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自花授粉和常异花授粉农作物种群、品种选育方法

花匠小妙招
2024-10-05 12:38

专利名称：自花授粉和常异花授粉农作物种群、品种选育方法
技术领域：
本发明涉及农作物选育种领域，具体是自花授粉(如水稻、花生、小麦、大豆、番茄等)和常异花授粉农作物(油菜、棉花、辣椒、菜心、茄子、芥蓝等)种群、品种选育方法。
背景技术：
自花授粉农作物包括水稻、花生、小麦、大豆、番茄等，常异花授粉农作物包括油菜、棉花、辣椒、菜心、茄子、芥蓝等，其中水稻是世界三分之一人口的主食，粮食生产始终是世界经济的重要基础。目前国内外利用的水稻品种分为常规稻和杂交稻两大类，从基因型上都是单基因型。常规稻即通过选择合适的亲本杂交后，通过多代单株选择获得稳定改良的单基因型品种，国际水稻研究所G.S.Khush等于1965年育成IR8，中国广东省农科院水稻研究所黄耀祥等育成广场矮，他们为水稻矮化育种作出了重要贡献(黄耀祥，International rice Congress，2002.9)，在世界上都有重大影响；中国杂交水稻研究中心袁隆平院士为首创造的杂交稻就是在自花授粉作物中成功的利用了杂种优势，他也被誉为“杂交水稻之父”(袁隆平等，International rice Congress 2002.9)。中国在水稻育种研究和利用的总体水平都处于世界领先水平。在育种家们的长期努力下，中国育种水平不断提高，已育成上万个水稻品种(含杂交稻和常规稻品种)，其共同特征是利用单基因型的品种，即一个品种一个基因型。
在小麦上，1959年博劳格用抗锈病的11种不同生理小种的15个品种与一个综合性状良好的品种Yaqui50分别杂交，并以Yaqui50为轮回亲本回交，育成了15个品系的近等基因系，他将其中的8个系混合，构成了多系品种，以控制锈病的危害。再如高德荣等(高德荣等，安徽农业科学，2001，29(5)603-604)含不同抗白粉病基因的小麦多系品种(多系分别“优中选优”，育成后混合)，但因不同近等基因系间株高存在较大差异，而不能在生产上推广。傅兆麟研究认为多系品种在稳产性、丰产性上也具有明显的优势，但与多系品种混合方法和技术有关，提出生态组合力的概念和农艺性状应一致，也需要考虑不同基因型在不同环境条件下的反应可能不同。但他的研究主要考虑的是已育成2-3个品系的如何混合的问题(高德荣等，安徽农业科学，2001，29(5)603-604)。吴立人等(吴立人等，中国农业科学，2000，33(5)1-7)研究多系品种控制小麦条锈病策略，指出将不同抗病基因导入同一品种，并多次回交，获得农艺性状相似的不同抗病基因的若干品系混合种植，并根据抗性变异调整品系组成。但由于育种“复杂性和多目标性”难以做到，而使多系品种迄今未在生产上推广。而混合品种则引起广泛兴趣。郭咏梅等(郭咏梅等，云南农业大学学报，2001，4267-270)提出培育抗稻瘟病杂交稻恢复系多系品种的概念，其定义是选择对各个小种具有不同抗性的品种，分别与各种优良性状的品种(指杂交稻的恢复系)杂交，然后将后者作为轮回亲本，反复回交，鉴定和选出不同抗性的近等基因系，然后将若干品系人工混合构成多系品种，把这样相同背景而抗性基因有差异的混合群体叫寄主集团，实现抗性多样化。由此可见，多基因型在对付抗病性上的优势是肯定的。而且目前多系品种几乎全部用在解决抗病性问题上。但多系品种的形成还是简单的杂交和用轮回亲本回交，然后选单株，要形成很多的多系品系回交工作量也是巨大的。目前人们还没有有效的解决多系品种的一致性问题。因为采取单一基因型“优中选优”的选择育种必然导致品系特异化。可见多系品种只能以某一个农艺性状为重点，获得该基因的多位点品系。因为受传统杂交育种基因型“优中选优”的思路局限，没有有效设计杂交，创造大量重组体的思路，也没有有效选择大量重组体的技术路线。就因“复杂性和多目标性”难以做到而不能大规模利用多基因型的品种。混合品种虽然“引起人们的兴趣”，但混合前必须收集大量基本一致可以混合的品种。否则要使已经高度特异化的品种，简单混合就无法达到品种的一致性要求。而且混合品种对每个品种而言，存在“侵权问题”。因此至今在水稻上没有一般意义上的多基因型品种，小麦也未真正形成规模化生产的多基因型品种。
因此急需研究在任何情况下符合一致性、稳定性、特异性的多基因型种群、品种选育方法，而不是仅针对抗病性的多系品种的组配方法。

发明内容
本发明提供一种农作物种群、品种选育方法，通过该方法产生一致性、稳定性、特异性的多基因型种群、品种，达到符合优质、高抗、高产等育种目标。
将母本群和父本群杂交获得农作物初级杂交种群，其中，母本群是将具有不同目的性状的亲本配对杂交，产生的F1代再配对杂交，产生的分离群体的各个单株或杂交早代单株自交繁殖产生的分离单株；父本群选择纯合的品系或品种或杂合的分离世代或与母本群相同方式产生的分离世代。母本群有2-4个原始亲本，亲本是纯合的品系或品种或是分离世代；其中分离世代可以是单交、三交或双交后的分离世代，或根据育种需要单交、三交或双交的亲本也可以为单交、三交或双交后的分离世代，依此类推；分离群体的各个单株自交繁殖为1～10代，用于与父本群杂交的分离单株数在4～100000株之间，优选6～10000株，更优选10～5000株之间；其中父本群中的分离世代是单交种、三交种或双交种的分离世代。
遗传多样性育种是指通过六个以上的亲本杂交，并保留几乎所有杂交后代，通过稳定性自交繁殖，创造出成千上万个纯合多基因型，即在育种中最大限度的利用生物的遗传多样性，然后根据不同的选择标准和对品种的特性要求，把成千上万的同类型稳定单株或株系合并，即合并同类项的办法，形成多基因型种群品种。因为该方法可以最大限度的在育种中主动利用不同品种和杂交重组产生的遗传多样性，使生物遗传多样性利用与育种相统一，因此把这种育种思路称遗传多样性育种，并在自花授粉和常异花授粉农作物育种中具有可移植性，因此具有广阔的应用前景。
种群改良把上述纯合多基因型组成的群体叫初级种群，在该新技术育种过程中主要是对多种基因型种群的多次改良和提高的过程，选择的技术也不同于以往的“优中选优”，而是采用与育种目标相协调的选择标准和方法，选择协调性种群，主要是淘汰最差的，而不一定总是选择最好的。其技术要点在于选择协调一致的种群，达到符合优质、高抗、高产等育种目标。改良的对象主要是种群，也称种群改良育种。
集团作物(多基因型种群品种)从品种形态上讲，该技术形成的最终产品是种群，其最大特点在于多基因型，而不是目前生产上使用的品种，都是一个单基因型。这种种群实际上是表现型相似而基因型不同的多基因型品种，但因为多基因型种群品种的名词太长、太抽象，为了简化就叫集团作物。
遗传多样性育种的原理在于，农作物的大多数农艺性状是多基因控制的数量性状，在不同数量性状基因之间作用和效果类似，即微效多基因特点，这也是的数量性状的基本特点。近年来的分子生物学研究，又从大量数量性状位点(QTLs)分子标记的层面证实了该基本特点。基于该原理，而任何一个多基因控制的性状，都可能找到不同基因控制但表现一致或类似的表现型。遗传多样性育种的核心就是基于这样的原理，通过换位思维，来应用多基因控制的同一表现型。即一般育种过程中，育种家要努力区分和选出纯合的基因型，本发明提供的方法则恰恰相反，有意选择表现型一致的不同基因型，育种过程中尽可能保留所有基因控制的多基因型重组体。从育种实践看，人们也常为难以区别类似品种之间的差异而伤脑筋，因此要换位思维和利用这些特点。该研究不同于云南多系品种对付水稻稻瘟病的情况，多系品种还是在少数品种间杂交，还是选择纯系，然后间隔种植，其目的仅用于对付稻瘟病，不具备从杂交技术、稳定保留多样性、选择技术、分类原则和改良种群等全面的创新，也没有新育种途径的概念。
下面详细描述本发明技术方案一、杂交阶段遗传多样性育种在杂交阶段的亲本选择标准是，选择符合育种目标所需的亲本或能提供特殊性状的亲本，包括全国各地甚至国外的品种，以增加品种的广泛适应性，只要总体互补，不必少数亲本互补，亲本数量可以在几十个以上。杂交方法的关键是，以最少的杂交工作量，创造尽可能多的重组类型。
母本群是纯合的品系或品种或是分离世代，其中分离世代是指原始亲本在单交、三交或双交后的分离世代；父本群选择纯合的品系或品种或杂合的分离世代，其中分离世代是单交种、三交种或双交种的分离世代。
为了加大某杂交亲本在种群后代中的份量，可以根据需要在母本或父本群中多次重复使用该亲本。如母本群可以是(A×B)或(A×B)×(A×C)的后代，父本可以是(E×F)×(F×H)等等情况。如果母本群当代种子量太少，可以考虑不同作物的繁殖系数自交1～10次，即用下一个分离世代作为母本群，用于与父本群杂交的分离单株数在4-100000株，优选6～10000株，更优选10～5000株之间。因为在稳定之前的自交以杂合体为主，使母本群具有足够多的重组个体就可以。
从上述杂交特点看，形成母本群和父本群时，是未分离材料之间的杂交时，每个杂交只要得到适量种子就可以了，杂交工作量很小；关键是母本群与父本群之间的杂交，这时母本群中每一株和父本群中每一株或每一株系都是不同的基因型或者不同的杂合分离的单株群，要保证获得最多的重组个体，必须具备一定的杂交工作量。也可以在以后任何分离世代补充杂交，即父母本群形成时就用3个以上亲本的分离世代，但会造成杂交周期加长、育种时间增加，因此主张母本群与父本群之间一次杂交，就完成该育种过程的杂交阶段，就形成父本群与母本群杂交的直接后代，即初级种群。
二、重组及稳定性自交阶段获得母本群上与父本群杂交的初级种群种子后，就完成了杂交过程，进入自交稳定阶段，这时根据作物的繁殖系数和育种目标，确定每个杂交后代在每个世代保留的个体数，并按株系种植，使他们自交稳定，如果父母本群杂交获得的初级种群种子量足够大，以后每代对每个株系可以保留少量单株的种子，混合做为该株系的代表，如果父母本群杂交获得的初级种群种子量少，则要在分离早期世代适当多保留株系内的单株，目的是尽量多保留各种基因型。建议自交稳定的株系数量，至少应在5000以上，然后每代每个株系保留一株，直至基本稳定。稳定性检查以株系内无明显差异为标准。在此过程中可以淘汰表现特别差的单株，但不主张对初级种群原始株系的整体淘汰。该阶段工作量不大，因为对自花授粉作物而言，也不必套袋自交。自交技术与传统育种过程的自交技术完全相同，但目的完全不同，传统育种在此过程是“优中选优”，直至选出高度一直稳定的单个基因型。而遗传多样性育种中，自交阶段却以保持尽可能多的遗传多样性，即保留多基因型为目的，仅淘汰最差的，并且该阶段可以在不同生态区穿梭，保证各种基因的充分表达，提高适应性和不同基因型之间的协调性。
三、测定阶段该阶段就是根据育种需要的关键指标，测定每个重组个体的性状表现值。必须包括株高、生育期等基本形态性状。这是一个比较大量的机械性工作，由负责任的一般工人就可以完成简单测量的性状。如果有条件可以测定品质等其他难度大的分析性状。为了减少成本，主要的测定性状可以在种群合并同类项后测定。每株收获足够的种子，以保证其他测定和下阶段种子用量。
四、分类阶段首先，要满足品种推广的表现一致性问题，通过前几个阶段，每个基因型已经稳定，而表现型尺度比基因型尺度粗放。因此要抓住表现型一致时，基因型可能完全不同的特点。其本质就是从表现型上合并同类项，在限定表现型范围内基因型差别不必硬性区分，而是加以充分利用。如对于水稻，在测定抽穗期后，把水稻抽穗期限定在正负1天以内，实际上选出种群的生育期表现更加一致，而基因型不同。对生育期和株高等影响品种“外表”一致性的性状，可以严格一些，其他性状选择可以适当放松一些。整个选择可以在电脑上完成，选出的结果种群就是多基因型种群，在严格限制正负误差的性状上比较一致，而在不太严格的性状上可能有一些差异，这样的结果与单基因型品种比较，表现上一致性差一些，但其带来的整体抗性、品质、适应性、产量等好处却是难以比拟的。类似于杂交稻表现一致性比品种差一点，只要总体符合高产优质高抗的永恒目标就可以了。当然随着技术的发展，测定成本的降低，测定的指标可以尽量完善，使分类更细致就能更一致，但表现一致性与多基因型利用必然存在一定矛盾，需要取得最佳平衡点。
在测定完成后就进入电脑筛选过程，首先了解种群基本数据特征，计算每个性状平均值、最大值、最小值、众数。为每个性状的选择和分段选择提供依据，避免脱离现实表现的盲目性，提高效率。并在筛选中至少要注意以下几种原则产量保证原则可以对全部单株产量进行排序，淘汰最后低产的20％单株。如果认为产量不是主要限制因素时，淘汰最后低产单株的比例可以下降，如10％。
育种理想目标原则对于水稻，如果育种目标最理想的抽穗期为70天，株高为90公分，就对这两个性状进行围绕理想目标的选择，即给定生育期69-71天，给定株高89-91公分，进行筛选。
现实种群众数原则实际操作中也可以根据现实种群数据的结构，调整选择策略，如为了获得实际群体包含的更多遗传多样性，可以根据每个性状的众数选择。对于水稻，如种群抽穗期众数为73天，虽然理想育种目标是70天，如果选择范围69-71可能获得的基因型只有50个，而采用众数选择71-74范围，就获得200甚至更多的基因型，为后续其他性状的选择，提供了更大的机会和范围。
现实种群平均数原则也可以根据现实种群平均数进行选择，对于水稻，如株高平均数为95公分，就可以设定94-96公分进行筛选。
主要性状严格正负误差，次要性状放宽正负误差原则如株高和生育期的一致性对种群的总体表现影响明显，加之控制株高的基因相对少些，可以严格一些，而产量、成熟期等性状受环境影响较大，测定的误差也大，选择的误差标准可以放宽一些，甚至可以到正负3左右。
交叉原则如果每个性状都按照平均数，就只能仅选出一个集团作物，按照众数仅选出另一个，按照上述平均数、众数和育种目标的原则对一个性状而言仅选出一个群体。实践中可以交叉选择，如先按照平均值选出生育期和株高，然后根据选出种群众数，选择成熟期和产量最高的种群。或者围绕重要生育期众数，选出株高符合育种理想目标的种群。实际上根据我们的经验可以精心设计大量选择方案。
次中心原则如果把围绕平均数、众数的选择叫中心的话，围绕平均数、众数上下浮动的范围就叫次中心。在次中心选择，可以使选择的范围大大增加。把平均数和众数以上的叫上次中心，以下的叫下次中心，可以根据育种目标组合上与下次中心，进行不同性状的交叉选择，可以组合出许多的选择方案。只要组合方式和数据范围不重叠，就能选出许多种群，最大限度的利用群体的遗传多样性。如我们设计的12个亲本的一组遗传多样性育种计划，在一个生态区，至少可以选出20个种群。我们在2个生态区选出了40多个种群。
特殊要求选择如我们可以根据特殊的育种目标选择中心和次中心以外的任何特殊种群，如对于水稻，在湖北专门选出特别晚熟的即生育期在130天以上的种群。
五、种群改良阶段当完成上述电脑筛选后，把入选同一种群的相应单株的种子等量混合，就获得了基本表现一致的一级种群，此时可以由育种家对种群进行综合的观察和适当的选择，如淘汰因为测定误差在计算机分类时出现的错分、个别材料不稳定出现的变异株，明显不一致的单株和明显影响种群整体产量、品质和抗性的不良单株等例外单株，也可以在不同地区穿梭优化，增加种群的适应性，依此对种群进行几代的完善。但要注意此时的选择不是传统“优中选优”选单株的过程，而是注重形成种群的协调性和总体达到抗性、优质、高产和可持续发展的效果。
本发明可具体应用到常见的自花授粉、常异花授粉农作物，在下文中具体以水稻、花生、小麦、棉花、大豆、番茄与油菜、辣椒、菜心、芥蓝、茄子为例，用未限定性实施例加以列举说明。
最佳实施方式实施例1 水稻1、杂交设计一、实验材料本实验采用8个不同来源的亲本材料利籼占、汕太占8、威优35，II优46，D优64，威优64、汕优63、汕优64。
二、实验方法①母本群原始亲本为2个利籼占、汕太占8杂交方式利籼占×汕太占8，产生的F1代自交繁殖一代，产生的分离世代10单株做为母本群；威优35×II优46，D优64×威优64，汕优63×汕优64，杂交产生的1000个单株做为父本群，分别与母本群杂交；②母本群原始亲本为3个利籼占、汕太占8、威优35杂交方式(利籼占×汕太占8)×威优35，产生的分离世代500单株做为母本群；[(威优35×II优46)×(D优64×威优64)]，产生的分离世代100单株做为父本群；2、水稻种群、品种选育方法本实验采用12个不同来源的亲本材料，中二软占、粤华占、粤泰占、二八占为广东省农科院水稻所育成的优质品种；丰矮占、粤香占为广东省农科院水稻育成的高产品种；七桂早、特籼占13号为广东佛山农科所育成的高产品种；多抗578、多抗580、多抗583为菲律宾国际水稻研究所引进的抗病品系。Lemont为著名的美国优质品种。对照为粤香占，是目前国家水稻区域试验和广东省水稻品种区域试验的对照种。
一、试验方法①杂交方案-叠加式杂交第一次杂交进行下列杂交获得F1代丰矮占×多抗578；Lemont×中二软占；粤泰占×多抗580；粤华占×二八占；特籼占13×粤香占；七桂早×多抗583；第二次杂交用前次杂交的F1作父母本进行第二次杂交，这是是非分离世代，杂交工作量不大，保证获得几十粒以上杂交种子就可以(丰矮占×多抗578)×(Lemont×中二软占)；(粤泰占×多抗580)×(粤华占×二八占)；(特籼占13×粤香占)×(七桂早×多抗583)；第三次杂交[(丰矮占×多抗578)×(Lemont×中二软占)]母本×{[(粤泰占×多抗580)×(粤华占×二八占)]即父本1+[(特籼占13×粤香占)×(七桂早×多抗583)]即父本2}。
注上述杂交均以前者为母本，后者为父本。
在第三次杂交时，对母本、父本1、父本2分别进行的单株编号，然后，将编号相同的2个父本(父本1、父本2)单株的花粉混合，再和与父本同编号的各个母本单株杂交，共获得214个杂交后代。
②后代稳定性自交及测定方案将上述214个杂交后代，每株系至少保留10个自交单株，稳定性自交6代后；最后，各杂交后代每个株系稳定后，测定全部单株的抽穗期、抽穗期株高、成熟期、成熟期株高等，再根据这些基本特征，根据种群的平均数、众数、育种目标等，在电脑上进行单株挑选和合并许可误差范围内相同的单株，共获得20个种群，分别是JT1-JT20。因为广东省一年2季，目前所有育种世代已达到13代。
二、实施效果将上述杂交后代，每株系至少保留10个自交单株，稳定性自交6代后；最后，各杂交后代每个株系稳定后，测定全部单株的抽穗期、抽穗期株高、成熟期、成熟期株高等，再根据这些基本特征，根据种群的平均数、众数、育种目标等，在电脑上进行单株挑选和合并许可误差范围内相同的单株，共获得20个种群，分别是JT1-JT20。因为广东省一年2季，目前所有育种世代已达到13代。
集团稻品系表现通过依次选定抽穗期、抽穗期株高、成熟期株高、成熟期的步骤，进行同类型单株的筛选和分类，选出20个集团稻如下表1所示。直链淀粉含量过高过低是目前的常规育种的主要制约因素，大部分品种超出国家优质米二级标准16-23％的范围，更难达到国标一级17-22％的标准。致使目前育成水稻品种中，达到国家优质1-2级米的品种仅占5％左右。在育种阶段品系的优质率就更低了。而在本研究中，直链淀粉含量达国标2级以上的品系有14个，占20个选出品系的70％，其中达国标一级的5个，占25％。比常规育种大幅度提高了选出国标优质品系的效率。遗传多样性育种，直接达到混合配方米的效果，使农民受益，至少提高效率60％以上。
表1水稻遗传多样性育种品系表现

实施例2 花生1、杂交设计一、实验材料本实验采用6个不同来源的亲本材料蒲花6号、花选1号、絮花6号、汕油321号、粤油79号、FU91-103。
二、实验方法①母本群原始亲本为2个蒲花6号、花选1号杂交方式蒲花6号×花选1号，产生的F2代的10株分离世代做为母本群；絮花6号×汕油321号、粤油79号×FU91-103，杂交产生的1000个单株做为父本群，分别与母本群杂交；②母本群原始亲本为3个汕油321号、粤油79号、FU91-103杂交方式(汕油321号×粤油79号)×FU91-103，产生的分离世代2000单株做为母本群；[(花选1号×絮花6号)×(汕油321号×粤油79号)]，产生的分离世代100单株做为父本群；2、花生种群、品种选育方法一、试验材料优质和综合性状优良品种的强化选育选择优质花生品种5个，中粤油223、粤油202-35、粤油39(前3个材料为广东省农科院育成的花生品种)、Ah7223(为美国引进的材料)和印度花皮(从印度引进)；高产品种4个，粤油116、粤油7号、(为广东省农科院育成花生品种)、中花4号(中国农科院油料所选育)、8506-A(为河南农科院育成品种)；抗病品种3个，抗青枯病品种粤油200、抗青枯病兼锈病品种粤油79、汕油523(为汕头农科所选育)。将上述品种两两配对杂交。
二、试验方法第一次杂交粤油223×粤油79；8506-A×粤油200；粤油202-35×粤油116；中花4号×印度花皮；粤油39×粤油7号；Ah7223×汕油523；第二次杂交(粤油223×粤油79)F1×(8506-A×粤油200)F1；获得50粒种子。
(粤油202-35×粤油116)F1×(中花4号×印度花皮)F1；获得50粒种子。
(粤油39×粤油7号)F1×(Ah7223×汕油523)F1；获得50粒种子。
第三次杂交[(粤油223×粤油79)F1×(8506-A×粤油200)F1]F1×{[(粤油202-35×粤油116)F1×(中花4号×印度花皮)F1]F1，即父本1+(粤油39×粤油7号)F1×(Ah7223×汕油523)F1即父本2}。
注上述杂交均以前者为母本，后者为父本。
在第三次杂交时，取各个父本(父本1、父本2)单株上的花粉进行混合，然后，对每个母本单株授粉，每个杂交单株获得4-5粒种子。经三次杂交50个母本单株上共获得220个杂交后代；以后每个杂交后代在以后的世代中保留一个自交单株，即稳定性自交6代；获得稳定的遗传基础广泛的种群。最后，各杂交后代的每个单株种成株系，观察稳定性。记录每个株系的生育期和株高。把同一生育期和同一株高的株系合并为一个种群，在种群不稳定的情况下，还可以进行常规除杂，直至最后稳定一致。共选择获得3个种群，JTHS1、JTHS2、JTHS3，它们的生育期和株高参数分别如下种群编号生育期(天)株高cmJTHS1 130 58JTHS2 120 45JTHS3 110 51三、实施效果集团花生品系表现通过依次选定开花期、下针期株高、成熟期株高、成熟期的步骤，进行同类型单株的筛选和分类，选出20个集团花生如下表2所示。产量过低是目前的常规育种的主要制约因素，大部分品种蛋白质含量低于32％。致使目前育成花生品种中，蛋白质含量达到32％的仅占5％左右。在育种阶段品系的优质率就更低了。而在本研究中，蛋白质含量达32％以上的品系有14个，占20个选出品系的70％，其中达34％的1个，占5％。比常规育种大幅度提高了选出优质品系的效率。在电脑选择的种群一致性基本可以达到，特异性和一致性都决定于设定的范围和测定的准确性，可以人的控制之下，只需要对选出种群做适当选择和淘汰明显的杂株。因为是自花授粉作物繁殖中稳定性也就不会发生变化。
表2花生遗传多样性育种品系表现

实施例3 小麦1、杂交设计一、实验材料本实验采用6个不同来源的亲本材料陕农757、太T15、冀审沧6001、晋麦54号、科农9204、豫麦46号。
二、实验方法①母本群原始亲本为2个陕农757、太T15杂交方式陕农757×太T15，产生的F2代的10株分离世代做为母本群；冀审沧6001×晋麦54号、科农9204×豫麦46号，杂交产生的1000个单株做为父本群，分别与母本群杂交；②母本群原始亲本为3个晋麦54号、科农9204、豫麦46号杂交方式(晋麦54号×科农9204)×豫麦46号，产生的分离世代2000单株做为母本群；[(太T15×冀审沧6001)×(晋麦54号×科农9204)]，产生的分离世代100单株做为父本群；2、小麦种群、品种选育方法一、试验材料优质和综合性状优良品种的强化选育分别选择来自辽宁的辽春12、沈免96，黑龙江的垦九10号、垦红14，内蒙古的赤麦5号、蒙麦30号，江苏的扬麦10号，甘肃的甘春20，福建的泉麦3号，河南的偃展4110和重庆市的川育5404、渝麦7号共12个优质、抗病、高产的小麦品种。将上述品种两两配对杂交。
二、试验方法第一次杂交辽春12号×扬麦10号；沈免96×甘春20；垦九10号×泉麦3号；垦红14×偃展4110；赤麦5号×川育5404；蒙麦30号×渝麦7号；第二次杂交(辽春12号×扬麦10号)F1×(沈免96×甘春20)F1；获得50粒种子。
(垦九10号×泉麦3号)F1×(垦红14×偃展4110)F1；获得50粒种子。
(赤麦5号×川育5404)F1×(蒙麦30号×渝麦7号)F1；获得50粒种子。
第三次杂交[(辽春12号×扬麦10号)F1×(沈免96×甘春20)F1]F1×{[(垦九10号×泉麦3号)F1×(垦红14×偃展4110)F1]F1，即父本1+(赤麦5号×川育5404)F1×(蒙麦30号×渝麦7号)F1即父本2}。
注上述杂交均以前者为母本，后者为父本。
在第三次杂交时，取各个父本(父本1、父本2)单株上的花粉进行混合，然后，对每个母本单株授粉，每个杂交单株获得4-5粒种子。经三次杂交50个母本单株上共获得220个杂交后代；以后每个杂交后代在以后的世代中保留一个自交单株，即稳定性自交6代；获得稳定的遗传基础广泛的种群。最后，各杂交后代的每个单株种成株系，观察稳定性。记录每个株系的生育期和株高。把同一生育期和同一株高的株系合并为一个种群，在种群不稳定的情况下，还可以进行常规除杂，直至最后稳定一致。共选择获得3个种群，JTXM1、JTXM2、JTXM3，它们的生育期和株高参数分别如下种群编号生育期(天)株高cmJTXM1 101 95JTXM2 9187JTXM3 104 98三、实施效果集团小麦品系表现通过依次选定扬花期、株高、成熟期的步骤，进行同类型单株的筛选和分类，选出16个集团小麦如下表3所示。粗蛋白含量低是目前的常规优质育种的制约因素，大部分品种粗蛋白质含量低于17％。致使目前育成品种中，蛋白质含量达到17％的以上的仅占少数。在育种阶段品系的优质率就更低了。而在本研究中，强化粗蛋白质含量选择，达17％以上的品系有8个，占16个选出品系的50％，其中达22％的1个。比常规育种大幅度提高了选出优质品系的效率。在电脑选择的种群一致性基本可以达到，特异性和一致性都决定于设定的范围和测定的准确性，可以人的控制之下，只需要对选出种群做适当选择和淘汰明显的杂株。因为是自花授粉作物繁殖中稳定性也就不会发生变化。
表3小麦遗传多样性育种品系表现

实施例4 大豆1、杂交设计一、实验材料本实验采用6个不同来源的亲本材料垦农18、吉育47号、辽豆1号、合丰41号、吉育58号、辽豆13号。
二、实验方法①母本群原始亲本为2个垦农18、吉育47号杂交方式垦农18×吉育47号，产生的F2代的10株分离世代做为母本群；辽豆1号×合丰41号、吉育58号×辽豆13号，杂交产生的1000个单株做为父本群，分别与母本群杂交；②母本群原始亲本为3个合丰41号、吉育58号、辽豆13号杂交方式(合丰41号×吉育58号)×辽豆13号，产生的分离世代2000单株做为母本群；[(吉育47号×辽豆1号)×(合丰41号×吉育58号)]，产生的分离世代100单株做为父本群；2、大豆种群、品种选育方法一、试验材料优质和综合性状优良品种的强化选育分别选择来自辽宁的吉育35、吉林20号，黑龙江的黑农46，丰收24号，河北的沧豆5号、五星1号、河南的豫豆29号，郑90007，江苏的徐豆12号，山西的晋遗30，山东的齐黄29号，安徽的合豆3号。将上述品种两两配对杂交。
二、试验方法第一次杂交吉育35×晋遗30；郑90007×徐豆12号；吉林20号×沧豆5号；豫豆29号×合豆3号；黑农46×五星1号；丰收24号×齐黄29号；第二次杂交(吉育35×晋遗30)F1×(郑90007×徐豆12号)F1；获得50粒种子。
(吉林20号×沧豆5号)F1×(豫豆29号×合豆3号)F1；获得50粒种子。
(黑农46×五星1号)F1×(丰收24号×齐黄29号)F1；获得50粒种子。
第三次杂交[(吉育35×晋遗30)F1×(郑90007×徐豆12号)F1]F1×{[(吉林20号×沧豆5号)F1×(豫豆29号×合豆3号)F1]F1，即父本1+(黑农46×五星1号)F1×(丰收24号×齐黄29号)F1即父本2}。
注上述杂交均以前者为母本，后者为父本。
在第三次杂交时，取各个父本(父本1、父本2)单株上的花粉进行混合，然后，对每个母本单株授粉，每个杂交单株获得4-5粒种子。经三次杂交50个母本单株上共获得220个杂交后代；以后每个杂交后代在以后的世代中保留一个自交单株，即稳定性自交6代；获得稳定的遗传基础广泛的种群。最后，各杂交后代的每个单株种成株系，观察稳定性。记录每个株系的生育期和株高。把同一生育期和同一株高的株系合并为一个种群，在种群不稳定的情况下，还可以进行常规除杂，直至最后稳定一致。共选择获得3个种群，JT1、JT2、JT3，它们的生育期和株高参数分别如下种群编号生育期(天)株高cmJT1 125 97
JT210878JT3135105三、实施效果集团大豆品系表现通过依次选定结荚习性、株高、生育期的步骤，进行同类型单株的筛选和分类，选出12个集团花生如下表4所示。粗脂肪含量难以突破是目前的常规育种的主要制约因素，大部分品种粗脂肪含量介于20-21％。在育种阶段品系的优质率就更低了。而在本研究中，粗脂肪含量达22％以上的品系有7个，占12个选出品系的58％，最高可达24％。比常规育种大幅度提高了选出优质品系的效率。在电脑选择的种群一致性基本可以达到，特异性和一致性都决定于设定的范围和测定的准确性，可以在人的控制之下，只需要对选出种群做适当选择和淘汰明显的杂株。因为是自花授粉作物，繁殖中稳定性也就不会发生变化。
表4大豆遗传多样性育种品系表现

实施例5 番茄1、杂交设计一、实验材料本实验采用6个不同来源的亲本材料英石大红、粉红D-80、博玉368、博玉367、金象蕃早、金象蕃宝。
二、实验方法①母本群原始亲本为2个英石大红、粉红D-80杂交方式英石大红×粉红D-80，产生的F2代的10株分离世代做为母本群；博玉368×博玉367、金象蕃早×金象蕃宝，杂交产生的1000个单株做为父本群，分别与母本群杂交；
②母本群原始亲本为3个博玉367、金象蕃早、金象蕃宝杂交方式(博玉367×金象蕃早)×金象蕃宝，产生的分离世代2000单株做为母本群；[(粉红D-80×博玉368)×(博玉367×金象蕃早)]，产生的分离世代100单株做为父本群；2、番茄种群、品种选育方法一、试验材料优质和综合性状优良品种的强化选育分别选择来自北京的佳粉17号，黑龙江的番茄东农704，陕西的番茄毛粉802，河南的豫番茄1号，天津的番茄中蔬5号，中科院的中杂11号、中杂9号、红杂18，红杂10，其他地区的金象蕃宝、番茄西粉3号、粉红D-80。将上述品种两两配对杂交。
二、试验方法第一次杂交金象蕃宝×中杂11号；番茄西粉3号×番茄中蔬5号；佳粉17号×番茄东农704；豫番茄1号×粉红D-80；红杂18×番茄毛粉802；红杂10×中杂9号；第二次杂交(金象蕃宝×中杂11号)F1×(番茄西粉3号×番茄中蔬5号)F1；获得50粒种子。
(佳粉17号×番茄东农704)F1×(豫番茄1号×粉红D-80)F1；获得50粒种子。
(红杂18×番茄毛粉802)F1×(红杂10×中杂9号)F1；获得50粒种子。
第三次杂交[(金象蕃宝×中杂11号)F1×(番茄西粉3号×番茄中蔬5号)F1]F1×{[(佳粉17号×番茄东农704)F1×(豫番茄1号×粉红D-80)F1]F1，即父本1+(红杂18×番茄毛粉802)F1×(红杂10×中杂9号)F1即父本2}。
注上述杂交均以前者为母本，后者为父本。
在第三次杂交时，取各个父本(父本1、父本2)单株上的花粉进行混合，然后，对每个母本单株授粉，每个杂交单株获得4-5粒种子。经三次杂交50个母本单株上共获得235个杂交后代；以后每个杂交后代在以后的世代中保留一个自交单株，即稳定性自交6代；获得稳定的遗传基础广泛的种群。最后，各杂交后代的每个单株种成株系，观察稳定性。记录每个株系的平均单果重、果实颜色、生育期和株高。把同一平均单果重、生育期和同一株高的株系合并为一个种群，在种群不稳定的情况下，还可以进行常规除杂，直至最后稳定一致。共选择获得3个种群，JT1、JT2、JT3，它们的生育期和株高参数分别如下种群编号生育期(天)株高emJT1 125 97
JT210878JT3135105三、实施效果集团番茄品系表现通过依次选定单果重、果实颜色、株高的步骤，进行同类型单株的筛选和分类(也可以利用果实黄色红色等亲本专门混合不同颜色形成多彩番茄，增加商品价值)，本研究选出12个集团番茄如下表5所示。单果重适中的条件下，产量突破是目前的常规育种的主要制约因素，大部分品种单果重介于100-200克，总产量在5000公斤/亩以下。而在本研究中，首先选择单果重大于150克、单株总果量多的株系，共选出11个品系，其中7个品系单果重大于200克，最高平均单果重可达300多克，折合亩产可达7000多公斤。比常规育种大幅度提高了选出高产品系的效率。在电脑选择的种群一致性基本可以达到，特异性和一致性都决定于设定的范围和测定的准确性，可以在人的控制之下，只需要对选出种群做适当选择和淘汰明显的杂株。因为是自花授粉作物，繁殖中稳定性也就不会发生变化。
表5番茄遗传多样性育种品系表现

实施例6 油菜1、杂交设计一、实验材料本实验采用6个不同来源的亲本材料H9901、华杂6号、华杂4号、华杂3号、华油(双)3号、华油(双)4号。
二、实验方法①母本群原始亲本为2个H9901、华杂6号杂交方式H9901×华杂6号，产生的F2代的100株分离世代做为母本群；华杂4号×华杂3号、华油(双)3号×华油(双)4号，杂交产生的1000个单株做为父本群，分别与母本群杂交；②母本群原始亲本为3个华杂3号、华油(双)3号、华油(双)4号杂交方式(华杂3号×华油(双)3号)×华油(双)4号，产生的分离世代2000单株做为母本群；[(H9901×华杂6号)×(华杂4号×华杂3号)]，产生的分离世代100单株做为父本群；2、油菜种群、品种选育方法一、试验材料工业用高芥酸含量和综合性状优良品种的强化选育选择从加拿大引进的芥酸含量高于53％的高芥酸油菜品种4个，Mercury、Neptune、Castor和R-588；美国引进品种Indore；国内育成双高品系2个，S87-2127和S87-2365；国内育成高亚油酸和高亚麻酸双高综合优良品种3个，中油821(中国油料作物研究所育成)、宁油7号(江苏农科院育成)和万油17(湖北)。低硫苷品种皖油6号(安徽农科院育成)和引进双高品种Gotarshiji。将上述品种两两配对杂交二、试验方法第一次杂交Mercury×S87-2127； Neptune×S87-2365；Castor×中油821；Indore×宁油7号；Gotarshiji×万油17； R-588×皖油6号；第二次杂交(Mercury×S87-2127)×(Neptune×S87-2365)；注获得50粒种子。
(Castor×中油821)×(Indore×宁油7号)；注获得50粒种子。
(Gotarshiji×万油17)×(R-588×皖油6号)；注获得50粒种子。
第三次杂交[(Mercury×S87-2127)×(Neptune×S87-2365)]×{[(Castor×中油821)×(Indore×宁油7号)]即父本1+[(Gotarshiji×万油17)×(R-588×皖油6号)]即父本2}。
注上述杂交均以前者为母本，后者为父本。
在第三次杂交时，取各个父本(父本1、父本2)单株上的花粉进行混合，然后，对每个母本单株授粉，每个杂交单株获得4-5粒种子。经三次杂交50个母本单株上共获得218个杂交后代；以后每个杂交后代在以后的世代中保留一个自交单株，即稳定性自交6代；获得稳定的遗传基础广泛的种群。最后，各杂交后代的每个单株种成株系，观察稳定性。记录每个株系的生育期和株高。把同一生育期和同一株高的株系合并为一个种群，在种群不稳定的情况下，还可以进行常规除杂，直至最后稳定一致。共选择获得3个种群，JT1、JT2、JT3，它们的生育期和株高参数分别如下
种群编号生育期(天)株高cmJT1 234 158JT2 239 164JT3 243 169三、试验效果对所有材料在自交稳定后，全部株系种在湖北省长江大学试验田，观察抽薹期、抽薹期株高、成熟期、成熟期株高和单株产量。在电脑上进行同类型单株的筛选和分类，首先对单株产量进行排序，并淘汰单株产量小于30克的单株，获得12个种群(HBJT1-HBJT12)如下表6，以产量选择为重点，使产量大幅度提高，本研究中产量超过对照的品系占8/12，即67％。在目前常规育种中如此大幅度超过对照的高产育种是少见的。在电脑选择的种群一致性基本可以达到，特异性和一致性都决定于设定的范围和测定的准确性，可以在人为的控制之下，只需要对选出种群做适当选择和淘汰明显的杂株。因为油菜是常异交作物，自交结实率一般80％以上，繁殖中稳定性在短期内不会发生变化，通过原原种隔离种植，提纯复壮可以繁殖种子。
表6油菜遗传多样性育种品系表现

实施例7 棉花1、杂交设计一、实验材料本实验采用6个不同来源的亲本材料中棉所24、中棉所35、中棉所36、中棉所19、豫棉19号、邯郸284。
二、实验方法①母本群原始亲本为2个中棉所24、中棉所35杂交方式
中棉所24×中棉所35，产生的F2代的10株分离世代做为母本群；中棉所36×中棉所19、豫棉19号×邯郸284，杂交产生的100个单株做为父本群，分别与母本群杂交；②母本群原始亲本为3个中棉所19、豫棉19号、邯郸284杂交方式(中棉所19×豫棉19号)×邯郸284，产生的分离世代200单株做为母本群；[(中棉所35×中棉所36)×(中棉所19×豫棉19号)]，产生的分离世代100单株做为父本群；2、棉生种群、品种选育方法一、试验材料综合性状优良品种的强化选育杂交亲本分别选择来自中棉所品种中棉所38、中棉所23、中棉所27、中棉所29，湖北的鄂抗棉7号、鄂抗棉3号，河南的豫棉12号、豫早275，河北的冀棉21号、冀668，江苏的苏棉12号，四川的川棉239。将上述品种两两配对杂交。
二、试验方法第一次杂交中棉所38×苏棉12号；冀棉21号×冀668；中棉所23×鄂抗棉3号；豫早275×鄂抗棉7号；中棉所27×豫棉12号；中棉所29×川棉239；第二次杂交(中棉所38×苏棉12号)F1×(冀棉21号×冀668)F1；获得50粒种子。
(中棉所23×鄂抗棉3号)F1×(豫早275×鄂抗棉7号)F1；获得50粒种子。
(中棉所27×豫棉12号)F1×(中棉所29×川棉239)F1；获得50粒种子。
第三次杂交[(中棉所38×苏棉12号)F1×(冀棉21号×冀668)F1]F1×{[(中棉所23×鄂抗棉3号)F1×(豫早275×鄂抗棉7号)F1]F1，即父本1+(中棉所27×豫棉12号)F1×(中棉所29×川棉239)F1即父本2}。
注上述杂交均以前者为母本，后者为父本。
在第三次杂交时，取各个父本(父本1、父本2)单株上的花粉进行混合，然后，对每个母本单株授粉，每个杂交单株获得4-5粒种子。经三次杂交50个母本单株上共获得220个杂交后代；以后每个杂交后代在以后的世代中保留一个自交单株，即稳定性自交6代；获得稳定的遗传基础广泛的种群。最后，各杂交后代的每个单株种成株系，观察稳定性。记录每个株系的生育期和株高。把同一生育期和同一株高的株系合并为一个种群，在种群不稳定的情况下，还可以进行常规除杂，直至最后稳定一致。共选择获得3个种群，JT1、JT2、JT3，它们的生育期和株高参数分别如下
种群编号生育期(天)株高cmJT1 110 78JT2 125 89JT3 135 100三、实施效果集团棉花品系表现通过依次选定生育期、株高、产量步骤，进行同类型单株的筛选和分类，选出12个集团花生如下表7所示。产量过低是目前的常规育种的主要制约因素，大部分品种皮棉亩产小于90公斤。致使目前育成棉花品种中，皮棉产量达到90公斤以上的品种较少。在育种阶段品系的高产率就更低了。而在本研究中，皮棉产量达90公斤以上的品系有7个，占12个选出品系的58％，其中达100公斤的1个。比常规育种大幅度提高了选出高产品系的效率。在电脑选择的种群一致性基本可以达到，特异性和一致性都决定于设定的范围和测定的准确性，可以在人为的控制之下，只需要对选出种群做适当选择和淘汰明显的杂株。因为棉花是常异交作物，自交结实率一般80％以上，繁殖中稳定性在短期内不会发生变化，通过原原种隔离种植，提纯复壮可以繁殖种子。
表7棉花遗传多样性育种品系表现

实施例8 辣椒1、杂交设计一、实验材料本实验采用6个不同来源的亲本材料中椒6号、中椒5号、中椒11号、宁椒5号、B特早、哈椒3号。
二、实验方法①母本群原始亲本为2个中椒6号、中椒5号杂交方式中椒6号×中椒5号，产生的F2代的1000株分离世代做为母本群；
中椒11号×宁椒5号、B特早×哈椒3号，杂交产生的1000个单株做为父本群，分别与母本群杂交；②母本群原始亲本为3个宁椒5号、B特早、哈椒3号杂交方式(宁椒5号×B特早)×哈椒3号，产生的分离世代2000单株做为母本群；[(中椒5号×中椒11号)×(宁椒5号×B特早)]，产生的分离世代2000单株做为父本群；2、辣椒种群、品种选育方法一、试验材料优质和综合性状优良品种的强化选育分别选择来自辽宁的品种沈椒4号、沈椒6号，江苏的江蔬1号、江蔬5号、江蔬6号，广东的辣优1号、粤椒1号，湖南的湘椒6号、湘椒9号，重庆的渝椒5号、中科院的中椒10号、中椒7号。将上述品种两两配对杂交。
二、试验方法第一次杂交沈椒4号×中椒10号；江蔬6号×渝椒5号；沈椒6号×粤椒1号；湘椒9号×辣优1号；江蔬1号×湘椒6号；江蔬5号×中椒7号；第二次杂交(沈椒4号×中椒10号)F1×(江蔬6号×渝椒5号)F1；获得50粒种子。
(沈椒6号×粤椒1号)F1×(湘椒9号×辣优1号)F1；获得50粒种子。
(江蔬1号×湘椒6号)F1×(江蔬5号×中椒7号)F1；获得50粒种子。
第三次杂交[(沈椒4号×中椒10号)F1×(江蔬6号×渝椒5号)F1]F1×{[(沈椒6号×粤椒1号)F1×(湘椒9号×辣优1号)F1]F1，即父本1+(江蔬1号×湘椒6号)F1×(江蔬5号×中椒7号)F1即父本2}。
注上述杂交均以前者为母本，后者为父本。
在第三次杂交时，取各个父本(父本1、父本2)单株上的花粉进行混合，然后，对每个母本单株授粉，每个杂交单株获得4-5粒种子。经三次杂交50个母本单株上共获得220个杂交后代；以后每个杂交后代在以后的世代中保留一个自交单株，即稳定性自交6代；获得稳定的遗传基础广泛的种群。最后，各杂交后代的每个单株种成株系，观察稳定性。记录每个株系的生育期和株高。把同一生育期、同一株高和统一椒型的株系合并为一个种群，在种群不稳定的情况下，还可以进行常规除杂，直至最后稳定一致。共选择获得3个种群，JT1、JT2、JT3，它们的生育期和株高参数分别如下种群编号生育期(天)株高cmJT1 128 57
JT2 118 52JT3 109 48三、实施效果集团辣椒品系表现通过依次选定开花株高、果形、成熟期的步骤，进行同类型单株的筛选和分类，选出10个集团辣椒如下表8所示。各种病害严重产量不稳定是目前的辣椒育种的主要制约因素，大部分品种产量不稳定，一般亩产2500公斤左右。本研究通过多基因型减少对病害选择压，加强产量选择，10个品系产量普遍提高，大于2500公斤的品系7个，占70％，而小于2500公斤的品系减产不显著。比常规育种大幅度提高了效率。在电脑选择的种群一致性基本可以达到，特异性和一致性都决定于设定的范围和测定的准确性，可以在人的控制之下，只需要对选出种群做适当选择和淘汰明显的杂株。因为菜心是常异交作物，自交结实率一般80％以上，繁殖中稳定性在短期内不会发生变化，通过原原种隔离种植，提纯复壮可以繁殖种子。与杂交种制种技术相比，该技术显然简单可行。只需自交繁殖集团内的株系，然后按需要混合。
表8、辣椒遗传多样性育种品系表现

实施例9 菜心1、杂交设计一、实验材料本实验采用6个不同来源的亲本材料香港31号、青宝40号、油绿70天、油青49、油青12号、特青迟心4号。
二、实验方法①母本群原始亲本为2个香港31号、青宝40号杂交方式香港31号×青宝40号，产生的F2代的10株分离世代做为母本群；油绿70天×油青49、油青12号×特青迟心4号，杂交产生的100个单株做为父本群，分别与母本群杂交；
②母本群原始亲本为3个油青49、油青12号、特青迟心4号杂交方式(油青49×油青12号)×特青迟心4号，产生的分离世代2000单株做为母本群；[(青宝40号×油绿70天)×(油青49×油青12号)]，产生的分离世代100单株做为父本群；2、菜心种群、品种选育方法一、试验材料优质和综合性状优良集团品系的选育选择广东地区不同特点的系列的菜心品种，深绿型特青迟心4号、迟心29号、穗青1号，青绿型油青12号、四九19号、油青49、绿宝70天、青宝40号，油绿型品种油绿70天、迟心2号、油青50天、黄绿型品种四九菜心。将上述品种两两配对杂交。
二、试验方法第一次杂交特青迟心4号×油青50天；油青49×迟心2号；青宝40号×穗青1号；绿宝70天×油绿70天；油青12号×四九19号；四九菜心×迟心29号；第二次杂交(特青迟心4号×油青50天)F1×(油青49×迟心2号)F1；获得50粒种子。
(青宝40号×穗青1号)F1×(绿宝70天×油绿70天)F1；获得50粒种子。
(油青12号×四九19号)F1×(四九菜心×迟心29号)F1；获得50粒种子。
第三次杂交[(特青迟心4号×油青50天)F1×(油青49×迟心2号)F1]F1×{[(青宝40号×穗青1号)F1×(绿宝70天×油绿70天)F1]F1，即父本1+(油青12号×四九19号)F1×(四九菜心×迟心29号)F1即父本2}。
注上述杂交均以前者为母本，后者为父本。
在第三次杂交时，取各个父本(父本1、父本2)单株上的花粉进行混合，然后，对每个母本单株授粉，每个杂交单株获得4-5粒种子。经三次杂交50个母本单株上共获得2000个杂交后代；以后每个杂交后代在以后的世代中保留一个自交单株，即稳定性自交6代；获得稳定的遗传基础广泛的种群。最后，各杂交后代的每个单株种成株系，观察稳定性。记录每个株系的生育期和株高。把同一生育期和同一株高的株系合并为一个种群，在种群不稳定的情况下，还可以进行常规除杂，直至最后稳定一致。共选择获得3个种群，JT1、JT2、JT3，它们的生育期和株高参数分别如下种群编号初收期(天)株高cmJT1 2825
JT2 38 32JT3 50 40三、实施效果集团菜心品系表现通过依次选定初收期、株高、绿色分类的步骤，进行同类型单株的筛选和分类，选出10个集团菜心如下表9所示。各种病害严重产量不稳定是目前的辣椒育种的主要制约因素，大部分品种产量不稳定，一般亩产700-1200公斤左右。本研究通过多基因型减少对病害选择压，加强产量选择，10个品系产量普遍提高，大于1200公斤的品系6个，占60％，而小于1200公斤的品系减产不显著。比常规育种大幅度提高了效率。在电脑选择的种群一致性基本可以达到，特异性和一致性都决定于设定的范围和测定的准确性，可以在人的控制之下，只需要对选出种群做适当选择和淘汰明显的杂株。因为菜心是常异交作物，自交结实率一般80％以上，繁殖中稳定性在短期内不会发生变化，通过原原种隔离种植，提纯复壮可以繁殖种子。与杂交种制种技术相比，该技术显然简单可行。只需自交繁殖集团内的株系，然后按需要混合。
表9、菜心遗传多样性育种集团品系

实施例10 茄子1、杂交设计一、实验材料本实验采用6个不同来源的亲本材料黑豹伏秋茄、黑虎早茄、绿茄1号、绿茄3号、绿茄4号、白茄1号。
二、实验方法①母本群原始亲本为2个黑豹伏秋茄、黑虎早茄杂交方式黑豹伏秋茄×黑虎早茄，产生的F2代的10株分离世代做为母本群；绿茄1号×绿茄3号、绿茄4号×白茄1号，杂交产生的120个单株做为父本群，分别与母本群杂交；
②母本群原始亲本为3个绿茄3号、绿茄4号、白茄1号杂交方式(绿茄3号×绿茄4号)×白茄1号，产生的分离世代2000单株做为母本群；[(黑虎早茄×绿茄1号)×(绿茄3号×绿茄4号)]，产生的分离世代100单株做为父本群；2、茄子种群、品种选育方法一、试验材料优质和综合性状优良集团品系的选育选择广东地区不同果实特点的茄子品种，深黑紫色品种紫黑2号、黑豹伏秋茄、黑虎早茄，黑紫色园茄类的泰科紫园茄、美国黑金，紫色长茄类9318长茄、佳丽长茄、济南94-1、长虹2号、龙丰茄子，油绿类型的棒绿茄、绿茄3号。将上述品种两两配对杂交。
二、试验方法第一次杂交紫黑2号×绿茄3号；美国黑金×棒绿茄；济南94-1×黑虎早茄；佳丽长茄×长虹2号；9318长茄×泰科紫园茄；龙丰茄子×黑豹伏秋茄；第二次杂交(紫黑2号×绿茄3号)F1×(美国黑金×棒绿茄)F1；获得50粒种子。
(济南94-1×黑虎早茄)F1×(佳丽长茄×长虹2号)F1；获得50粒种子。
(9318长茄×泰科紫园茄)F1×(龙丰茄子×黑豹伏秋茄)F1；获得50粒种子。
第三次杂交[(紫黑2号×绿茄3号)F1×(美国黑金×棒绿茄)F1]F1×{[(济南94-1×黑虎早茄)F1×(佳丽长茄×长虹2号)F1]F1，即父本1+(9318长茄×泰科紫园茄)F1×(龙丰茄子×黑豹伏秋茄)F1即父本2}。
注上述杂交均以前者为母本，后者为父本。
在第三次杂交时，取各个父本(父本1、父本2)单株上的花粉进行混合，然后，对每个母本单株授粉，每个杂交单株获得4-5粒种子。经三次杂交50个母本单株上共获得2000个杂交后代；以后每个杂交后代在以后的世代中保留一个自交单株，即稳定性自交6代；获得稳定的遗传基础广泛的种群。最后，各杂交后代的每个单株种成株系，观察稳定性。记录每个株系的生育期、株高和果实特点。把同一生育期、同一株高和同一果实类型的株系合并为一个种群，在种群不稳定的情况下，还可以进行常规除杂，直至最后稳定一致。共选择获得3个种群，JT1、JT2、JT3，它们的生育期和株高参数分别如下种群编号初收期(天)株高cmJT1 108 78
JT2 112 85JT3 110 92三、实施效果集团茄子品系表现通过依次选定初收期、株高、果实特性的步骤，进行同类型单株的筛选和分类，选出10个集团茄子品系如下表10所示。各种病害严重，产量不稳定是目前的茄子育种的主要制约因素，大部分品种一般亩产4000-4500公斤左右。本研究通过多基因型减少对病害选择压，加强产量选择，10个品系产量普遍提高，大于4500公斤的品系6个，占60％。比常规育种大幅度提高了效率。在电脑选择的种群一致性基本可以达到，特异性和一致性都决定于设定的范围和测定的准确性，可以在人的控制之下，只需要对选出种群做适当选择和淘汰明显的杂株。因为茄子是常异交作物，自交结实率一般80％以上，繁殖中稳定性在短期内不会发生变化，通过原原种隔离种植，提纯复壮可以繁殖种子。与杂交种制种技术相比，该技术显然简单可行。只需自交繁殖集团内的株系，然后按需要混合。
表10、茄子遗传多样性育种集团品系

实施例11 芥蓝1、杂交设计一、实验材料本实验采用6个不同来源的亲本材料中花芥蓝、普通芥蓝-1、东方尖芥蓝、白花芥蓝、细叶早芥蓝、皱叶早芥蓝。
二、实验方法①母本群原始亲本为2个中花芥蓝、普通芥蓝-1杂交方式中花芥蓝×普通芥蓝-1，产生的F2代的10株分离世代做为母本群；东方尖芥蓝×白花芥蓝、细叶早芥蓝×皱叶早芥蓝，杂交产生的120个单株做为父本群，分别与母本群杂交；
②母本群原始亲本为3个白花芥蓝、细叶早芥蓝、皱叶早芥蓝杂交方式(白花芥蓝×细叶早芥蓝)×皱叶早芥蓝，产生的分离世代1500单株做为母本群；[(普通芥蓝-1×东方尖芥蓝)×(白花芥蓝×细叶早芥蓝)]，产生的分离世代1500单株做为父本群；2、芥蓝种群、品种选育方法一、试验材料优质和综合性状优良集团品系的选育选择不同特点的系列芥蓝品种，早熟型香港白花芥蓝、细叶早芥蓝、皱叶早芥蓝，中熟型台湾中花、中迟芥蓝、香港中花、何溏芥蓝、中花芥蓝，迟熟型品种皱叶迟芥蓝、东方尖芥蓝、普通芥蓝-1、迟花芥蓝。将上述品种两两配对杂交。
二、试验方法第一次杂交香港白花芥蓝×普通芥蓝-1；香港中花×东方尖芥蓝；迟花芥蓝×皱叶早芥蓝；何溏芥蓝×皱叶迟芥蓝；台湾中花×中迟芥蓝；中花芥蓝×细叶早芥蓝；第二次杂交(香港白花芥蓝×普通芥蓝-1)F1×(香港中花×东方尖芥蓝)F1；获得50粒种子。
(迟花芥蓝×皱叶早芥蓝)F1×(何溏芥蓝×皱叶迟芥蓝)F1；获得50粒种子。
(台湾中花×中迟芥蓝)F1×(中花芥蓝×细叶早芥蓝)F1；获得50粒种子。
第三次杂交[(香港白花芥蓝×普通芥蓝-1)F1×(香港中花×东方尖芥蓝)F1]F1×{[(迟花芥蓝×皱叶早芥蓝)F1×(何溏芥蓝×皱叶迟芥蓝)F1]F1，即父本1+(台湾中花×中迟芥蓝)F1×(中花芥蓝×细叶早芥蓝)F1即父本2}。
注上述杂交均以前者为母本，后者为父本。
在第三次杂交时，取各个父本(父本1、父本2)单株上的花粉进行混合，然后，对每个母本单株授粉，每个杂交单株获得4-5粒种子。经三次杂交50个母本单株上共获得2000个杂交后代；以后每个杂交后代在以后的世代中保留一个自交单株，即稳定性自交6代；获得稳定的遗传基础广泛的种群。最后，各杂交后代的每个单株种成株系，观察稳定性。记录每个株系的生育期、株高。把同一生育期、同一株高的株系合并为一个种群，在种群不稳定的情况下，还可以进行常规除杂，直至最后稳定一致。共选择获得3个种群，JT1、JT2、JT3，它们的生育期和株高参数分别如下种群编号初收期(天)株高cmJT1 3028
JT2 37 31JT3 40 38三、实施效果集团芥蓝品系表现通过依次选定初收期、株高、绿色分类的步骤，进行同类型单株的筛选和分类，选出10个集团芥蓝如下表11所示。各种病害严重产量不稳定是目前的辣椒育种的主要制约因素，大部分品种产量不稳定，一般亩产1000-1500公斤左右。本研究通过多基因型减少对病害选择压，加强产量选择，10个品系产量普遍提高，大于1500公斤的品系5个，占50％。比常规育种大幅度提高了效率。在电脑选择的种群一致性基本可以达到，特异性和一致性都决定于设定的范围和测定的准确性，可以在人的控制之下，只需要对选出种群做适当选择和淘汰明显的杂株。因为芥蓝是常异交作物，自交结实率一般80％以上，繁殖中稳定性在短期内不会发生变化，通过原原种隔离种植，提纯复壮可以繁殖种子。与杂交种制种技术相比，该技术显然简单可行。只需自交繁殖集团内的株系，然后按需要混合。
表11、芥蓝遗传多样性育种集团品系

工业应用性从生物多样性与可持续发展看传统单基因型种植的生产方式以及人们为改良品种而进行的育种活动-优中选优，又使作物本身的遗传基础越来越窄，抵御病虫害和逆境的能力越来越弱，品种寿命越来越短，过去一个品种可以种植使用至少5年以上，有的直至长达十几年，现代品种的平均寿命只有4年左右，导致物种灭绝加速，生物多样性迅速递减(朱大宝，多样性与林木育种生物多样性，1994，2(3)157-161)。从生物与环境协调发展和人类需求的多样化出发，急需创造一种利用多基因型进行农作物生产的方法，类似于培养优秀团队的理念，而不是试图挑选一个十全十美的个人。
从农作物跨越式育种发展需求看一方面品种组合虽然很多，但要获得大的提高却越来越难；以前思路上受已有常规和杂交品种的限制，主要精力放在提高两类品种的抗性、产量和品质的水平，目前品种的水平已经很高，如水稻，全国平均亩产已从过去的200多公斤，提高到400多公斤，但对其他品种类型的原创研究比较薄弱。可以说现有两类品种要获得更大突破已经越来越难。
从农作物种子生产看常规农作物主要特征是农民可以留种繁殖，杂交农作物则只能利用一代，农民不能留种，尽管杂交农作物品质在总体上不如常规农作物，但由于农业产业化的发展，企业利益驱动，各农作物种子企业都以杂交农作物作为主要产品；本发明提供的农作物种群选育方法比较简单可行，使育种对专家的经验依赖性减少，又具有充分利用生物遗传多样性和可持续发展的特点，还可以进行产业化开发，同样重要的是，开辟了农作物育种新途径，对学科发展和品种的大幅度跨越具有重大意义。该类集团作物品种将具有高度的抗性、适应性和优质的特点，农民易于管理耕种(目前农民都外出打工，在种田上投放的精力越来越少)，市场需求很高，该类种群、品种的转化推广，将开辟新的农作物育种形式和品种类型，对学科发展作出贡献，对行业发展具有极大的推动作用。
从生物自身对环境的适应性看单基因型品种不如多基因型对环境具有高度适应性和对病虫害的抗性，云南通过利用多系抗稻瘟病品种的间隔种植，取得多年对病虫害的成功控制，就证明了这一点(Youyong Zhu，et a1.，Nature，406718-722)。
从人类消费农作物的需求看实际上消费的商品农作物都是多基因型的，本发明提供的农作物种群、品种符合该要求。
从满足农民需求看遗传多样性种群、品种具有农民可以适当留种特性，也适宜公司进行原原种的大规模开发；又具有高度适应性、抗病性等特点。
因此，发明人经过多年研究，创造发明了一种综合性状良好的农作物种群、品种育种技术，即利用遗传多样性的育种技术。本发明实施遗传多样性种群育种的新技术路线，推广该种群品种-集团作物，为农作物育种的原创性突破做出贡献。该种群品种具有农民可以适当留种的特性，也适宜公司进行原原种的大规模开发；又具有高度适应性、抗病性等特点，育种过程对专家经验的依赖型减少，也适合农民自行选种。具有广泛的开发应用前景，将具有巨大的原创性和导致新的革命性突破。
权利要求
1.一种农作物种群选育方法，其特征在于将母本群和父本群杂交获得初级杂交种群，其中母本群是将具有不同目的性状的亲本配对杂交，产生的F1代再配对杂交，产生的分离群体的各个单株或杂交早代单株自交繁殖产生的分离单株；父本群选择纯合的品系或品种或或杂交F1或杂合的分离世代或与母本群相同方式产生的分离世代。
2.如权利要求1所述的种群选育方法，其特征在于该方法包括以下步骤一、杂交阶段母本群是将具有不同目的性状的亲本配对杂交，产生的F1代种子配对杂交，产生的分离群体的各个单株或各个单株自交繁殖产生的分离单株；父本群选择纯合的品系或品种或杂合的分离世代或与母本群一样的方式产生的分离群体；母本群和父本群杂交形成初级种群；二、稳定性自交阶段将获得的初级种群根据作物的繁殖系数和育种目标，确定每个杂交后代在每个世代保留的个体数，并按株系种植，使他们自交稳定；三、测定阶段测定每个重组个体作为合并同类项依据的性状表现值，根据育种目标要求的其他测定性状可以在种群合并同类项后测定，每株收获足够的种子，以保证其他测定和下阶段种子用量；四、分类阶段根据上述测定结果，从表现型上合并同类项，即根据选中的特征，如株高相同，合并表现相同的重组个体或株系；五、种群改良阶段把入选同一种群的相应单株的种子等量混合，就获得了表现型一致的一级种群。
3.如权利要求1或2所述的种群选育方法，其特征在于所述母本群有2-4个原始亲本。
4.如权利要求3所述的种群选育方法，其特征在于所述母本群中的原始亲本之任一个是纯合的品系或品种或是分离世代。
5.如权利要求4所述的种群选育方法，其特征在于所述母本群中的分离世代是指原始亲本在单交、三交或双交后的分离世代。
6.如权利要求1或2所述的种群选育方法，其特征在于所述产生母本群分离群体的各个单株自交繁殖为1～10代。
7.如权利要求1或2所述的种群选育方法，其特征在于所述母本群中产生的分离群体的各个单株或自交繁殖产生的用于与父本群杂交的分离单株数在4～100000株之间。
8.如权利要求1或2所述的种群选育方法，其特征在于所述父本群中的分离世代是单交种、三交种或双交种的分离世代。
9.如权利要求1或2所述的种群选育方法，其特征在于所述母本群、父本群是指自花授粉作物如水稻、花生、小麦、大豆、番茄等或常异花授粉作物如油菜、棉花、辣椒、菜心、茄子、芥蓝等。
10.如权利要求2所述的种群选育方法，其中对稳定后的群体进行生育期或株高或收获部分特性的一致性分群。
11.一种如权利要求1或2所述的种群选育方法在品种选育上的应用，其特征在于从获得的种群中选择符合育种目标的单株或部分单株进行性状稳定性的数代繁殖，形成纯系或特定目标的多基因型品种。
全文摘要
本发明涉及农作物选育种领域，具体涉及具体是自花授粉和常异花授粉农作物种群、品种选育方法。选育方法包括将母本群和父本群杂交获得水稻种群，其中母本群是将具有不同目的性状的亲本配对杂交，产生的F1代再配对杂交，产生的分离群体的各个单株或各个单株自交繁殖产生的分离单株；父本群选择纯合的品系或品种或杂合的分离世代；方法包括杂交、稳定性自交、测定、分类与种群改良五个阶段。该种群及品种具有一致性、稳定性、特异性；农民可以适当留种的特性，也适宜公司进行原原种的大规模开发；又具有高度适应性、抗病性和高产的特点，育种过程对专家经验的依赖型减少，也适合农民自行选种。
文档编号A01H1/02GK1838877SQ200480023959
公开日2006年9月27日申请日期2004年6月18日优先权日2004年4月26日
发明者李晓方, 刘彦卓, 肖昕, 罗文永, 陈建伟, 毛兴学, 王晓玲, 邢丹英, 周桂元申请人:广东省农业科学院水稻研究所, 长江大学, 李晓方