以旅大紅骨種質(zhì)為主導(dǎo)的‘丹玉’雜優(yōu)模式概述

豐光　景希強(qiáng)　于兵　李妍妍　陳增齊　姚永祥　白向歷

摘 要：旅大紅骨群是我國玉米種質(zhì)資源最重要的五大類群之一。幾十年來，以丹東農(nóng)業(yè)科學(xué)院玉米所為核心的科研機(jī)構(gòu)創(chuàng)建了旅大紅骨種群，為擴(kuò)大玉米種質(zhì)資源和培育高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)雜交種做出了巨大貢獻(xiàn)。概述了旅系研究發(fā)展歷程、突出特點(diǎn)、應(yīng)用情況、雜優(yōu)模式等，并對今后旅系的進(jìn)一步應(yīng)用進(jìn)行展望。

關(guān)鍵詞：玉米；旅大紅骨種質(zhì)；丹玉；雜優(yōu)模式

中圖分類號：S513 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI編碼：10.3969/j.issn.1006-6500.2013.05.013

優(yōu)良的玉米種質(zhì)類群旅大紅骨來源于大連旅順地區(qū)，旅大紅骨種質(zhì)現(xiàn)簡稱旅系，曾是旅順地方品種，由我國的地方農(nóng)家種大金頂和傳教士引入的大紅骨品種天然雜交，經(jīng)不斷種植篩選而成。20世紀(jì)50年代初期遼寧省鳳城農(nóng)業(yè)試驗(yàn)站對農(nóng)家品種調(diào)查時(shí)發(fā)現(xiàn)，旅大紅骨品種豐產(chǎn)性好、抗病性突出，在遼東半島有廣泛的適應(yīng)性。隨后以該農(nóng)家品種為基礎(chǔ)材料進(jìn)行一環(huán)選系，到1960年選育出旅9、旅28等一系列配合力較高的優(yōu)良自交系；1969年在旅9自交系基礎(chǔ)上，在繁殖田間篩選出寬葉變異株，進(jìn)而選出旅9寬自交系[1]；旅9、旅28和旅9寬等自交系的選育為后來E28、丹340、丹598和丹黃34等優(yōu)良旅系的選育奠定了種質(zhì)基礎(chǔ)。大多旅系自交系都具有株型緊湊、抗病性好、適應(yīng)性廣、植株健壯、雄穗發(fā)達(dá)、花粉量大、穗行數(shù)多、筒型果穗、品質(zhì)較好、產(chǎn)量突出、生育期較長、一般配合力高等諸多優(yōu)點(diǎn) [2]。旅系類群的組建經(jīng)過丹東農(nóng)業(yè)科學(xué)院幾代人10幾位育種家先后50多年的整理、選育和創(chuàng)新，成為我國玉米生產(chǎn)上大面積使用的最重要的玉米五大種質(zhì)資源類群之一，其代表性的自交系有旅9、旅9寬、旅28、E28、丹337、丹340[3]、丹360、丹黃02、丹341、丹黃34、丹598、丹99長等40多個(gè)。生產(chǎn)上直接由旅系組配的品種很多，如丹玉6、丹玉13、丹玉15、掖單13、沈單7、吉單159、豫玉11[4]、冀單27、鐵單10、丹玉24、丹玉26、丹玉39、丹玉46、東單60、丹玉69、丹玉78、丹玉86、丹玉88、丹玉99、丹科2151、丹科2123、丹玉402、丹玉405、丹玉406、丹玉605和丹玉606等，對我國玉米生產(chǎn)起到了巨大的推動(dòng)作用[5]。

1 旅系的抗逆性

旅系具有較好的抗逆性，比如抗病、抗倒、耐澇和耐低溫等方面，特別是在抗病方面表現(xiàn)突出[6]。旅系主要組建于遼寧鳳城地區(qū)，獨(dú)特的地理位置和自然環(huán)境再加上育種家的人為選擇造就了旅系的諸多優(yōu)點(diǎn)。鳳城屬于溫帶濕潤季風(fēng)性氣候，平均年降雨量800～1 200 mm，受季風(fēng)性氣候條件的影響，每年夏季玉米開花散粉時(shí)期恰逢陰雨季節(jié)，由于多雨寡照、溫暖潮濕導(dǎo)致玉米病害、倒伏和澇害等發(fā)生嚴(yán)重，這種獨(dú)特的氣候條件給玉米育種選擇帶來很大壓力，客觀條件要求育種者側(cè)重于玉米試材抗逆性的選擇。這種育種中的不利條件轉(zhuǎn)化為科研的方向。在此基礎(chǔ)上育種者加強(qiáng)基礎(chǔ)試材的收集、篩選、整理、利用和創(chuàng)新，在保持原有高配合力的基礎(chǔ)上進(jìn)行深入研究，加強(qiáng)試材抗性改良，提高抗性水平。通過多年的積累、沉淀、改良和創(chuàng)新，育成了一大批有重大影響的旅系試材并建立資源系譜[7]。

2 旅系的適應(yīng)性

旅系的適應(yīng)性廣泛，由于其具有很好的抗逆性，通過旅系組配的單交種在我國不同生態(tài)條件的玉米產(chǎn)區(qū)都能夠推廣應(yīng)用?？v觀中國不同時(shí)期玉米單交種推廣應(yīng)用情況，具有代表性的玉米品種都包含有旅系的血緣，比如：20世紀(jì)70年代的中單2號（Mo17×自330）的父本自330來源于丹東農(nóng)科院早期的優(yōu)良自交系。傳統(tǒng)的雜種優(yōu)勢法將其劃分為Lancaster群的自330亞群，用現(xiàn)代的分子標(biāo)記方法認(rèn)為自330屬旅大紅骨群。自交系自330獲得了國家科技發(fā)明一等獎(jiǎng)[8]。由丹東農(nóng)業(yè)科學(xué)院自行選育的品種丹玉13（Mo17×E28）的父本系E28的典型的旅系材料；由萊州農(nóng)業(yè)科學(xué)院選育的品種掖單13（掖478×丹340）的父本丹340也是旅系的骨干自交系[9]；中國農(nóng)業(yè)大學(xué)選育的品種農(nóng)大108（黃C×X178）的母本黃C含有自330血緣；當(dāng)前我國東華北和黃淮海主栽玉米品種鄭單958（鄭58×昌7-2）的母本鄭58通過分子標(biāo)記檢測含有25%丹340血緣[10]。以上5個(gè)品種均獲得國家科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)，為我國不同時(shí)期玉米生產(chǎn)做出重大貢獻(xiàn)。

3 旅系的配合力

雜種優(yōu)勢是指兩個(gè)遺傳基礎(chǔ)不同的親本雜交所得的雜種一代，在生長勢、生產(chǎn)力、抗逆性、生理生化特性和生長發(fā)育狀況等方面優(yōu)于雙親的現(xiàn)象。玉米生產(chǎn)主要利用雜種優(yōu)勢。旅系作為重要的種質(zhì)資源與其他類群間遺傳背景遠(yuǎn)、一般配合力高、雜種優(yōu)勢明顯。

3.1 改良Reid群×旅系

兩群間有很高的配合力，配出的組合高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、抗病、抗倒、適應(yīng)性廣，制種產(chǎn)量高，表現(xiàn)為豎葉大穗，耐密植，多為中熟、中晚熟、晚熟品種。代表品種有丹玉26號、沈單7號、掖單13號、丹玉39號、鐵單10號、東單60、丹玉69、丹科2123和丹科2151等[11]。其中，沈單7號和掖單13號曾獲得國家科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)。這一模式在今后的育種研發(fā)中仍具有很大的應(yīng)用潛力。

3.2 P群×旅系

兩群間有很高的配合力，配出的組合抗病性突出，高產(chǎn)穩(wěn)定、適應(yīng)性廣，多為晚熟型品種[3]。代表品種有丹玉24號、丹玉30號、丹玉35、丹玉46、丹玉86、丹玉88、丹玉402、丹玉405等。這些品種高抗玉米葉斑病和粗縮病害，在遼東和山東半島生產(chǎn)表現(xiàn)突出。

3.3 Lancaster群×旅系

兩群間配合力較高，配出的組合高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、抗病、抗倒、廣適性等特點(diǎn)，多為中晚熟型品種。代表品種丹玉6號、丹玉11號、丹玉13號、丹玉15號、丹玉18號、丹玉22號、吉單159和吉東2號等。該模式曾經(jīng)為早期新中國玉米科研和生產(chǎn)做出重要貢獻(xiàn)，但目前該模式應(yīng)用逐漸減少。

3.4 外雜選系×旅系

兩群間雜種優(yōu)勢明顯，配出的組合高產(chǎn)、耐密、抗倒、籽粒深、品質(zhì)好、適應(yīng)性廣，多為中熟和中晚熟型品種，是當(dāng)前品種選育的新型主流模式。代表品種有丹玉406、丹玉603、丹玉605、丹玉606、良玉88和農(nóng)華101等，在當(dāng)前早熟、密植、抗倒、機(jī)械化、高品質(zhì)等品種選育和推廣的背景下，外引資源選系雜國內(nèi)旅系有著更大的應(yīng)用空間[12]。

4 旅系的應(yīng)用前景

旅系優(yōu)良種質(zhì)資源的育成，對我國玉米育種與生產(chǎn)水平的不斷提高，起到了巨大的推動(dòng)作用。但是近年隨著早熟、密植、機(jī)械化等品種的廣泛種植，特別是國外大型種業(yè)公司品種，如先玉335、先玉508、先玉696、迪卡516等的推廣應(yīng)用，對以旅系為基礎(chǔ)的“丹玉”品種造成較大沖擊。國內(nèi)一些育種者也對旅系今后進(jìn)一步的研究利用存在質(zhì)疑，認(rèn)為旅系的育種時(shí)代已經(jīng)結(jié)束。事實(shí)并非如此，丹東農(nóng)業(yè)科學(xué)院和其他一些科研單位始終堅(jiān)持利用和改良旅系資源，遵循旅系群間血緣關(guān)系遠(yuǎn)、遺傳背景獨(dú)特、一般配合力高、抗病性突出的特點(diǎn)，順應(yīng)玉米品種的發(fā)展趨勢，重點(diǎn)改良旅系的耐密性、抗倒性、出籽率、熟期和品質(zhì)等性狀。通過導(dǎo)入外源種質(zhì)、集團(tuán)選擇、單倍體技術(shù)、轉(zhuǎn)基因育種等多種方法逐漸育成一批綜合抗性強(qiáng)、品質(zhì)好、生育期短、出籽率高的優(yōu)良自交系，并組配出如丹玉605、丹玉606、丹玉406、良玉88等諸多國審和省審玉米品種，在生產(chǎn)上可以與國外品種抗衡[13]。未來丹東農(nóng)業(yè)科學(xué)院通過不斷引進(jìn)外來資源，不斷地改良和創(chuàng)新旅系資源，以“外引資源選系×旅系（旅系改良系或旅系綜合選系）”為主要育種模式，走出具有國內(nèi)自主特色的玉米育種之路[14]。旅系作為我國重要的玉米種質(zhì)資源之一不可丟棄，能夠適應(yīng)時(shí)代的發(fā)展要求，繼續(xù)發(fā)揮自身的優(yōu)勢，進(jìn)行有效的改良創(chuàng)新，創(chuàng)建更具特色的旅系種質(zhì)資源。

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