優(yōu)良玉米自交系浚313 的選育及應(yīng)用

章慧玉 張守林 王良發(fā) 趙 博 張素娟 李長(zhǎng)建 張志方 徐國(guó)舉

（1 河南省鶴壁市農(nóng)業(yè)科學(xué)院，鶴壁 458030；2 河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院，鄭州 450002）

玉米自交系是選育玉米雜交種的關(guān)鍵，其配合力的高低是決定雜交優(yōu)勢(shì)強(qiáng)弱和高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)的重要因素。我國(guó)玉米種質(zhì)資源相對(duì)狹窄，成為限制玉米育種的首要問(wèn)題[1]。因此，擴(kuò)大選育玉米自交系的種質(zhì)基礎(chǔ)，創(chuàng)新和改良自交系的育種方法就成為玉米育種研究的重點(diǎn)和難點(diǎn)。近年來(lái)極端天氣頻發(fā)，在玉米生長(zhǎng)期內(nèi)經(jīng)常遭遇開(kāi)花期氣溫高、狂風(fēng)暴雨等災(zāi)害性天氣，造成玉米生產(chǎn)波動(dòng)較大[2]。鶴壁市農(nóng)業(yè)科學(xué)院將拓寬玉米育種的種質(zhì)基礎(chǔ)、豐富遺傳多樣性作為首要任務(wù)[3]，選育出的玉米自交系浚313 及其改良系在保證浚單系列品種高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)的基礎(chǔ)上，提高了品種的抗逆性、抗病性和適應(yīng)性。

1 自交系來(lái)源及選育經(jīng)過(guò)

1.1 自交系來(lái)源玉米自交系浚313 是以適應(yīng)性廣、制種產(chǎn)量高的鄭58 作母本，78599 選系×掖478 的優(yōu)良自交系作父本，采用系譜法選育而成[4]。鄭58是鄭單958的母本，是國(guó)內(nèi)著名的骨干自交系，78599 選系來(lái)源于美國(guó)雜交種78599 選育的二環(huán)系，掖478 是沈5003×U8112 雜交選育的二環(huán)系，沈5003、U8112 分別是從美系雜交種3147、U8 中選出的自交系，掖478 被劃分為改良瑞德。78599 屬于P 群種質(zhì)[5]，浚313 利用了P 群種質(zhì)與瑞德類群種質(zhì)雜交選出的二環(huán)系，再回交瑞德類群自交系，把國(guó)內(nèi)種質(zhì)良好的豐產(chǎn)性、適應(yīng)性與國(guó)外種質(zhì)抗倒、耐密性等優(yōu)良基因融合在一起，增強(qiáng)了自交系的抗病抗倒能力和豐產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)性。

1.2 選育經(jīng)過(guò)玉米自交系浚313 育成于2002 年，1996-1998 年用78599 選系×掖478 套袋自交，經(jīng)南繁北育至S3，自1998 年冬以鄭58 作母本，與78599 選系×掖478 自交至S3的二環(huán)系雜交，分別經(jīng)過(guò)高密度逆境選擇、異地鑒定、南繁北育連續(xù)多代自交至S6基本純合穩(wěn)定選育而成。

2 特征特性

2.1 植物學(xué)特征浚313芽鞘紫色，幼苗葉色深綠，氣生根紫色，葉片上沖，株型緊湊，成株株高195cm，穗位高85cm，單株葉片數(shù)17～18 片，花絲紫色，護(hù)穎淺紫色，花藥紫色，雄穗傘狀，分枝數(shù)7～11 個(gè)，果穗筒形，大小均勻一致，苞葉薄，穗柄短，禿尖小，籽粒黃色，穗軸白色，穗行數(shù)14～16 行，出籽率86.8%?？?13 屬中熟玉米自交系，生育期105d 左右，出苗到抽雄55d，抽雄至散粉3～4d，花期協(xié)調(diào)，吐絲較集中，花絲活力強(qiáng)[6]，結(jié)實(shí)性好，莖稈堅(jiān)韌。

2.2 抗病性和抗逆性經(jīng)河南農(nóng)業(yè)大學(xué)植物保護(hù)學(xué)院人工接種鑒定，浚313 高抗鐮孢莖腐病、小斑病、瘤黑粉病、鐮孢穗腐病；抗彎孢霉葉斑??；感南方銹病。對(duì)玉米螟有較高的抗性，以其作為親本組配的雜交種也具有較強(qiáng)的抗病、抗蟲、抗倒及穩(wěn)產(chǎn)性。在異地田間鑒定觀察中，該自交系也表現(xiàn)出較強(qiáng)的抗病性和抗旱性，且抗倒伏能力強(qiáng)。

2.3 一般配合力配合力高低是衡量一個(gè)玉米自交系優(yōu)劣的主要條件之一[7]。一般配合力越高表示自交系所含的有效遺傳位點(diǎn)越多，是育種選擇的重要指標(biāo)之一[8]。在浚313 自交系的選育過(guò)程中，S3進(jìn)行配合力早代測(cè)定，S4開(kāi)始大量組配，南北交替加代多年進(jìn)行配合力測(cè)定。利用浚313 作親本選育的雜交組合多表現(xiàn)根系發(fā)達(dá)、株型緊湊、結(jié)實(shí)性好、產(chǎn)量較高，說(shuō)明浚313 具有較高的一般配合力。

2.4 耐高溫性2021 年華中農(nóng)業(yè)大學(xué)植物科學(xué)技術(shù)學(xué)院檢測(cè)中心測(cè)定，浚313 能承受35℃高溫處理，分期自然，結(jié)實(shí)優(yōu)于對(duì)照，耐高溫能力強(qiáng)。

3 浚313 的利用

3.1 直接利用

3.1.1 浚單29以浚313 為母本、浚66 為父本組配的玉米雜交種浚單29，于2009 年通過(guò)了河南省農(nóng)作物品種審定委員會(huì)審定（審定編號(hào)為豫審玉2009029），2011 年通過(guò)國(guó)家農(nóng)作物品種審定委員會(huì)審定（審定編號(hào)為國(guó)審玉2011012），2012 年同時(shí)通過(guò)了陜西省、內(nèi)蒙古自治區(qū)農(nóng)作物品種審定委員會(huì)審（認(rèn)）定。2010 年被科技部列為“國(guó)家農(nóng)業(yè)科技成果轉(zhuǎn)化資金項(xiàng)目”。在黃淮海夏玉米區(qū)以及內(nèi)蒙古等地都表現(xiàn)出了超強(qiáng)適應(yīng)性，增產(chǎn)潛力大[9]。

在鶴壁浚縣的浚單29 高產(chǎn)示范方多次創(chuàng)黃淮海高產(chǎn)紀(jì)錄。2008 年經(jīng)河南省科技廳組織河南省專家組現(xiàn)場(chǎng)實(shí)打驗(yàn)收，每hm2折合產(chǎn)量達(dá)到14635.35kg（示范田面積1.0hm2）和14196.6kg（示范田面積6.67hm2）；2009 年平均產(chǎn)量達(dá)到15552.45kg（示范田面積1.0hm2）和15279.0kg（示范田面積6.67hm2）；2012 年在鶴壁市淇濱區(qū)平均產(chǎn)量達(dá)到14428.5kg（示范田面積6.67hm2），其中最高實(shí)收產(chǎn)量達(dá)到16404.0kg/hm2（實(shí)收面積667m2）。

3.1.2 浚單3136以浚313 為母本、浚M9 為父本組配的玉米雜交種浚3136，2014 年通過(guò)陜西省農(nóng)作物品種審定委員會(huì)審定（審定編號(hào)為陜審玉2014006），于2017-2018 年先后完成了山東、河南、江蘇、安徽、河北、山西、湖北等省份的引種備案。該品種高抗南方銹病，表現(xiàn)出農(nóng)藝性狀優(yōu)良、高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)、抗旱、抗倒、適應(yīng)性強(qiáng)等特點(diǎn)。

3.2 間接利用

3.2.1 浚單658母本浚58 來(lái)源于鄭58/（鄭58/金黃55//鄭58），其中金黃55 是浚313 選育過(guò)程中出現(xiàn)的抗南方銹病變異株，抗南方銹病能力較浚313 大幅度提高?？?8 經(jīng)河南農(nóng)業(yè)大學(xué)植物保護(hù)學(xué)院人工接種鑒定，高抗鐮孢莖腐病、瘤黑粉病，抗鐮孢穗腐病，中抗小斑病、南方銹病，感彎孢霉葉斑病。以自交系浚313 改良系浚58 作母本、浚G6Y6-2 作父本選育的玉米雜交種浚單658 分別于2020 年通過(guò)國(guó)家審定（審定編號(hào)為國(guó)審玉20200283），2021 年通過(guò)河南省審定（審定編號(hào)為豫審玉20210044）。浚單658 突出表現(xiàn)為株高和穗位高均低、耐密抗倒性強(qiáng)、綜合抗性強(qiáng)、籽粒品質(zhì)好、豐產(chǎn)性強(qiáng)等特點(diǎn)。2020 年設(shè)置在鶴壁市?？h的2.0hm2浚單658 高產(chǎn)示范方經(jīng)河南農(nóng)業(yè)大學(xué)、河南省農(nóng)業(yè)農(nóng)村廳、河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院等單位有關(guān)專家測(cè)產(chǎn)驗(yàn)收，平均產(chǎn)量達(dá)到10607.5kg/hm2。

3.2.2 浚單996母本浚3138 是以浚313 為基礎(chǔ)材料，與國(guó)內(nèi)骨干自交系鄭58 雜交，通過(guò)南繁北育多代自交嚴(yán)格選育而成。以浚313 改良系浚3138 作母本、浚96 作父本選育的玉米雜交種浚單996，于2021 年通過(guò)國(guó)家審定（審定編號(hào)為國(guó)審玉20210456）。突出表現(xiàn)為生長(zhǎng)勢(shì)強(qiáng)、莖稈粗壯、果穗粗長(zhǎng)、出籽率高、千粒重高、高抗南方銹病等。

4 浚313 選配的雜交組合特性

4.1 適應(yīng)性浚313 的一般配合力較高，利用浚313 及其改良衍生系組配了多個(gè)玉米雜交組合，其中浚單29（浚313/ 浚66）、浚單658（浚58/ 浚G6Y6-2）、浚單996（浚3138/浚96）通過(guò)國(guó)家審定，浚單3136（浚313/浚M9）通過(guò)陜西省審定和山東、河南、江蘇、安徽、河北、湖北、山西等省引種備案。上述4 個(gè)玉米品種在黃淮海夏玉米區(qū)均具有較好的穩(wěn)產(chǎn)性和廣泛適應(yīng)性。

4.2 抗病性經(jīng)河北省農(nóng)林科學(xué)院植物保護(hù)研究所接種鑒定，浚313 及其改良衍生系配制的雜交組合對(duì)玉米主要病蟲害的抗性表現(xiàn)均較好。其中，對(duì)莖腐病、小斑病、矮花葉病及玉米螟均表現(xiàn)中抗到高抗，年份不同接種發(fā)病情況稍有差異?？?136 綜合抗病性優(yōu)于其他3 個(gè)品種，對(duì)于黃淮海夏玉米區(qū)常發(fā)病害（莖腐病、穗腐病、大斑病、小斑病、瘤黑粉?。┻_(dá)中抗和高抗水平（彎孢葉斑病為感）；浚單658抗病蟲性表現(xiàn)其次，2020 年田間接種，對(duì)莖腐病、穗腐病、小斑病、彎孢葉斑病、玉米螟均表現(xiàn)中抗和高抗（瘤黑粉病表現(xiàn)高感）。

4.3 品質(zhì)性狀經(jīng)農(nóng)業(yè)部谷物品質(zhì)監(jiān)督檢驗(yàn)測(cè)試中心檢測(cè)，浚313 自交系及其改良衍生系配制的玉米雜交組合其容重均達(dá)到GB 1353—2018《玉米》一級(jí)商品玉米標(biāo)準(zhǔn)（≥720g/L），粗蛋白（除浚單658外）和粗淀粉含量達(dá)到國(guó)家二級(jí)商品玉米指標(biāo)，其中浚單29 粗蛋白含量10.19%，達(dá)到國(guó)家一等質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，浚單658 粗淀粉含量達(dá)到75.71%，超過(guò)特殊類型高淀粉玉米粗淀粉含量75.0%的指標(biāo)，賴氨酸含量遠(yuǎn)大于普通玉米的商品指標(biāo)（0.2%，表1）。

表1 浚313 及其改良衍生系組配雜交組合的品質(zhì)表現(xiàn)

5 結(jié)論與探討

浚313 是來(lái)源于瑞德×（PB×瑞德）采用系譜法選育出的適應(yīng)性廣、配合力高、品質(zhì)好、綜合抗性突出的優(yōu)良玉米自交系。中國(guó)重要玉米骨干親本的全基因組測(cè)序表明鄭58 是掖478 與未知自交系雜交選育而來(lái)[10]，具有配合力高、綜合性狀優(yōu)良、適應(yīng)性極強(qiáng)等特點(diǎn)，P 群種質(zhì)遺傳基礎(chǔ)豐富，抗生物脅迫和非生物脅迫能力強(qiáng)，與瑞德類群種質(zhì)雜交選出的二環(huán)系，可以很好地改良瑞德群自交系的抗性，尤其是莖腐病抗性[11]。2014 年河南省玉米莖腐病大爆發(fā)，王良發(fā)等[12]調(diào)查了25 個(gè)品種的發(fā)病情況，其中浚單3136 為中抗莖腐病品種，浚單29 為耐莖腐病品種，二者抗性均來(lái)源于同一母本浚313。自交系的選育和抗病性鑒定相結(jié)合，能加快抗病自交系的選育速度，易于選育出高產(chǎn)兼顧多抗的優(yōu)良自交系玉米品種。同時(shí)選系的綜合抗病性也決定著組合的豐產(chǎn)性、穩(wěn)產(chǎn)性及適應(yīng)性，是育種成敗的關(guān)鍵。

自交系浚313 是對(duì)改良瑞德種質(zhì)的有效拓展和提升，拓寬了種質(zhì)基礎(chǔ)，增加了遺傳多樣性，實(shí)現(xiàn)了育種材料的改良創(chuàng)新。從2009 年至今，玉米自交系浚313 及其改良衍生系組配的雜交種通過(guò)了國(guó)家及多省農(nóng)作物品種審定委員會(huì)審（認(rèn)）定，得到很好的推廣應(yīng)用。代表品種浚單29、浚單3136 以其高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)、穗大籽深、出籽率高、適應(yīng)性廣、抗病抗倒性強(qiáng)、籽粒品質(zhì)優(yōu)良等突出特性，深受農(nóng)民喜愛(ài)，推廣面積逐年增大，創(chuàng)造了顯著的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。