[發明專利]一種快速玉米育種群體改良的方法

有效

• 申請號: 201811268759.2
• 申請日: 2018-10-29
• 公開（公告）號: CN109536629B
• 公開（公告）日: 2023-04-18
• 發明（設計）人: 王紅武;劉小剛;胡小嬌;李坤;徐云碧;黃長玲
• 申請（專利權）人: 中國農業科學院作物科學研究所;中玉科企聯合（北京）種業技術有限公司
• 主分類號: C12Q1/6895
• 分類號: C12Q1/6895
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 王文君;陳征

本發明提供一種快速玉米育種群體改良的方法，包括以下步驟：利用高密度SNP分子標記對基礎群體進行基因型鑒定，結合田間表型鑒定，選擇優良單株群體，利用雙單倍體技術使優良單株群體快速生產數量眾多的DH系；對DH群體進行多點田間表型鑒定及配合力測定，選擇表現優良的單株進行分子標記鑒定，分析、挖掘目標性狀關聯標記位點；建立全基因組選擇模型；以建立的全基因組選擇模型篩選最優秀的若干DH系，混合授粉，形成新一輪基礎群體；再次利用雙單倍體技術使基礎群體快速生產數量眾多的DH系，利用全基因組選擇模型進行表型預測篩選，對篩選出的優株進行多點田間表型鑒定，篩選優良自交系；循環上述步驟改良基礎群體，選育更多優良自交系。

技術領域

本發明涉及育種技術，具體是一種快速玉米育種群體改良的方法。

背景技術

玉米育種是農業研究的重要方向之一，雜交育種是玉米育種的重要方式。在玉米雜交育種中，優良育種基礎材料的創制是育種成敗的關鍵。常用的群體創制方法有群體改良、系譜選擇、回交選育等方法，但這些方法選育時間長，往往需要6-8個世代(3-5年)，遺傳增益小，選育效率低。存在的具體問題如下：1、低世代群體材料(如S₁-S₃)是雜合狀態，由于存在顯隱性和基因互作，表型鑒定不準確，不能完全代表最終純合自交系的表型結果，現有技術往往是對高代材料進行鑒定篩選。2、改良周期長，由于是對低世代雜合家系或單株進行鑒定改良，選擇的單株和家系不能直接用于選育雜交種，需要進行多代自交，形成純系后進行雜交配組。3、現有技術沒有將分子鑒定方法和現代生物統計學技術有效結合，對群體家系或單株分子遺傳背景鑒定和遺傳多樣性控制不夠精準，對目標性狀篩選鑒定效率較低，育種數據不能被高效利用。介于此，目前迫切需要應用現代生物技術提高育種效率。

雙單倍體(DH)技術是現代生物育種技術的典型代表，通過孤雌生殖方式，經過2個世代即可獲得100％純合的自交系，目前利用DH技術創制玉米自交系已經是種業公司重要的技術手段。全基因組選擇(GS)技術是2000年以后新發展起來的一種分子育種選擇技術，是在現代統計學和高通量分子標記快速發展基礎上發展的一種育種預測方法，具有根據個體基因型預測表型的能力，如DH表型和雜交種后代表型預測的能力，進而能夠快速進行表型鑒定。可見DH技術解決了玉米自交系快速創制的問題，GS解決了自交系大規模篩選和表型鑒定的問題。整合DH+GS技術，建立基于DH+GS的育種技術體系，可以快速創制育種材料，快速進行育種研發。分子標記輔助該技術能更加精準地鑒定、挖掘目標性狀位點，確保所選株系的目標性狀表現優良。

發明內容

針對現有群體改良技術存在的如下問題：1)周期長，往往要經過5-8個世代；2)表型鑒定困難，現有技術往往是對雜合群體進行鑒定，由于存在顯隱性作用，性狀鑒定不準確；3)遺傳增益低，由于是對雜合群體進行選擇鑒定，獲得的遺傳進度低；4)難以直接進行雜交種選育，由于是對雜合群體進行改良，改良后代難以直接組配雜交種。本發明所述一種快速玉米育種群體改良的方法，結合雙單倍體技術、分子標記輔助技術和全基因組選擇技術進行育種群體快速改良。

本發明所述一種快速玉米育種群體改良的方法，包括以下步驟：

A)首先利用高密度SNP分子標記對基礎群體P_n進行鑒定，結合田間表型鑒定，選擇優良單株群體，利用雙單倍體技術使優良單株群體快速生產數量眾多的DH系得到D_n群體；對D_n群體進行多點田間表型鑒定及配合力鑒定，選擇多個表現優良的單株以高密度SNP分子標記進行鑒定；分析D_n群體的表型鑒定結果和分子標記鑒定結果，以挖掘目標性狀關聯標記位點；結合表型鑒定結果、配合力鑒定結果、目標性狀關聯標記位點以及分子標記鑒定結果，建立全基因組選擇模型；

B)以建立的全基因組選擇模型在D_n群體中篩選目標性狀最優秀的那部分DH系，混合授粉，形成新一輪基礎群體P_n+1；