玉米自交系導入集聚育種法選育技術(shù)

吳清濤

摘? ?要：運用導入集聚法導入新的高產(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? ? ? ?文獻標志碼： 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、改良很重視，國內(nèi)則起步較晚。國外對外來抗病基因的導入有兩種方法，第一種是回交導入，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入抗性基因的方法，但這種導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?shù)刂鲗ХN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、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為父本與標準測驗種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，篩選出一個比主導自交系A(chǔ)耐熱耐旱耐濕、抗病性強、配合力強、授粉結(jié)實率90%以上的自交系A(chǔ)1。

經(jīng)導入集聚的自交系A(chǔ)1為父本與標準測驗種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入集聚育種法效果

經(jīng)導入集聚法選育的自交系與當?shù)刂鲗ё越幌挡?-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的單株進行混合花粉授粉，成熟期對人工混合授粉后的單株再進行選擇，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的單株進行自交授粉，成熟期對自交授粉后的單株再進行選擇，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，這樣代代交替進行。

（6）2004年夏季在山東及當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）分別與標準測驗種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的自交系T459。

（9）2005年冬季在海南將經(jīng)導入集聚的T459自交系作父本與標準測驗種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：

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