一种玉米新选系GCA渐进测定法的制作方法

本发明属于现代农业作物育种与良种繁育学领域，具体涉及玉米新自交系选育过程中，一种玉米新选系gca渐进测定法。

背景技术：

gca高低是评价玉米自交系优劣的重要依据，玉米新自交系选育及其gca测定是一个程序复杂、工作量大、需时较长的过程。玉米自交系gca测定方法通常有顶交法、双列杂交法和多系测交法，用得最多的是双列杂交法。在选育玉米新自交系过程中，测定新选系gca的时间有早代即s2代以前包括基本株测定，中代即s3代、s4测定，晚代即s5代以后测定。不同育种者或学者对测定gca的时间持不同的观点，jenkins(1935)和sprague(1939)最早提出了自交系gca早代(s2代以前)测交，其后许多研究结果也表明了基本株之间的gca显著不同，自交早代gca相当稳定，能遗传给后代，因此主张早代或基本株测配；也有研究认为早代自交系的gca尚不稳定，gca具有累加效应，会随着世代增加而不断积累提高，因此在自交系选育过程中，早代测定可靠性和选择效率低，不能以早代更不能以基本株测定代替晚代测定，因此主张中、晚代测定，但中、晚代测定因选系较多，工作量很大。在测交方式，无论早代测定还是中晚代测定，均是用测验系作母本，被测系作父本，且用被测系混合花粉与母本杂交，从而更增加了工作量，而且难实现测用结合。

技术实现要素：

本发明针对上述不足，将早、中、晚代测定紧密结合起来，构建一种玉米新选系gca渐进测定法。

本发明的目的在于明确玉米新自交系选育过程中，测定选系gca的具体时间、如何选择被测系和测验系、采用什么测交方式、如何鉴定测交组合、如何分析测交结果，以便更加快速、有效、准确地选育出gca高的自交系，并实现自交系选育与品种培育相结合。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

经过中代和晚代两次测定，中代测定是基础，晚代测定是中代测定的深化，包括以下步骤：

(1)中代测定——在每个基本株的s3代家系中，只选1～3个家系构成母本系列，选5～8个与选系无血缘关系的稳定自交系构成父本系列，组配一套双列测交组合，同时播种s3代家系，经单株自交分离选择获得s4代家系；

(2)中代测交组合鉴定：正季播种s4代家系，经单株自交分离选择获得s5代家系，同时进行中代双列测交组合鉴定试验，采用间比法排列，以产量为目标，计算出各测交组合产量比相邻对照产量平均值增产或减产的百分率，并计算出各基本株内家系所有测交组合产量比对照产量增产或减产百分率平均数，比较基本株间家系的平均数，平均数正向值越高，则该基本株的s3代家系gca越高，按照20％选择压选留gca较高的基本株产生的全部s5代家系，淘汰gca较低的基本株产生的全部s5代家系；

(3)晚代测定——在中代测定基础上，将选留下来的基本株产生的全部s5代家系种子分成两份，一份于玉米生长正季播种，经单株自交分离选择获得s6代家系，一份构成测交的母本系列，以8—10个与选系无血缘关系的稳定自交系构成父本系列，组配一套双列测交组合；

(4)晚代测交组合鉴定：正季播种s6代家系，经单株自交分离选择获得s7代家系，同时进行晚代双列测交组合鉴定试验，采用间比法排列，以产量为目标，计算出各测交组合产量比相邻对照产量平均值增产或减产的百分率，并计算出各基本株内家系所有测交组合产量比对照产量增产或减产百分率平均数，比较基本株间家系的平均数，平均数正向值越高，则该基本株的s5代家系gca越高；比较基本株内各选系所配测交组合产量比对照产量增产百分率，增产百分率越高的选系gca越高，选留基本株内gca较高的s7代家系，淘汰gca较低的基本株产生的全部s7代家系和基本株内gca较低的s7代家系。

为了更好的效果：上述步骤(2)中代测交组合鉴定所述的20％选择压即为当选基本株占基本株总数的比例。

上述步骤(3)晚代测定所述的8～10个与选系无血缘关系且遗传性状稳定的自交系应全部包括步骤(1)中代测定所述的5～8个自交系。

完成中代、晚代测定后，以晚代测定选留下来的基本株产生的每一个被测系在两次测定中增产组合的增产百分率为横坐标，增产组合数为纵坐标分别绘制一条曲线，增产百分率与增产组合数分布曲线趋于正态分布的被测系便是gca好的选系，再结合选系的自身产量、抗逆性、株叶型和一致性等，按照5％选择压从s7代家系中确定出当选系，将未当选的s7代家系予以淘汰。

上述的5％选择压即为最终当选选系占第二次测定选留下来的选系总数的比例。

该法的突出特点有四个：一是经过了中代和晚代两次测定，且两次测定是渐进式的；二是第一次测定只选择了部分s3家系，这些家系足能代表基本株的状况，且已经过了gca遗传效应的积累，比基本株测定更准确可靠，第二次测定更简便，因此大大减少了工作量；三是采用的测验系更多，组配方式为双列式，比常规测配方式更全面；四是实现了测用结合。因此，本发明具有测定程序相对简单、工作量更小、选择效率更高、可靠性更强和测用结合的优势。

同已有的玉米自交系选育过程中新选系gca测定方法相比较，本发明解决了以前测定选系gca程序复杂、工作量大、需时较长、有效率低的问题，且实现了测用结合，缩短了育种时间，提高了品种选育效率。

附图说明：

下面结合附图及实施例对本发明作进一步地详述。

图1为玉米新选系gca测定方法示意图。

图2为测交组合增产百分率与增产组合数曲线分布示意图

图1中s3～s7表示自交世代数；♀表示杂交母本，♂表示杂交父本，×表示杂交；⊕表示自交；①表示第一次测定，②表示第二次测定；c1和c2分别表示第一和第二次测交组合比较试验；③表示复配杂交组合种子；④表示参加品种比较试验、区域试验和生产试验；⑤表示品种审定。

图2中横坐标表示增产百分率，纵坐标表示增产组合个数。

表1自交系wz0714不同基本株s3代家系第一次gca测定增产百分率

注：因第5、9、12、14、20基本株的家系在选择过程被自然淘汰，所以表中未列出。

表2自交系wz0714不同基本株s5代家系第一次gca测定增产百分率

表3自交系wz0853不同基本株s3代家系第一次gca测定增产百分率

注：因第7、13、17号基本株的家系在选择过程被自然淘汰，所以表中未列出。

表4自交系wz0853不同基本株s3代家系第一次gca测定增产百分率

具体实施方式

以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

实施例一

(1)2006年冬季在本院海南试验基地用自选系xz966-14作母本，a801作父本，组配出xz966-14×a801组合。

(2)2007年春季在本院梁平试验基地种植xz966-14×a801，2行40株，授粉期间从中选取21株进行单株自交(基本株)，成熟收获晒干后分单穗脱粒(s1代系)，分别编号为071-1、071-2、……、071-21。

(3)2007年冬季在本院海南试验基地分别种植21个基本株单株自交产生的s1代系，每系30株，田间各单株自交8—10株，经田间鉴定及室内考察评定后，自然淘汰2个基本株的家系，余下19个基本株每个分别选留5—6个果穗构成s2代家系。

(4)2008年春季在本院梁平试验基地分别种植19个基本株单株自交产生的s2代家系，每系30株，田间各单株自交8—10株，经田间鉴定及室内考察评定后，自然淘汰3个基本株的家系，余下16个基本株每个s2代家系分别选留5—6个果穗构成s3代家系。

(5)2008年冬季在本院海南试验基地以基本株为单元，从余下的每个基本株的s3代家系中选1—3个系共32个系构成母本系列，用286-4、m017、掖478、郑32、丹598、75-1、fm13、成687构成父本系列，组配出256个双列测交组合。

同时分穗行种植16个基本株单株自交产生的s3代系，每系20株，田间各单株自交5—8株，经田间鉴定及室内考察评定后，每穗行选留2—3个果穗构成s4代家系。

(6)2009年春季在本院梁平试验基地种植256个测交组合，间比法排列，6个组合排1个对照，对照品种为渝单8号，测交组合产量增产百分率列于表1。

同时分别种植16个基本株单株自交产生的s4代系，每系20株，田间各单株自交5—8株，经田间鉴定及室内考察评定后，参照测交组合比较试验结果，筛选出比对照增产百分率较高的s3代家系所对应的基本株，即第2号、第4号、第8号、第16号、第19号、第21号基本株产生的全部s5代家系，淘汰其余s3代家系所对应的基本株产生的s5代家系。

(7)2009年冬季在海南试验基地将保留下来的6个基本株产生的全部31个s5代家系种子分成两份，一份种植在选种圃继续进行单株自交产生s6代家系，一份种植在测交圃作母本构成母本系列，以286-4、m017、掖478、郑32、丹598、75-1、fm13、成687、084-7111(先玉335的s4代选系)和085-3212(先玉128的s4代选系)作父本构成父本系列，组配310个双列测交组合。

(8)2010年在本院梁平试验基地玉米生长正季，将全部s6代家系播种在选种圃继续进行单株自交产生s7代家系；将组配的310个双列测交组合播种在比较试验区，采用间比法排列，6个组合排1个对照，对照品种为渝单8号，测交组合产量增产百分率列于表1，其中071-41322×084-7111和071-41322×085-3212表现较突出。通过比较基本株间家系和基本株内不同选系所配测交组合增产百分率，并综合考虑选系的自身产量、抗病性和性状一致性，最后确定第2号基本株产生的选系即071-2361111和第4号基本株产生的选系即071-4132211、071-4133111和071-4231111入选。

(9)2010年冬季在本院海南试验基地，复配071-4132211×084-71111(此时已是s5代系了)和071-4132211×085-32121(此时已是s5代系了)，生产多量种子参加2011年重庆市预备试验。

事实证明071-4132211和071-4133111是gca和自身产量高、抗病性和性状一致性好的两个自交系。其中，071-4132211×084-71111就是2014年通过重庆市审定的忠玉9号，071-4132211×085-32121就是2014年通过重庆市审定的金穗98，用071-4132211组配的品种还有金穗58(2016年通过重庆市审定)和金穗131(待审定)；用071-4133111已组配出三峡玉12(待审定)。

实施例二

(1)2007年引进先锋公司杂交种先玉128，冬季在本院海南试验基地种植先玉128，2行40株。授粉期间从中选取18株进行单株自交(基本株)，成熟收获晒干后分单穗脱粒(s1代系)，分别编号为085-1、085-2、……、085-18。

(2)2008年春季在本院梁平试验基地分别种植18个基本株单株自交产生的s1代系，每系30株，田间各单株自交8—10株，经田间鉴定及室内考察评定后，自然淘汰1个基本株的家系，余下17个基本株每个分别选留5—6个果穗构成s2代家系。

(3)2008年冬季在本院海南试验基地分别种植17个基本株单株自交产生的s2代系，每系30株，田间各单株自交8—10株，经田间鉴定及室内考察评定后，自然淘汰2个基本株的家系，余下15个基本株每个分别选留5—6个果穗构成s3代家系。

(4)2009年春季在本院梁平试验基地以基本株为单元，从余下的每个基本株的s3代家系中选1—3个系共28个系构成母本系列，用286-4、xz966-14、掖478、丹598、75-1构成父本系列，组配出140个双列测交组合。

同时分穗行种植15个基本株单株自交产生的s3代系，每系20株，田间各单株自交5—8株，经田间鉴定及室内考察评定后，每穗行选留2—3个果穗构成s4代家系。

(6)2010年春季在本院梁平试验基地种植140个测交组合，间比法排列，6个组合排1个对照，对照品种为渝单8号，测交组合产量增产百分率列于表3。

同时分别种植15个基本株单株自交产生的s4代系，每系20株，田间各单株自交5—8株，经田间鉴定及室内考察评定后，参照测交组合比较试验结果，筛选出比对照增产百分率较高的s3代家系所对应的基本株，即第3号、第5号、第9号基本株产生的全部s5代家系共12个，淘汰其余s3代家系所对应的基本株产生的s5代家系。

(7)2010年冬季在海南试验基地将保留下来的5个基本株产生的21个s5代家系种子分成两份，一份种植在选种圃继续进行单株自交产生s6代家系，一份种植在测交圃作母本构成母本系列，以286-4、xz966-14、掖478、丹598、75-1、071-4132211、093-2122、06x9-7作父本构成父本系列，组配出168个双列测交组合。

(8)2011年在本院梁平试验基地玉米生长正季，将全部s6代家系播种在选种圃继续进行单株自交产生s7代家系；将组配的168个双列测交组合播种在比较试验区，采用间比法排列，6个组合排1个对照，对照品种为渝单8号，测交组合产量增产百分率列于表1，其中085-32121×071-4132211(金穗98反交)和085-32121×093-2122表现突出。通过比较基本株间家系和基本株内不同选系所配测交组合增产百分率，并综合考虑选系的自身产量、抗病性和性状一致性，最后确定第3号基本株产生的选系即085-3212111和第9号基本株产生的选系即085-9612111入选。

(9)2011年冬季在本院海南试验基地，复配071-4132211×085-3212111(改为正交)和085-3212111×093-2122，生产多量种子。其中071-4132211×085-3212111参加2012年重庆市区域试验，085-3212111×093-2122参加2012年本院组织的多点试验，2013年参加重庆市预备试验，2014、2015年参加重庆市区域试验和生产试验。

事实证明085-3212111是gca和自身产量高、抗病性和性状一致性好的自交系。其中，071-4132211×085-3212111就是2014年通过重庆市审定的金穗98，085-3212111×093-2122就是2016年通过重庆审定的金穗33。

实施例三

测定选系gca的时间应在s3代及以后，即s3代、s4代、s5代进行，需要进行两次测定，本发明主张在s3代进行第一次测定。

第一次测定，即中代测定。包括以下具体步骤：

1、以基本株为单元，从每个基本株的s3代家系中，依据系谱代号选1—3个家系作母本被测系，构成母本系列。取被测系种子80粒，分系种植在测交圃作母本，选5—8个与被测系无血缘关系且遗传性状稳定的自交系作父本，构成父本系列，组配一套双列测交组合。

将所有s3代家系种植在选种圃，在穗行内继续进行单株自交产生s4代家系。

2、在玉米生长正季，将全部s4代家系播种在选种圃继续进行单株自交产生s5代家系；将组配的中代双列测交组合播种在比较试验区，采用间比法排列，以产量为目标，计算出各测交组合产量比相邻对照产量平均值增产或减产的百分率，并计算出各基本株内家系所有测交组合产量比对照产量增(减)产百分率平均数。比较基本株间家系的平均数，平均数正向值越高，则该基本株的s3代家系gca越高。按照20％选留压从s5代家系中选择gca较高的基本株产生的所有s5代家系，将未当选的基本株产生的s5代家系予以淘汰。

第二次测定，即晚代测定。包括以下具体步骤：

3、在第一次测定基础上，将当选的s5代家系分成两份，一份种植在选种圃继续进行单株自交产生s6代家系，一份种植在测交圃作母本构成母本系列，以8—10个(包括第一次所用测验种)与被测系无血缘关系且遗传性状稳定的自交系作父本构成父本系列，组配一套双列测交组合。

4、在玉米生长正季，将全部s6代家系播种在选种圃继续进行单株自交产生s7代家系；将组配的晚代双列测交组合播种在比较试验区，采用间比法排列，以产量为目标，计算出各测交组合产量比相邻对照产量平均值增产或减产的百分率和各基本株家系所配测交组合产量比对照产量增(减)产百分率平均数。比较基本株间家系的平均数，平均数正向值越高，则该基本株的s5代家系gca越高；比较基本株内各选系所配测交组合产量比对照产量增产百分率，增产百分率越高的选系gca越高。选留基本株内gca较高的s7代家系，淘汰gca较低的基本株产生的全部s7代家系和基本株内gca较低的s7代家系。

5、完成第一、第二次测定后，以第二次测定选留下来的基本株产生的每一个被测系在两次测定中增产组合的增产百分率为横坐标，增产组合数为纵坐标分别绘制一条曲线，增产百分率与增产组合数分布曲线趋于正态分布的被测系便是gca好的选系。再结合选系的自身生产力、抗逆性、株叶型和一致性等，按照5％选择压从s7代家系中确定出当选系。将未当选的s7代家系予以淘汰。

两次测定是渐进式的，第一次测定是第二次测定的基础，第二次测定是第一次测定的深化。

6、将第二次测定中产量高、增产幅度大、选系自身生产力高的杂交组合进行复配，经过品种比较试验和多点试验，进一步鉴定其丰产性、适应性和抗逆性，再进行区域试验和生产试验，完成品种审定后进入推广应用过程，实现测用结合。

上述技术方案所述的基本株即为在基础材料中进行第一次单株自交的植株。

上述技术方案所述的依据系谱代号选1—3个家系是这样选择：用p表示选系的基础材料，p-1，p-2，p-3，……，p-n分别代表第1，第2，第3，……，第n号基本株自交产生的s1代，p-11，p-12，p-13表示第1号基本株的3个s2代家系，p-111，p-112，p-113，p-114，p-121，p-122，p-123，p-124，p-131，p-132，p-133，p-134表示第1号基本株的12个s3代家系，分别在p-111，p-112，p-113，p-114中；p-121，p-122，p-123，p-124中；p-131，p-132，p-133，p-134中各任选1个系作为被测系。其余基本株照此类推。

上述技术方案所述的gca即为自交系的一般配合力。

上述技术方案所述的玉米生长正季即为适合玉米正常播种及其生长发育的季节。

上述技术方案所述的测交圃即为用于作测交的地块。

上述技术方案所述的20％选择压即为基本株当选率不高于20％；5％选择压即为选系当选率不高于被测系5％。

上述技术方案所述的自身生产力即为自交系繁殖、制种产量。

上述技术方案所述的性状稳定指群体内植株高度、株型、叶色、花色包括雌穗花丝颜色、雄穗护颖颜色、花药颜色、粒型、籽粒颜色、穗轴颜色等性状完全一致。

上述技术方案所述的复配即为以当选被测系为母本，相应测验系为父本，重新生产杂交种子。

上述技术方案所述的区域试验和生产试验即为《中华人民共和国种子法》所赋予的权威机构组织的试验。

上述技术方案所述的品种审定即为《中华人民共和国种子法》所赋予的权威机构按照法定程序组织的品种推广认证。