優(yōu)良玉米自交系吉A5002的選育與應(yīng)用

路 明 張志軍 賈立輝 岳堯海 周旭東 張建新 馬英杰 王紹平 劉文國(guó)

（吉林省農(nóng)業(yè)科學(xué)院/玉米國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室（長(zhǎng)春）/國(guó)家玉米工程技術(shù)研究中心（吉林）/農(nóng)業(yè)部東北中部玉米生物學(xué)與遺傳育種重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，吉林 長(zhǎng)春 130033）

選育優(yōu)良自交系是培育優(yōu)良雜交種的基礎(chǔ)。玉米自交系鐵7922具有一般配合力高，綜合性狀優(yōu)良，抗逆性強(qiáng)，適應(yīng)性廣，出籽率和自身產(chǎn)量高等優(yōu)點(diǎn)，在我國(guó)得到了廣泛的應(yīng)用[1]，也培育出一系列衍生系，成為我國(guó)改良Reid類群的骨干自交系之一[2-4]。鐵7922自引入吉林省后，雖直接育成了一些雜交種[5]，但因其生育期偏晚，株高、穗位偏高，植株繁茂，果穗短，籽粒小等問題，限制了其進(jìn)一步應(yīng)用。針對(duì)鐵7922在吉林省育種應(yīng)用中的問題，課題組開展了目標(biāo)明確的改良設(shè)計(jì)與研究，選育出優(yōu)良自交系吉A5002，育成優(yōu)良雜交種大面積推廣應(yīng)用。

1 選育歷程

針對(duì)鐵7922在吉林省表現(xiàn)熟期偏晚，株高、穗位偏高，株型繁茂、降水慢等缺點(diǎn)，經(jīng)篩選確定以自選系A(chǔ)-349為供體進(jìn)行雜交改良。A-349為1993年本課題組以7884×81162為基礎(chǔ)材料選育而成，具有一般配合力高，綜合抗病性好，株高、穗位較低，大穗型，百粒重高，商品品質(zhì)好，生育期較早等優(yōu)點(diǎn)，但也存在葉片寬厚，節(jié)間短，根莖質(zhì)量差，軸粗，出籽率低等缺點(diǎn)。1996年冬在海南以自選系A(chǔ)-349×鐵7922為基礎(chǔ)材料進(jìn)行雜交組配，1997年春在公主嶺對(duì)熟期偏早、脫水快、根莖質(zhì)量好、株高、穗位適中、大穗型等符合育種目標(biāo)的單株進(jìn)行嚴(yán)格控選，選育過程中運(yùn)用隔離條件下天然混粉打破基因連鎖、田間接種絲黑穗病菌、大斑病菌、莖腐病菌、螟蟲卵塊、水份跟蹤測(cè)定、自交及早代測(cè)配等育種手段，經(jīng)北方和海南穿梭選擇6代，2002年穩(wěn)定成系，行號(hào)為1000，2010年定名為吉A5002。具有一般配合力高，株高、穗位適中，抗病強(qiáng)，株型清秀緊湊，根莖質(zhì)量好，耐密抗倒，脫水速度快，品質(zhì)好，出籽率高，制種產(chǎn)量高等優(yōu)點(diǎn)。

2 主要特征特性

公主嶺出苗至成熟128d左右，需≥10℃活動(dòng)積溫2700℃左右。籽粒黃色，半馬齒粒型，百粒重29g。葉鞘紫色，葉緣淺紫色。株型收斂，株高230cm，穗位80cm，成株21片葉，雄穗小，分枝數(shù)14～16個(gè)，花藥粉色，花粉黃色，花粉量大，花絲紅色。果穗長(zhǎng)筒型，白軸，穗長(zhǎng)18cm，16～18行，行粒數(shù)32粒左右。高抗玉米大斑病，抗彎孢菌葉斑病、莖腐病，抗絲黑穗病、抗玉米螟蟲，抗倒伏能力較強(qiáng)。一般產(chǎn)量3800kg/hm2以上，保苗6.0萬株/hm2。

3 主要的技術(shù)創(chuàng)新

吉A5002在保持鐵7922較高的配合力，緊湊株型，優(yōu)良的根莖質(zhì)量，耐密植、抗病性好等優(yōu)良性狀基礎(chǔ)上，在熟期、株型、產(chǎn)量、脫水等方面實(shí)現(xiàn)了改良創(chuàng)新，持續(xù)了鐵7922的應(yīng)用。

3.1 熟期提早

導(dǎo)入A-349熟期較早的基因。與鐵7922相比，吉A5002熟期提早4d左右（表1），擴(kuò)大了其在育種上的應(yīng)用范圍。

表1 吉A5002與鐵7922的主要性狀差異（2016年公主嶺）

3.2 株型清秀，株高、穗位降低

導(dǎo)入A-349株高、穗位致矮基因并表達(dá)，吉A5002株高、穗位明顯降低，實(shí)驗(yàn)測(cè)定表明，株高、穗位分別降低10.4%和34.8%（表1），株型也變得清秀。

3.3 籽粒脫水快

鐵7922熟期偏晚，籽粒深且排列緊密，降水較慢，雜交種籽粒含水量高，商品品質(zhì)較差。因此，在選育過程中，有針對(duì)性的對(duì)含水量進(jìn)行了重點(diǎn)選控，利用烘干稱重法對(duì)成熟期的籽粒含水量分階段跟蹤測(cè)定，篩選含水量低的材料，育成的吉A5002成熟期籽粒含水量比鐵7922低2%～3%（表1）。

3.4 果穗性狀改良

吉A5002導(dǎo)入了A-349果穗長(zhǎng)，百粒重高等優(yōu)異基因，與鐵7922相比，百粒重提高21.1%，穗長(zhǎng)提高20.37%（表1），果穗呈長(zhǎng)筒型。

4 分子遺傳基礎(chǔ)

圖 1 吉A5002與鐵7922的基因組差異片段

本課題組在2016年的研究揭示了吉A5002與鐵7922在分子水平上的遺傳差異[6]，二者的遺傳相似系數(shù)為0.73，遺傳距離0.312，在第10、7和5染色體上多態(tài)性標(biāo)記最高，平均45.86%，說明這些區(qū)域發(fā)生了基因重組，基因組差異最大；第9、1、4和8染色體上多態(tài)性標(biāo)記最低，平均14.33%，說明發(fā)生交換重組頻率低，基因組差異較小；第2、3和6染色體多態(tài)性平均28.25%。此外，在58個(gè)染色體片段上無多態(tài)性，說明這些區(qū)段未發(fā)生重組。這也從分子水平上揭示了吉A5002在繼承鐵7922的優(yōu)良性狀基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)了對(duì)部分性狀的遺傳改良。

5 應(yīng)用情況

吉A5002綜合農(nóng)藝性狀好，一般配合力高，現(xiàn)已成為本課題組該熟期的骨干系，截止目前，已培育出2個(gè)新品種通過省級(jí)審定并大面積推廣應(yīng)用。

吉單50(吉A5001×吉A5002)：分別于2010年、2015年通過吉林省和內(nèi)蒙古審定（吉審玉2010035，蒙認(rèn)玉2015009號(hào)）。具有高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、糧飼兼用、抗病廣適等特點(diǎn)，豐產(chǎn)潛力取得突破，每667m2產(chǎn)“噸糧”（1017.8kg/667m2），2009年獲吉林省農(nóng)委高產(chǎn)競(jìng)賽第一名（883.7kg/667m2）[7]，自審定起至今已連續(xù)8a被評(píng)為吉林省主導(dǎo)品種，在生產(chǎn)上大面積推廣應(yīng)用。

吉單47（A4701×吉A5002）：2012年通過吉林省審定（吉審玉2012036），2017年在內(nèi)蒙古引種備案（(蒙)引種[2017]第3號(hào)），具有高產(chǎn)、適應(yīng)性廣、品質(zhì)好等特點(diǎn),適宜在吉林省玉米中晚熟區(qū)域種植[8]。

[1]王奎森，王生，王秀華，等.玉米優(yōu)良自交系7922的選育與應(yīng)用[J].國(guó)外農(nóng)學(xué)-雜糧作物，1995(1)：50-51.

[2]張萬志，欒化泉，李恒嶺，等.鐵7922衍生系在玉米育種及生產(chǎn)上的應(yīng)用[J].雜糧作物，2006(2)：63-65.

[3]李光發(fā)，李忠南，鄔生輝，等.玉米自交系鐵7922的改良利用 [J]. 玉米科學(xué) ，2013，21(1)：39-43.

[4]付梅，任洪，柏光曉.鐵7922改良效果及與蘇灣種質(zhì)系的配合力研究[J].玉米科學(xué)，2016，24(5)：1-7.

[5]徐艷榮，劉興二，孫發(fā)明，等.改良Reid類群種質(zhì)及組配的雜交種在吉林省的應(yīng)用狀況[J].玉米科學(xué)，2005(4)：20-23.

[6]路明，張志軍，鄭淑波，等.基于SNP標(biāo)記分析玉米品種吉單50的遺傳基礎(chǔ)[J].玉米科學(xué)，2016，24(6)：1-7.

[7]周旭東，馬英杰，岳堯海，等.高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)多抗玉米新品種“吉單50”的選育及應(yīng)用[J].北京農(nóng)業(yè)，2013(11)：45-46.

[8]馬英杰，王敏，張志軍，等.優(yōu)質(zhì)玉米雜交種吉單47的選育與栽培技術(shù)[J].北京農(nóng)業(yè)，2014(9)：32-33.