玉米自交系ZK02-1的选育及其应用

陈润玲，赵保献，雷晓兵，梁晓伟，李 林，卫勇强，赵合林

（洛阳农林科学院，河南 洛阳 471023）

玉米自交系ZK02-1是一个优良的黄早四衍生系。该系配合力高，抗病性强，穗部性状好，株型紧凑，叶片挺立，灌浆速度快，中早熟，花粉量大，散粉集中，硬粒，结实性好且遗传力较高，抗旱耐瘠，抗矮花叶病等。用玉米自交系ZK02-1组配的玉米品种已有4个通过河南省审定，还有2个正在参加省级试验。自交系ZK02-1对当前玉米育种及生产有着积极意义，其作为优良种质资源在玉米育种中有着良好的应用前景。

1 研究背景

20世纪90年代，黄淮海地区生产上应用的玉米杂交种种质主要有：Reid类群、黄早四类群、旅大红骨类群及Lancaster类群。主流杂种优势模式是：Reid类×旅大红骨类、Lancaster类×旅大红骨类、Reid类×黄早四类[1]。通过对这4大类群种质及3大杂优模式的代表自交系和杂交种的优缺点进行研究发现，旅大红骨系统材料及其组配的杂交种虽然果穗粗大，穗行数多，但其株型松散，叶片宽，生育期长，穗轴粗，籽粒容重低，结实性差，如继续作为主要种质利用，其育成的品种很难取得突破；Reid系统及其改良材料，果穗较长，中粗，株型紧凑，耐密植，较抗倒伏，花粉量中，制种产量高，籽粒较长，出籽率高，抗性较好，适应性广；黄早四类群材料雄穗发达，花粉量大，结实性好，出籽率高，灌浆速度快，成熟早。Reid和黄早四类群将是今后黄淮海地区玉米品种利用的主要种质，“Reid类×黄早四类”杂种优势模式是目前适应黄淮海地区生态条件的最优杂优模式。根据河南省玉米生产的生态条件和资源优势，借鉴国内外玉米育种的理论经验，并针对当前玉米主导品种的主要缺点制定了育种目标，即选育“高产稳产、抗病抗倒、叶片上冲、耐密性强、适应性广、生育期适中”的单交种。

2 选育经过

20世纪90年代后期，黄早四类自交系已成为黄淮海地区夏玉米应用的主流种质，但黄早四衍生系数量繁多，优劣难辩。洛阳农林科学院采用NCII遗传交配设计对部分黄早四衍生系的配合力进行了测定，结果表明昌7-2和H21的配合力最为突出[2]。考虑到昌7-2和H21在出籽率、早熟性等性状存在互补性，结合玉米育种的实际效果，选用这2个自交系进行杂交来选育新的二环系。在选育过程中，利用河南夏季高温高湿易发玉米病害的生态条件进行抗病性选择，海南冬季干旱少雨的生态条件进行抗旱性选择，通过河南与海南一年两地抗病性与抗旱性的交替选择，从而增强玉米自交系的抗逆性。此外，还特别注意选择穗位相对较低的穗行和单株，以期新选育出的自交系能克服昌7-2穗位太高的缺点。经多代连续自交选优，最终选育出一批可见性状整齐一致、综合性状优良的自交系昌21（ZK02）。其中ZK02-1与昌7-2相比，表现穗位较低、成熟较早、根系发达。在2005～2006年的配合力测定试验中，ZK02-1单株粒重的一般配合力相对效应为2.86%，而昌7-2的一般配合力相对效应为2.73%，表明该自交系具有较高的一般配合力。

3 ZK02-1自交系特征特性

3.1 植物学与生物学特征

ZK02-1自交系幼苗拱土力中等，叶鞘浅紫色，第一叶尖端为匙状，叶片紫绿色，叶片上冲；散粉期、吐丝期中等，雄穗分枝数量和长度中等，分枝与主轴夹角中等，新鲜花药黄色，花丝粉红色；成株株高1.7 m左右，穗位中等，叶片数18～19，穗上叶与茎秆夹角较大，气生根较发达，抗病性较强；果穗锥形，籽粒偏硬粒型，籽粒黄色，穗轴白色，抗倒折性较强[3]。

ZK02-1玉米自交系在河南地区出苗到成熟约为92 d，比昌7-2早3～5 d。出苗至抽雄58～60 d，抽雄至散粉1～2 d，散粉至吐丝1 d，抽丝至成熟34 d。株高中等，株型紧凑，茎基部绿色略带紫，幼苗叶片紫绿色，新鲜花药黄色，花丝绿色略带粉，雄穗中等，散粉期中等。其主要优点是：配合力高、花粉量大、抗倒性强、果穗结实性好、出籽率高。

3.2 配合力测定

2005～2006 年采用NCII遗传交配设计进行的配合力测定试验[4]，结果如表1所示，ZK02-1的一般配合力相对效应超过了昌7-2，其主要原因是ZK02-1GCA的穗长、穗粗及千粒重GCA高，此外，自交系ZK02-1的株高、穗位高GCA均很低，克服了昌7-2的主要缺点，在玉米育种中有较大利用价值。由此可见，ZK02-1是产量性状一般配合力高的自交系。

4 ZK02-1制种技术要点

自交系繁殖和制种时应选择土质肥、排水良好的有500 m以上隔离条件的田块种植[5]。ZK02-1玉米自交系繁种密度8.5万株/hm2，施足底肥，追施尿素450 kg/hm2。苗期、拔节期和抽雄期要严格去杂去劣，以保证纯度[6]。其产量可达6 750～7 500 kg/hm2。成熟时，及时晾晒降水以保证种子的发芽率。要及时更换原种，不能超代繁殖。ZK02-1散粉好，花粉量适中，既可做母本，也可做父本。一般父母本行比为1∶5 或 1∶6。

5 ZK02-1组配的杂交种在生产上的应用

以ZK02-1为父本组配的玉米新品种有洛玉1号、洛玉7号、洛玉8号和洛玉818，这些品种均已通过河南省级审定。通过与国内实力雄厚的种业公司进行联合，成功地实施了经营权的转让，加速了新品种的推广步伐。

5.1 洛玉 1号（ZK01-1×ZK02-1）

用郑58、中72杂交后连续自交5代选优选育成新的二环系ZK01-1，以自选系ZK01-1和ZK02-1杂交选育成洛玉1号（原名洛202），杂优模式属于“瑞德系类群×塘四平头类群”。2004年通过河南省审定，编号为豫审玉2004005号，还通过了陕西、山西、内蒙、湖南等省（区）认定。同年被列为科技部农业科技成果转化资金项目。该品种高产稳产，抗病性强，品质优良，制种技术简便，制种产量高，种子生产成本低，市场竞争力强。洛玉1号适宜在我国黄淮海夏玉米区及内蒙、湖南种植。该品种选育成功后，及时在适应区域进行了示范推广，目前累计推广面积达100.73万hm2。“玉米新品种洛玉1号”项目也于2008年获洛阳市科技进步一等奖，河南省科技进步二等奖。

5.2 洛玉 7号（LZ05-1×ZK02-1）

246在类群划分上属于兰卡斯特系统，673在类群划分上属于P群，用673和246杂交后连续自交5代选优选育新的二环系ZK04-1，自交系郑58和ZK04-1杂交后连续自交6代选优选育新的自交系LZ05-1，LZ05-1与ZK02－1杂交选育成洛玉7号（原名洛06-1），杂优模式属于“改良外杂选亚群×塘四平头群”。该品种产量高，稳产性好，抗逆性强，而且制种简单，易操作，制种产量高。2009年通过河南省品种审定委员会审定，编号为豫审玉2009017号。该品种获国家农业科技成果转化资金项目重点支持，已向农业部植物新品种保护办公室申请品种保护，公告号为20090580.5。

表1 各自交系所测性状GCA相对效应值 （%）

5.3 洛玉 8号（LZ06-1×ZK02-1）

用郑58和铁7922杂交后，连续自交6代选育出优良自交系LZ06-1，以自选系LZ06-1和ZK02-1杂交选育成洛玉8号（原名洛06-2），杂优模式属于“瑞德系类群×塘四平头类群”。2009年通过河南省审定，编号为豫审玉2009027号。该品种株形紧凑，品质优良，结实性好。该品种已向农业部植物新品种保护办公室申请品种保护，公告号为20090581.4。

5.4 洛玉 818（L2135×ZK02-1）

用郑58和248杂交后经连续自交选优，选育出优良自交系L2135，以自选系L2135和ZK02-1杂交选育成洛玉818（原名洛07-6），杂优模式属于“瑞德系类群×塘四平头类群”。2012年通过河南省审定，编号为豫审玉2012009号。该品种株形紧凑，品质优良，结实性好。

6 讨论与结论

近年来玉米易感丝黑穗病、褐斑病、锈病、弯孢菌叶斑病等病害，组配的杂交种多为紧凑型或半紧凑型。改良黄改系重点应是提高或保持配合力，提高抗倒伏性、抗病性（小斑病、青枯病、褐斑病、茎腐、锈病等），改善籽粒颜色，并适当增加穗长。把PB类群种质优良基因导入塘四平头类群，这样既符合杂种优势模式，又有利于强优势杂交组合的组配，同时也能改良塘四平头类群材料的致命缺陷——根系不发达，抗病抗倒性差，后期早衰。可选用旅大红骨群、自330亚群、Suwan亚群、综台种选亚群等进行改良[7]。四平头杂种优势群与改良Reid群、Lancaster群、外杂选群及其他类群等都具有很强的杂种优势。

玉米自交系ZK02-1是一个优良的黄早四衍生系。该系配合力高，抗病性强，穗部性状好，株型紧凑，叶片挺立，灌浆速度快，中早熟，花粉量大，散粉集中，硬粒，结实性好且遗传力较高，抗旱耐瘠，抗矮花叶病等。利用黄早四衍生系选育的二环系，与我国常用的骨干系杂交，可以选育出具有一定增产潜力的杂交种，同时也能够拓宽我国玉米种质基因库，推动我国玉米育种和生产的发展。

[1]赵保献.河南主要优良玉米自交系利用潜力分析[J].中国农学通报，2003，（4）：25-29.

[2]陈润玲，赵保献，雷晓兵，等.优良玉米自交系ZK02-2的选育及应用[J].杂粮作物，2009，（1）：1-4.

[3]刘纪麟.玉米育种学[M].北京:中国农业出版社，2002.

[4]刘来福，毛盛贤，黄远樟.作物数量遗传[M].北京:农业出版社，1982.

[5]陈中赫，刘敬娟，贾德涛.玉米自交系铁C8605-2的选育及应用[J].中国种业，2008，（8）：62-63.

[6]高伟政，张万志，徐 韶，等.玉米自交系铁0255选育研究[J].中国种业，2010，（4）：63-64.

[7]苏 俊，钟占贵，张 坪，等.玉米自交系的选育和改良与基础材料创新的研究[J].玉米科学，1995，（4）：16-19.