高淀粉玉米寧單27號(hào)雄性不育化過(guò)程及其繁制種技術(shù)

， ， ， (.寧夏農(nóng)林科學(xué)院農(nóng)作物研究所， 寧夏 永寧 75005； .寧夏科泰科技種業(yè)有限公司， 寧夏 永寧 75005)

·種子生產(chǎn)·

高淀粉玉米寧單27號(hào)雄性不育化過(guò)程及其繁制種技術(shù)

程晉龍1，佘奎軍1，馬云2，楊國(guó)虎1
(1.寧夏農(nóng)林科學(xué)院農(nóng)作物研究所， 寧夏 永寧 750105； 2.寧夏科泰科技種業(yè)有限公司， 寧夏 永寧 750105)

以高淀粉玉米雜交種寧單27號(hào)為背景，利用回交轉(zhuǎn)育法，將其母本“K 12優(yōu)選系”轉(zhuǎn)育成育性穩(wěn)定的同核異質(zhì)體不育系，因其父本“PY 213”不具備恢復(fù)能力，采用摻和方案獲得雜交種子應(yīng)用于生產(chǎn)，并就其繁制種技術(shù)進(jìn)行了簡(jiǎn)述。

玉米； 雄性不育化； 摻合型雜交種； 制種

寧單27號(hào)(K 12優(yōu)選系×PY 213)是寧夏農(nóng)林科學(xué)院農(nóng)作物研究所和寧夏科泰科技種業(yè)有限公司共同選育的高淀粉玉米[1]，于2015年6月通過(guò)寧夏回族自治區(qū)農(nóng)作物品種審定委員會(huì)審定，正在申請(qǐng)植物新品種保護(hù)權(quán)。寧單27號(hào)已在寧夏各地進(jìn)行了小面積示范，表現(xiàn)出頂土能力強(qiáng)、適應(yīng)性好等優(yōu)勢(shì)，推廣應(yīng)用前景廣闊。

寧夏土地平整肥沃、溝渠配套灌排便利、氣溫較高、晝夜溫差大、降雨偏少，有利于玉米的生長(zhǎng)發(fā)育和灌漿，玉米籽粒飽滿、外觀好；并且，開展玉米制種時(shí)間長(zhǎng)，制種技術(shù)成熟，已建立了多個(gè)規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化的玉米制種基地，逐漸成為了我國(guó)玉米制種的重要基地之一。近幾年，由于種植業(yè)的比較效益較低，農(nóng)村青壯年勞動(dòng)力轉(zhuǎn)移到城鎮(zhèn)務(wù)工，農(nóng)村勞動(dòng)人員老齡化嚴(yán)重且勞動(dòng)力越來(lái)越短缺，對(duì)玉米制種技術(shù)的把握越來(lái)越遲鈍、越來(lái)越滯后。尤其是在玉米去雄階段，外出務(wù)工人員不能及時(shí)回鄉(xiāng)管理制種玉米，去除玉米母本雄穗，機(jī)械去雄投資較高，操作困難，造成玉米種子純度不達(dá)標(biāo)，影響了玉米雜交種雜種優(yōu)勢(shì)的發(fā)揮[2]。在玉米單粒精量播種大面積推廣的情況下，大田生產(chǎn)中自交苗對(duì)玉米產(chǎn)量的影響較大。近年來(lái)，在玉米田間花檢和雜交種純度檢驗(yàn)時(shí)都有由于母本抽雄不及時(shí)出現(xiàn)自交的現(xiàn)象。鑒于雄性不育化可以有效杜絕制種自交情況、提高種子純度，以及制種時(shí)不用去雄、節(jié)省種子生產(chǎn)成本等優(yōu)點(diǎn)，為了提高制種種子質(zhì)量和節(jié)約種子生產(chǎn)成本，更好地推廣高淀粉玉米新品種寧單27號(hào)，在寧單27號(hào)選育成形、即將參加區(qū)域試驗(yàn)時(shí)，就仔細(xì)觀察其親本特征特性，開始對(duì)寧單27號(hào)進(jìn)行雄性不育化轉(zhuǎn)育工作，通過(guò)寧夏和海南兩地3年6個(gè)世代不育化選育和2年小面積試制種、大田試種植的探索，總結(jié)出寧單27號(hào)在寧夏引黃灌區(qū)的雄性不育化安全、豐產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)制種技術(shù)。

1 寧單27號(hào)不育化轉(zhuǎn)育過(guò)程

寧單27號(hào)正反交雜交種田間表現(xiàn)較為一致，但是由于父本株型半緊湊，生長(zhǎng)較弱，尤其是穗粒性狀較差、產(chǎn)量較低，為了保證雜交種子生產(chǎn)有較高的產(chǎn)量和質(zhì)量，以及在大田生產(chǎn)上出苗快、苗齊、苗壯，植株表現(xiàn)正常等，方便推廣，所以，只對(duì)母本K 12優(yōu)選系進(jìn)行了雄性不育化轉(zhuǎn)育研究。

1.1 母本雄性不育化轉(zhuǎn)育

從2012年開始，用引進(jìn)的不育系作為不育源，用寧單27號(hào)的母本K 12優(yōu)選系作為輪回親本，對(duì)其進(jìn)行雄性不育化定向選擇轉(zhuǎn)育。2012年在寧夏先用K 12優(yōu)選系給不育源授粉，當(dāng)年冬季在海南種植，表現(xiàn)為全不育，再用K 12優(yōu)選系回交(BC1)，就這樣寧夏與海南兩地1年2代種植并回交，在BC4代以前，都將K 12優(yōu)選系的自交穗和它與雄性不育株的回交穗相鄰種成穗行區(qū)，方便進(jìn)行植株、育性、穗粒等性狀的比較鑒定和選擇。在轉(zhuǎn)育過(guò)程中的每一個(gè)世代，都要進(jìn)行嚴(yán)格的選擇，選擇雄花完全不育、長(zhǎng)相接近輪回親本、前期抗性較好的植株進(jìn)行回交，并在成熟期進(jìn)行病蟲害鑒定，收獲時(shí)進(jìn)行穗粒性狀鑒定，選擇出無(wú)較重病害、穗粒性狀接近于輪回親本的回交穗子，作為下一代回交的基礎(chǔ)種子，重復(fù)進(jìn)行鑒定、回交授粉和選擇。隨回交代數(shù)的增加，每一代都依據(jù)輪回親本典型性狀嚴(yán)格篩選回交植株，選擇與正常母本相像的優(yōu)良不育穗行。到BC4時(shí)，回交雄花不育系的植株、穗粒性狀和正常母本的基本一致。

BC5時(shí)將不育系與正常母本按穗行種植在隔離區(qū)繁殖，花期檢查，不育系雄花高度不育，沒(méi)有正常散粉株，表現(xiàn)不育性穩(wěn)定，在不育系和保持系中發(fā)現(xiàn)的個(gè)別異形株、雜株、病劣株均在抽雄散粉前拔除。成熟前，田間嚴(yán)格選擇，收獲時(shí)將不育系與保持系分別收獲，再經(jīng)過(guò)穗選，淘汰病、劣、雜穗，分別混合脫粒，所收的種子就是K 12優(yōu)選不育系和K 12優(yōu)選保持系的基礎(chǔ)種子。

1.2 父本恢復(fù)性能測(cè)定

在BC3后就連續(xù)用寧單27號(hào)的父本PY 213與母本不育系的不同穗系進(jìn)行測(cè)交，并在寧夏和海南兩地種植鑒定育性，寧單27號(hào)父本與母本不育系不同回交代和不同穗系株雜交組合都表現(xiàn)出完全不育，都沒(méi)有育性恢復(fù)后代出現(xiàn)。說(shuō)明寧單27號(hào)父本對(duì)母本不育系的雄花育性不具恢復(fù)能力，生產(chǎn)上需要將不育系生產(chǎn)的雜交種子與常規(guī)母本(保持系)生產(chǎn)的雜交種子摻合種植，用保持系生產(chǎn)的雜交種為不育系生產(chǎn)雜交種提供花粉，保障不育系生產(chǎn)雜交種有足夠的花粉授粉結(jié)實(shí)。

1.3 雄性不育雜交種的表現(xiàn)

在BC3后，將雄性不育系配制的雜交種與常規(guī)系(保持系)配制的雜交種在寧夏和海南兩地相鄰種植，進(jìn)行性狀比較鑒定，2015年在寧夏進(jìn)行了簡(jiǎn)單的小區(qū)對(duì)比。綜合田間調(diào)查結(jié)果，不育系雜交種和常規(guī)雜交種的種子、出苗、苗勢(shì)、植株長(zhǎng)相、抗性、適應(yīng)性、穗子形狀等基本一致；小區(qū)對(duì)比試驗(yàn)考種測(cè)產(chǎn)結(jié)果表明，不育系雜交種的穗粒性狀和產(chǎn)量比正常雜交種的相對(duì)較好，穗子稍粗大，禿尖短，結(jié)實(shí)粒數(shù)多、百粒重高。這說(shuō)明在提供足夠花粉的情況下，生產(chǎn)上可以利用母本不育系雜交種代替常規(guī)雜交種應(yīng)用。

通過(guò)觀察寧單27號(hào)雜交種的雄穗形態(tài)、花期、散粉特性等性狀，參照一些研究結(jié)果[3]，認(rèn)為寧單27號(hào)大田生產(chǎn)必須保證40%左右的均勻，常規(guī)雜交種提供花粉，保證正常授粉結(jié)實(shí)。即不育系雜交種與常規(guī)雜交種的摻和比例以3∶2為宜。

2 寧單27號(hào)雄性不育化種子生產(chǎn)技術(shù)

2.1 親本繁制

選擇2塊符合親本繁殖隔離條件的肥沃耕地作為繁種基地，分別繁殖寧單27號(hào)父母本自交系，在母本隔離區(qū)中，按2∶4行比分行并錯(cuò)期種植保持系和不育系基礎(chǔ)種子，即同期播種1行保持系和全部不育系，另一行保持系推遲5～7 d播種，保證不育系正常授粉結(jié)實(shí)。生育期中要嚴(yán)格去除變異株、高大雜株和不育系行內(nèi)散粉株，收獲前去除病株。收獲時(shí)先收保持系，清理完保持系后，再收獲母本不育系，及時(shí)晾曬或機(jī)械干燥，并去除劣穗和病穗，適時(shí)加工、貯存。在收獲、拉運(yùn)、干燥、加工和貯存過(guò)程中，都要及時(shí)放置標(biāo)識(shí)和標(biāo)簽，做好記錄。母本保持系和母本不育系種子全部供制種使用。父本隔離繁殖區(qū)種植寧單27號(hào)父本PY 213的基礎(chǔ)種子，生育期中拔除病、劣、雜株，混合收獲、脫粒、加工和貯存，獲得PY 213親本種子，供制種使用。

繁種時(shí)做到繁殖1次，多批次使用。盡量減少繁殖代數(shù)，減少親本種性衰退。

2.2 寧單27號(hào)雜交種子生產(chǎn)技術(shù)

設(shè)置1個(gè)制種隔離區(qū)，按照不育系雜交種與保持系雜交種生產(chǎn)面積3∶2的比例安排制種生產(chǎn)，不育系和保持系分別集中種植，不要插花，及時(shí)標(biāo)記和做好田間記錄。父、母本按1∶6行比種植，錯(cuò)期播種，即Ⅰ期2/3父本與母本同期播種；Ⅱ期父本錯(cuò)期5～7 d，在父本行播種剩余的1/3父本，也可在最中間2行母本行間滿天星播種Ⅱ期父本。

制種全程要嚴(yán)格去雜去劣，凡是與父母本典型植株性狀不符合的株(穗)都必須去除，預(yù)測(cè)調(diào)控花期。不育系母本在花期不需要去雄，只抽除母本中個(gè)別花藥外露株雄穗；保持系母本要及時(shí)、干凈、徹底地帶苞去除雄穗，嚴(yán)格按照種子生產(chǎn)田間純度要求標(biāo)準(zhǔn)，在花期天天檢查，尤其是檢查不育系制種田、干旱和生長(zhǎng)不整齊的田塊。在7月下旬以后，父本散粉結(jié)束、母本花絲萎縮，割除全部父本株。

加強(qiáng)后期管理。成熟后，不育系母本和保持系母本單獨(dú)收獲、拉運(yùn)、穗選、晾曬、烘干、脫粒、精選、貯存，檢測(cè)和監(jiān)控種子質(zhì)量。每一過(guò)程都要及時(shí)、準(zhǔn)確放置標(biāo)識(shí)或標(biāo)簽，并記錄母本類型、生產(chǎn)地塊、數(shù)量、質(zhì)量和規(guī)格等內(nèi)容。包衣并按3∶2的比例進(jìn)行不育系雜交種子和保持系雜交種子的均勻、準(zhǔn)確摻和，摻和過(guò)程一定要有負(fù)責(zé)任的專業(yè)技術(shù)人員嚴(yán)格把關(guān)。如果是當(dāng)作制種、鮮食和爆裂等特用玉米的隔離屏障種植，可直接使用不育系雜交種子。

在每一個(gè)操作環(huán)節(jié)及時(shí)、準(zhǔn)確記錄的基礎(chǔ)上，整理并建立種子生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)檔案。對(duì)照記錄和檔案定期檢查，做到準(zhǔn)確無(wú)誤。

3 小 結(jié)

摻和型雄性不育化雜交種在國(guó)內(nèi)的推廣應(yīng)用中曾經(jīng)出現(xiàn)過(guò)一些問(wèn)題[4]，但都不是技術(shù)上出現(xiàn)問(wèn)題，而是管理不善，摻和比例不適當(dāng)、將不育系雜交種誤發(fā)為常規(guī)雜交種等，造成田間缺少花粉，影響玉米授粉結(jié)實(shí)，造成損失。因此，在利用摻和型雄性不育雜交種時(shí)，應(yīng)制定嚴(yán)格的管理制度，專人負(fù)責(zé)生產(chǎn)、加工、貯存等工作，及時(shí)放置標(biāo)簽標(biāo)識(shí)和做好記錄工作。

[1]楊國(guó)虎,佘奎軍,程晉龍,等.高淀粉玉米新品種寧單27號(hào)的選育[J].中國(guó)種業(yè),2016(2):61-62.

[2]劉紀(jì)麟,李小琴,李建生,等.華玉4號(hào)雄性不育化育種過(guò)程及其種子生產(chǎn)體系[J].玉米科學(xué),2000,8(1):11-14.

[3]李方明,司智成,劉波,等.我國(guó)玉米雄性不育應(yīng)用類型劃分、作用及生產(chǎn)應(yīng)用情況分析[J].雜糧作物,2002,22(1):7-9.

[4]秦泰辰.玉米雄性不育化雜交種加速應(yīng)用的商榷意見[J].中國(guó)農(nóng)業(yè)科技導(dǎo)報(bào),2009,11(3):1-4.

[5]劉紀(jì)麟.玉米育種學(xué)(第二版)[M].北京:中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社,2001:257-289.

[6]楊國(guó)虎,佘奎軍,孫云,等.飼用玉米寧禾0709高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)制種技術(shù)[J].中國(guó)種業(yè),2014(7):56-58.

The Male Sterility Breeding Process and Seed Production of High-starch Corn New Variety Ningdan No.27

CHENGJinlong1，SHEKuijun1，MAYun2，YANGGuohu1

2016-07-28

寧夏農(nóng)林科學(xué)院自主研發(fā)項(xiàng)目、寧夏科技支撐計(jì)劃(編號(hào)：2012 ZYN 085)；“十二五”農(nóng)村科技領(lǐng)域國(guó)家科技支撐計(jì)劃(編號(hào)：2011 BAD 35 B 01)。

程晉龍(1964—)，男，寧夏人，助理研究員，主要從事主要農(nóng)作物種子選育、生產(chǎn)和示范推廣工作。

楊國(guó)虎，博士，研究員，E-mail:ncorngh@163.com。

10.16590/j.cnki.1001-4705.2016.10.119

S 513

A

1001-4705(2016)10-0119-03