[发明专利]一种对双穗玉米的选育方法

说明书

本发明涉及一种对双穗玉米的选育及其利用方法，以对双穗玉米为试材，或者以在分离世代容易出现对双穗的玉米为试材，通过“大群体分离、全花粉利用、多世代发掘、二倍体诱导、纯合系鉴定”的综合技术措施，扩大分离群体和选育群体的规模、最大限度地保存对双穗基因、提高目的基因型出现的概率，使目的基因型出现的概率由常规方法的1/2supgt;2n/supgt;提高到1/2supgt;n/supgt;，在正常栽培条件下，对双穗的两个果穗大小与单穗型果穗的大小相近，因此产量大幅度提高。利用对双穗玉米自交系可以配制对双穗玉米杂交种，或以对双穗玉米作母本，与普通单穗型玉米配制杂交种，或直接利用对双穗甜玉米自交系做迷你型甜玉米的精品加工，达到高产和稳产目的。

技术领域

本发明涉及作物育种领域，尤其涉及一种对双穗玉米的选育方法。

背景技术

玉米是世界也是我国种植面积最大和总产最多的粮食作物，我国玉米年播种面积已达6.5亿亩（2020），玉米对保障国家粮食安全至关重要。我国研究表明，玉米新品种在粮食增产中的贡献率达35%以上。因此，不断推出新品种，加快品种的更新速度意义重大。

玉米产量由单位面积上的穗数、每穗粒数、每粒重量三个要素共同构成。研究表明，三要素中单位面积穗数是最活跃的因子，而穗粒数和粒重的改良难度较大。因此，提高单位面积穗数成为全世界玉米育种和栽培专家的研究重点。增加穗数普遍的做法是通过增加单位面积种植株数来实现，即选育适合密植、抗倒伏、耐荫、耐旱，以及抗病性强的玉米品种，再配套以密植高产栽培技术。然而，由于地域、生产力水平（土、肥、水、管）、机械化程度，以及农民种植习惯等原因，种植密度的增加难度仍然较大，并且其增密幅度和增产效果也是一个渐进的过程。

长期以来，人们一直希望选育出一种双穗型玉米品种，一旦这类品种选育成功，则可大幅度增加单位面积上的穗数，提高光能、热量、肥料、水分等资源利用效率，大幅度增产。但玉米不同于水稻、小麦、高粱、谷子等顶部结穗的作物，这些作物无论栽培条件好坏，总会在顶部结个穗子。而玉米即使是双穗率比较高的品种（在上下节上结穗），一旦生长条件得不到满足，由于植物生长素导致的顶端优势作用，则每株也只能在上位节保留一个果穗，而下位节的穗子自动退化掉，环境胁迫严重时甚至全株空秆。

有研究发现，玉米中有一种叶片对生（opposite phyllotaxis）现象，即在同一节的两侧对应着生两片叶子，这种叶片的对生也就意味着穗的对生。由于这种对生的关系，使两个果穗在养分供应上处于同等地位，两者都能得到发育,结出双穗。不会像通常的叶片互生（alternate phyllotaxis）玉米那样存在上位穗的顶端优势。在少数情况下，这种玉米所在的穗位叶损坏或单侧条件不利时也会导致单穗。这种叶片对生的玉米出现的概率极低，但国内外都有过报道。

对双穗玉米是玉米中存在的另外一种双穗现象。所谓的对双穗玉米即成对着生的双穗玉米，即在一个叶腋内并列着生一对一模一样果穗，如同人类的同卵孪生双胞胎。为了与常规的双穗玉米（上下节上结两个穗）相区别，国外将其称为对双穗玉米（英文twinscorn）即双胞胎玉米。两个果穗基因型相同，穗柄基部长在一起，两穗的营养源于同一渠道。这种双穗比对生叶双穗的两个果穗之间的关系更加密切。在同等栽培条件下，这种玉米一株可同时结出两个相同的果穗，且大小与单果穗植株的穗子接近。对双穗的最大特点是两个果穗平行性发育，而不会因逆境胁迫而只剩下一个单穗。在条件特别好的情况下，甚至可以在上下两个节位结出两对果穗。