熱帶亞熱帶玉米雜交種產(chǎn)量性狀與云南立體生態(tài)環(huán)境互作分析

蔣輔燕 徐春霞 陳洪梅 張培高 汪燕芬 姚文華 羅黎明 王晶

摘要 利用7個CIMMYT亞熱帶玉米自交系與1個熱帶Suwan1優(yōu)良自交系雜交，產(chǎn)生7個雜交組合，分別種植于云南19個不同的氣候環(huán)境區(qū)域并進行鑒定。結(jié)果表明，各試點產(chǎn)量由高到低依次為宣威、石林、昭陽、昭通、楚雄、保山、大理、大姚、滄源、文山、墨江、曲靖、隴川、怒江、硯山、廣南、普洱、會澤、德宏;各雜交組合在所有試點平均產(chǎn)量表現(xiàn)依次為YR806、YR803、YR801、YR805、對照（CK）、YR802、YR807、YR804，YR806（Suwan1×REC）高產(chǎn)性和穩(wěn)產(chǎn)性表現(xiàn)最好，說明“Suwan1×REC”為較有利用潛力的雜優(yōu)模式;所有雜交組合在石林、宣威、文山和硯山4個試驗點表現(xiàn)均比對照品種增產(chǎn);各組合在不同是生態(tài)環(huán)境區(qū)域產(chǎn)量表現(xiàn)差異顯著，可根據(jù)各個生態(tài)區(qū)域選擇適合的品種。

關(guān)鍵詞 CIMMYT;玉米種質(zhì);Suwan1;生態(tài)環(huán)境

中圖分類號 S 513 ?文獻標識碼 A

文章編號 0517-6611（2021）14-0029-05

Abstract Seven hybrid combinations were obtained by hybridization of 7 CIMMYT subtropical maize inbred lines and 1 tropical Suwan1 inbred lines.They were planted in 19 different climatic environments in Yunnan for identification.The results showed that the yield performance of each pilot was in the order of Xuanwei >Shilin>Zhaoyang>Zhaotong>Chuciong>Baoshan>Dali>Dayao>Cangyuan>Wenshan>Mojiang >Qujing >Longchuan >Yanshan >Guangnan >Puer >Huize >Dehong.The average yield performance of each hybrid combination in all pilots was in the order of YR806>YR803>YR801>YR805> CK >YR802>YR807>YR804.Among them，YR806 （Suwan1×REC） showed the highest and the most stable yield，showing that “Suwan1×REC” was a hybrid model with good utilization potential.All hybrids showed higher yield than CK at Shilin，Xuanwei，Wenshan and Yanshan experimental sites.The yield performance of each combination was significantly different in different ecological regions，and suitable varieties could be selected according to each ecological region.

Key words CIMMYT;Maize germplasm;Suwan1;Ecological environment

基金項目 國家重點研發(fā)計劃“糧食豐產(chǎn)高效科技創(chuàng)新”專項（2017YFD0300303-5）;國家重點研發(fā)計劃“七大作物育種專項”專項（2016YFD0101206-2）。

作者簡介 蔣輔燕（1987—），男，云南丘北人，助理研究員，在讀博士，從事玉米遺傳育種工作。*通信作者：徐春霞，研究員，碩士，從事玉米遺傳育種工作;陳洪梅，研究員，博士，從事玉米遺傳研究。徐春霞和陳洪梅為共同通信作者。

收稿日期 2020-10-28

云南地處中國西南邊陲（21°8′32″～29°15′8″N，97°31′39″～106°11′47″E），地勢西北高東南低，海拔高差異常懸殊。最高海拔為6 740.0 m，最低海拔僅76.4 m，海拔高低相差6 600.0 m 以上。云南地貌高原波狀起伏，山峽谷相間，地勢階梯遞降，斷陷盆地錯落，江河縱橫、湖泊棋布。錯綜復(fù)雜的地理地貌差異造就了云南豐富多彩的立體氣候生態(tài)環(huán)境，同時也成為各種玉米病蟲害滋生的沃土。我國玉米種質(zhì)基礎(chǔ)狹窄早已是玉米育種界的共識，玉米品種間同質(zhì)化非常嚴重。導(dǎo)致玉米產(chǎn)量很難有較大增長。同時抗逆性下降，存在各種病蟲害大面積爆發(fā)的潛在危害。Suwan1群體是泰國以包括古巴lJ、古巴Gr、波多黎各Grl、加勒比硬質(zhì)綜合種、Tiquisate在金黃玉米×加勒比綜合種、AmarilloDentado等世界著名種質(zhì)資源在內(nèi)的36份優(yōu)良熱帶、亞熱帶和溫帶種質(zhì)組群改良而成，其籽粒商品品質(zhì)好、抗病蟲害強，抗倒伏，耐澇、抗旱力強，具有較高的一般配合力效應(yīng)[1-3]。國際玉米小麥改良中心 （CIMMYT）玉米種質(zhì)具有豐富的遺傳多樣性，廣泛應(yīng)用于世界各地，適應(yīng)性廣、抗逆性強的優(yōu)點備受玉米育種家的青睞。陳洪梅等[3-4]研究表明，Suwan1種質(zhì)和CIMMYT種質(zhì)具有較高的一般配合力（GCA），利用CIMMYT種質(zhì)改良的我國溫帶玉米種質(zhì)與Suwan1種質(zhì)具有較強的雜種優(yōu)勢。鑒于此，筆者利用7個CIMMYT優(yōu)良玉米自交系與1個Suwan1群體選育的優(yōu)良骨干自交系進行雜交，將產(chǎn)生的7個雜交組合種植于云南19個不同的氣候生態(tài)環(huán)境區(qū)域進行鑒定，通過對產(chǎn)量性狀的測定，觀測各個雜交組合對各生態(tài)環(huán)境的響應(yīng)，選育出適宜各生態(tài)區(qū)及相似生態(tài)區(qū)的高產(chǎn)、高抗、優(yōu)質(zhì)玉米新品種，為更好利用CIMMYT玉米種質(zhì)提供參考。

1 材料與方法

1.1 供試材料 選用1個熱帶自交系TML139為母本，7個亞熱帶自交系為父本。前者是以從泰國引進的Suwan1群體為基礎(chǔ)材料，經(jīng)過連續(xù)7代自交選育產(chǎn)生的優(yōu)良自交系。后者來自國際玉米小麥改良中心（CIMMYT），并經(jīng)過昆明、硯山、景洪和德宏等不同生態(tài)環(huán)境區(qū)域穿梭育種鑒定選育的玉米自交系（分別編號為：CL01～CL07）。以TML139為母本，7個亞熱帶自交系為父本，于2016年夏季在硯山縣基地雜交組配產(chǎn)生7個雜交組合YR801、YR802、YR803、YR804、YR805、YR806、YR807（表1）。

1.2 田間試驗設(shè)計

試驗采用隨機區(qū)組設(shè)計，2次重復(fù)，每小區(qū)4行，等行距種植，行長5 m，行寬 0.8 m，每行種24株，單株留苗，種植密度為6萬株/hm2，收獲小區(qū)中間2行測產(chǎn)量，以當?shù)刂魍破贩N為對照（CK）。試驗分別種植于文山、曲靖、昭通等19個不同生態(tài)氣候環(huán)境區(qū)域（表2、圖1）。

1.3 統(tǒng)計分析 采用Microsoft Excel 2003對數(shù)據(jù)進行整理;采用SPSS 16.0 統(tǒng)計軟件進行方差分析、多重比較和相關(guān)繪圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 產(chǎn)量和產(chǎn)量雜種優(yōu)勢分析

產(chǎn)量方差分析結(jié)果顯示，各組合之間產(chǎn)量差異達極顯著水平，各試點之間產(chǎn)量差異達極顯著差異水平，重復(fù)之間差異不顯著。進一步多重比較表明，各試點產(chǎn)量表現(xiàn)水平從高到低依次為：宣威>石林>昭陽>昭通>楚雄>保山>大理>大姚>滄源>文山>墨江>曲靖>隴川>怒江>硯山>廣南>普洱>會澤>德宏（表3、4）。其中宣威、石林和昭陽比其他試點增產(chǎn)達極顯著水平。德宏試點產(chǎn)量最低。平均產(chǎn)量10 500 kg/hm2以上的試點有宣威、石林、昭陽、昭通、楚雄5個試點，比其他試點增產(chǎn)達顯著水平。平均產(chǎn)量低于9 000 kg/hm2的試點有墨江、曲靖、隴川、

怒江、硯山、廣南、普洱、會澤和德宏，除文山試點外，比其他試點減產(chǎn)達極顯著水平。各組合在所有試點的平均產(chǎn)量從高到低依次是YR806>YR803>YR801>YR805>對照（CK）>YR802>YR807>YR804。其中YR806、YR803、YR801、YR805比對照（CK）增產(chǎn)，YR806比對照（CK）及YR805、YR802、YR807、YR804增產(chǎn)達極顯著水平。YR804在所有試點平均產(chǎn)量最低，比對照（CK）及其他組合減產(chǎn)達極顯著水平。

不同組合在各試點局部生態(tài)環(huán)境區(qū)域產(chǎn)量及超標優(yōu)勢表現(xiàn)（表5），①YR801在12個試點較對照增產(chǎn)，其中會澤試點較對照（CK）增產(chǎn)最高，達44.1%，表現(xiàn)出較高的超標優(yōu)勢;增產(chǎn)20%以上的試點有5個，為會澤、墨江、石林、宣威和硯山;增產(chǎn)10%～20%的試點有3個，為文山、隴川和楚雄;增產(chǎn)0～10%的試點有4個，為曲靖、廣南、昭陽和德宏。YR801在7個試點較對照減產(chǎn)，其中減產(chǎn)最多的是怒江試點，減產(chǎn)22.5%，其次是昭通，減產(chǎn)21.7%，試點減產(chǎn)由高到低依次為怒江、昭通、滄源、普洱、保山、大理和大姚。②YR802在11個試點較對照增產(chǎn)，其中石林試點較對照（CK）增產(chǎn)最高，達37.6%，表現(xiàn)出較高的超標優(yōu)勢;增產(chǎn)20%以上的試點有2個，分別為石林和宣威;增產(chǎn)10%～20%的試點有5個，依次為文山、會澤、滄源、隴川和大姚;增產(chǎn)0～10%的試點有4個，依次為墨江、硯山、昭陽和廣南。YR802在8個試點較對照減產(chǎn)，減產(chǎn)最多的是昭通試點，減產(chǎn)31.5%，試點減產(chǎn)由高到低依次為昭通、怒江、楚雄、曲靖、普洱德宏、大理和保山。

③YR803在11個試點較對照增產(chǎn)，其中石林試點較對照（CK）增產(chǎn)最高，達41.6%，表現(xiàn)出較高的超標優(yōu)勢;增產(chǎn)20%以上的試點有6個，為石林、宣威、文山、硯山、德宏和廣南;增產(chǎn)10%～20%的試點有大姚1個;增產(chǎn)0～10%的試點有4個，為隴川、墨江、楚雄和滄源。YR803在8個試點較對照減產(chǎn)，減產(chǎn)最多的是昭通試點，減產(chǎn)19.7%，其次是曲靖，減產(chǎn)18.6%，試點減產(chǎn)由高到低依次為昭通、曲靖、會澤、大理、保山、昭陽、怒江和普洱。④YR804只在5試點較對照增產(chǎn)，其中硯山試點較對照（CK）增產(chǎn)最高，達28.1%，增產(chǎn)20%以上的試點有3個，為硯山、宣威和會澤;增產(chǎn)10%～20%的試點有2個，為文山和石林。YR804在14個試點較對照減產(chǎn)，減產(chǎn)最多的是保山試點，減產(chǎn)45.4%，其次是昭通，減產(chǎn)33.0%，試點減產(chǎn)由高到低依次為保山、昭通、普洱、滄源、德宏、大理、曲靖、楚雄、怒江、廣南、隴川、昭陽、大姚和墨江。⑤YR805在10個試點較對照增產(chǎn)，其中硯山試點較對照（CK）增產(chǎn)最高，達34.7%，表現(xiàn)出較高的超標優(yōu)勢，增產(chǎn)20%以上的試點有3個，為硯山、石林和宣威;增產(chǎn)10%～20%的試點有4個，分別為滄源、大姚、昭陽和楚雄;增產(chǎn)0～10%的試點有3個，分別為會澤、文山和墨江。YR805在9個試點較對照減產(chǎn)，減產(chǎn)最多的是普洱試點，減產(chǎn)29.7%，其次是大理，減產(chǎn)27.2%，試點減產(chǎn)由高到低依次為普洱、大理、昭通、曲靖、保山、怒江、隴川、廣南和德宏。⑥YR806在11個試點較對照增產(chǎn)，其中硯山試點較對照（CK）增產(chǎn)最高，達39.1%，表現(xiàn)出較高的超標優(yōu)勢，增產(chǎn)20%以上的試點有5個，分別為硯山、文山、廣南、宣威和石林;增產(chǎn)10%～20%的試點有4個，分別為楚雄、德宏、大姚和墨江;增產(chǎn)0～10%的試點有2個，分別為大理和會澤。YR806在8個試點較對照減產(chǎn)，減產(chǎn)最多的是昭通試點，減產(chǎn)15.3%，試點減產(chǎn)由高到低依次為昭通、滄源、曲靖、普洱、怒江、保山、昭陽和隴川。⑦YR807在10個試點較對照增產(chǎn)，其中硯山試點較對照（CK）增產(chǎn)最高，達41.8%，表現(xiàn)出較高的超標優(yōu)勢，增產(chǎn)20%以上的試點有4個，分別為硯山、石林、廣南和德宏;增產(chǎn)10%～20%的試點有4個，分別為文山、宣威、墨江和大姚;增產(chǎn)0～10%的試點有2個，分別為普洱和昭陽。YR807在9個試點較對照減產(chǎn)，減產(chǎn)最多的是怒江試點，減產(chǎn)35.5%，其次是昭通，減產(chǎn)33.9%，試點減產(chǎn)由高到低依次為怒江、昭通、曲靖、會澤、楚雄、滄源、大理、隴川和保山。所有組合在石林、宣威、文山和硯山都比對照增產(chǎn)。

2.2 環(huán)境適應(yīng)性及產(chǎn)量穩(wěn)定性分析

各品種在各試點產(chǎn)量性狀GGE Biplot分析結(jié)果分別列于圖2和3。圖2主要是按照品種與環(huán)境的互作來說明各地點產(chǎn)量最高的品種，把各個方向上距離最遠的點用直線連接起來，構(gòu)成了一個四邊形，通過中心對4條邊做4條垂線，將雙標圖分為4個扇區(qū)，位于四邊形頂角的品種是扇區(qū)內(nèi)各環(huán)境下產(chǎn)量最高的品種。結(jié)果表明，在保山、普洱、楚雄、墨江、滄源、德宏、廣南和大姚YR806產(chǎn)量表現(xiàn)最好;在文山、硯山、石林和宣威YR807產(chǎn)量表現(xiàn)最好;會澤試點YR804產(chǎn)量表現(xiàn)最好;其他試點表現(xiàn)最好的是當?shù)貙φ?。圖3為高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)功能圖，結(jié)果表明YR806在高產(chǎn)性和穩(wěn)產(chǎn)性方面均表現(xiàn)最好;各試點平均產(chǎn)量表現(xiàn)最差的是YR804;產(chǎn)量穩(wěn)定性表現(xiàn)最差的是對照（CK），其次是YR807。

2.3 各組合抗病性分析

表6為各組合在19個試點大斑病、小斑病、灰斑病和穗粒腐病表現(xiàn)。其中，葉斑病定級標準如下：1級為葉片上無病斑或僅有少量病斑;2級為病斑占葉面積少于或等于5%;3級為葉片上有少量病斑，占葉面積6%～10%;5級為葉片上病斑較多，占葉面積11%～30%;7級為葉片上有大量病斑，病斑相連，占葉面積31%～70%;9級為全株葉片基本為病斑覆蓋，葉片枯死。穗粒腐病定級標準如下：1級為發(fā)病面積占果穗總面積0～1%;3級為發(fā)病面積占果穗總面積2%～10%;5級為發(fā)病面積占果穗總面積11%～25%;7級為發(fā)病面積占果穗總面積26%～50%;9級為發(fā)病面積占果穗總面積51%～100%。由表6可知，所有組合均表現(xiàn)出較高的抗病性，抗性均比對照品種要好。其中，YR804、YR805、YR806大斑病和小斑病抗性在所有試點均為1級，YR804穗粒腐病在所有試點發(fā)病率均為0，表現(xiàn)出極強的抗病能力。

3 結(jié)論與討論

3.1 Suwan1玉米種質(zhì)在云南立體氣候環(huán)境下的研究利用 云南地理地貌錯綜復(fù)雜，立體氣候生態(tài)環(huán)境多種多樣，導(dǎo)致各種玉米病蟲害經(jīng)常同時發(fā)生。Suwan1玉米種質(zhì)的引進和利用，正好解決了這一玉米遺傳育種難題。Suwan1玉米種質(zhì)已是我國南方和一些熱帶亞熱帶國家和地區(qū)廣泛利用的基礎(chǔ)群體，許多育種單位都用該群體分離和選育出大量優(yōu)良的自交系和雜交種。目前熱帶、亞熱帶大面積種植的雜交種中多含有Suwan1種質(zhì)[5]。番興明等[5]通過一般配合力和特殊配合力分析表明，Suwan1熱帶種質(zhì)與來自我國溫帶主要雜種優(yōu)勢群Reid、Lancaster、唐四平頭和旅大紅骨的自交系都表現(xiàn)正的GCA效應(yīng)，以此估計Suwan1可能是屬于一個新的雜種優(yōu)勢群[6]。常華章等[7]研究表明，利用熱帶種質(zhì)Suwan1改良Mo17，在產(chǎn)量一般配合力、保綠度、粒行數(shù)、籽粒商品品質(zhì)（粒型）和抗倒伏等方面都取得了比較顯著的進展。該研究所選用的選育自Suwan1群體的優(yōu)良玉米自交系TML139，具有較高的一般配合力（GCA）和特殊配合力（SCA），同時具有極強的抗逆性，株高、穗位高均較低，根系發(fā)達，抵御風災(zāi)倒伏等自然災(zāi)害能力較強，籽粒品質(zhì)較好，容重非常高。利用其組配的雜交品種在云南乃至西南玉米生態(tài)區(qū)均得到老百姓的青睞，并且仍然有巨大的推廣潛力。

3.2 CIMMYT熱帶亞熱帶玉米種質(zhì)的研究與利用 研究表明，CIMMYT的玉米種質(zhì)具有與我國乃至美國玉米種質(zhì)不同的遺傳變異，抗病性強、適應(yīng)性廣且具特殊適應(yīng)性。葉片深綠，持綠期長，根系發(fā)達，莖稈堅韌[5，8]。CIMMYT的玉米種質(zhì)Pob43，pob28，pob2l，pob45在東北春玉米區(qū)應(yīng)用前景較好[9]，POP28群體自交系的產(chǎn)量一般配合力（GCA）效應(yīng)值較高，ETO×瑞得、POP28×瑞得、POP28×旅大紅骨為雜優(yōu)模式[4]。CIMMYT優(yōu)質(zhì)蛋白玉米CML140、CML147、CML171、CML194、CML161、CML166等已經(jīng)成功被改良利用[10-11]。該研究結(jié)果表明，YR806（Suwan1×REC）、YR803（Suwan1×DRB）、YR801（Suwan1×GLSIY01 ）、YR805（Suwan1×SINTAMTSR）在19個試點的產(chǎn)量平均值高于對照（CK），尤其是YR806（Suwan1×REC）產(chǎn)量表現(xiàn)明顯好于其他組合，說明Suwan1×REC為較有利用潛力的雜優(yōu)模式。

YR801（Suwan1×GLSIY01）在會澤試點較對照（CK）增產(chǎn)高達44.1%，在墨江、石林、宣威和硯山試點增產(chǎn)20%以上，表明Suwan1×GLSIY01在上述生態(tài)環(huán)境區(qū)具有較大利用價值;YR802 （Suwan1×CATETO）在石林試點較對照（CK）增產(chǎn)高達37.6%，在石林和宣威試點增產(chǎn)20%以上，表明Suwan1×CATETO在上述生態(tài)環(huán)境區(qū)具有較大利用價值;YR803（Suwan1×DRB）在石林試點較對照（CK）增產(chǎn)高達41.6%，在宣威、文山、硯山、德宏和廣南試點增產(chǎn)20%以上，表明Suwan1×DRB在上述生態(tài)環(huán)境區(qū)具有較大利用價值;YR804（Suwan1×P147）在硯山試點較對照（CK）增產(chǎn)28.1%，宣威和會澤試點增產(chǎn)20%以上，表明Suwan1×P147在上述生態(tài)環(huán)境區(qū)具有較大利用價值;YR805（Suwan1×SINTAMTSR）在硯山試點較對照（CK）增產(chǎn)高達34.7%，在石林和宣威試點增產(chǎn)20%以上，表明Suwan1×SINTAMTSR在上述生態(tài)環(huán)境區(qū)具有較大利用價值;YR806（Suwan1×REC）在硯山試點較對照（CK）增產(chǎn)高達39.1%，在文山、廣南、宣威和石林試點增產(chǎn)20%以上，表明Suwan1×REC在上述生態(tài)環(huán)境區(qū)具有較大利用價值;YR807（Suwan1×P24）在硯山試點較對照（CK）增產(chǎn)高達41.8%，在石林、廣南和德宏增產(chǎn)20%以上，表明Suwan1×P24在上述生態(tài)環(huán)境區(qū)具有較大利用價值。

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