一种高蛋白小麦育种方法 |
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申请号 | CN202410093080.3 | 申请日 | 2024-01-23 | 公开(公告)号 | CN117859640A | 公开(公告)日 | 2024-04-12 |
申请人 | 山西农业大学; | 发明人 | 李玲红; 黄建勋; 苟彤; 张玉来; 杨新慧; 孙敏; 高志强; 刘峰; 任爱霞; 丁鹏程; | ||||
摘要 | 本 发明 属于育种技术领域,具体地涉及一种高蛋白小麦育种方法,包括以下步骤:S1、选择籽粒蛋白含量高于15%的小麦品种作为亲本;S2、在小麦颖壳初开期去雄,去除与亲本不一致的杂株;S3、在雌蕊柱头开始展开、 颜色 鲜艳、黏液分泌较多的时候进行杂交,得到杂交组合F1代 种子 ;S4、将F1代种子进行自交,得到F2代种子,在F2代种子中,选择籽粒蛋白含量高于亲本平均值10%以上的单株,将所选单株进行扩繁,得到F3代种子,再将F3代种子进行自交,并在后代中选择籽粒蛋白含量高于前代平均值5%以上的单株,转移至试验田内栽培。本发明通过控制杂交条件、精确选择后代和科学管理试验田,优化育种过程,提高育种效率和成功率。 | ||||||
权利要求 | 1.一种高蛋白小麦育种方法,其特征在于,包括以下步骤: |
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说明书全文 | 一种高蛋白小麦育种方法技术领域[0001] 本发明属于育种技术领域,具体地涉及一种高蛋白小麦育种方法。 背景技术[0002] 小麦作为世界上最重要的粮食作物之一,提供了全球大部分人口的主食来源。小麦的蛋白质含量是衡量其营养价值和加工品质的重要指标。高蛋白小麦在蛋白质含量上相较于传统小麦更高,且氨基酸组成更为合理,具有更高的营养价值。高蛋白小麦在食品加工中有广泛应用,在烘焙产品如面包、蛋糕和饼干中,使用高蛋白小麦粉能够提高产品的蛋白质含量和营养价值,使产品更加松软有弹性,并改善口感和风味。在制作面条、馒头和饺子皮等面食时,高蛋白小麦粉能够增加产品的筋力和延展性,使面食更加耐煮,口感更爽滑,提升整体品质。除了食品领域,高蛋白小麦还可以作为优质饲料原料用于饲养家禽、家畜和水产动物。其高蛋白质含量可以提供动物所需的氮源,促进动物的生长发育,并提高饲料的利用率。此外,在工业领域,高蛋白小麦也有应用潜力,其高蛋白质含量和粘性特性使其可用于制作粘合剂、纸张涂层和生物塑料等。因此,高蛋白小麦在食品加工、饲料和工业应用等领域具有广泛的应用前景,对提升产品质量和满足特定需求具有重要意义。 发明内容[0003] 本发明的目的在于针对现有技术的不足,提供一种高蛋白小麦育种方法。 [0004] 本发明的目的可以通过以下技术方案实现: [0005] 一种高蛋白小麦育种方法,包括以下步骤: [0006] S1、选择籽粒蛋白含量高于15%的小麦品种作为亲本,亲本为3‑8个,且至少包括一个高蛋白含量的野生种或地方品种; [0007] S2、在小麦颖壳初开期去雄,去除与亲本不一致的杂株; [0009] S4、将F1代种子进行自交,得到F2代种子,在F2代种子中,选择籽粒蛋白含量高于亲本平均值10%以上的单株,将所选单株进行扩繁,得到F3代种子,再将F3代种子进行自交,并在后代中选择籽粒蛋白含量高于前代平均值5%以上的单株,转移至试验田内栽培。 [0010] 所述步骤S3中杂交时的温度控制在20‑25℃。 [0011] 进一步地,所述步骤S4中试验田内栽培具体为: [0018] 进一步地,所述高蛋白小麦有机肥包括以下步骤制得: [0019] B1、按重量份计称取农业废弃物、畜禽粪便、酒糟和餐厨垃圾,控制湿度在60‑65%,使用破碎机将大块原料破碎至2‑3cm,在混合机中将均匀混合,按照原料总量的0.5‑ 1%接种发酵剂,将接种后的原料堆积成1.5‑2m高,每2‑3天翻堆一次,维持堆内温度在58‑ 62℃,堆肥5‑7天,当堆温降至接近环境温度,且pH值稳定在7‑8时,对发酵后的有机肥进行筛分,得到腐熟有机质; [0020] B2、将海藻酸钠溶解在去离子水中,制备成1%的海藻酸钠溶液,将粒径为50‑100μm的沸石分散在去离子水中,制备成5‑6%的沸石悬浮液,控制温度为58‑65℃,在400‑500rpm的搅拌速度下,将海藻酸钠溶液缓慢滴加到沸石悬浮液中,调整反应体系的pH为 7.0‑7.5,持续搅拌反应2‑4h,在3000‑3500rpm下离心5‑15min,用去离子水洗涤3‑5次,在80℃的烘箱中干燥12‑24h,得到改性沸石; [0021] B3、按重量份计称取步骤B1制得的腐熟有机质和步骤B2制得的改性沸石,投入混料机混合均匀,得到高蛋白小麦有机肥。 [0022] 所述步骤B1中发酵剂包括40‑65%复合菌剂和35‑60%酶制剂,其中,复合菌剂包括光合细菌菌剂、放线菌菌剂、乳酸菌菌剂和酵母菌菌剂的一种或多种,酶制剂包括果胶酶、葡聚糖酶、纤维素酶和半纤维素酶的一种或多种。 [0023] 所述步骤B2中海藻酸钠和沸石的质量比为1:(5‑6.5)。 [0024] 本发明的有益效果: [0025] 1、本发明技术方案中,改性沸石具有微孔和介孔结构,提供大量的吸附位点,可以吸附并储存营养物质,如氨基酸、多糖等,增加肥料的肥效持久性,还使得营养物质能够缓慢释放,确保高蛋白小麦在整个生长周期内都能获得稳定的营养供应。 [0026] 2、本发明技术方案中,海藻酸钠改性沸石施入土壤时,可以促进土壤颗粒的团聚,形成更稳定的土壤团聚体,有助于增加土壤的保水能力和通气性,为高蛋白小麦根系的生长提供更适宜的环境。同时,海藻酸钠作为碳源促进土壤有益微生物的生长,改善土壤环境。 [0027] 3、本发明技术方案中,通过控制杂交条件、精确选择后代和科学管理试验田,优化育种过程,提高育种效率和成功率。通过选择具有优良性状的亲本,并结合适当的田间管理措施,可以培育出具有更强抗逆性的高蛋白小麦品种。通过合理的田间管理和精确的养分供应,可以确保小麦植株的健康生长,从而提高小麦的产量。 具体实施方式[0028] 下面将结合本发明实施例,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例,都属于本发明保护的范围。 [0029] 实施例1 [0030] 高蛋白小麦有机肥包括以下步骤制得: [0031] B1、按重量份计称取农业废弃物40份、畜禽粪便30份、酒糟20份和餐厨垃圾10份,控制湿度在60%,使用破碎机将大块原料破碎至2cm,在混合机中将均匀混合,按照原料总量的0.5%接种发酵剂,将接种后的原料堆积成1.5m高,每2天翻堆一次,维持堆内温度在58℃,堆肥5天,当堆温降至接近环境温度,且pH值稳定在7时,对发酵后的有机肥进行筛分,得到腐熟有机质; [0032] B2、将10g海藻酸钠溶解在去离子水中,制备成1%的海藻酸钠溶液,将50g粒径为50μm的沸石分散在去离子水中,制备成5%的沸石悬浮液,控制温度为58℃,在400rpm的搅拌速度下,将海藻酸钠溶液缓慢滴加到沸石悬浮液中,调整反应体系的pH为7.0,持续搅拌反应2h,在3000rpm下离心5min,用去离子水洗涤3次,在80℃的烘箱中干燥12h,得到改性沸石; [0033] B3、按重量份计称取步骤B1制得的腐熟有机质100份和步骤B2制得的改性沸石10份,投入混料机混合均匀,得到高蛋白小麦有机肥。 [0034] 实施例2 [0035] 高蛋白小麦有机肥包括以下步骤制得: [0036] B1、按重量份计称取农业废弃物50份、畜禽粪便40份、酒糟25份和餐厨垃圾15份,控制湿度在65%,使用破碎机将大块原料破碎至3cm,在混合机中将均匀混合,按照原料总量的1%接种发酵剂,将接种后的原料堆积成2m高,每3天翻堆一次,维持堆内温度在62℃,堆肥7天,当堆温降至接近环境温度,且pH值稳定在8时,对发酵后的有机肥进行筛分,得到腐熟有机质; [0037] B2、将10g海藻酸钠溶解在去离子水中,制备成1%的海藻酸钠溶液,将65g粒径为100μm的沸石分散在去离子水中,制备成6%的沸石悬浮液,控制温度为65℃,在500rpm的搅拌速度下,将海藻酸钠溶液缓慢滴加到沸石悬浮液中,调整反应体系的pH为7.5,持续搅拌反应4h,在3500rpm下离心15min,用去离子水洗涤3‑5次,在80℃的烘箱中干燥24h,得到改性沸石; [0038] B3、按重量份计称取步骤B1制得的腐熟有机质130份和步骤B2制得的改性沸石15份,投入混料机混合均匀,得到高蛋白小麦有机肥。 [0039] 实施例3 [0040] 一种高蛋白小麦育种方法,包括以下步骤: [0041] S1、选择籽粒蛋白含量高于15%的小麦品种作为亲本,亲本为3个,且至少包括一个高蛋白含量的野生种或地方品种; [0042] S2、在小麦颖壳初开期去雄,去除与亲本不一致的杂株; [0043] S3、在雌蕊柱头开始展开、颜色鲜艳、黏液分泌较多的时候进行杂交,得到杂交组合F1代种子; [0044] S4、将F1代种子进行自交,得到F2代种子,在F2代种子中,选择籽粒蛋白含量高于亲本平均值10%以上的单株,将所选单株进行扩繁,得到F3代种子,再将F3代种子进行自交,并在后代中选择籽粒蛋白含量高于前代平均值5%以上的单株,转移至试验田内栽培; [0045] S5、选择土壤pH值在6.5的地块,深耕至25cm,破碎大土块,每平方米施用实施例1制得的高蛋白小麦有机肥2250g,同时加入90g氮磷钾复合肥,在春季最后一次霜冻后的1周内,使用播种机进行条播,行距设置为20cm,播种深度为3cm,每平方米播种量为18g,在生长初期,保持土壤湿润,在干旱或水分不足的地区,每7天进行一次深层灌溉,在播种后的2周内,进行杂草控制,定期检查小麦植株是否有病虫害迹象,及时防治,在小麦生长的拔节期至抽穗期,每平方米追施尿素15g和过磷酸钙5.5g,在小麦颖果黄熟期进行收获,将收获的小麦晾晒至含水量低于13%,得到高蛋白小麦。 [0046] 实施例4 [0047] 一种高蛋白小麦育种方法,包括以下步骤: [0048] S1、选择籽粒蛋白含量高于15%的小麦品种作为亲本,亲本为8个,且至少包括一个高蛋白含量的野生种或地方品种; [0049] S2、在小麦颖壳初开期去雄,去除与亲本不一致的杂株; [0050] S3、在雌蕊柱头开始展开、颜色鲜艳、黏液分泌较多的时候进行杂交,得到杂交组合F1代种子; [0051] S4、将F1代种子进行自交,得到F2代种子,在F2代种子中,选择籽粒蛋白含量高于亲本平均值10%以上的单株,将所选单株进行扩繁,得到F3代种子,再将F3代种子进行自交,并在后代中选择籽粒蛋白含量高于前代平均值5%以上的单株,转移至试验田内栽培; [0052] S5、选择土壤pH值在7.5的地块,深耕至30cm,破碎大土块,每平方米施用实施例1制得的高蛋白小麦有机肥3000g,同时加入100g氮磷钾复合肥,在春季最后一次霜冻后的2周内,使用播种机进行条播,行距设置为25cm,播种深度为4cm,每平方米播种量为22g,在生长初期,保持土壤湿润,在干旱或水分不足的地区,每10天进行一次深层灌溉,在播种后的3周内,进行杂草控制,定期检查小麦植株是否有病虫害迹象,及时防治,在小麦生长的拔节期至抽穗期,每平方米追施尿素22.5g和过磷酸钙7.5g,在小麦颖果黄熟期进行收获,将收获的小麦晾晒至含水量低于13%,得到高蛋白小麦。 [0053] 实施例5 [0054] 一种高蛋白小麦育种方法,包括以下步骤: [0055] S1、选择籽粒蛋白含量高于15%的小麦品种作为亲本,亲本为3个,且至少包括一个高蛋白含量的野生种或地方品种; [0056] S2、在小麦颖壳初开期去雄,去除与亲本不一致的杂株; [0057] S3、在雌蕊柱头开始展开、颜色鲜艳、黏液分泌较多的时候进行杂交,得到杂交组合F1代种子; [0058] S4、将F1代种子进行自交,得到F2代种子,在F2代种子中,选择籽粒蛋白含量高于亲本平均值10%以上的单株,将所选单株进行扩繁,得到F3代种子,再将F3代种子进行自交,并在后代中选择籽粒蛋白含量高于前代平均值5%以上的单株,转移至试验田内栽培; [0059] S5、选择土壤pH值在6.5的地块,深耕至25cm,破碎大土块,每平方米施用实施例2制得的高蛋白小麦有机肥2250g,同时加入90g氮磷钾复合肥,在春季最后一次霜冻后的1周内,使用播种机进行条播,行距设置为20cm,播种深度为3cm,每平方米播种量为18g,在生长初期,保持土壤湿润,在干旱或水分不足的地区,每7天进行一次深层灌溉,在播种后的2周内,进行杂草控制,定期检查小麦植株是否有病虫害迹象,及时防治,在小麦生长的拔节期至抽穗期,每平方米追施尿素15g和过磷酸钙5.5g,在小麦颖果黄熟期进行收获,将收获的小麦晾晒至含水量低于13%,得到高蛋白小麦。 [0060] 对比例1 [0061] 本对比例中仅使用实施例1中步骤B1制得的腐熟有机质,其余步骤与实施例3相同,即: [0062] S1、选择籽粒蛋白含量高于15%的小麦品种作为亲本,亲本为3个,且至少包括一个高蛋白含量的野生种或地方品种; [0063] S2、在小麦颖壳初开期去雄,去除与亲本不一致的杂株; [0064] S3、在雌蕊柱头开始展开、颜色鲜艳、黏液分泌较多的时候进行杂交,得到杂交组合F1代种子; [0065] S4、将F1代种子进行自交,得到F2代种子,在F2代种子中,选择籽粒蛋白含量高于亲本平均值10%以上的单株,将所选单株进行扩繁,得到F3代种子,再将F3代种子进行自交,并在后代中选择籽粒蛋白含量高于前代平均值5%以上的单株,转移至试验田内栽培; [0066] S5、选择土壤pH值在6.5的地块,深耕至25cm,破碎大土块,每平方米施用实施例1中步骤B1制得的腐熟有机质2250g,同时加入90g氮磷钾复合肥,在春季最后一次霜冻后的1周内,使用播种机进行条播,行距设置为20cm,播种深度为3cm,每平方米播种量为18g,在生长初期,保持土壤湿润,在干旱或水分不足的地区,每7天进行一次深层灌溉,在播种后的2周内,进行杂草控制,定期检查小麦植株是否有病虫害迹象,及时防治,在小麦生长的拔节期至抽穗期,每平方米追施尿素15g和过磷酸钙5.5g,在小麦颖果黄熟期进行收获,将收获的小麦晾晒至含水量低于13%。 [0067] 选择烟农1212作为试验材料,按照实施例3‑5和对比例1中的方法进行育种,记录小麦的生长指标、产量构成因素和品质指标(均取平均值),结果如表1、表2和表3所示: [0068] 表1.实施例3‑5和对比例1的生长指标 [0069] 项目 实施例3 实施例4 实施例5 对比例1株高(cm) 91.47 92.54 88.29 82.59 分蘖数 6.8 7.2 6.9 6.3 2 叶面积(cm) 5237 4974 5072 4887 [0070] 表2.实施例3‑5和对比例1的产量构成因素 [0071]项目 实施例3 实施例4 实施例5 对比例1 2 穗数(个/m) 511 504 514 472 千粒重(g) 45.5 42.7 43.8 40.1 穗粒数 38.2 35.6 35.7 31.3 [0072] 表3.实施例3‑5和对比例1的品质指标 [0073]项目 实施例3 实施例4 实施例5 对比例1 蛋白质含量(%) 15.21 15.58 15.45 14.98 湿面筋含量(%) 34.57 35.44 32.21 33.50 沉降值(mL) 65.71 63.24 63.05 61.12 [0074] 由表1可知,实施例3‑5中的株高、分蘖数和叶面积均高于对比例1。其中,实施例42 的株高最高,为92.54cm,显示出较好的生长状况;实施例5的叶面积最大,为5072cm,说明叶片发育较好。 [0075] 由表2可知,实施例3‑5中的穗数、千粒重和穗粒数均高于对比例1。其中,实施例52 的穗数最多,为514个/m,说明单位面积内的穗数增加;实施例3的千粒重最大,为45.5g,表明籽粒较为饱满;实施例5的穗粒数也最多,为35.7粒。 [0076] 由表3可知,实施例3‑5中的蛋白质含量、湿面筋含量和沉降值均高于对比例1。其中,实施例4的蛋白质含量最高,为15.58%;同时,实施例4的湿面筋含量也最高,为35.44%,显示出较好的面筋质量;实施例3的沉降值最大,为65.71mL,说明面粉的筋力较强。 [0077] 综上所述,通过控制杂交条件、精确选择后代和科学管理试验田,优化育种过程,能够有效提高育种效率和成功率。 [0078] 在说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。 [0079] 以上内容仅仅是对本发明所作的举例和说明,所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代,只要不偏离发明或者超越本权利要求书所定义的范围,均应属于本发明的保护范围。 |