[发明专利]一种快速玉米育种群体改良的方法

说明书

本发明提供一种快速玉米育种群体改良的方法，包括以下步骤：利用高密度SNP分子标记对基础群体进行基因型鉴定，结合田间表型鉴定，选择优良单株群体，利用双单倍体技术使优良单株群体快速生产数量众多的DH系；对DH群体进行多点田间表型鉴定及配合力测定，选择表现优良的单株进行分子标记鉴定，分析、挖掘目标性状关联标记位点；建立全基因组选择模型；以建立的全基因组选择模型筛选最优秀的若干DH系，混合授粉，形成新一轮基础群体；再次利用双单倍体技术使基础群体快速生产数量众多的DH系，利用全基因组选择模型进行表型预测筛选，对筛选出的优株进行多点田间表型鉴定，筛选优良自交系；循环上述步骤改良基础群体，选育更多优良自交系。

技术领域

本发明涉及育种技术，具体是一种快速玉米育种群体改良的方法。

背景技术

玉米育种是农业研究的重要方向之一，杂交育种是玉米育种的重要方式。在玉米杂交育种中，优良育种基础材料的创制是育种成败的关键。常用的群体创制方法有群体改良、系谱选择、回交选育等方法，但这些方法选育时间长，往往需要6-8个世代(3-5年)，遗传增益小，选育效率低。存在的具体问题如下：1、低世代群体材料(如S₁-S₃)是杂合状态，由于存在显隐性和基因互作，表型鉴定不准确，不能完全代表最终纯合自交系的表型结果，现有技术往往是对高代材料进行鉴定筛选。2、改良周期长，由于是对低世代杂合家系或单株进行鉴定改良，选择的单株和家系不能直接用于选育杂交种，需要进行多代自交，形成纯系后进行杂交配组。3、现有技术没有将分子鉴定方法和现代生物统计学技术有效结合，对群体家系或单株分子遗传背景鉴定和遗传多样性控制不够精准，对目标性状筛选鉴定效率较低，育种数据不能被高效利用。介于此，目前迫切需要应用现代生物技术提高育种效率。

双单倍体(DH)技术是现代生物育种技术的典型代表，通过孤雌生殖方式，经过2个世代即可获得100％纯合的自交系，目前利用DH技术创制玉米自交系已经是种业公司重要的技术手段。全基因组选择(GS)技术是2000年以后新发展起来的一种分子育种选择技术，是在现代统计学和高通量分子标记快速发展基础上发展的一种育种预测方法，具有根据个体基因型预测表型的能力，如DH表型和杂交种后代表型预测的能力，进而能够快速进行表型鉴定。可见DH技术解决了玉米自交系快速创制的问题，GS解决了自交系大规模筛选和表型鉴定的问题。整合DH+GS技术，建立基于DH+GS的育种技术体系，可以快速创制育种材料，快速进行育种研发。分子标记辅助该技术能更加精准地鉴定、挖掘目标性状位点，确保所选株系的目标性状表现优良。

发明内容

针对现有群体改良技术存在的如下问题：1)周期长，往往要经过5-8个世代；2)表型鉴定困难，现有技术往往是对杂合群体进行鉴定，由于存在显隐性作用，性状鉴定不准确；3)遗传增益低，由于是对杂合群体进行选择鉴定，获得的遗传进度低；4)难以直接进行杂交种选育，由于是对杂合群体进行改良，改良后代难以直接组配杂交种。本发明所述一种快速玉米育种群体改良的方法，结合双单倍体技术、分子标记辅助技术和全基因组选择技术进行育种群体快速改良。

本发明所述一种快速玉米育种群体改良的方法，包括以下步骤：

A)首先利用高密度SNP分子标记对基础群体P_n进行鉴定，结合田间表型鉴定，选择优良单株群体，利用双单倍体技术使优良单株群体快速生产数量众多的DH系得到D_n群体；对D_n群体进行多点田间表型鉴定及配合力鉴定，选择多个表现优良的单株以高密度SNP分子标记进行鉴定；分析D_n群体的表型鉴定结果和分子标记鉴定结果，以挖掘目标性状关联标记位点；结合表型鉴定结果、配合力鉴定结果、目标性状关联标记位点以及分子标记鉴定结果，建立全基因组选择模型；

B)以建立的全基因组选择模型在D_n群体中筛选目标性状最优秀的那部分DH系，混合授粉，形成新一轮基础群体P_n+1；