，杂交和回交均以热带玉米自交系为父本，同时回交和自交每代对大胚籽粒进行选择，即选择种胚平面占籽粒平面3/4以上的籽粒，选育热带高油玉米自交系。该方法所育成的热带高油玉米自交系集中了温带高油玉米种质的高含油量和热带玉米种质的优异抗性，表现品质优、抗性好和产量高，特别是在抗逆性和产量方面较原有温带高油玉米有明显优势，拓宽了温带高油玉米的种质基础，为选育适应热带、亚热带地区的高油玉米杂交种奠定了良好的基础。
文档编号A01H1/02GK102217531SQ20111015598
公开日2011年10月19日 申请日期2011年6月11日 优先权日2011年6月11日
发明者番兴明, 谭静, 陈洪梅 申请人:云南省农业科学院粮食作物研究所