賈曉艷,宋占權,陳奇,郭晉杰,黃亞群,祝麗英,趙永鋒,陳景堂*
(1.河北農業大學農學院,國家玉米改良中心河北分中心,河北保定071000;2.保定學院,河北保定071001;3.保定市植保檢驗站,河北保定071000)
耐密型玉米雜交種農單116的選育及應用
賈曉艷1,宋占權2,陳奇3,郭晉杰1,黃亞群1,祝麗英1,趙永鋒1,陳景堂1*
(1.河北農業大學農學院,國家玉米改良中心河北分中心,河北保定071000;2.保定學院,河北保定071001;3.保定市植保檢驗站,河北保定071000)
依據雜種優勢利用模式和SSR分子標記聚類結果,河北農業大學以X178、478、鄭58等16個優良自交系為基礎材料構建了AUH-B綜合群體,通過輪回選擇進行配合力改良,培育出耐密自交系農系1109。2009年以農系1109為母本、昌7-2為父本組配新組合;2010年參加河北省夏播區品種異地多點鑒定;2011~2013年參加河北省夏玉米75 000株/hm2密度組預備試驗、區域試驗和生產試驗;2014年通過了河北省農作物品種審定委員會審定,命名為農單116。該品種粗淀粉、粗脂肪、賴氨酸含量(干基)分別為73.78%、4.26%和0.29%;高抗大斑病和矮花葉病,抗小斑病,中抗莖腐病;適宜種植密度為75 000株/hm2。農單116具有產量高、品質優良、抗病性強、抗倒耐密,綜合農藝性狀優良等特點,適宜在河北省夏玉米生產區推廣種植。
玉米;玉米矮花葉病;抗倒伏性;雜交育種;農單116
農大108和蠡玉16是河北省地區的主栽品種,種植密度為52 500~57 000株/hm2;鄭單958廣適性強,種植密度為60 000~67 500株/hm2。研究表明,我國目前雜種優勢率已達到了較高水平,提高種植密度將是保證玉米持續高產的主要途徑[1]。
實際生產過程中,多種生物和非生物逆境給玉米的穩產性帶來極大隱患。莖腐病是北方夏玉米區的主要病害[2,3];2006年黃淮海夏玉米區青枯病暴發[4],對玉米產量造成很大影響。我國玉米每年因莖稈倒伏而造成的減產幅度達5%~25%,倒伏倒折是影響夏玉米高產穩產的另一重要因素。華北地區受大陸性季風氣候的影響,7~8月多風雨,而該時期正值夏玉米花期前后,高密條件下玉米極易發生倒伏,統計數據顯示,華北玉米栽培區一般年份倒伏率為10%~20%,嚴重發生年份達80%~90%[6]。
河北農業大學、國家玉米改良中心河北分中心以高產、抗病、抗倒耐密、適應性廣作為育種目標,嚴格篩選基礎材料、組建改良群體、采用相互半同胞輪回選擇進行配合力改良,進而選育配合力高、自身產量高、抗倒耐密、抗病的自交系,并組配雜交種以滿足玉米生產需求。
1.1.1 親本系譜來源農系1109來源于國家玉米改良中心河北分中心,是以X178、478等16個瑞德和P群自交系混合構建的AUH-B綜合群體。
1.1.2 選育過程2003年對478、昌7-2等46份優良自交系進行SSR分子標記分析發現,其遺傳距離范圍為0.55~0.98,以遺傳距離0.64為閾值進行遺傳多樣性分析[7],將46份自交系分為5個類群,與已知系譜具有較高的一致性,對系譜不詳的自交系進行了遺傳相似性歸類。在雜種優勢模式理論框架下,根據聚類結果,以9058、X178、478等16個瑞德和P群自交系為基礎材料,人工授粉與天然授粉相結合,構建了綜合群體AUH-BC0。
2004年冬季,在海南三亞從AUH-B綜合群體C0中選擇中早熟、性狀優良的單株100個,進行編號并自交,同時以自交株S0的花粉與測驗種昌7-2組配測交種100個。
2005年夏季,室內保存與測交種對應的自交系種子,對測交種進行綜合鑒定(包括異地鑒定),選約10%的最優測交種。
2005年冬季,在海南三亞把入選的10個最優測交種對應的室內保存的自交株的種子(S1)等量混合,在隔離區內種植,自由授粉,合成改良群體AUH-BC1。
2006年2月~2007年春季南繁北選,合成改良群體AUH-BC2。同期,對群體AUH-BC2選優自交后代系進行配合力測定,其中,昌7-2×BP68組合較對照鄭單958增產13.7%。
2007年、2008年冬季,在三亞以昌7-2為測驗種分別對BP68的S3、S5世代株系進行配合力測定,測交種田間種植采用間比法設計,鄭單958(種植密度為75 000株/hm2)作為CK,篩選產量較CK增產10%以上、倒伏倒折率之和<5%、抗病性達到中等水平的測交組合。
隨后對優株BP68連續自交并同時進行配合力測定,結果顯示,自交系種植密度為150 000株/hm2,無空稈,倒伏倒折為0,中抗病害。從BP68的S8代中篩選綜合性狀優良、配合力較高的株系,命名為農系1109。
1.1.3 農系1109的生物學特征生育期105 d,株高160~180 cm,穗位高55~60 cm,穗長14.5 cm,千粒重290 g。株型緊湊,穗上葉上沖;花藥黃色,護穎綠色,花絲綠色;果穗筒型;白色穗軸,硬粒型黃色籽粒。具有配合力高、根系發達、植株粗壯、莖稈堅韌、抗多種病害、籽粒品質優良、產量高等特點。
2009年在海南三亞以農系1109為母本、昌7-2為父本進行雜交制種。2010年參加河北省夏播區品種異地多點鑒定。2011~2013年參加河北省夏玉米75 000株/hm2密度組預備試驗、區域試驗和生產試驗。
2014年通過河北省農作物品種審定委員會審定(審定編號:冀審玉2014012號),命名為農單116。
農單116生育期106 d,株高256 cm,穗位1 22 cm,穗長16.2 cm,穗行數16行左右,禿尖0.8cm,千粒重295.6 g,出籽率87.3%;果穗筒型,穗軸白色;籽粒黃色,半馬齒型;株型緊湊,耐密性好。
2.1.1 區域試驗2012~2013年夏玉米75 000株/hm2密度組區域試驗,農單116的平均產量為10 851 kg/hm2,較對照鄭單958增產4.68%。其中,2012年平均產量為11 616 kg/hm2,位居參試品種第3位,較對照鄭單958增產5.52%,增產點次率為90.90%;2013年平均產量為10 086 kg/hm2,位居參試品種第2位,較對照鄭單958增產3.83%。
2.1.2 生產試驗2013年河北省夏玉米75 000株/hm2密度組生產試驗,農單116平均產量為9 522 kg/hm2,居參試品種第2位,較對照鄭單958增產6.34%,增產點次率為92.31%。
2013年農業部谷物品質監督檢驗測試中心對農單116進行品質測定,該品種籽粒粗蛋白質(干基)含量9.65%,粗脂肪(干基)含量4.26%,粗淀粉(干基)含量73.78%,賴氨酸(干基)含量0.29%。
2.4.1 抗病性河北省農林科學院植物保護研究所對農單116進行抗病性鑒定,該品種2012年高抗大斑病、矮花葉病,抗小斑病,中抗莖腐病;2013年抗矮花葉病,中抗小斑病、大斑病和莖腐病。
2.4.2 抗倒伏性農單116抗倒性優良,2 a區域試驗平均倒伏率為3.65%、平均倒折率為0.6%,平均倒伏倒折率較對照鄭單958降低了26.09%(表1)。生產試驗中,平均到伏率為2.0%,倒折率為1.5%。

表1 2012~2013年區域試驗中農單116的倒伏倒折率(%)Table 1 Lodging and broken rates of Nongdan116 in regional tests from 2012 to 2013
農單116是基于(瑞德+P群)×塘四平頭雜種優勢模式選育的玉米新品種,耐密性、抗倒性、抗病性好,產量高,較主推品種鄭單958增產顯著,2014年開始在河北省夏玉米區推廣種植,并被河北省玉米產業技術體系推薦為河北省夏播區主推品種,得到了河北省農作物新品種后補助,適宜在河北省夏播區大面積推廣種植。
[1]樊智翔,安偉,馬海林,米小紅,馬學文,王計虎,姜慶國.超級玉米的內涵與耐密品種選育[J].玉米科學,2007,15(1):163-164.
[2]趙春玲,王秀萍,劉天學,常建智,劉榮花,邊繼和.黃淮海夏玉米新品種抗病性和抗倒性評價[J].河南農業科學,2012,41(12):24-28.
[3]王曉鳴,晉齊鳴,石潔,王作英,李曉.玉米病害發生現狀與推廣品種抗性對未來病害發展的影響[J].植物病理學報,2006,36(1):1-11.
[4]趙霆,楊東旭,付昆英.夏玉米倒伏對其生長發育及產量的影響[J].農業科技通訊,2011,(7):100-101.
[5]袁公選,楊金慧,李雅文,趙曉峰.玉米倒伏成因及預防[J].西北植物學報,1999,19(5):72-76.
[6]田曉東,邊大紅,蔡麗君,劉夢星,曹立燕,崔彥宏,張鳳路.高密條件下化學調控對夏玉米抗莖倒伏能力的影響[J].華北農學報,2014,29(增刊):249-254.
[7]趙永鋒,韓美玲,黃亞群.基于SSR分子標記的玉米自交系遺傳多樣性分析[J].中國農學通報,2011,27(9):111-115.
[8]梁世浩,郭晉杰,賈曉艷,石書亞,陳景堂,趙永鋒.基于SSR分子標記和骨干自交系的外引自交系雜種優勢群劃分[J].廣東農業科學,2015,(7):122-127.
[9]戴景瑞,鄂立柱.我國玉米育種科技創新問題的幾點思考[J].玉米科學,2010,18(1):1-5.
[10]Doerksen T K,Kannenberg L W,Lee E A.Effect of recurrent selection on combining ability in maize breeding population[J].Crop Science,2003,43(5):1652-1658.
[11]李蘆江,陳文生,楊克誠,蘭海,潘光堂,榮廷昭.不同輪回選擇改良輪次玉米群體選系的育種潛勢[J].中國農業科學,2012,45(18):3688-3698.
[12]南紀琴.肖俊夫.劉戰東.黃淮海夏玉米高產栽培技術研究[J].中國農學通報,2010,26(21):106-110.
[13]汪黎明,郭慶法,高新學,孟昭東,劉治先.黃淮海夏玉米的育種目標及品種選育方法改良[J].山東農業科學,2005,(6):21-24.
[14]蘇前富,韓成偉,王巍巍,李紅,宋淑云,張偉,劉影,晉齊鳴.東華北春玉米區玉米品種對主要病害和玉米螟的抗性評價[J].玉米科學,2009,17(6):121-123.
[15]楊國航,孫世賢,張春原,劉春閣,趙久然.京津唐夏播早熟玉米區玉米生產現狀和發展趨勢[J].種子,2007,26(2):86-88.
Breeding and Application of Hybrid Maize Variety Nongdan116 with High Density Tolerance
JIA Xiao-yan1,SONG Zhan-quan2,CHEN Qi3,GUO Jin-jie1,HUANG Ya-qun1,ZHU Li-ying1,ZHAO Yongfeng1,CHEN Jing-tang1*
(1.College of Agronomy,Hebei Agricultural University,Hebei Sub-center of National Maize Improvement Center,Baoding 071000,China;2.Baoding University,Baoding 071001,China;3.Baoding Plant Protection and Quarantine Station,Baoding 071000,China)
According heterosis utilization model and SSR markers clustering analysis results,based on sixteen good maize inbred lines such as X178,478,and Zheng58 etc.,synthetic population AUH-B was constructed,and improved by the recurrent selection,then the inbred line Nongxi1109 with high density tolerance was bred by Hebei Agricultural University.Hybrid maize variety Nongdan116 was bred by crossing between Nongxi1109(male)and Chang7-2(female)in 2009,and it was identified as summer sowing variety in different regions of Hebei in 2010.It was introduced to preliminary test withplant density of 75 000 plants/hm2,regional test and production test in Hebei Province from 2011 to 2013,and had been approved by Hebei Crops Variety Approval Committee in 2014.The contents ofcrude starch,crude fat and lysine were 73.78%,4.26%and 0.29%,respectively.It was high resistant to northern leaf blight(NLB)and maize dwarf mosaic virus(MDMV),resis tant to southern leaf blight(SLB),and middle resistant to stem rot.The suitable plant density was 75 000 plants/hm2. It had the characters of high yield,high quality,diseases resistance,lodging resistance and high density tolerance,which was suitable for planting in summer maize production area in Hebei.
Maize;Maize dwarf mosaic;Lodging resistance;Cross breeding;Nongdan116
S513
A
1008-1631(2017)03-0066-03
2017-01-04
國家重點研發計劃項目(2016YFD0101204-3);河北省現代農業產業技術體系項目(HBCT2013020204)
賈曉艷(1981-),女,河北寧晉人,研究實習員,碩士,主要從事玉米遺傳育種研究。E-mail:xiaoyanjia@163. com。
陳景堂(1967-),男,河北平泉人,教授,博士,主要從事玉米遺傳育種研究。E-mail:chenjingtang@126.com。