紅河州玉米育種進(jìn)展及展望

李紅萍，王祥向，吳學(xué)有

（紅河州農(nóng)業(yè)科學(xué)院旱地作物研究所，云南 蒙自661199）

紅河州位于云南省東南部，北靠昆明，南接越南，地處東經(jīng) 102°54′—103°25′，北緯 23°01′—23°36′，轄區(qū)面積3.3萬(wàn)km2，最高海拔為金平縣西隆山3074 m，最低海拔為河口縣紅河與南溪河交匯處76.4 m（云南省海拔最低點(diǎn)），山區(qū)面積占85%。紅河州有11個(gè)民族，總?cè)丝诩s450萬(wàn)，少數(shù)民族占總?cè)丝诘?8.52%。紅河州屬于低緯度高原季風(fēng)活動(dòng)區(qū)域，氣候類型多樣，具有明顯的高原立體氣候特征，冬無(wú)嚴(yán)寒，夏無(wú)酷暑，日溫差大，年溫差小。州內(nèi)四季不分明，干、濕季節(jié)分明。每年5—10月為雨季，降雨量占全年降雨量的80%以上，時(shí)空地域分布極不均勻，單點(diǎn)暴雨集中，降雨強(qiáng)度大。

1 紅河州玉米育種現(xiàn)狀

1.1 育種方法和育種技術(shù)

“十四五”之前，由于對(duì)外學(xué)習(xí)交流較少，育種者的理念相對(duì)落后，國(guó)內(nèi)外的先進(jìn)育種方法和技術(shù)沒(méi)有得到很好的應(yīng)用，仍然以傳統(tǒng)的育種方法和技術(shù)為主導(dǎo)。近年來(lái)，紅河州農(nóng)業(yè)科學(xué)院通過(guò)招聘錄用及柔性引進(jìn)一些高層次人才對(duì)育種隊(duì)伍進(jìn)行充實(shí)，使育種團(tuán)隊(duì)人才力量得到明顯增強(qiáng)；同時(shí)加強(qiáng)對(duì)外學(xué)習(xí)和交流，引進(jìn)了中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)陳紹江教授團(tuán)隊(duì)的熱誘1號(hào)、CHOI4等誘導(dǎo)系進(jìn)行種植及開(kāi)展玉米單倍體育種工作。

1.2 種質(zhì)擴(kuò)增和改良

紅河州玉米育種在繼續(xù)對(duì)原有材料進(jìn)行利用的基礎(chǔ)上，通過(guò)不斷收集地方種質(zhì)資源以及在一些強(qiáng)優(yōu)勢(shì)雜交種中進(jìn)行一環(huán)系與二環(huán)系育種，從中選育出了一批配合力高、抗病抗逆性強(qiáng)、適應(yīng)性廣的優(yōu)良自交系，對(duì)玉米種質(zhì)的擴(kuò)增和改良起到一定作用，但是相對(duì)國(guó)內(nèi)外先進(jìn)的育種技術(shù)及理念，仍存在較大差距。為適應(yīng)新的育種形勢(shì)，紅河州農(nóng)業(yè)科學(xué)院通過(guò)積極申報(bào)建立云南省趙久然專家工作站，通過(guò)此平臺(tái)引入一些材料進(jìn)行鑒定，但絕大部分外引材料很難適應(yīng)本地復(fù)雜的生態(tài)條件，難以直接利用，只能作為資源進(jìn)行保存。

1.3 新品種選育

紅河州玉米育種對(duì)云南省及周邊的玉米生產(chǎn)做出了一定貢獻(xiàn)，紅單6號(hào)自“十二五”之后一直作為云南省的主導(dǎo)玉米品種之一。“十三五”以來(lái)，隨著國(guó)家新的農(nóng)作物品種審定辦法的實(shí)施，眾多民營(yíng)公司紛紛加入玉米育種行業(yè)，紅河州從事玉米育種的單位和企業(yè)達(dá)20多家。2019—2022年，紅河州各育種單位和企業(yè)育成普通玉米紅單系列、紅農(nóng)系列、紅瑞系列、金谷系列、湖泉玉系列等省審品種80個(gè)（表1），國(guó)審品種1個(gè)。紅河州農(nóng)業(yè)科學(xué)院育成的國(guó)審品種紅單22號(hào)填補(bǔ)了紅河州無(wú)國(guó)審玉米品種的空白，受到種業(yè)企業(yè)和廣大種植戶的高度關(guān)注和認(rèn)可，目前已和耕石農(nóng)業(yè)科技有限公司達(dá)成合作協(xié)議，以期在中國(guó)西南省（區(qū)）加大應(yīng)用，為國(guó)家糧食安全盡一點(diǎn)微薄之力。

2 紅河州玉米育種存在的問(wèn)題

2.1 育種技術(shù)力量缺乏

高新技術(shù)和育種方法能提升玉米育種的效率和質(zhì)量，保障玉米種子的生產(chǎn)應(yīng)用價(jià)值。現(xiàn)階段，生物育種技術(shù)迅猛發(fā)展，在進(jìn)行育種工作時(shí)可借助分子標(biāo)記輔助育種技術(shù)了解育種材料的遺傳背景及雜優(yōu)模式類型；單倍體育種技術(shù)可以大大縮短玉米育種年限，快速獲得純系。但目前紅河州在這些方面與國(guó)內(nèi)前沿育種機(jī)構(gòu)之間仍然存在較大的差距，缺少生物技術(shù)和現(xiàn)代科技的助力，一定程度上制約了玉米育種工作跨越式發(fā)展。

2.2 玉米育種缺乏創(chuàng)新性

對(duì)紅河州近年來(lái)玉米育種工作進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，原始創(chuàng)新性明顯不足。究其原因，主要是無(wú)法改變玉米品種在生產(chǎn)中出現(xiàn)的突出問(wèn)題，不能獲得更加優(yōu)質(zhì)、綠色的品種。現(xiàn)階段，選育模式還停留止步于二環(huán)系選育，這個(gè)選育模式弊端是隨著不斷加代，玉米遺傳基礎(chǔ)和背景會(huì)越來(lái)越窄，抗病抗逆性也會(huì)隨之降低，使玉米品種不能適應(yīng)極端氣候[1]。因此，玉米育種過(guò)程中，紅河州應(yīng)提高對(duì)自交系選育的創(chuàng)新性，提高玉米育種效率和質(zhì)量。

2.3 育種目標(biāo)調(diào)整不夠及時(shí)精準(zhǔn)

紅河州立體生態(tài)氣候復(fù)雜，給優(yōu)質(zhì)玉米新品種的選育帶來(lái)了不間斷的挑戰(zhàn)，前些年爆發(fā)的灰斑病、草地貪夜蛾讓玉米生產(chǎn)遭受了一定程度的損失。近年來(lái)白斑病的大規(guī)模爆發(fā)及快速蔓延之勢(shì)對(duì)于玉米育種工作者來(lái)說(shuō)又是一個(gè)挑戰(zhàn)。根據(jù)調(diào)查顯示，紅河州全區(qū)域內(nèi)白斑病發(fā)病較為嚴(yán)重，各海拔段種植區(qū)域全面爆發(fā)。最嚴(yán)重地區(qū)部分品種灌漿期開(kāi)始感病并迅速發(fā)展造成絕收，主要集中在海拔1100～1800 m的區(qū)域，海拔1800 m以上的區(qū)域發(fā)病略輕。白斑病的發(fā)病軌跡是從滇南一路北上，從低海拔區(qū)到中海拔區(qū)蔓延。白斑病將成為西南中高海拔玉米生產(chǎn)區(qū)的一種常態(tài)化病害，為了盡可能地克服白斑病對(duì)玉米生產(chǎn)造成的影響，要求育種工作者重新定位育種目標(biāo)，選育兼抗白斑病的玉米新品種。

2.4 對(duì)市場(chǎng)需求定位不足

紅河州在進(jìn)行玉米育種工作時(shí)缺乏對(duì)市場(chǎng)需求的調(diào)研分析。現(xiàn)階段，隨著人們生活水平的日益提高，供給結(jié)構(gòu)發(fā)生了改變，玉米消費(fèi)由傳統(tǒng)的糧食逐漸過(guò)渡到加工和飼用消費(fèi)。但近年來(lái)在玉米育種進(jìn)程中對(duì)這些因素分析研判不足，致使紅河州在青貯玉米、鮮食玉米育種工作中明顯落后，后勁不足。

3 紅河州玉米育種展望

3.1 育種新技術(shù)的應(yīng)用

分子標(biāo)記輔助育種能很好地了解材料的遺傳背景及雜優(yōu)模式。單倍體育種技術(shù)周期短、純度高，但是也會(huì)產(chǎn)生大量的劣質(zhì)DH系，這就要求樣本基礎(chǔ)群體量大。常規(guī)育種的周期長(zhǎng)，但是在多代的環(huán)境選擇后在適應(yīng)性方面比較有優(yōu)勢(shì)。常規(guī)育種與新技術(shù)的有效結(jié)合能大幅提升育種效率和質(zhì)量，助力種業(yè)創(chuàng)新。

3.2 創(chuàng)新育種工作的開(kāi)展

科研工作者在玉米育種工作中應(yīng)注重分析種質(zhì)遺傳基礎(chǔ)，提高引種、育種效率。現(xiàn)階段，紅河州內(nèi)的品種資源有較大的發(fā)展?jié)摿Γ缫约t單6號(hào)為代表的紅單系列雜交玉米及近年來(lái)育成的國(guó)審玉米品種紅單22號(hào)等，與紅河州當(dāng)?shù)刈匀画h(huán)境、地理特征、地方種質(zhì)資源有非常密切的聯(lián)系，這些品種的育成也充分證明了玉米地方種質(zhì)資源創(chuàng)新利用的重要性。因此，在進(jìn)行玉米雜交育種工作時(shí)應(yīng)以當(dāng)?shù)匾延械钠贩N、地方老品種為基礎(chǔ)，把常規(guī)玉米育種技術(shù)和現(xiàn)代生物育種技術(shù)進(jìn)行整合，對(duì)本地原有品種進(jìn)行升級(jí)改良，并充分利用地方玉米種質(zhì)資源，提升其抗病抗逆性[2]。育種中，應(yīng)整合地方品種及外來(lái)種質(zhì)資源的優(yōu)勢(shì)，育成生態(tài)、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益優(yōu)的好品種，增強(qiáng)紅單系列玉米品種在西南玉米領(lǐng)域的影響力和發(fā)展?jié)摿Α?/p>

3.3 選育抗白斑病的優(yōu)質(zhì)新品種

目前市場(chǎng)很多雙抗的品種對(duì)白斑病確實(shí)有較強(qiáng)的抗性，但是種子生產(chǎn)環(huán)節(jié)有時(shí)也會(huì)面臨挑戰(zhàn)。育種工作者應(yīng)該加強(qiáng)與北方玉米育種團(tuán)隊(duì)的合作，聚合溫帶、熱帶材料的優(yōu)勢(shì)，選育出抗白斑病的玉米新品種。同時(shí)建立多年多點(diǎn)的玉米白斑病抗性鑒定體系，篩選出優(yōu)異抗性材料及鑒定出抗性位點(diǎn)、基因，用于育種利用。

3.4 以市場(chǎng)為導(dǎo)向選育新品種

紅河州地處北回歸線，氣候類型復(fù)雜多樣，種植玉米的地方多為坡臺(tái)地、土壤瘠薄，近年來(lái)，隨著人口老齡化和外出務(wù)工人口的增多，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)投入明顯不足。所以選育抗旱耐瘠的玉米新品種顯得尤為重要，這樣才能滿足當(dāng)?shù)胤N植戶的實(shí)際需求。其次，隨著消費(fèi)結(jié)構(gòu)和需求方式的轉(zhuǎn)變，特用玉米的選育工作值得進(jìn)一步重視[3]。在紅河州內(nèi)應(yīng)加強(qiáng)青貯玉米和特用玉米的選育及推廣。