玉米自交系導(dǎo)入集聚育種法選育技術(shù)

吳清濤

摘? ?要：運用導(dǎo)入集聚法導(dǎo)入新的高產(chǎn)抗病基因，選育出T872、T459、T702、T2721、T3401及金陽光6號、金陽光7號、吉利198、金陽光9號等一批優(yōu)良玉米自交系和雜交種，克服不斷變化的玉米生產(chǎn)逆境，促使玉米持續(xù)穩(wěn)定地增產(chǎn)。主要介紹了玉米自交系和雜交種導(dǎo)入集聚育種法選育方法及步驟。

關(guān)鍵詞：玉米自交系;集聚育種法;選育技術(shù)

文章編號： 1005-2690（2020）16-0041-02? ? ? ?中圖分類號： S513? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼： B

黃淮海夏玉米區(qū)是全國最大的玉米集中產(chǎn)區(qū)，玉米播種面積占全國玉米面積的32.7%，總產(chǎn)量占全國的35.5%。該區(qū)經(jīng)常發(fā)生春旱夏澇，且種植制度復(fù)雜，玉米病毒病、粗縮病和大小葉斑病、莖腐病、銹病等較重。目前該區(qū)推廣的玉米雜交種60%以上為鄭單958及其近緣品種，由于種質(zhì)資源過于集中和不斷退化，生產(chǎn)上迫切需要導(dǎo)入新的高產(chǎn)抗病基因，從而克服不斷變化的玉米生產(chǎn)逆境，促使玉米持續(xù)穩(wěn)定地增產(chǎn)。

郯城縣種子公司運用導(dǎo)入集聚法選育出T872、T459、T702、T2721、T3401等玉米自交系，利用上述自交系培育出金陽光6號、金陽光7號、吉利198和金陽光9號等高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)抗病玉米新品種，通過多年多點試驗，均比鄭單958具有更突出的豐產(chǎn)性、穩(wěn)產(chǎn)性、抗病性和品質(zhì)。

1? ?目前國內(nèi)外玉米自交系選育背景

目前國外對玉米種質(zhì)資源的引進(jìn)、改良很重視，國內(nèi)則起步較晚。國外對外來抗病基因的導(dǎo)入有兩種方法，第一種是回交導(dǎo)入，第二種是利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)將其他物種的基因?qū)胗衩字小，F(xiàn)階段我國還沒有開放玉米轉(zhuǎn)基因市場，廣泛采用的育種方法是二環(huán)系選育，同時也有少部分育種者采用回交導(dǎo)入抗性基因的方法，但這種導(dǎo)入后自交分離的方法，基因分離太快，有利基因和不利基因連鎖不易被打破，在后代分離的過程中，極易丟失有利的抗性基因，很難選育出集多種抗病性和高配合力于一體的優(yōu)良自交系。

2? ?玉米自交系和雜交種導(dǎo)入集聚育種法選育方法及步驟

2.1? ?選育方法

針對目前玉米自交系回交導(dǎo)入抗性基因后自交分離過程中基因分離太快，有利基因和不利基因連鎖不易被打破，且極易丟失有利的抗性基因，很難選育出集多種抗病性和高配合力于一體的優(yōu)良自交系的問題，利用當(dāng)?shù)刂鲗?dǎo)種質(zhì)自交系作為輪回親本，以含有熱帶抗病、耐旱種質(zhì)基礎(chǔ)等抗性較好的自交系作供體，以一年兩代山東、海南兩地穿梭加代育種，采用早期回交導(dǎo)入和小群體混合及自花授粉方法，在分離群體內(nèi)選擇優(yōu)良抗病單株進(jìn)行混合授粉，增加有利基因的頻率，收獲授粉結(jié)實率提高10%以上，且抗銹病、抗大斑病、抗莖腐病的單株。再將上一季收獲的各單株籽粒單粒種植，進(jìn)行優(yōu)良單株自交授粉，成熟期收獲授粉單株。如此一季混合授粉、一季自交授粉，代代交替進(jìn)行，將種質(zhì)改良與自交選育結(jié)合起來，將抗病有利基因?qū)爰劾奂拥揭粋€自交系中，選育出具有較強(qiáng)適應(yīng)性和配合力穩(wěn)定的自交系[1-4]。

2.2? ?具體技術(shù)步驟

（1）第一年用本地區(qū)主導(dǎo)種質(zhì)自交系A(chǔ)（昌7-2、鄭58等），與具有熱帶抗病、耐旱種質(zhì)的自交系B（178、78599等）雜交，即得A/B。

（2）用主導(dǎo)自交系A(chǔ)作輪回親本，將A/B回交A，即得A/（A/B）。

（3）A/（A/B）單粒播種，在高溫高濕干旱逆境條件且6 000株/667 m2的高密度下，雌雄協(xié)調(diào)的單株進(jìn)行混合授粉，成熟期只收獲授粉結(jié)實率比自交系A(chǔ)提高10%以上，且銹病低于3級、大斑病低于5級、莖腐病發(fā)病率為10%以下的單株。

（4）將上一季收獲的各單株籽粒單粒播種，授粉期間，選擇逆境條件且6 000株/667 m2的高密度下，雌雄協(xié)調(diào)的單株進(jìn)行單株自交授粉，成熟期只收獲授粉結(jié)實率比自交系A(chǔ)提高10%以上，且銹病低于3級、大斑病低于5級、莖腐病發(fā)病率為10%以下的單株。

（5）如此重復(fù)步驟（3）和步驟（4），一季混合授粉、一季自交授粉，代代交替7～8季，初步篩選出抗逆性強(qiáng)、穩(wěn)定性好、綜合性狀優(yōu)良的自交系A(chǔ)1-An。

（6）將步驟（5）篩選出的自交系A(chǔ)1-An為父本與標(biāo)準(zhǔn)測驗種C為母本雜交，將雜交種子在主產(chǎn)縣多點種植小區(qū)品系比較鑒定，篩選出一個比主導(dǎo)自交系A(chǔ)耐熱耐旱耐濕、抗病性強(qiáng)、配合力強(qiáng)、授粉結(jié)實率90%以上的自交系A(chǔ)1。

經(jīng)導(dǎo)入集聚的自交系A(chǔ)1為父本與標(biāo)準(zhǔn)測驗種C為母本雜交，并雜交測配育成高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)多抗玉米雜交組合（A1/C）。

3? ?玉米自交系和雜交種導(dǎo)入集聚育種法效果

經(jīng)導(dǎo)入集聚法選育的自交系與當(dāng)?shù)刂鲗?dǎo)自交系昌7-2、鄭58等經(jīng)雜交利用驗證，其顯著的效果有以下幾方面（表1）。

3.1? ?抗病性顯著提高

選育品種抗大斑病，特別對銹病的抗性達(dá)高抗水平，克服了黃淮海地區(qū)主栽玉米品種鄭單958高感銹病的弱點。

3.2? ?耐熱耐濕耐旱

授粉結(jié)實率比自交系A(chǔ)提高10%以上，禿尖少，抗莖腐病和青枯病。

3.3? ?品質(zhì)優(yōu)良

利用T872雜交選育的金陽光6號（審定編號：魯農(nóng)審2011001號）賴氨酸含量高達(dá)0.34%;利用T459雜交選育的金陽光7號（審定編號：魯農(nóng)審2012001號）粗淀粉含量高達(dá)75.2%;利用T395雜交選育的吉利198（審定編號：魯農(nóng)審2015009號）粗蛋白質(zhì)含量高達(dá)11.1%;利用T2721雜交選育的金陽光9號（審定編號：魯審玉20160005）賴氨酸含量高達(dá)1.80 μg/mg。

3.4? ?增產(chǎn)顯著

金陽光6號參加2008—2009年山東省夏玉米品種區(qū)域試驗，兩年平均產(chǎn)量684.9 kg/667 m2，比對照鄭單958增產(chǎn)6.2%;2010年生產(chǎn)試驗，平均產(chǎn)量為572.8 kg/667 m2，比對照鄭單958增產(chǎn)5.3%。

金陽光7號參加2009—2010年山東省夏玉米品種區(qū)域試驗，兩年平均產(chǎn)量634.4 kg/667 m2，比對照鄭單958增產(chǎn)8.6%;2011年生產(chǎn)試驗，平均產(chǎn)量為559.4 kg/667 m2，比對照鄭單958增產(chǎn)6.5%。

吉利198參加2012—2013年山東省夏玉米品種區(qū)域試驗，兩年平均產(chǎn)量685.5 kg/667 m2，比對照鄭單958增產(chǎn)6.4%;2014年生產(chǎn)試驗，平均產(chǎn)量為703.9 kg/667 m2，比對照鄭單958增產(chǎn)5.1%。

金陽光9號參加2013—2014年山東省夏玉米品種普通組區(qū)域試驗，兩年平均產(chǎn)量702.1 kg/667 m2，比對照鄭單958增產(chǎn)4.2%;2015年生產(chǎn)試驗，平均產(chǎn)量709.5 kg/667 m2，比對照鄭單958增產(chǎn)6.8%。

4? ?玉米自交系導(dǎo)入集聚育種法具體實施實例

自交系T459的選育過程如下。

（1）2000年在海南用Reid系統(tǒng)的玉米自交系鄭58與具有熱帶抗逆熱帶種質(zhì)的78599自交系雜交，即鄭58/78599。

（2）2001年在海南用鄭58作輪回親本，將（鄭58/78599）回交鄭58，即鄭58/（鄭58/78599）。

（3）2002年夏季在山東將鄭58/（鄭58/78599）選育后代進(jìn)行單粒播種，在高溫高濕干旱條件下及在6 000株/667 m2的高密度下，選擇雌雄花集中開花時間不相差2 d的單株進(jìn)行混合花粉授粉，成熟期對人工混合授粉后的單株再進(jìn)行選擇，只收獲授粉結(jié)實率比鄭58提高10%以上，且比鄭58抗銹病、大斑病、莖腐病的單株。

（4）2002年冬季在海南將上一季收獲的各單株籽粒播種，在高溫高濕干旱條件下及6 000株/667 m2的高密度下，選擇雌雄花集中開花時間不相差2 d的單株進(jìn)行自交授粉，成熟期對自交授粉后的單株再進(jìn)行選擇，只收獲授粉結(jié)實率比鄭58提高10%以上，且比鄭58抗銹病、大斑病、莖腐病的單株。

（5）2003年夏季在山東混合授粉，2003年冬季在海南自交授粉，這樣代代交替進(jìn)行。

（6）2004年夏季在山東及當(dāng)年冬季在海南選育出37個穩(wěn)定的自交姊妹系（T451-T488）。

（7）2004年冬季在海南將經(jīng)導(dǎo)入集聚的鄭58/（鄭58/78599）后代37個穩(wěn)定的自交系（T451-T488）分別與標(biāo)準(zhǔn)測驗種T702雜交。

（8）2005—2006年夏季經(jīng)多點鑒定，從37個鄭58/（鄭58/78599）后代自交系中篩選出比鄭58抗銹病和大斑病及配合力強(qiáng)的自交系T459。

（9）2005年冬季在海南將經(jīng)導(dǎo)入集聚的T459自交系作父本與標(biāo)準(zhǔn)測驗種T702作母本雜交，并在測配的基礎(chǔ)上育成金陽光7號。

參考文獻(xiàn)：

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