一种基于远缘杂交技术的黑小麦新种质资源的创制方法与流程

本发明属于小麦育种技术领域，尤其涉及一种基于远缘杂交技术的黑小麦新种质资源的创制方法。

背景技术：

远缘杂交是指不同种、亚种、属、科间甚至血缘关系更远的物种间的杂交所产生的后代称为远缘杂交，种内不同类型间的杂交，栽培植物与野生植物之间的杂交也属于远缘杂交。远缘杂交具有多种优势，一方面，利用远缘杂交技术可以大大提升作物的变异多样性，为今后育种工作的开展提供基础；另一方面，通过远缘杂交技术导入胞质雄性不育基因可创造多种作物的雄性不育系、以及保持系，大大简化了育种工作的难度与工作量。此外，在作物远缘杂交过程中往往会产生一些物种进化中出现的新型种类，这能够为研究作物进化史的研究提供充分的实验依据，并深度阐明物种进化的规律，为今后实现新物种的创造提供可能。小麦的一些野生近缘植物在长期自然选择中，形成或保留了大量栽培小麦所不具备的或在人工选择条件下已经失去的抗逆、抗病虫、优质等优异基因，这些基因是普通小麦中所不具备的而为育种发展所需要的性状基因，是可以通过人工远缘杂交等方法转移到普通小麦背景中，从而拓宽小麦的遗传基础，使其增强抗性，改善品质，进而培育出高产、优质、抗病的小麦品种(系)，对保证粮食安全、提高人民生活水准具有重要作用。

随着我国社会经济的高速发展，人们生活品位和消费水平也得到了很大提升，特别是人们对食品的要求逐渐由温饱型向营养、医疗保健功能型转变。黑色食品具有天然性、营养性、功能性和科学性的“四重性”。小麦是我国的主要粮食作物之一。黑小麦又称益寿麦，是神奇的长寿食物。作为黑色家族的一颗新星,黑小麦以其独特的营养特点成为人类食品的新宠。

黑小麦的品种选育及推广过程中存在一些“瓶颈”因素,首先目前生产中的黑小麦品种普遍存在选育的品种产量低，晚熟，适应性不强；其次，由于黑小麦在生产中应用较晚，品种较少，出现了一定的盲目种植和品种配套种植技术滞后等问题，制约了黑小麦的生产发展；此外，和白粒小麦相比，黑小麦存在着开颖授粉、自然异交率高导致黑小麦后代品种退化，增加了育种成本。这些不利因素严重的制约了黑小麦品种的推广和进一步的产品开发。

通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：

近年来，小麦育种家已经育成不少的黑小麦新品种，然而，这些品种一般产量较低，且存在抗逆性不强、成熟偏晚等缺点，，因此，在生产中很难大面积的推广。在原有黑小麦新品种的基础上，提高其产量、品质、抗性等性状是黑小麦面积推广和产业化开发的关键。前人一般是黑小麦品种选育后期对其田间性状进行筛选，很难达到预期目标。本方法分别将普通小麦的高产性状和波兰小麦的抗病性状、硬粒小麦的优质性状与黑小麦的高营养性状结合到一起，创制新的黑小麦种质资源，其在农艺性状、产量、品质，营养价值、抗病性、适应性等方面都有突出的特点。

解决以上问题及缺陷的意义为：

小麦的一些近缘种在长期自然选择中，形成或保留了大量栽培小麦所不具备的或在人工选择条件下已经失去的抗逆、抗病虫、优质等优异基因，分别将普通小麦的高产性状和波兰小麦的抗病性状、硬粒小麦的优质性状与黑小麦的高营养性状结合到一起，经过多年的选育，可以通过人工远缘杂交等方法转移到黑小麦背景中，从而拓宽黑小麦的遗传基础，使其增强抗性，改善品质，进而培育出高产、优质、抗病的黑小麦新的种质资源。

技术实现要素：

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种基于远缘杂交技术的黑小麦新种质的创制方法。

本发明是这样实现的，一种基于远缘杂交技术的黑小麦新种质的创制方法包括：首先选择波兰小麦和普通小麦进行杂交，得到第一代f1不育系，将第一代f1不育系再与普通小麦杂交，得到第二代f1不育系，然后再用第二代f1不育系与硬粒小麦杂交，又得到第三代f1不育系，再用第三代f1不育系与黑小麦进行杂交，得到第四代f1，第四代f1有可育的和不育的，混收种下一代，f2代出现不育系(颖壳为红色)，f2代还出现了可育的(半不育)黑小麦选系，通过对黑小麦的可育系(半不育)进行系统选育，选育出新的黑小麦种质资源。

进一步，所述创制方法包括：

步骤一，选择波兰小麦和普通小麦进行杂交；

步骤二，得到第一代f1不育系；

步骤三，将第一代f1不育系再与普通小麦进行杂交；

步骤四，得到第二代f1不育系；

步骤五，将第二代f1不育系与硬粒小麦进行杂交；

步骤六，得到第三代f1不育系；

步骤七，将第三代f1不育系与黑小麦进行杂交；

步骤八，得到第四代f1仍出现有可育株和不可育系，成熟后混收f1代可育系。种植混收的f1代可育系，f2代出现了不育系(颖壳为红色)和可育系(半不育)，对黑小麦的可育系(半不育)进行系统选育，选育出新的黑小麦种质资源。

结合上述的所有技术方案，本发明所具备的优点及积极效果为：

本发明通过远缘杂交把小麦近缘种和不同遗传背景的小麦材料的有利基因成功的聚合到黑小麦品系上，从而提高黑小麦的综合抗性、适应性，并大幅度地提高黑小麦的产量、抗性、品质及适应性。

本发明的方法通过远缘杂交得到的不育系在和不同遗传背景的小麦材料(如普通小麦、硬粒小麦、黑小麦)聚类杂交，可以快速的选育出黑小麦新种质资源。采用本项发明可准确快速的选育新的黑小麦种质资源。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的基于远缘杂交技术的黑小麦新种质资源的创制方法流程图。

图2是本发明实施例提供bl1371与普通小麦陕研08、周麦28杂交得到f1不育系的实物效果图。

图3是本发明实施例提供的与硬粒小麦硬6杂交得到f1不育系的实物效果图。

图4是本发明实施例提供的与黑小麦稷紫黑麦9号杂交得到f2不育系(颖壳为红色)的实物效果图。

图5是本发明实施例提供的与黑小麦稷紫黑麦9号杂交得到f2可育系(半不育)的实物效果图。

图6是本发明实施例提供的选育方法创制的黑小麦新种质12(11)1-2-3-4-5-11-15-6-1的实物效果图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种基于远缘杂交技术的黑小麦新种质资源的创制方法，下面结合附图对本发明作详细的描述。

如图1所示，本发明实施例提供的基于远缘杂交技术的彩色小麦新种质资源的创制方法包括：

步骤一，选择波兰小麦bl1371和普通小麦陕研08进行杂交；

步骤二，得到第一代f1不育系；

步骤三，将第一代f1不育系再与普通小麦周麦28进行杂交；

步骤四，得到第二代f1不育系；

步骤五，将第二代f1不育系与硬粒小麦硬6进行杂交；

步骤六，得到第三代f1不育系；

步骤七，将第三代f1不育系与黑小麦稷紫黑麦9号进行杂交；

步骤八，得到第四代f1仍出现有可育株和不可育系，成熟后混收f1代可育系。种植混收的f1代可育系，f2代出现了不育系(颖壳为红色)和可育系(半不育)，对黑小麦的可育系(半不育)进行系统选育，选育出新的黑小麦种质资源。

举例说明，用此方法创制的黑小麦种质资源。

黑小麦新种质12(11)1-2-3-4-5-11-15-6-1的特点及选育过程：

1、黑小麦新种质12(11)1-2-3-4-5-11-15-6-1的特点：

12(11)1-2-3-4-5-11-15-6-1属于半冬性，多小穗；幼苗半匍匐，分蘖力强，成穗率高；浅绿，株型紧凑，穗层整齐，茎秆粗壮紫黑，抗倒伏；株高70-80cm，平均穗长7.0cm，平均穗粒数36.8粒；黑粒，角质，千粒重平均42.3g，成熟时落黄好，田间抗病性良好，经品质分析，蛋白质达到18％以上。

2、黑小麦新种质12(11)1-2-3-4-5-11-15-6-1的选育过程：

2012年在小麦开花期，用波兰小麦bl1371和陕研08进行杂交，获得杂交种子，成熟后收获，产生f0，命名12(11)；

10月份种植12(11)，2013年在小麦开花期f1出现不育系，用不育系和周麦28进行杂交，获得杂交种子，并命名12(11)1；

10月份种植12(11)1，2014年在小麦开花期f1出现不育系，用不育系和硬6进行杂交，获得杂交种子，并命名12(11)1-2；

10月份种植12(11)1-2，2015年在小麦开花期f1出现不育系，用不育系和稷紫黑麦9号进行杂交，获得杂交种子，并命名12(11)1-2-3；

10月份种植12(11)1-2-3，2016年在小麦开花期f1仍出现有可育系和不可育系，成熟后混收f1代可育系，并命名12(11)1-2-3-4；

10月份种植2(11)1-2-3-4，2017年在小麦开花期f2出现不育系((颖壳为红色))和可育系(半不育)黑小麦材料，将可育系(半不育)黑小麦材料命名12(11)1-2-3-4-5进行系统选育，选育出品质优、农艺性状良好、抗病性好的黑小麦新种质，并命名为12(11)1-2-3-4-5-11-15-6-1。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，都应涵盖在本发明的保护范围之内。