专利名称：一种在长日照地区利用大刍草组配玉米新种质的方法我国玉米种质资源离玉米起源中心较远，玉米遗传多样性匮乏，玉米杂交种的种质基础狭窄，存在着遗传脆弱性导致突发毁灭性病害的隐患。为了进一步扩大和创新基因源，我国科研工作者利用外来种质特别是来自玉米多样性中心的热带、亚热带种质，作为拓宽我国现有玉米种质遗传基础的重要途径，并育成了一些表现优良的新品种。一年生二倍体大会草(Zea Mexicana Schrad)是栽培玉米的近缘属，具有热带玉米种质特有的抗病性强、再生性强、广适性和特殊适应性等特点，染色体数与玉米相同，二者杂交易成功，是玉米品种改良的重要基因源，将大刍草优异基因导入玉米，对于丰富玉米·育种的遗传资源具有重要的理论和实践意义。国内已有不少利用大刍草与玉米杂交获得新种质的报道，但是由于大刍草光周期敏感性的限制，在我国北方只能进行营养生长而不能正常开花结实，其利用途径多通过温室大棚栽培进行短日处理或在南方短日照条件下使其开花获得(詹秋文等，中国农学通报，2002，18 (6) 28-30 ;俞玉林，湖北农业科学，1990，6 12-14 ;俞玉林，植物生理学通讯，1990 (2) 33-35 ;俞玉林，湖北农业科学，1991，3 18-20 ；王启柏等，华北农学报，2002，17 (增):144-147 ;周洪生等，作物学报，1997，23 (3):334-337 ；郭乐群等，玉米科学，2000，8 (4) 12-14 ;杨立国等，杂粮作物，2005，25 (5) =283-285 ;任勇等，植物遗传资源学报，2005，6 (4) :444447 ;周柱华等，玉米科学，2006，14 (2) :6_9)。上述方法操控复杂，制种成本较高，影响了优新种质的发掘、良种扩繁和生产上大面积应用。
本发明针对现有技术的不足，提供一种在长日照地区利用大刍草组配玉米新种质的方法。术语说明长日照地区是指一年平均日照时间为2000 2800h的地区。行比父本行数与母本行数的比值。本发明的技术方案如下一种在长日照地区利用大刍草组配玉米新种质的方法，包括如下步骤(I)将经处理的大刍草种子作为父本，在4月下旬到5月上旬之间播种于育种地块；将经处理的温带玉米自交系种子作为母本，在6月下旬播种于育种地块；播种时，当母本是平展叶型时，父母本行比为I :4，父本间的行距为510 540cm，父本与相邻的母本间距为150 250cm，母本间的行距为70 80cm ;父本播量45 60kg/ha,母本播量90 130kg/ha ；当母本为竖叶型时，父母本行比为I :6，父本间的行距为490 540cm，父本与相邻的母本间距为120 220cm，母本间的行距为50 60cm ;父本播量30 45kg/ha，母本播量 120 150kg/ha ；(2)在苗期、拔节期和抽雄散粉期间进行杂苗、异型苗去除作业；父本的杂株在散粉前拔除，母本的杂株在去雄前拔除；(3)在母本的抽雄期每天至少拔除雄穗一遍，直至母本雄穗全部拔除；(4)在授粉期进行人工辅助授粉，授粉期结束后，去除父本；(5) 10月上旬进行收获，即得杂交种。所述步骤(I)中的父本为大刍品种草鲁牧2号。鲁牧2号可购自山东黎明种业科技有限公司。鲁牧2号于2007年通过山东省草品种审定委员会审定。该品种植株直立，分蘖数3 7个,抽雄期平均株高176cm。雄穗顶生,雌穗着生于各节,每节3 5个雌穗。每穗有种子8 16粒，千粒重约75g。成熟种子颜色以褐色、灰褐色为主。在山东地区4月 下旬到5月上旬开始播种，8月上、中旬开始抽雄，8月中下旬开花，结实期8月24日，9月中下旬种子成熟，10月上旬枯黄，全生育期160 170天。所述步骤(I)中的母本为玉米自交系齐319、冲72、CH7-2、综31、178。上述母本均为常用市售玉米自交系种子，如齐319、CH7-2U78可购自山东黎明种业科技有限公司，冲72、综31可购自山东鲁研农业良种有限公司。所述步骤(I)中的经处理的大刍草种子为经水浸泡12 24个小时的大刍草种子。父本大刍草种子种皮较厚，播前水浸泡，以利种子发芽。浸泡过程中漂浮的种子捞出弃掉，以保证出苗质量。所述步骤(I)中的经处理的温带玉米自交系种子为经晒种、浸种和药剂拌种获得的温带玉米自交系种子。上述方法可参照生产上常用的种子处理方法，以增加发芽率。所述步骤(I)中的育种地块为与周围其它玉米花粉来源地至少相距300米的地块，或者地块周围种植高粱等高杆作物进行屏障隔离且高杆作物的播幅不小于50m。所述步骤(3)中拔除的雄穗带出育种地块进行填埋处理。所述步骤(4)中的人工辅助授粉是指开花初期和开花末期的辅助授粉工作，当母本吐丝晚于父本抽雄末期时，或父本抽雄晚于母本吐丝末期时进行。辅助授粉工作均采用本领域常规技术，如对于母本采用剪去苞叶或带叶去雄等措施；对于父本采用去除部分分蘖枝等措施。所述步骤(5)的收获过程中，应选取种粒长度0. 5 0. 8cm、灰色或褐色、种粒形状大小均一，千粒重70 80g的杂交种。对明显异于其它果穗的少数果穗要去除，不予收获，以保证制种质量。本发明与现有技术相比优良效果如下本发明通过对北方与南方的光照等气候条件进行分析，通过调节播种时间、播种的行比、行间距等条件，实现了在北方大田条件下热带玉米种质大刍草与温带玉米种质的远缘杂交；与常规北方远缘杂交方法相比较，本发明省去了温室、大棚等设施条件的限制和遮光等暗处理手段，也省去了人工套袋授粉的工序，可在大田露天条件下自然杂交授粉。图I是实施例I父母本田间种植及制得的杂交种的照片。图2是实施例2父母本田间种植及制得的杂交种的照片。

一种在长日照地区利用大刍草组配玉米新种质的方法，包括如下步骤(I)用水浸泡父本大刍草品种“鲁牧2号”种子18个小时，以利种子发芽，浸泡过程中漂浮的种子捞出弃掉，以保证出苗质量，在5月5日播种于育种地块；母本玉米自交系冲72种子播前摊晒I天，将经处理的温带玉米自交系种子作为母本，在6月25日播种于育种地块；父本行距540cm，人工条播，父本播量30kg/ha ;母本于父本行间种植6行，母本间的行距为60cm,父本与相邻的母本的行距为120cm。机械条播,母本播量150kg/ha。(2)在苗期、拔节期和抽雄散粉期间各分别进行3次杂苗、异型苗去除作业；父本的杂株在散粉前拔除，母本的杂株在去雄前拔除；(3)在母本的抽雄期每天至少拔除雄穗一遍，直至母本雄穗全部拔除；拔除的雄穗全部带出制种田挖坑掩埋；(4)在授粉期进行人工辅助授粉，授粉期结束后，于8月底将父本行全部砍除，以更有利于母本生长；(5) 10月上旬进行收获,选取种粒长度0. 5-0. 8cm、灰色或褐色、种粒形状大小均一，千粒重70-80g的种子，即得杂交种。种子风干脱粒后称重，收获杂交种240kg。实现杂交的自交系占总数的90%以上，获得杂交种160g/株。图I是本实施例制得的杂交种。实施例2育种地块济南市桑园路牧草试验基地，位于济南市桑园路农科院玉米所院内，试验地面积800m2,周围全部是楼房建筑,具有安全隔离的良好条件。试验于2010年5月开展。光照条件一年平均日照时间为2250h。一种在长日照地区利用大刍草组配玉米新种质的方法，包括如下步骤(I)用水浸泡父本大刍草品种“鲁牧2号”种子24个小时，以利种子发芽，浸泡过程中漂浮的种子捞出弃掉，以保证出苗质量，在4月28日播种于育种地块；母本玉米自交系齐319种子播前摊晒I天。将经处理的温带玉米自交系种子作为母本，在6月25日播种于育种地块；父本行距510cm，人工条播，父本播量45kg/ha ;母本于父本行间人工穴播种植4行，母本间的行距为70cm，父本与相邻的母本的行距为150cm。机械条播，母本播量120kg/
haD
(2)在苗期、拔节期和抽雄散粉期间各分别进行4次杂苗、异型苗去除作业；父本的杂株在散粉前拔除，母本的杂株在去雄前拔除；(3)在母本的抽雄期每天至少拔除雄穗一遍，直至母本雄穗全部拔除；拔除的雄穗全部带出制种田挖坑掩埋；(4)在授粉期进行人工辅助授粉，授粉期结束后，于8月底将父本行全部砍除，以更有利于母本生长；(5) 10月上旬进行收获，选取种粒长度0. 5-0. 8cm、灰色或褐色、种粒形状大小均一，千粒重70-80g的种子，即得杂交种。种子风干脱粒后称重，收获杂交种26kg。实现杂交的自交系占总数的90%，获得杂交种150g/株。图2是本实施例制得的杂交种。对照例I·本对照例仍在济南市桑园路牧草试验基地进行，试验地面积800m2，周围全部是楼房建筑，具有安全隔离的良好条件。试验于2010年5月开展。光照条件一年平均日照时间为2250h。具体步骤如下( I)父本选择大刍草品种“伴侣”，该品种为巴西进口品种，济南格瑞斯草业科技有限公司有售。用水浸泡父本“伴侣”种子24个小时，以利种子发芽，浸泡过程中漂浮的种子捞出弃掉，以保证出苗质量，在4月28日播种于育种地块；母本玉米自交系齐319种子播前摊晒I天。将经处理的温带玉米自交系种子作为母本，在6月25日播种于育种地块；父本行距510cm，人工条播，播量30kg/ha ;母本于父本行间人工穴播种植4行，行距70cm，播量120kg/ha。紧邻父本行的行距为150cm。(2)在苗期、拔节期和抽雄散粉期间各分别进行4次杂苗、异型苗去除作业；父本的杂株在苗期拔除，母本的杂株在去雄前拔除；母本于8月上旬吐丝，但父本直至9月底才开始抽雄，未能花期相遇，因此未收获一粒杂交种。对照例2育种地块北京温室中。光照条件平均日照时间为2780. 2h。父本从美国伊利诺玉米中心引入的大刍草。母本玉米383具体步骤参见周洪生、邓迎海，李竞雄.玉米(Zea mays L.) X大会草(Zeacbploperennis L.)远缘杂交选育玉米自交系的研究 作物学报，1997，23 (3):334 337 ；本对照例利用大刍草温室培养，开花后与自交系383杂交，共授11个穗，获得24粒种子，结实率仅4. 4%，其中13粒种子仅4粒出苗，结实率和出苗率均不高，主要原因是种子不饱满造成的。对照例3育种地块山东济南，塑料拱棚内。光照条件2250h。父本大刍草鲁牧2号。
母本齐319、P10等7个自交系。具体步骤参见贾春林，张勇，王国良，等.长日环境下大刍草新种质与温带玉米自交系远缘杂交效果研究.玉米科学2010，18 (3) 53-56本对照例利用塑料拱棚在济南进行大刍草与11个温带玉米自交系的杂交试验，并用露天大田试验作对照，结果表明，大棚条件下有7个自交系与父本大刍草实现杂交，实现杂交的自交系占总数的63. 6%，获得杂交种17. 9g/株；而大田条件下实现杂交的自交系占总数的72. 7%，获得杂交种127. 5g/株，从收获的杂交种产量来看，大田条件下显著优于大棚条件下杂交。结果分析经实施例与对照例对比发现，本发明所述方法在同样北方长日照条件下，可以实现不用任何设施栽培，在大田条件下即可实现与温带玉米自交系杂交的目的，并且制种产·量高，操作简便。


本发明涉及一种在长日照地区利用大刍草组配玉米新种质的方法，主要包括亲本选择、种子处理、播种、大田杂交制种、种子收获等步骤。该发明实现了在长日地区大田条件下远缘杂交组配玉米新种质，避免了设施短日照处理、套袋授粉和南繁等复杂繁琐工艺，对加快拓宽我国现有玉米种质遗传资源具有重要的意义。