淺析玉米自交系選育途徑

陸蘭姣　王治紅　韋超　劉榮欽

摘要：為了克服我國玉米自交系由于遺傳基礎狹窄所帶來的對病蟲害和逆境表現出的脆弱性以及難以獲得突破性新自交系和新品種問題，文章著重陳述了玉米育種過程中種質資源的創新和利用，結合已有的育種經驗，針對“難在選系，重在組配”的玉米育種工作，闡述了玉米自交系選育過程中種質來源途徑、創新手段和優良自交系選育的途徑和方法，并介紹了如何通過農藝性狀和配合力的篩選來獲得優良的自交系。

關鍵詞：玉米；種質創新；自交系；育種

中圖分類號：S513 文獻標識碼：A 文章編號：1003—4374（2016）01—0020—03

隨著科學技術的創新與改進，玉米育種技術得到了飛速的發展，種質資源得到了快速的擴增，給玉米育種工作打下了良好的基礎。自交系的選育是玉米育種工作的前提條件，一個優良的自交系能夠培育出很多優良的玉米品種，因此，做好自交系的選育是培育優良玉米種質的基本保證，文章對玉米育種的方法途徑進行分析，總結玉米優良雜交種的培育過程，以期為玉米育種工作提供參考和幫助。

1玉米種質創新

種質擴增、改良與創新是玉米育種技術發展的基礎，對于玉米的育種工作有著非常重要的意義。雜交親本傳遞給雜種的基因是雜種優勢形成的內在物質基礎，雜交育種的首要工作就是正確選配雜交親本。在現有的種質資源中，適應性高、配合力較好的品種數量有限，往往局限于幾個固定的品種，其使用率相對較高，遺傳多樣性水平較低，嚴重制約了新型優良品種的培育。且長時間使用同一種種質資源，遺傳基礎相對較窄，造成新品種在產量水平及抗性能力上得不到突破，在大范圍病蟲害發生時，植株的受感染程度較重。因此，如想對品種進行突破性的改良，急需對玉米種植資源進行創新和發展。近年來。種質資源的擴增和創新改良，一直是各個國家和地區育種研究的主要方向。通過將本地優良種和外來優質種質相互融合，對種質進行改良和創新，創制出新型的優良種質資源，然后將其應用于育種工作中，是一個非常有效的改良措施。我國玉米育種工作者也逐漸意識到種質資源創新的重要性，也取得了一定的成效。目前，我國兩個種植面積最大的雜交種鄭單958因其父本昌7-2以黃改系種質為基礎材料，導人外來種質而具有良好的抗性和適應性；農大108親本之一P178，則來源于美國種質的選育，進而具有優質、多抗和廣適性的特點。由此看出，種質擴增、改良和創新是玉米育種過程中需要首先解決的核心問題。農業科技的創新是農業發展的有力支撐，在過去的60多年里，我國玉米育種能力和育種技術取得了很大的進步，正逐步追趕世界先進水平，但還有很大差距。面對嚴峻的形勢，一定要加大地區間的交流，特別是在種質資源的創新方面。由于生態環境的惡化，我國的土地土壤的肥力逐年降低，不同區域的品種應該具有不同的遺傳基礎多樣性，從而適應不同的生態環境，如果將不適應的種質進行跨區種植，就有可能將病害傳遞到新的地區，所以我們應當依靠科技力量，對現有的種質資源進行擴增、改良和創新，為高產、多抗和廣適玉米新品種的選育提供基礎保障。

2玉米自交系的選育

2.1制定育種目標

育種目標作為育種工作的第一步，是指在一定的自然、栽培和經濟條件下，對計劃選育的新自交系或新品種提出應具備的優良特征特性。育種目標性狀很多，凡能通過育種進行改良的性狀都可以列為育種的目標性狀，如產量、品質、生育期、抗性等。目標性狀是由許多性狀指標和因素構成，不同目標性狀之間相互制約、相互促進、相互包含。因此，對諸多需要改良的性狀因分清主次，在現有種質資源的基礎上，抓住需要解決的主要問題，整合資源，創新育種手段和技術方法，突出地改良一兩個限制產量、品質或其他主要性狀的因素，提出具體的切實可行的解決法方案，提高玉米育種的針對性和高效性。例如，廣西青青農業科技有限公司育成的玉米自交系ZH04和ZH141，充分利用廣西玉米正常種植季節的高溫、高濕、多雨、北部地區土壤瘠薄的自然條件，利用基因重組技術將玉米溫、熱種質優良基因進行重組、聚合，豐富玉米育種材料遺傳基礎。對ZH04和ZH141進行系統的全面的農藝調查，抗病性鑒定，耐陰濕與耐高溫程度異地綜合篩選評鑒。具有一般配合力好，容重高等特點，2015年經四川省農業科學研究院植物保護研究所接種鑒定，ZH04高抗“大斑病、小斑病、灰斑病、銹病”，中抗“莖腐病、紋枯病、穗粒腐病”。已組配的新品種（ZH04/ZH141）于2015年通過廣西農作物品種審定委員會審定。

2.2優良自交系材料篩選

玉米自交系是玉米單株經過連續多代自交和選擇而形成一個基因型相對純合、性狀整齊一致的單株后代群體。通過不同自交系進行組配選擇產生的雜交種能表現出較強的雜種優勢，可以在很大程度上提高玉米抗性和適應能力以及產量水平。育種要有大突破，首先要有新的優異種質和以新種質為基礎材料選育的核心骨干自交系。自交系的選育材料包括地方品種和雜交品種，然后通過選育分別產生一環系自交系和二環系自交系。另外，為了能夠得到更為優質的自交系，還可以通過人工干預的方式對材料進行篩選合成綜合品種，從而可以增強基因突變的幾率，聚集優質基因產生更為優良的自交系。具體途徑如下。

2.2.1在現有自交系中選育新系 已有自交系由于環境條件的變化誘發基因的突變而產生表型多樣化變異的個體植株，在這其中可以選擇符合育種需要的可遺傳變異植株，通過自交、回交或者雜交等方式，將變異基因進行固定和利用，獲得某一性狀得到改良的新的優良自交系。如黃早四自交系就是由塘四平頭自交系中產生的變異株經過定向選擇而成的。除此之外，利用相同優勢群體中血緣較為相近的多個近緣系進行雜交、回交和自交及選擇，也可以選育出較為優良的自交系；如北京市農林科學院用黃早四與自334的雜交后代自交3代后，在與黃早四回交1代再自交育成的四自四。同時，將原有的多個自交系進行群體雜交后分離選系，也可以達到種質資源的創新，為自交系的篩選提供基礎材料。

2.2.2引進國外優良單交種進行選育 一般情況下，雜交種特別是單交種，都可以用作選系的種質資源，單交種具有較多的有利基因，所以也是自交系選育的重要材料。通過試驗，利用同緯度相近氣候和生態條件的單交種進行選系，比較容易獲得與國內系組配優良的自交系。實踐證明，來自與美國的二環系，效果最為明顯。另外，國外的雜交種還能夠與國內品系組成三交種或群體進行后代分離選系，以選出優良的自交系。因此，選擇國外的品種作為選系的基礎材料是進行自交系選育的一個非常便捷的途徑。

2.2.3在商品糧、雜交種中選育優良自交系 隨著改革開放和經濟的發展，國外貿易和國際貿易的交流，使得國外的攜帶了許多未知優良基因的商品玉米進入國內，這些材料同樣可以被用來進行自交系的選育，從而擴增了我國的種質資源，為自交系的選育提供了一條重要途徑。

3篩選過程

3.1農藝性狀的篩選

對以農藝性狀為指標進行選育，早代需要注重穗行間的選育。由于不同的穗行其決定因素來源于前一年的不同個體植株，其穗行間的差異比穗行內要明顯，因此，選育要對其性狀表現在穗行間進行篩選。在田間的篩選，應當選擇性狀表現一致、株型好、抗病性好、生長勢好的單株結合雙穗率以及抗倒伏等方面進行考量。室內主要對豐產性狀進行調查，對田間人選植株進行再篩選。另外，還應當注意自交各代在性狀上的統一性，以加快其性狀遺傳的培育。依據育種目標進行條件篩選植株的基本性狀可以側面提高選育的壓力，從而能夠使優良的遺傳性狀得以充分表現，從而達到培育優良品種的目的。

3.2配合力的篩選

自交系的配合力可以分為兩種，一般配合力和特殊配合力，其決定分別來自于基因型中的加性效應和非加性效應。由于高配合力是培育高產品種的必要條件，所以在進行玉米自交系選育中必須對配合力進行測定。配合力像其他性狀一樣具有遺傳性，可以進行逐代遺傳。在對高配合力的自交系的不同世代進行測驗，發現其都能夠產生較高的產量。所以在進行自交系的選育時，一定要注重高配合力的篩選，以便于在培育優良雜交品種時，可以獲得較高配合力的自交系和較強雜交優勢的雜交品種。對于配合力的測定工作，分為早代測定和晚代測定兩種方式。其中早代測定是指在自交當代到自交三代之內進行測定；晚代測定是指對自交四代以后進行測定。與早代測定相比較而言，晚代測定的工作量比較大，而且其確定配合力水平的時間較為漫長，客觀上延緩了高配合力自交系的利用時間。在進行配合力測驗中所使用的測驗種相應可分為早代測驗種和晚代測驗種。早代測驗種可以選擇使用當地品種或者是雜交種進行一般配合力的測定，晚代測驗種則要選擇幾個優良自交系檢測特殊配合力。當前來說，大部分都是采用當地綜合性狀好、且與被測系血緣較遠的優良自交系作為測驗種，對待測系進行一般配合力與特殊配合力同時進行檢測。從而可以更為直接地確立優良品種的配合，使育種工作的效率和效果得到大幅提高。一般來說，測定配合力的流程是首先利用頂交法測定一般配合力，然后使用輪交法對篩選出的高配合力自交系實施特殊配合力的測定，從而確立優良自交系，隨后就可以將其利用到育種工作中去。

4結束語

文章著重陳述了玉米育種過程中種質資源的創新和利用，結合已有的育種經驗，針對“難在選系，重在組配”的玉米育種工作，闡述了玉米自交系選育過程中種質來源途徑、創新手段和優良自交系選育的途徑和方法，并介紹了如何通過農藝性狀和配合力的篩選來獲得優良的自交系。

伴隨著科學技術的不斷發展和社會的不斷進步，會有越來越多的可供選擇的方式和途徑進行種質資源的創新和利用，我們在實際工作中，應當不斷地總結經驗，積極探索更為便捷有效的育種新方法，完善種質交流機制，擴增可利用的種質資源，從而培育出更為高產的玉米種子，為我國農業的發展貢獻力量。