高長建，王延波，馬宇光

玉米自交系遼47029選育的思考

高長建，王延波，馬宇光

（遼寧省農(nóng)業(yè)科學院玉米研究所，遼寧 沈陽 110161）

以遼單1305母本自交系遼47029的選育過程為例，從理論和實踐兩個方面進行了闡述。重點圍繞適應性進行選擇。詳細介紹了在基礎材料的選擇、基礎材料的組建、育種方法的采用所做的工作。為探索玉米育種行之有效的育種方法提供新的思路。

育種目標；適應性；育種技術

為了拓寬遼寧省玉米種質(zhì)資源，選育出廣適、優(yōu)質(zhì)、抗病、抗逆性強、株型緊湊的優(yōu)良玉米新品種，2004年開始自交系遼47029的選育。玉米自交系的選育是優(yōu)良玉米雜交種選育的關鍵，而組建優(yōu)良的基礎材料則是選育優(yōu)良玉米自交系的關鍵。在自交系選育過程中，對組建基礎材料的自交系進行多點鑒定，選擇適應性優(yōu)良的自交系作為基礎材料；對按 NC-2設計進行不完全雙列雜交組配的28個組合進行多點鑒定，淘汰適應性不良的組合；采用二次混粉技術增加有利基因重組幾率；在選育過程中采用不低于8 500株/667m2高密度增加選擇壓力，以增強選育自交系及雜交種適應性和抗逆性。

1 遼47029的選育過程

在自交系遼47029選育過程中，我們重點圍繞適應性進行選擇，主要考慮了3個方面的問題：育種目標、基礎材料的選擇、育種方法。

1.1 育種目標

高產(chǎn)是指雜交種具有廣泛適應性基礎上的豐產(chǎn)能力。近些年來，我們始終把適應性作為第一育種目標。高產(chǎn)不是單指育種家試驗田里的籽粒重量，而是排除了生產(chǎn)田各種限制產(chǎn)量及產(chǎn)量穩(wěn)定性因素后的籽粒產(chǎn)量。Duvick把產(chǎn)量解釋為抗逆性。優(yōu)良的品種必須具有抗災減災能力，首先是耐密、抗倒能力，然后是耐旱、耐低氮、耐低溫或高溫能力。高密度下要求玉米雜交種不能空稈、不能根倒、不能莖折、果穗不能下垂，同時要對高密度下的水分短缺和光照不足有很強的耐性［3］。Troyer認為，適應較增產(chǎn)更加重要，對復雜多樣的生長環(huán)境和不斷變化的栽培措施具有廣泛的適應性比雜種優(yōu)勢更加重要［7］。Byrne認為，一個優(yōu)良玉米雜交種應該是，在逆境下（雜草、鹽堿地、病蟲害、旱澇等）也能保持較好的農(nóng)藝性狀。Byrne等在墨西哥干旱條件下對Tuxpeno Sequia群體進行了8輪選擇，通過在非洲、亞洲、拉丁美洲等12個差異較大的環(huán)境下種植，結(jié)果表明，產(chǎn)量明顯提高，較同一地區(qū)選擇更有效［4］。

中國玉米面積大約是美國的86%，玉米產(chǎn)量卻是美國的49%，單產(chǎn)水平相當于美國的55%，玉米生產(chǎn)還有巨大的潛力可以挖掘［2］。

1.2 基礎材料的選擇

玉米種質(zhì)資源是選育優(yōu)良玉米自交系及優(yōu)良玉米雜交種的物質(zhì)基礎，在玉米種質(zhì)創(chuàng)新和利用工作中具有重要地位。Hallauer指出，雜交種發(fā)展初期，SCA（特殊配合力）對產(chǎn)量的貢獻大約在70%，而到了1980年代初期 GCA（一般配合力）對雜交種產(chǎn)量的貢獻上升到80%，SCA只占20%。近年來，美國玉米雜種優(yōu)勢強度在逐漸下降，產(chǎn)量的不斷提高與提高雜種優(yōu)勢無關，產(chǎn)量的提高決定于非雜種優(yōu)勢的遺傳。如何提高玉米自交系的GCA是玉米育種工作的重心［5］。為提高選育自交系及雜交種的適應性，我們首先進行自交系多點鑒定，選擇適應性優(yōu)良自交系為基礎材料進行雙列雜交，為進一步選育奠定物質(zhì)基礎。

2004年春，我們選擇了30個優(yōu)良玉米自交系，在沈陽、錦州、丹東各種植50株，兩行區(qū)，行長5 m，每行25株。收獲時，選擇在三地表現(xiàn)均優(yōu)良的自交系。適應性優(yōu)良自交系或雜交種通常表現(xiàn)為溫光反應遲鈍。吐絲期可做為溫光反應指標，其中鄭58自交系在三地吐絲期基本相同，為7月22日，其余玉米自交系在三地變化各異，從中選擇吐絲期變化幅度較小，即光溫反應遲鈍的玉米自交系。

通過溫光反應及綜合表現(xiàn)，確定鄭58、P178、遼 47101、遼 47102、遼 47103、遼 47104、遼 47105、遼47106等8個自交系為我們選育工作的基礎材料。鄭58為鄭單958母本，來源于掖478變異株；P178為農(nóng)大108父本，來源于先鋒雜交種/Rmo17；遼 47101、遼 47102、遼 47103來源于鄭58/Mo17，Mo17為丹玉 13母本；遼 47104、遼47105、遼47106來源于鐵 7922/P178，鐵 7922為鐵單9母本。

1.3 育種方法

Jenkins認為，遺傳基礎狹窄是由于在選育自交系過程中，過分依賴原有自交系，而不是從改良群體或綜合種中進行選擇，用基本相同的方法對基本相同的種質(zhì)進行著類似的循環(huán)研究［6］。少數(shù)優(yōu)良種質(zhì)利用頻率過高，導致玉米種質(zhì)基礎狹窄，制約了玉米育種的研究和生產(chǎn)。

遺傳基礎狹窄，在環(huán)境條件發(fā)生變化時，例如出現(xiàn)新的病原菌、新的蟲害和非常規(guī)的環(huán)境脅迫后，會顯著影響該種作物的生產(chǎn)能力。在這種情況下，大范圍遺傳基礎狹窄的作物種植會加速病害的流行速度。保持遺傳多樣性是作物育種研究不能忽視的內(nèi)容［6］。2004年冬播種入選的8個玉米自交系，按 NC-2設計進行不完全雙列雜交組配28個組合，每一組合授粉2～3穗，各組合單獨收獲脫粒。

2005年春將28份材料分別在遼寧沈陽、錦州、丹東和河南南陽種植，重點調(diào)查材料的適應性。同時在沈陽育種圃將28份材料種子各取120粒，單粒播種，行長3 m，每行30粒，各種植4行，授粉期選擇綜合性狀優(yōu)良植株進行套袋自交，收獲時在沈陽育種圃淘汰在沈陽、錦州、丹東、河南南陽地區(qū)表現(xiàn)不良的組合，其余的材料在選擇優(yōu)良穗行基礎上選留優(yōu)良植株的優(yōu)良果穗，選留的果穗分別脫?？挤N，選留20份材料，主要成分有鄭 58、P178、遼 47201、遼 47103、遼 47104、遼47106，淘汰了適應性不良的遼47102、遼47105組合材料。

2005年冬將入選的材料20份各取60粒，單粒播種，行長3 m，每行30粒，各種植2行，淘汰出苗少于50株組合。授粉期選擇綜合性狀優(yōu)良植株進行混粉，收獲時單穗脫粒考種，選留40份材料。

2006年春我們將選留的40份材料繼續(xù)在沈陽、錦州、丹東、河南南陽種植，各種植50株，兩行區(qū)，行長5 m，每行25株。繼續(xù)鑒定材料的適應性。選留30份材料。

2007年冬在海南對選留材料進行播種，單粒播種，行長3 m，每行30粒，各種植2行，淘汰出苗少于50株組合。授粉期選擇綜合性狀優(yōu)良植株進行混粉，收獲時單穗脫?？挤N，選留40份材料。

2008年春將入選的材料40份各取60粒，單粒播種，行長3 m，每行30粒，各種植2行，授粉期選擇綜合性狀優(yōu)良植株進行自交，收獲時在選擇優(yōu)良穗行基礎上選留優(yōu)良植株的優(yōu)良果穗，選留的果穗分別脫?？挤N，選留50份。

2008年冬在海南對選留材料進行播種自交。收獲時在選擇優(yōu)良穗行基礎上選留優(yōu)良植株的優(yōu)良果穗，選留的果穗分別脫?？挤N，選留40份材料。

2009年春、2009年冬、2010年春繼續(xù)自交，收獲時在選擇優(yōu)良穗行基礎上選留優(yōu)良植株的優(yōu)良果穗，選留的果穗分別脫粒考種。

2010年冬于海南對選留材料進行測配工作，選育出幾個優(yōu)良玉米自交系，其中包括遼單1305母本自交系遼47029。其余幾個自交系在近些年的試驗中也發(fā)揮了重要作用，逐漸成為我們自己的骨干自交系。

較好的耐密性和高密度下持續(xù)增產(chǎn)是今后玉米育種的策略和方向。在高密度下，空稈、癟粒導致低產(chǎn)的遺傳力大于正常密度下籽粒產(chǎn)量的遺傳力。所以我們在選育過程中盡可能加大密度，3 m行長30粒，單粒播種，每行少于25株材料進行淘汰，確保密度在8 500～11 000株/667m2，提高選育材料的抗逆性，最終實現(xiàn)優(yōu)良雜交組合的廣泛適應性。

在個體選擇上，選擇發(fā)芽率高、苗勢強、植株健壯、花期合適、株高穗位適中、收獲時籽粒含水量較低、雌雄協(xié)調(diào)、植株生長整齊一致、對葉部病害、高溫、干旱、莖腐有較強的抗性、保綠性好、米質(zhì)優(yōu)良的穗行及單株［8］。

在多點鑒定試驗過程中，我們的主要工作是鑒定育種材料的適應性，淘汰那些對環(huán)境適應性差的組合。多點試驗應該是對育種效果的檢驗，不能期望利用多點鑒定試驗直接選育出廣適雜交種。多點試驗不應是單純的雜交組合鑒定試驗，更應該是育種材料的鑒定試驗，首先是選擇適應性優(yōu)良的基礎材料，然后才是選擇適應性優(yōu)良的雜交種。

2 遼47029特征特性及應用前景

2.1 遼47029的特征特性

遼寧省春播生育期125 d左右，需活動積溫2 750℃左右。幼苗葉鞘紫色，葉片綠色，葉緣紫色，苗勢強。株型緊湊，株高 200 cm，穗位高90 cm，成株葉片數(shù)19～21片?；ńz淺紫色，雄穗分枝數(shù)1～3個，花藥綠色，穎殼綠色。果穗筒型，穗柄短，苞葉長度中，穗長15cm，穗行數(shù)14～18行，穗軸白色，籽粒黃色，粒型為半馬齒型，百粒重30 g，一般產(chǎn)量 500 kg/667m2。

突出特點：根系較發(fā)達，莖稈韌性較好，活稈成熟，適應性廣，高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)性好，籽粒脫水速度較快，商品品質(zhì)好。

抗逆性：抗倒伏、抗絲黑穗病、抗大斑病、抗灰斑病、較耐瘠薄、抗旱性較好［11］。

2.2 遼47029的應用

遼47029自交系GCA較高，適應性好，我們在基礎材料組配中進行了較多的利用，同時進行了大量的測配工作。2010年冬組配的雜交組合選育出了遼單1305，該品種抗病、抗倒，平均產(chǎn)量750 kg/667m2以上 ，2017年1月通過遼寧省品種審定委員會審定，適宜遼寧晚熟地區(qū)種植。利用該自交系組配的雜交組合出現(xiàn)了較強的適應性，已有多個組合進入品種比較試驗。只有具有廣泛適應性的玉米自交系才有希望組配出能夠在生產(chǎn)中大面積應用的優(yōu)良玉米雜交種。

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S513.03

B

1002-1728（2017）05-0059-03

10.3969/j.issn.1002-1728.2017.05.013

2017-09-10

國家重大科研專項（2016YFD0101203）

高長建（1965-），男，遼寧遼陽人，研究員，碩士。研究方向：玉米遺傳育種。E-mail：ggg430@126.com

王延波（1966-），男，博士，二級研究員。研究方向：玉米遺傳育種。E-mail：lnwangyanbo@163.com