自花授粉和常异花授粉农作物种群、品种选育方法技术

本发明专利技术涉及农作物选育种领域，具体涉及具体是自花授粉和常异花授粉农作物种群、品种选育方法。选育方法包括将母本群和父本群杂交获得水稻种群，其中母本群是将具有不同目的性状的亲本配对杂交，产生的Ｆ１代再配对杂交，产生的分离群体的各个单株或各个单株自交繁殖产生的分离单株；父本群选择纯合的品系或品种或杂合的分离世代；方法包括杂交、稳定性自交、测定、分类与种群改良五个阶段。该种群及品种具有一致性、稳定性、特异性；农民可以适当留种的特性，也适宜公司进行原原种的大规模开发；又具有高度适应性、抗病性和高产的特点，育种过程对专家经验的依赖型减少，也适合农民自行选种。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本专利技术涉及农作物选育种领域，具体是自花授粉(如水稻、花生、小麦、大豆、番茄等)和常异花授粉农作物(油菜、棉花、辣椒、菜心、茄子、芥蓝等)种群、品种选育方法。
技术介绍
自花授粉农作物包括水稻、花生、小麦、大豆、番茄等，常异花授粉农作物包括油菜、棉花、辣椒、菜心、茄子、芥蓝等，其中水稻是世界三分之一人口的主食，粮食生产始终是世界经济的重要基础。目前国内外利用的水稻品种分为常规稻和杂交稻两大类，从基因型上都是单基因型。常规稻即通过选择合适的亲本杂交后，通过多代单株选择获得稳定改良的单基因型品种，国际水稻研究所G.S.Khush等于1965年育成IR8，中国广东省农科院水稻研究所黄耀祥等育成广场矮，他们为水稻矮化育种作出了重要贡献(黄耀祥，International rice Congress，2002.9)，在世界上都有重大影响；中国杂交水稻研究中心袁隆平院士为首创造的杂交稻就是在自花授粉作物中成功的利用了杂种优势，他也被誉为“杂交水稻之父”(袁隆平等，International rice Congress 2002.9)。中国在水稻育种研究和利用的总体水平都处于世界领先水平。在育种家们的长期努力下，中国育种水平不断提高，已育成上万个水稻品种(含杂交稻和常规稻品种)，其共同特征是利用单基因型的品种，即一个品种一个基因型。在小麦上，1959年博劳格用抗锈病的11种不同生理小种的15个品种与一个综合性状良好的品种Yaqui50分别杂交，并以Yaqui50为轮回亲本回交，育成了15个品系的近等基因系，他将其中的8个系混合，构成了多系品种，以控制锈病的危害。再如高德荣等(高德荣等，安徽农业科学，2001，29(5)603-604)含不同抗白粉病基因的小麦多系品种(多系分别“优中选优”，育成后混合)，但因不同近等基因系间株高存在较大差异，而不能在生产上推广。傅兆麟研究认为多系品种在稳产性、丰产性上也具有明显的优势，但与多系品种混合方法和技术有关，提出生态组合力的概念和农艺性状应一致，也需要考虑不同基因型在不同环境条件下的反应可能不同。但他的研究主要考虑的是已育成2-3个品系的如何混合的问题(高德荣等，安徽农业科学，2001，29(5)603-604)。吴立人等(吴立人等，中国农业科学，2000，33(5)1-7)研究多系品种控制小麦条锈病策略，指出将不同抗病基因导入同一品种，并多次回交，获得农艺性状相似的不同抗病基因的若干品系混合种植，并根据抗性变异调整品系组成。但由于育种“复杂性和多目标性”难以做到，而使多系品种迄今未在生产上推广。而混合品种则引起广泛兴趣。郭咏梅等(郭咏梅等，云南农业大学学报，2001，4267-270)提出培育抗稻瘟病杂交稻恢复系多系品种的概念，其定义是选择对各个小种具有不同抗性的品种，分别与各种优良性状的品种(指杂交稻的恢复系)杂交，然后将后者作为轮回亲本，反复回交，鉴定和选出不同抗性的近等基因系，然后将若干品系人工混合构成多系品种，把这样相同背景而抗性基因有差异的混合群体叫寄主集团，实现抗性多样化。由此可见，多基因型在对付抗病性上的优势是肯定的。而且目前多系品种几乎全部用在解决抗病性问题上。但多系品种的形成还是简单的杂交和用轮回亲本回交，然后选单株，要形成很多的多系品系回交工作量也是巨大的。目前人们还没有有效的解决多系品种的一致性问题。因为采取单一基因型“优中选优”的选择育种必然导致品系特异化。可见多系品种只能以某一个农艺性状为重点，获得该基因的多位点品系。因为受传统杂交育种基因型“优中选优”的思路局限，没有有效设计杂交，创造大量重组体的思路，也没有有效选择大量重组体的技术路线。就因“复杂性和多目标性”难以做到而不能大规模利用多基因型的品种。混合品种虽然“引起人们的兴趣”，但混合前必须收集大量基本一致可以混合的品种。否则要使已经高度特异化的品种，简单混合就无法达到品种的一致性要求。而且混合品种对每个品种而言，存在“侵权问题”。因此至今在水稻上没有一般意义上的多基因型品种，小麦也未真正形成规模化生产的多基因型品种。因此急需研究在任何情况下符合一致性、稳定性、特异性的多基因型种群、品种选育方法，而不是仅针对抗病性的多系品种的组配方法。
技术实现思路
本专利技术提供一种农作物种群、品种选育方法，通过该方法产生一致性、稳定性、特异性的多基因型种群、品种，达到符合优质、高抗、高产等育种目标。将母本群和父本群杂交获得农作物初级杂交种群，其中，母本群是将具有不同目的性状的亲本配对杂交，产生的F1代再配对杂交，产生的分离群体的各个单株或杂交早代单株自交繁殖产生的分离单株；父本群选择纯合的品系或品种或杂合的分离世代或与母本群相同方式产生的分离世代。母本群有2-4个原始亲本，亲本是纯合的品系或品种或是分离世代；其中分离世代可以是单交、三交或双交后的分离世代，或根据育种需要单交、三交或双交的亲本也可以为单交、三交或双交后的分离世代，依此类推；分离群体的各个单株自交繁殖为1～10代，用于与父本群杂交的分离单株数在4～100000株之间，优选6～10000株，更优选10～5000株之间；其中父本群中的分离世代是单交种、三交种或双交种的分离世代。遗传多样性育种是指通过六个以上的亲本杂交，并保留几乎所有杂交后代，通过稳定性自交繁殖，创造出成千上万个纯合多基因型，即在育种中最大限度的利用生物的遗传多样性，然后根据不同的选择标准和对品种的特性要求，把成千上万的同类型稳定单株或株系合并，即合并同类项的办法，形成多基因型种群品种。因为该方法可以最大限度的在育种中主动利用不同品种和杂交重组产生的遗传多样性，使生物遗传多样性利用与育种相统一，因此把这种育种思路称遗传多样性育种，并在自花授粉和常异花授粉农作物育种中具有可移植性，因此具有广阔的应用前景。种群改良把上述纯合多基因型组成的群体叫初级种群，在该新技术育种过程中主要是对多种基因型种群的多次改良和提高的过程，选择的技术也不同于以往的“优中选优”，而是采用与育种目标相协调的选择标准和方法，选择协调性种群，主要是淘汰最差的，而不一定总是选择最好的。其技术要点在于选择协调一致的种群，达到符合优质、高抗、高产等育种目标。改良的对象主要是种群，也称种群改良育种。集团作物(多基因型种群品种)从品种形态上讲，该技术形成的最终产品是种群，其最大特点在于多基因型，而不是目前生产上使用的品种，都是一个单基因型。这种种群实际上是表现型相似而基因型不同的多基因型品种，但因为多基因型种群品种的名词太长、太抽象，为了简化就叫集团作物。遗传多样性育种的原理在于，农作物的大多数农艺性状是多基因控制的数量性状，在不同数量性状基因之间作用和效果类似，即微效多基因特点，这也是的数量性状的基本特点。近年来的分子生物学研究，又从大量数量性状位点(QTLs)分子标记的层面证实了该基本特点。基于该原理，而任何一个多基因控制的性状，都可能找到不同基因控制但表现一致或类似的表现型。遗传多样性育种的核心就是基于这样的原理，通过换位思维，来应用多基因控制的同一表现型。即一般育种过程中，育种家要努力区分和选出纯合的基因型，本专利技术提供的方法则恰恰相反，有意选择表现型一致的不同基因型，育种过程中尽可能保留所有基因控制的多基因型重组体。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种农作物种群选育方法，其特征在于：将母本群和父本群杂交获得初级杂交种群，其中母本群是将具有不同目的性状的亲本配对杂交，产生的Ｆ↓［１］代再配对杂交，产生的分离群体的各个单株或杂交早代单株自交繁殖产生的分离单株；父本群选择纯合的品系或品种或或杂交Ｆ↓［１］或杂合的分离世代或与母本群相同方式产生的分离世代。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种农作物种群选育方法，其特征在于将母本群和父本群杂交获得初级杂交种群，其中母本群是将具有不同目的性状的亲本配对杂交，产生的F1代再配对杂交，产生的分离群体的各个单株或杂交早代单株自交繁殖产生的分离单株；父本群选择纯合的品系或品种或或杂交F1或杂合的分离世代或与母本群相同方式产生的分离世代。2.如权利要求1所述的种群选育方法，其特征在于该方法包括以下步骤一、杂交阶段母本群是将具有不同目的性状的亲本配对杂交，产生的F1代种子配对杂交，产生的分离群体的各个单株或各个单株自交繁殖产生的分离单株；父本群选择纯合的品系或品种或杂合的分离世代或与母本群一样的方式产生的分离群体；母本群和父本群杂交形成初级种群；二、稳定性自交阶段将获得的初级种群根据作物的繁殖系数和育种目标，确定每个杂交后代在每个世代保留的个体数，并按株系种植，使他们自交稳定；三、测定阶段测定每个重组个体作为合并同类项依据的性状表现值，根据育种目标要求的其他测定性状可以在种群合并同类项后测定，每株收获足够的种子，以保证其他测定和下阶段种子用量；四、分类阶段根据上述测定结果，从表现型上合并同类项，即根据选中的特征，如株高相同，合并表现相同的重组个体或株系；五、种群改良阶段把入选同一种群的相应单株的种子等量混合，就获得了表现型一致的一级种群。3....

【专利技术属性】
技术研发人员：李晓方，刘彦卓，肖昕，罗文永，陈建伟，毛兴学，王晓玲，邢丹英，周桂元，
申请(专利权)人：广东省农业科学院水稻研究所，长江大学，李晓方，
类型：发明
国别省市：81[中国|广州]