專利名稱：無芒雀麥⁶⁰Coγ射線輻射育種方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬牧草生物技術(shù)育種領(lǐng)域，更具體是涉及無芒雀麥輻射誘變育種的方法， 尤其是無芒雀麥種子經(jīng)過6°Co Y射線輻射誘導(dǎo)后代突變，從而經(jīng)培育得到大量變異植物， 結(jié)合生物學(xué)性狀和品質(zhì)、抗性等選育無芒雀麥優(yōu)質(zhì)新品種的方法。
背景技術(shù)：
輻射誘變育種，以及與其他技術(shù)相結(jié)合的方法選育作物品種已是當(dāng)今國內(nèi)外學(xué)者 所公認(rèn)，成為重要的育種手段之一，它的突出特點(diǎn)是打破基因背景(舊連鎖)創(chuàng)造新的遺傳 基因突變，在選育早熟、抗病、高產(chǎn)及改良品質(zhì)等農(nóng)藝性狀方面具有獨(dú)到之處。無芒雀麥?zhǔn)悄透珊怠⒛秃浼翱鼓嫘暂^強(qiáng)的禾本科優(yōu)良牧草之一，被譽(yù)為“禾草飼 料之王”，是我國的干早寒冷地區(qū)都被作為營建人工割草地、混播放牧草地、畜禽飼草的重 要品種。常規(guī)雜交育種方法因長期的人工選擇和骨干親本過于集中，使得親本遺傳背景狹 窄。重組后代改良潛力非常有限，很難產(chǎn)生較大突破而且育種周期達(dá)8-9年。因此，采用新 的育種方法是創(chuàng)制現(xiàn)有育種技術(shù)難以獲得的突破性新品種的主要途徑之一。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是利用6°CoY射線輻射誘導(dǎo)國外引進(jìn)無芒雀麥品種，建立無芒雀 麥高效育種方法，運(yùn)用本發(fā)明可以改善無芒雀麥遺傳結(jié)構(gòu)單一的現(xiàn)狀，為無芒雀麥選育提 供技術(shù)支持，并篩選出適宜我省東北嚴(yán)寒地區(qū)人工草地建植和植被恢復(fù)的高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)無芒 雀麥種質(zhì)資源，同時，運(yùn)用本發(fā)明在較短的育種周期中選育成高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高抗的無芒雀麥 新品種農(nóng)菁6號，不加代情況下，品種選育周期比常規(guī)雜交選育縮短2-3年。本發(fā)明的技術(shù)方案是1、引進(jìn)品種的檢疫鑒定將引進(jìn)品種種子種植田間，結(jié)合生物產(chǎn)量、抗病性及抗寒性進(jìn)行檢疫鑒定，結(jié)果顯 示該品種抗寒能力強(qiáng)、田間沒有發(fā)現(xiàn)任何病害是以抗病品種，產(chǎn)量優(yōu)于當(dāng)?shù)匾吧贩N，可以 作為育種材料使用。2、輻射純合種子，確定最佳輻射劑量并選擇變異單株第2年將挑選的籽粒飽滿種子，在黑龍江省農(nóng)科院原子能所輻射育種研究中心進(jìn) 行6°Co y射線輻射，輻射劑量為20、30、40、50、100、200、300Gy，當(dāng)年將輻射種子單粒種植田 間，行距60cm，株距30cm，以未輻射的原始親本“Nica”為對照。株高、葉長、葉寬、分蘗數(shù)、 莖粗、地上生物量為指標(biāo)選擇變異單株，同時調(diào)查得出50Gy為最佳輻射劑量，且產(chǎn)生較多 突變體。射誘變第一代種子單株收獲，單獨(dú)保存，不做取舍。3、選擇有益突變類型(與為輻射的原始親本比較發(fā)生性狀變異)，篩選優(yōu)良變異 株系第3年種植第二代(M2)株行，M2代是分離高峰世代，開始進(jìn)行有益變異株行的選 擇設(shè)置對照(原始親本)，，選擇目標(biāo)為植株高大(120cm以上)、生長勢強(qiáng)(莖稈粗壯、葉量
3大、整株生長健壯)、單株產(chǎn)量大(優(yōu)異單株產(chǎn)量在500-750g)、單株種子產(chǎn)量高(單株種子 產(chǎn)量在15g以上)、抗性強(qiáng)(抗病、抗旱、耐寒)等重要性狀。第4年將從M2代中選擇的有 益變異株行種植為6行區(qū)(M3代)，進(jìn)行優(yōu)異株系選擇，選擇目標(biāo)同上，對照增加1個當(dāng)?shù)刂?栽品種。4、有益突變品系的遺傳穩(wěn)定性和性狀鑒定第5-6年，有益突變品系的產(chǎn)量、品質(zhì)、抗性、適應(yīng)性等性狀的鑒定試驗(yàn)機(jī)遺傳物 質(zhì)穩(wěn)定性的測定觀察。對選擇的有益突變品系(M4、M5)同步進(jìn)行多個重要性狀遺傳穩(wěn)定性 的鑒定，包括在高壓復(fù)合病圃抗病性(褐斑病、白粉病、銹病、菌核病)，對粗蛋白、粗脂肪、 粗纖維等含量進(jìn)行分析，多點(diǎn)異地種植鑒定產(chǎn)量和區(qū)域適應(yīng)性等。同時加快種子的提純和 繁殖，表現(xiàn)穩(wěn)定的品系進(jìn)入省級區(qū)域試驗(yàn)。5、優(yōu)異品系的審定(認(rèn)定)選育的優(yōu)良品系龍飼0335與2006-2007年連續(xù)兩年參加黑龍江省雜糧作物區(qū)域 試驗(yàn)，于2007年通過區(qū)域試驗(yàn)，2008進(jìn)入生產(chǎn)試驗(yàn)，2009年通過黑龍江經(jīng)濟(jì)雜糧登記委員 會認(rèn)定，命名為農(nóng)菁6號。本發(fā)明利用上述技術(shù)方案可使無芒雀麥產(chǎn)生較高頻次、類型豐富的變異。通過地 面種植和選擇，可獲得有益變異類型，通過產(chǎn)量、品質(zhì)、抗性和適應(yīng)性等的比較鑒定試驗(yàn)，用 4-5年時間可以實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高抗、適應(yīng)性廣等多個重要性狀同步改良的無芒雀麥新品 種。多項(xiàng)試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，經(jīng)本發(fā)明選育的無芒雀麥新品種農(nóng)菁6號具有以下特點(diǎn)和效果(1)遺傳物質(zhì)發(fā)生明顯變異應(yīng)用RAPD分子標(biāo)記，對農(nóng)菁6號與原始親本“Nica” 的DNA指紋圖譜分析，35對RAPD隨機(jī)引物，其中5對引物表現(xiàn)出良好的多態(tài)性，因此，農(nóng)菁 6號與原始親本在DNA水平上存在較大差異，從分子水平上證明6°Co y射線輻射誘變是一 種無芒雀麥育種的有效途徑。(2)高產(chǎn)、抗病省區(qū)域試驗(yàn)平均公頃鮮草產(chǎn)量達(dá)到19545. 3kg，比對照公農(nóng)無芒 雀麥增產(chǎn)12%，2008年的生產(chǎn)試驗(yàn)平均公頃鮮草產(chǎn)量為22900. 3kg，比對照多出近3000kg。 連續(xù)3年多點(diǎn)抗病性鑒定顯示田間未見任何病害鑒定結(jié)果認(rèn)為農(nóng)菁6號無芒雀麥?zhǔn)强共∠x 品種。(3)品質(zhì)優(yōu)良多年品質(zhì)測定，農(nóng)菁6號無芒雀麥開花后株高可達(dá)到147. 3厘米之 間，蛋白質(zhì)(干基)含量為16. 29%，粗纖維(干基)含量33. 19%，粗脂肪(干基)含量 3. 22%，水分含量74. 38%。品質(zhì)非常優(yōu)良，可與豆科牧草相媲美。應(yīng)用本發(fā)明選育的無芒雀麥新品種農(nóng)菁6號，比采用常規(guī)方法育種周期縮短2-3 年，在較短的育種周期內(nèi)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)量、品質(zhì)、抗性等多個性狀的同步改良，產(chǎn)生了新的突破。
四

圖1為農(nóng)菁6號無芒雀麥輻射誘變育種方法的選育圖譜示意圖。
五具體實(shí)施例方式下面以農(nóng)菁6號無芒雀麥選育圖譜為例說明本發(fā)明的具體選育過程。1、引進(jìn)品種的檢疫鑒定2001年將從保加利亞普列文飼料作物研究引進(jìn)無芒雀 麥品種“Nica”種植田間，結(jié)合生物產(chǎn)量、抗病性及抗寒性進(jìn)行檢疫鑒定。
2、輻射純合種子，確定最佳輻射劑量并選擇變異單株2002年挑選籽粒飽滿種子 “Mca”，在黑龍江省農(nóng)科院原子能所輻射育種研究中心進(jìn)行6°Co y射線輻射，輻射劑量為 20、30、40、50、100、200、300Gy，當(dāng)年將輻射種子單粒種植田間，行距60cm，株距30cm,以未 輻射的原始親本為對照。輻射誘變第一代種子單株收獲，單獨(dú)保存。3、第二代開始選擇有益突變株系，種植株系，選擇有益突變類型2003年將收獲 的Ml代種子按株行播種在田間(M2代)，該世代為分離高峰世代，出現(xiàn)多方向突變體，目 標(biāo)性狀的選擇即為變異類型有由于親本對照。2004年將上年選擇出的變異株行種成6行 區(qū)，增設(shè)當(dāng)?shù)刂髟怨r(nóng)無芒雀麥作為對照，目標(biāo)性狀要優(yōu)于對照。依據(jù)目標(biāo)性狀選擇出龍 飼0332、0335、0336、0338、0341、03446個優(yōu)良變異株系，其中龍飼0335表現(xiàn)最為突出，在株 高、葉長、葉寬、小穗數(shù)等因素上均發(fā)生變異，且由于對照品種。4、優(yōu)良變異品系產(chǎn)量、品質(zhì)、抗性等重要性狀及遺傳穩(wěn)定性的鑒定試驗(yàn)2005年 對優(yōu)異品系龍飼0335進(jìn)行產(chǎn)量、品質(zhì)、抗性等重要性狀和遺傳穩(wěn)定性的同步鑒定。在黑龍 江省農(nóng)科院脫毒馬鈴薯的高壓復(fù)合病圃鑒定抗病性，主要包括褐斑病、白粉病、銹病和菌 核病，該品系標(biāo)出很高的抗病性。經(jīng)農(nóng)業(yè)部谷物及制品質(zhì)量監(jiān)督檢測測試中心哈爾濱分 中心檢驗(yàn)，龍飼0335無芒雀麥在開花期檢測粗蛋白(干基)含量為16. 29%，粗纖維含量 33. 19%，粗脂肪(干基)含量3. 22%，水分含量74. 38%。在黑龍江哈爾濱、肇東、富裕等 地進(jìn)行多點(diǎn)異地種植適應(yīng)性試驗(yàn)，適應(yīng)性強(qiáng)，產(chǎn)量比對照增加10% -16%。并繁殖原種。5、優(yōu)異品系的審定(認(rèn)定)2006年參加黑龍江省雜糧作物區(qū)域試驗(yàn)，2008年進(jìn)入生產(chǎn)試驗(yàn)，2009年通過黑龍 江省經(jīng)濟(jì)雜糧登記委員會認(rèn)定，登記號為黑登記2009009。
權(quán)利要求
一種無芒雀麥誘變育種的新方法，是國外引進(jìn)種子經(jīng)輻射誘變技術(shù)應(yīng)用的育種方法。包括引進(jìn)品種的檢疫鑒定、最佳輻射劑量范圍的判定、誘變突體的選擇和優(yōu)異品種的選育，其特征是利用輻射劑量為20、30、40、50、100、200、300Gy的60Coγ射線輻射處理保加利亞引進(jìn)的無芒雀麥品種“Nica”種子，誘導(dǎo)種子細(xì)胞發(fā)生變異，在變異后代中群體中，篩選品質(zhì)性狀改良好并且能夠穩(wěn)定遺傳的優(yōu)質(zhì)品系，從而選育優(yōu)良新品種，其技術(shù)方法為(1)引進(jìn)品種檢疫鑒定引進(jìn)品種種植田間，結(jié)合產(chǎn)量、抗病性、抗蟲性、抗寒性等進(jìn)行檢疫鑒定。(2)輻射純合種子，田間單粒種植，篩選最佳輻射劑量范圍，選擇變異單株將輻射種子單粒種植于田間，行距60cm，株距30cm，輻射誘變第一代單株收獲，單獨(dú)保存，不做取舍，設(shè)置為搭載的原始親本為對照，株高、葉長、葉寬、分蘗數(shù)、地上生物量為指標(biāo)選擇變異單株，并確定最佳輻射劑量為50Gy。(3)選擇有益突變類型，篩選優(yōu)良變異株系變異單株繼續(xù)種植第二代株行，從第二代開始進(jìn)行變異株系的選擇，選擇目標(biāo)為株高高、生物產(chǎn)量大、種子產(chǎn)量好、品質(zhì)優(yōu)異的、抗性強(qiáng)的有益性狀。(4)有益突變品系的遺傳穩(wěn)定性和性狀鑒定對選擇的有益突變品系的產(chǎn)量、品質(zhì)、抗性進(jìn)行鑒定鑒定試驗(yàn)，田間和室內(nèi)RAPD分子標(biāo)記觀察檢測遺傳穩(wěn)定性，表現(xiàn)穩(wěn)定的品系進(jìn)入省級區(qū)域、生產(chǎn)試驗(yàn)和品質(zhì)檢測，之后進(jìn)行品種技術(shù)鑒定，申報(bào)新品種，選育工作結(jié)束。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輻射誘變育種方法，其特征在于育種周期比常規(guī)雜交育種縮 短2-3年。
3.根據(jù)權(quán)利要求1、2所述的輻射誘變育種方法，特征在于春季播種時間為4月初至5 月中旬，秋播為8月中旬到9月初。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種無芒雀麥60Coγ射線輻射育種的方法，其步驟是1)引進(jìn)品種檢疫鑒定；2)輻射誘變引進(jìn)的種子，田間種植，設(shè)置為輻射的親本為對照，確定最佳輻射劑量并選擇變異單株；3)選擇有益突變株系，增加當(dāng)?shù)刂髟云贩N作為第二對照；4)第3-4代對優(yōu)異突變進(jìn)行遺傳穩(wěn)定性和產(chǎn)量、品質(zhì)、抗性、適應(yīng)性鑒定；5)選擇綜合性狀優(yōu)異、豐產(chǎn)性好的突變品系。本發(fā)明在較短的育種周期內(nèi)選育出高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高抗，適宜黑龍江種植的無芒雀麥新品種農(nóng)菁6號，選育周期比常規(guī)雜交育種縮短2-3年。
文檔編號A01C1/00GK101843217SQ20091007164
公開日2010年9月29日 申請日期2009年3月26日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月26日
發(fā)明者劉鳳歧, 劉杰淋, 唐鳳蘭, 尚晨, 張?jiān)聦W(xué), 張瑞博, 李道明, 杜優(yōu)穎, 楊國偉, 潘多鋒, 王建麗, 申忠寶, 蒿若超, 陳積山, 韓微波, 韓貴清 申請人:黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院草業(yè)研究所