孫浩洋,劉 飛,劉治先*,劉良柏,楊 菲,王平信,丁照華
(1.山東省農業科學院玉米研究所,山東濟南 250100;2.安徽省宿州市種子公司,安徽宿州234000)
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高產·多抗玉米新雜交種天益青7096的選育與啟示
孫浩洋1,劉 飛2,劉治先1*,劉良柏2,楊 菲1,王平信2,丁照華1
(1.山東省農業科學院玉米研究所,山東濟南 250100;2.安徽省宿州市種子公司,安徽宿州234000)
摘要對玉米新雜交種天益青7096的選育背景、選育過程、品種特征特性及栽培技術要點進行闡述,結合實踐對玉米育種思路與目標、選系技術與方法、雜種優勢模式等方面進行總結和探討。
關鍵詞高產;多抗;玉米雜交種;天益青7096;選育
近幾年來,黃淮海夏玉米區生產環境異常惡劣。例如,2013年夏季極端高溫在黃河以南的區域持續時間長且影響范圍大;2014年玉米青枯病(莖腐病)在黃淮海的中部和南部區域重度爆發;2015年夏季強對流天氣造成河南、山東、河北局部地區玉米大面積倒伏,秋季玉米南方銹病在安徽、山東和河北邢臺等區域爆發。每一次災害都給玉米生產造成重大損失。生產上亟需綜合抗性好、抗災能力強的低風險品種。
多年的育種經驗和生產實踐表明,提高玉米品種的綜合抗性主要依靠改良種質基礎、增加遺傳多樣性、創制抗性種質和選育抗病品種來解決[1-2]。20世紀90年代以來,我國玉米生產用骨干種質主要有瑞德、蘭卡斯特、塘四平頭、旅大紅骨和以78599為代表的PB種質五大類群。利用的雜種優勢模式主要是瑞德、蘭卡斯特或PB×塘四平頭、瑞德×旅大紅骨或PB等。黃淮海夏玉米區生產用骨干種質主要有瑞德、塘四平頭和PB三大種質類群。雜種優勢模式主要是瑞德或PB×塘四平頭、瑞德×PB等。種質基礎狹窄導致的潛在危險性逐年增大,加之環境惡化,自然災害頻發[1]。因此,從拓寬玉米育種的種質基礎及豐富遺傳多樣性入手,改良育成品種的適應性和穩產性,將豐產、大穗的蘭卡斯特(Lan.)群種質與富含抗病、抗倒及耐旱等優良基因的PB種質融合在一起,提高育成品種的綜合抗性和穩產性能[3-7],將成熟早、灌漿快、配合力高、株型緊湊的塘四平頭種質與豐產、大穗的旅大紅骨種質融合在一起,挖掘育成品種的豐產潛力,改善商品品質等。基于這樣的育種思路,確立“高產、優質、多抗、廣適和易制種”育種目標,結合雙單倍體(DH)育種技術、早代測交技術等,選育出配合力高、抗病抗倒能力強、適應性廣的優良自交系宿3925,與山東省農業科學院玉米研究所育成的聚合Lx9801和昌72兩大核心自交系的Lx032雜交,育成高產、優質、多抗玉米雜交種天益青7096(曾用名魯單7091)。筆者從選育背景、選育過程、品種特征特性及栽培技術要點等對玉米新雜交種天益青7096進行介紹,以期為該品種的推廣應用提供理論依據。
1選育過程
1.1親本選育優異種質是育種工作的基礎,而種質基礎的寬窄和遺傳多樣性的豐欠則是玉米育種取得突破性進展的關鍵[5]。天益青7096的正交母本宿3925是以(齊319×齊205)BC2為基礎材料,采用DH育種技術,經單倍體誘導與鑒別、自然和輔助加倍、DH系評價等,于2006年選育而成的配合力高、抗病抗倒、品質優良的自交系。經初步配合力測定,該自交系具有一般配合力高、抗病抗倒等優點。該自交系株型半緊湊,幼苗葉鞘紫色,花藥紫色,花絲紫色;濟南夏播生育期95 d;株高180 cm,穗位50 cm,穗長16 cm,穗粗5.0 cm,穗行數14~16行,柱形穗,紅軸,半馬齒型黃粒;高抗玉米粗縮病、銹病、彎孢菌葉斑病等,活稈成熟。
正交父本Lx032是以(Lx9801×昌72)為選系基礎材料,經6代自交和嚴格篩選育成。經初步配合力測定,該自交系配合力高,生長勢較強。該自交系株型半緊湊,幼苗葉鞘紫色,花藥淺紫色,花絲淡紫色;濟南夏播生育期96 d;株高170 cm,穗位60 cm,穗長12~14 cm,穗粗4.0 cm,穗行數12~14行,柱形穗,白軸,半馬齒型黃粒;高抗玉米大、小葉斑病,黑粉病等。
1.2雜交組合的配制與篩選2007年以宿3925為母本,以Lx032為父本組配雜交組合,經2008~2009年多點試驗,宿3925×Lx032表現優良,小區平均產量9 000 kg/km2,平均比對照品種農大108增產12.2%。2010~2011年安徽省宿州市種子公司在安徽省對其進行夏播多點鑒定試驗,對其平均產量為9 420 kg/km2,比對照品種弘大8號增產9.6%,且差異達極顯著水平,表現優良。2011年定名為天益青7096。2012年推薦參加安徽省區域試驗。
2品種生理特性
2.1產量表現2012年天益青7096參加安徽省玉米區域試驗,平均產量9 099.0 kg/km2,比對照品種弘大8號增產5.64%,且差異達極顯著水平;2013年續試,平均產量7 288.5 kg/km2,比對照品種弘大8號增產3.64%,且差異達極顯著水平。2014年生產試驗,平均產量8 492.1 kg/km2,比對照品種弘大8號增產7.84%。2012年在山東省六一農場開展高產攻關試驗,面積2 066.7 m2,經專家組驗收,天益青7096平均產量16 517.4 kg /hm2。天益青7096表現出了高產、穩產、綜合抗性強等優點。
2.2抗性及品質分析經安徽農業大學植保學院接種鑒定,天益青7096中抗小斑病(病級5級),高抗南方銹病(病級1級),中抗紋枯病(病情指數44),高抗莖腐病(發病率5%);抗高溫熱害1級(相對空稈率平均-0.1%)。經農業部谷物品質監督檢驗測試中心(北京)檢驗,天益青7096粗蛋白(干基)含量9.81%,粗脂肪(干基)含量4.18%,粗淀粉(干基)含量73.26%。
2.3品種生物學特性天益青7096幼苗葉鞘紫色,全株21片葉左右,穗上葉6片左右,株型較緊湊;果穗長柱形;籽粒黃色,半硬粒型,穗軸紅色。
2012、2013年2 a低密度組區域試驗結果:平均株高250.7 cm、穗位100.8 cm、穗長17.0 cm、穗粗5.0 cm、禿頂0.3 cm、穗行數14.1行、行粒數30.5粒、出籽率84.8%、千粒重387 g;抗高溫熱害1級(相對空稈率平均-0.1%);全生育期102 d左右,與對照品種(弘大8號)相當。
3栽培技術要點
3.1播期與播量天益青7096適宜春播或夏播種植。適宜播期為春播4月20日前后,夏播6月5~25日。一般播種量為37.5~45.0 kg/hm2。適宜密度為57 000株/hm2。
3.2田間管理肥水管理上以促為主,施好基肥、種肥,重施穗肥,酌施粒肥;及時防治病蟲害;適時晚收;通過包衣或拌種預防絲黑穗病等。
4適應性與推廣前景
天益青7096適宜在安徽全省范圍內及相同生態區推廣種植。其主要優點是抗病抗倒、高產穩產、中稈大穗、優質高效,是玉米產業急需的低風險、高效益的品種,尤其在自然災害、病蟲害發生的年份其更具優勢。因此,天益青7096在黃淮海夏玉米區具有廣闊的應用前景。
5天益青7096的選育對玉米育種的啟示
(1)擴增種質基礎、增加遺傳多樣性是創制抗性種質的主要方法。依據傳統雜種優勢模式,類群間種質融合創新是創制抗性種質的主要方法。含有豐富抗源基因的優良自交系宿3925是由齊205(Lan.)與齊309(PB)種質相融合,一般配合力高、抗病性強、適應性廣的優良系Lx032是由Lx9801(塘四平頭)與昌72(塘四平頭)種質相融合,因此,天益青7096(宿3925×Lx032)的種質基礎廣、遺傳多樣性豐富,為高產、穩產、多抗特性奠定了基礎[1,5-7]。
(2)創新利用雜種優勢模式理論。雜種優勢理論的形成對作物育種實踐具有普遍指導作用,可避免工作盲目性,提高育種效率[1,5-7]。辯證地利用雜種優勢理論,以傳統研究成果為平臺,對其融合創新也是育種取得突破的關鍵。魯單50(齊319×魯原92)的育成并大面積推廣,說明PB與瑞德2類種質具有較強的雜種優勢,魯單981(齊319×Lx9801)等品種的育成也說明PB與塘四平頭2類種質具有較強的雜種優勢。天益青7096就是PB與Lan.融合、塘四平頭與旅大紅骨相融合而形成的新的雜種優勢模式。
(3)DH育種技術與生物技術、常規育種技術等相結合可望成為現代高效育種技術。在玉米分子標記育種研究和遺傳基礎研究中,回交是重要的技術之一。而在種質擴增、改良創新及自交系選育過程中,回交技術也十分有效。特別對于熱帶種質,采取不飽和回交,擴大群體規模,輔以逆境選擇壓力,可有效打破連鎖,聚合優異性狀。玉米DH育種技術已成為玉米商業化育種必備的先進技術之一。實踐證明,DH育種技術是選育玉米自交系的一種快速、簡便、經濟和直接的方法[8-10]。現代玉米育種技術領域,將DH育種技術、生物技術與常規育種技術等相結合,創制高效育種技術體系十分必要。
參考文獻
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基金項目“十三五”國家重點研發計劃“七大農作物育種”重點專項“黃淮海區玉米種質改良及強優勢雜交種創制”課題(2016YFD0101205)。
作者簡介孫浩洋(1987-),男,山東曹縣人,從事玉米遺傳育種研究工作。*通訊作者,研究員,從事玉米遺傳育種研究。
收稿日期2016-04-03
中圖分類號S 513
文獻標識碼A
文章編號0517-6611(2016)15-035-02
Breeding and Enlightenment of High-yield and Multi-resistance Maize Hybrid Variety Tianyiqing7096
SUN Hao-yang1, LIU Fei2, LIU Zhi-xian1*et al
(1. Maize Institute, Shandong Academy of Agricultural Sciences, Jinan, Shandong 250100; 2. Suzhou City Seed Company, Suzhou, Anhui 234000)
AbstractThe breeding background, process, variety characteristics and cultivation technique of maize hybrid variety Tianyiqing7096 were elaborated, combining with practice, maize breeding thought and objective, selection technology and method, heterosis mode were summarized and discussed.
Key wordsHigh-yield; Multi-resistance; Maize hybrid; Tianyiqing7096; Breeding