[发明专利]一种温带硬质胚乳优质蛋白玉米自交系和杂交种的育种方法

说明书

本发明提供了一种温带硬质胚乳优质蛋白玉米自交系和杂交种的育种方法，属于玉米遗传育种领域。以亚热带玉米自交系Pool 31 QPM为供体亲本、温带玉米自交系掖478为受体亲本，利用杂交‑4代连续与受体亲本回交‑至少3代连续自交的选育方法。用温带玉米作为轮回亲本进行4次回交，使受体亲本的温带背景回复到95％以上，同时结合选择胚乳修饰度为1～2级的籽粒进行种植，结合穗粒腐病抗性鉴定，得到具有抗病硬质胚乳特性的温带优质蛋白玉米自交系。本发明方法育成的硬质胚乳优质蛋白玉米自交系胚乳修饰度为1～2级，赖氨酸含量达0.4％以上，又兼有优异抗病性，表现出高抗玉米穗粒腐病。

技术领域

本发明涉及植物育种技术领域，尤其涉及一种温带硬质胚乳优质蛋白玉米自交系和杂交种的育种方法。

背景技术

优质蛋白玉米(QualityProteinMaize,QPM)是指玉米籽粒中赖氨酸含量达0.4％以上、较普通玉米的赖氨酸含量高一倍的新型优质玉米(《优质蛋白玉米》中华人民共和国农业行业标准NY/T 520-2002.)。国内外饲养试验表明，以优质蛋白玉米为主体的饲料养猪，比普通玉米饲料提高日增重30％以上，喂鸡可提高产蛋量15％以上(赵建武,邱海杰,杨慧勇,王金转,郑香萍.特用玉米生产现状及发展对策.山西农业科学,2009,37(3):3-6)。因此优质蛋白玉米是重要的高效能畜禽饲料，同时其高含量的赖氨酸对改善以玉米为主食人群的营养状况有重要决定作用。

粉质玉米中发现的隐性突变基因Opaque-2可以显著提高玉米籽粒蛋白质中赖氨酸的含量，但是由于Opaque-2基因的连锁效应，即Opaque-2基因在提高胚乳赖氨酸和色氨酸含量的同时，对农艺性状有显著的负面效应，如易感病、容重和籽粒密度低、胚乳粉质、脱粒时易破碎、产量往往比同型普通玉米低10％左右(Frost H C,Robinson D.High lysinecorn--what lies ahead？Journal oftheAmerican Oil Chemists'Society,1971,48:407-411)。近年来，国际玉米小麦改良中心(International Maize and Wheat ImprovementCenter,CIMMYT)利用Opaque-2遗传修饰基因累积的遗传改良方法，克服了Opaque-2基因带来的缺陷，将Opaque-2玉米的软质胚乳修饰为透明的硬质或半硬质胚乳，育出了产量和赖氨酸含量均较高的热带和亚热带优质蛋白玉米群体和自交系，主要包括15QPM、17QPM、18QPM、23QPM、24QPM、25QPM、26QPM、27QPM、29QPM、31QPM、32QPM、33QPM、34QPM、CML140-194(Sofi P A,Wani S A,Rather A G,Wani S H.Review article:Quality protein maize(QPM):Genetic manipulation forthe nutritional fortification ofmaize.JournalofPlantBreeding and Crop Science,2009,1:244-253)。CIMMYT改良的优质蛋白玉米群体和自交系具有遗传基础丰富、变异广泛等优异特性，但尚存在农艺性状差等缺点，难以在生产上直接利用。

目前温带QPM育种已培育了一批赖氨酸含量高的主栽优质蛋白玉米品种，如中单206、鲁玉13、长单58、中单9409和云瑞1号等(史庆玲,董永彬,周强,马智艳,乔大河,邓飞,李玉玲.玉米赖氨酸相关基因opaque-2及其修饰基因研究进展.生物技术进展,2015,5(2):109-112)，然而这些优质蛋白玉米品种多为粉质胚乳，产量往往比普通玉米低，而且抗病性较差(李明顺,张世煌,李新海,田清震,白丽.优质蛋白玉米(QPM)选育方法和发展策略.玉米科学,2004,12(3):36-39,42)。