白粒玉米自交系134-1白的選育與應(yīng)用前景

元文革 陶春來 張 恭 闞玉文 樊慧超 孟慶貴 劉愛華任 君 秦曉彥 龐國新

（1 河北省廊坊市農(nóng)林科學(xué)院，廊坊 065000；2 廊坊職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河北廊坊 065001）

玉米是我國第一大糧食作物，面積最大、單產(chǎn)最高。據(jù)農(nóng)業(yè)農(nóng)村部市場預(yù)警專家委員會預(yù)計，2021 年全國玉米種植面積為4267 萬hm2，僅較上年度略有增長。培育高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的突破性玉米新品種，提高玉米單產(chǎn)在很大程度上影響著玉米總產(chǎn)量的增加，對保障國家糧食安全極為重要。近年來，隨著玉米品種審定多元化的發(fā)展，大量玉米新品種不斷涌現(xiàn)，但許多品種存在著同質(zhì)化嚴重的現(xiàn)象，廣適、多抗的突破性玉米新品種相對缺乏[1]。為確保玉米生產(chǎn)穩(wěn)定持續(xù)增產(chǎn)，生產(chǎn)上急需穩(wěn)產(chǎn)、高產(chǎn)、廣適、抗逆性強的突破性玉米新品種。而選育和創(chuàng)新具有新的遺傳背景的玉米自交系是培育突破性品種的關(guān)鍵。所謂“難在選系，重在組配”[2]，就選育玉米自交系的基礎(chǔ)材料而言，國內(nèi)玉米資源與國外玉米資源相比，最大的優(yōu)點是適應(yīng)性好[3]，但國外資源在拓寬遺傳背景，產(chǎn)生突破性品種上，具備潛在的利用價值。為進一步拓展玉米遺傳資源，選育不同遺傳背景的優(yōu)良自交系，為培育突破性新品種提供資源支撐，河北省廊坊市農(nóng)林科學(xué)院選用不同來源的國外資源為基礎(chǔ)材料，經(jīng)多年嚴格選育，育成新型玉米白粒自交系134-1 白。

1 選育過程

2012 年河北省廊坊市農(nóng)林科學(xué)院利用引自匈牙利的玉米品種材料MVNK424[4]與引自美國的高蛋白白粒玉米材料AM01 做雜交組合（MVNK424/AM01）；2013 年在廊坊市廣陽區(qū)萬莊試驗田種植組合MVNK424/AM01，并于同年選擇早熟、矮稈、無病單株自交獲得S1；2014-2019 年在S1材料的基礎(chǔ)上，按照高密度、早熟、矮稈、出籽率高、結(jié)實性好、抗病、兼顧適應(yīng)性的育種目標，于田間和室內(nèi)交替開展自交，結(jié)合配合力測定，經(jīng)過8 代自交選擇，2019 年育成性狀穩(wěn)定的白粒玉米自交系。該自交系具有早熟、矮稈、抗病、出籽率高、結(jié)實性好、一般配合力高的特點，定名為134-1 白。

2 主要特征特性

2.1 植株與穗部性狀134-1 白種子吸水快，幼苗出苗迅速，苗勢中等，胚芽鞘綠色。根系較發(fā)達，氣生根較少，莖稈淺綠色、較粗且堅硬，抗倒性強。葉鞘與葉片都為淺綠色，全株葉片數(shù)19 片，可見葉15片，穗上葉6 片，中部葉片長68cm，中部葉片最大寬度8cm，穗上部葉片與主莖間的夾角35°。雄穗分枝數(shù)5～6 個，主枝較長，穎殼淺黃色，花藥鮮黃色，花粉量多。果穗白軸短筒形，花絲綠色，穗長11.7cm，穗粗4.3cm，軸粗2.2cm，穗行數(shù)12～14 行，行粒數(shù)24 粒，籽粒白色、馬齒型，粒長1.3cm，百粒重32g，出籽率83.5%。成株株高185cm，穗位高70cm。株型較緊湊，通透性好。

2.2 生育特性134-1 白在河北省中北部夏播，全生育期100d，需≥10℃的活動積溫2450℃，播種到抽雄51d，播種到吐絲55d，吐絲與散粉同期。成熟期早，結(jié)實性好，無禿尖現(xiàn)象，籽粒脫水較快，收獲時含水量低于30%。雄穗散粉量大，散粉期較長。雌穗主要特點為粒長、軸細、出籽率高，結(jié)實性好。雜交組合籽粒多為長粒、馬齒型，抗病性好，產(chǎn)量高。

2.3 田間抗性表現(xiàn)目前尚未對自交系134-1 白開展抗性鑒定工作。從田間表現(xiàn)看，該自交系耐大斑病、小斑病，抗玉米絲黑穗病。植株矮稈，莖稈粗壯堅硬，抗倒性極強。耐旱性好，干旱年份無禿尖，除株高稍變矮外，其他田間生長情況基本正常。

2.4 一般配合力好，個別組合產(chǎn)量突出配合力的提升促使雜交種產(chǎn)量及綜合表現(xiàn)的提高[1]。2019 年利用134-1 白、昌7-2、鄭58 與自育自交系NS191、NS1249、NS1158、NS2812 做不完全雙列雜交，2020 年在密度75000 株/hm2和常規(guī)生產(chǎn)條件下對雜交后代開展了雜交組合的夏播產(chǎn)量品比試驗。結(jié)果表明，現(xiàn)有組合條件下，134-1 白雜交后代產(chǎn)量和出籽率明顯高于昌7-2 及鄭58 的雜交后代，而且具備超越對照鄭單958 的生產(chǎn)潛力（表1）。從出籽率方面看，134-1 白的雜交后代一般出籽率較高，較高的出籽率與高產(chǎn)相關(guān)。

表1 雜交組合產(chǎn)量數(shù)據(jù)

2.5 自交系134-1 白組配后代的一般特點134-1白組配的雜交后代一般表現(xiàn)為籽粒長度較長，出籽率高，氣生根發(fā)達，穗下葉較平展，穗上葉片上沖，穗下莖稈粗壯，穗上莖稈稍細，株型清秀，抗倒性較好，果穗封頂性好。試驗觀察顯示，已完成雜交組合的種植密度范圍為67500～105000 株/hm2。

3 選育經(jīng)驗

134-1 白的選育經(jīng)驗主要有：（1）育種目標明確，以適應(yīng)性好、早熟、矮稈、高密度、出籽率高、結(jié)實性好為選育目標；（2）可以利用外來材料選育自交系，注重適應(yīng)性的選擇，并與測交產(chǎn)量、配合力測定相結(jié)合；（3）高密度條件（105000 株/hm2）嚴格選系[5]與測交鑒定，使選育的組合在栽培密度上具有彈性。

4 應(yīng)用前景

在淀粉加工中，白粒玉米可以省去脫色環(huán)節(jié)，降低加工成本。選育白粒玉米品種，還可以為食品、醫(yī)藥等輕工業(yè)產(chǎn)品提供優(yōu)質(zhì)專用原料。而我國自20 世紀80 年代末，白粒玉米應(yīng)用很少[6]，有必要通過白粒玉米自交系的應(yīng)用選育白粒玉米新品種，豐富玉米品種與生產(chǎn)加工資源。白粒玉米自交系134-1 白的選育可以豐富我國白粒玉米育種資源，以全新的遺傳基礎(chǔ)應(yīng)用于玉米新品種選育中。

目前我國玉米生產(chǎn)應(yīng)用中，70%的玉米用作飼料，然而在畜禽養(yǎng)殖過程中，飼料中蛋白需要達到11%～20%時才能滿足營養(yǎng)需求，而目前普通玉米的蛋白含量只有7%～9%。高蛋白玉米新品種選育，具有重大的產(chǎn)業(yè)和經(jīng)濟價值[7]。自交系134-1 白以高蛋白玉米資源為基礎(chǔ)材料選育而來，在高蛋白玉米品種選育上具有潛在的應(yīng)用前景。

不斷改良和拓寬玉米種質(zhì)資源對玉米突破性新品種的選育至關(guān)重要。我國玉米育種的成就中，許多都依賴于我國育種界常用的四大玉米類群，遺傳基礎(chǔ)相對狹窄。近年來，育種工作者對種質(zhì)的重要性有了更深刻的認識，許多單位為了擴大種質(zhì)的遺傳變異，提高玉米雜優(yōu)利用水平，開始普遍重視種質(zhì)的擴增與改良[8]。自交系134-1 白是獨立于我國目前常用的四大玉米類群之外的新種質(zhì)，在玉米種質(zhì)創(chuàng)新、擴寬遺傳背景和雜優(yōu)利用上是一個有益的探索。