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优良玉米自交系丹717的选育与应用

2016-01-18景希强徐春海

种子 2016年3期
关键词:杂交种丹东自交系

王 亮,丰 光,景希强,徐春海

(1.丹东农业科学院, 辽宁 丹东118109; 2.辽宁丹玉种业科技股份有限公司, 辽宁 丹东118109)

Reid种群是我国玉米育种五大优势群体之一,也是丹东农业科学院围绕旅大红骨种质进行杂优模式利用的最主要优势类群。20世纪80年代末90年代初,我国先后选育出了沈5003、铁7922、掖478、C 8605-2、丹9046等一批Reid群自交系,并组配出了沈单7、掖单13、铁单10、丹玉26等杂交种,随着推广年份的增加,玉米病害生理小种发生变化,玉米灰斑病、粗缩病和丝黑穗病不断发生,由于品种本身繁育时遗传飘迁或自然变异导致优良基因的退化,给玉米生产带来严重威胁。如果能够在原有骨干系丹9046、沈5003、铁7922和掖478的基础上有效地进行生育期、品质、株型、抗病、耐密和抗倒性方面的改良,将是Reid群体的重要突破和创新,在该育种理念的指导下进行自交系丹717基础材料的创建。

1 选育过程

玉米自交系丹717是丹东农业科学院1993年以丹黄17和丹黄19为基础材料组建二环系经过连续自交6代选育而成,属改良Reid群体。丹黄17来源于3147B、3311D和沈5003组建的三交种,自交系3147B是以美国引进的杂交种美3147自交选育而成,又与3311D/沈5003杂交组成三交种,再经连续自交6代选育而成。沈5003是Reid群内优异抗倒矮化性自交系,3311D具有较好的抗旱和耐劳特性,美杂选自交系3147B具有株型紧凑、品质优良的特点。由该三交种选育的自交系丹黄17兼具抗倒、耐密和型优等特性。

丹黄19是丹东农业科学院从中国农业科学院作物所发放的含有热带种质的玉米杂交种PN 78641中选系。1987年经过一个生长季的观察、筛选和鉴定,发现PN 78641具有种子出苗势强、高抗多种叶部病害、活杆成熟、茎杆坚硬、根系发达、耐涝性强、米质优良等诸多优点,以此作为基础试材进行自交选育出丹黄19。

2 丹717的主要特性

2.1 丹717生育性状与形态特征

丹717属中晚熟玉米自交系,辽宁春播生育期128d,适宜≥10℃活动积温2 750℃以上地区播种。种子拱土出苗能力强,芽势和生长势强,幼苗叶鞘紫色,叶片绿色,叶缘紫色,苗势强。株型紧凑,叶片空间伸展合理,光合利用率高,耐密性强,对异常年份温光感应钝化,不会出现空秆或结实不良现象。株高160~170cm,穗位70~80cm,成株叶片数19~20片。花丝粉色,雄穗分枝数8~10个,花药绿色,颖壳绿色。果穗筒型、封顶性好,穗长18.3cm,穗行数14~16行,穗轴红色,籽粒黄色,半硬粒型,千粒重290g。

2.2 抗性特点与品质分析

丹717高抗大斑病、弯孢菌叶斑病、灰斑病、丝黑穗病、瘤黑粉病、青枯病和粗缩病,对生产上流行的主要病害均表现出抗或高抗水平。幼苗耐低温能力强,在10~20℃变温处理条件下,种子发芽正常,病苗和弱苗率低于3%。植株具有较强的抗旱和耐涝能力,表现为在干旱条件下,叶片萎蔫程度低于掖478和沈5003,光合气孔导度高于掖478和 U 8112,由其组配的杂交种干旱和涝害胁迫处理后果穗无秃尖或秃尖很小。经农业部谷物品质监督检验测试中心检测,丹717品质优良,容重为786g/L,粗蛋白 10.99%,粗脂肪 5.01%,粗淀粉70.3%,赖氨酸0.33%,品质高于普通玉米一级标准。

表1 丹717组配的杂交种审定情况

3 主要技术创新

3.1 外来种质的成功导入是Reid种质改良的成功典范

丹717的选育打破了传统种群内部改良的观念,在Reid群基础上,创新性的导入了含有热带种质PN 78641选系,使其品质、抗逆性、抗病性具有显著优势。分子标记检测其血缘关系独立,与我国主要玉米四大优势类群遗传背景远,丹717的成功选育保持了原Reid杂优类群高配合力的特点,且拓宽了Reid群基因库遗传基础,提高了Reid群的籽粒品质和抗性水平。选育过程中采用高压选育技术,实现了基础试材众多优良基因的连锁聚合,淘汰了不良基因,达到多个优异性状同步改良的目标。

3.2 早代测配和高压选择的成功配合使广适性和高配合力得到完美结合

采用高密度压力选育技术,在恶劣生育环境中选拔优异个体,在育种方法上突破创新,达到多个优异性状同步改良的目标。单粒播种筛选出发芽势强、拱土能力强,生长旺盛的试验材料,在玉米生长关键期进行耐旱和耐涝胁迫处理,筛选出适应性强的优良穗行,实行边晋代边测配,筛选出高配合力的优异材料。三者有机的结合,使得玉米自交系选育目的更明确,效果更明显。

4 丹717组配杂交种的选育过程及应用情况

自交系丹717选育过程采用了早代测配方法,该方法对基础群体中优良的基因型在不同的自交后代都能够准确的把握,不会出现晚代测配导致优良目标基因没有抓住而选育失败的结果,丹717自交系选育出的同时也组配出优良的单交种丹科2151(丹717×丹598)。据不完全统计,丹717选育至今由其直接组配和其衍生系组配的玉米杂交种达9个以上。衡量一个优良自交系是否为骨干系的标准,最主要就是看其是否具有高配合力、广泛的适应性、突出的抗性水平、独立的血缘关系、长期的使用寿命,丹717完全具备上述特点。由其组配并通过国家和省级审(认)定的品种如表2所示,由其衍生系组配并通过辽宁省审定的品种如表3所示。

4.1 优良玉米杂交种丹科2151的选育与应用

丹科2151系丹东农业科学院于1997年冬在海南以丹717为母本,以丹598为父本组配而成的单交种。自交系丹717(丹黄17×丹黄19)利用国外杂交种后代选系为基础,主要包含Reid血缘,自交系丹598{(OH 43Ht 3/丹340/丹黄02/丹黄11)×PN 78599×(OH 43Ht 3/丹340/丹黄02/丹黄11)}是旅大红骨类群骨干系,导入热带种质的抗源基因,提高了旅大红骨类群抗病能力。改良Reid血缘与国内种质资源间遗传背景远,有着高度的遗传异质性和远缘性,有利于优良基因的重组和聚合,选择丹717和丹598进行杂交,在遗传物质上有高度的杂合和性状的互补性。因此,组配的丹科2151具有杂种优势强、高产稳产、适应性广、抗逆耐旱耐涝、品质优良、应用年限久等诸多优点。

表2 丹717衍生系组配的杂交种审定情况

丹科2151于1999年进行多点试验、示范和区域试验。2001—2002年参加辽宁省区域试验,2002年进入辽宁省生产试验,2001年同时参加国家预备试验,2002—2003年参加全国东华北春玉米组区域试验,分别于2002年和2004年通过辽宁省和国家品种审定委员会审定[1],2005年和2007年通过重庆市和湖北省品种审定委员会(认)审定。表现为品质好、高产、抗旱、耐涝、抗病、广适、耐密植等诸多特点,突出解决了北方和西南地区生产应用玉米品种的抗病等技术问题。同时由于该杂交种抗旱、中密的特点,特别适合我国东华北和西南玉米带降雨量少、适度密植的种植要求。

丹科2151属晚熟玉米杂交种,适合清种、比空种植、大垄双行、间种和套种等多种耕作方式种植。适宜于东华北、西南等玉米主产区种植,种植区域广泛,适应极强,温光反应迟钝。在不同年份,旱涝不同地块、不同地区均表现出抗旱耐涝和稳产高产的突出特点,在东华北玉米主产区大面积推广应用。是继农大108、豫玉22、沈单16等玉米品种之后更新换代的主要品种之一,自2002年示范推广以来,深受农民欢迎。一般单产700kg/667m2以上,最高单产达1 058.5 kg/667m2,应用面积逐年扩大,综合抗性突出,经受了多种自然灾害的考验,是一个综合经济性状好、增产潜力大、抗逆性强的优良玉米杂交种,成为东华北玉米产区主栽品种。

4.2 优良玉米杂交种丹科2165的选育与应用

丹科2165是丹东农业科学院1999年以自选系丹717为母本,丹782为父本组配成的中晚熟玉米杂交种。2001年参加辽宁省预备试验,2002—2003年参加省区域试验,2003年参加省生产试验并通过辽宁省品种审定委员会审定。丹科2165属晚熟优质饲料玉米,一般单产9 000~9 750kg/hm2,清种、间种、套种均可,春播密度5.25万株/hm2,适宜辽宁省种植农大108的地区种植[2]。

4.3 优良玉米杂交种丹玉501号的选育与应用

丹玉501是丹东农业科学院于2002年以丹717为母本,以丹765(7-004/601/丹598)为父本组配而成的单交种。2004年参加辽宁省预备试验,2005—2006年参加辽宁省玉米中晚熟组区域试验,2006年参加同组生产试验并通过辽宁省品种审定委员会审定。丹玉501号属中晚熟玉米杂交种,平肥地、坡岗地均可种植。一般春播在4月下旬为宜,种植形式以清种或二比空为主,种植密度4.5万~4.8万株/hm2,适宜沈阳、铁岭、丹东、阜新、锦州、朝阳等有效积温在2 800℃以上的中晚熟玉米区种植[3]。

4.4 丹717衍生系组配玉米杂交种的选育与应用

在骨干系丹717基础上,利用其自身遗传变异、通过组配二环基础试材和三交种等选育方法,衍生出多个优良新自交系并选育出多个优良杂交种。

4.4.1 隆迪401

沈阳隆迪种业筛选出丹717自然变异株,经过连续自交选育出自交系F 787,与自育系F 198(丹598/国外杂交种/丹598)组配玉米杂交种隆迪401,2004年参加辽宁省晚熟组预备试验,2005—2006年参加辽宁省玉米晚熟组区域试验,同时2006年参加同组生产试验,通过辽宁省品种审定委员会审定。隆迪401属晚熟品种,适宜沈阳、铁岭、丹东、大连、鞍山、锦州、朝阳、葫芦岛等有效积温在2 900℃以上的晚熟玉米区种植。

4.4.2 丹玉502号

丹东农业科学院玉米所利用丹717×C 8605-2组配二环系,整合优良基因,经连续自交选育出优良自交系丹1705,与父本系丹765(7-004/601/丹598)杂交选育出杂交种丹玉502号。2006年参加辽宁省中晚熟密植组预备试验,2007—2008年参加辽宁省玉米高密组区域试验,2008年参加同组生产试验并通过辽宁省品种审定委员会审定。丹玉502号属中晚熟耐密型品种,春播生育期132d左右,适应性强,平肥地、坡岗地均可种植,适宜种植密度5.25万~5.70万株/hm2,适宜丹东、沈阳、铁岭、阜新、鞍山、锦州、朝阳等活动积温2 800℃以上的中晚熟玉米区种植[4]。

4.4.3 万育968

辽宁万孚种业有限公司以丹717×巴西杂交种组配基础试材,经连续自交选育出优良自交系Z 12,与父本系Z 13杂交选育出杂交种万育968。2008年参加辽宁省预备试验,2009—2010年参加辽宁省区域试验,2010年参加同组生产试验并通过辽宁省品种审定委员会审定。万育968属晚熟型品种,春播生育期133d左右,适应性强,需中等以上肥力地块种植,适宜种植密度4.95万~5.25万株/hm2,适宜沈阳、铁岭、丹东、阜新、鞍山、锦州、朝阳等活动积温3 000℃以上的中晚熟玉米区种植[5]。

4.4.4 丹玉206号

丹玉206号是丹东农业科学院于2002年以W 8017(9046/A 801/丹717)为母本,以丹698为父本组配而成的单交种。2008年参加辽宁省玉米极晚熟组预备试验,2009—2010年参加辽宁省玉米极晚熟组区域试验,2010年参加同组生产试验并辽宁省品种审定委员会审定[6]。丹玉206号属极晚熟玉米杂交种,辽宁省春播生产期135d,需中等以上肥力地块种植。一般春播在4月下旬为宜,种植形式以清种为主,种植密度3.75万~4.20万株/hm2,适宜丹东、沈阳、铁岭、锦州、大连、葫芦岛、朝阳等有效积温在3 200℃以上的晚熟玉米区种植。

4.4.5 铁研59号

铁研59号(辽审玉[2011]526号)是铁岭市农业科学院于2006年冬以铁0606(铁98042×丹717)为母本,以昌7-2为父本组配而成的单交种。2009年参加辽宁省玉米中晚熟组预备试验,2010—2011年参加辽宁省玉米中晚熟组区域试验,2011年参加同组生产试验并通过辽宁省品种审定委员会审定。铁研59号属中晚熟玉米杂交种,辽宁省春播生产期131d,需中等以上肥力地块种植。一般春播在4月下旬为宜,种植形式以清种形式为主,种植密度5.7万~6.0万株/hm2,适宜沈阳、丹东、锦州、阜新、辽阳、铁岭、朝阳等有效积温在2 800℃以上的中晚熟玉米区种植[7]。

4.4.6 铁研919

铁研919是铁岭市农业科学院于2010年以铁0940为母本,以铁0941(PH 4CV/丹717/PH 4CV)为父本组配而成的单交种,2011年参加辽宁省玉米中熟组预备试验,2012—2013年参加辽宁省玉米中熟组区域试验,2013年同时参加中熟组生产试验,通过辽宁省品种审定委员会审定。铁研919属中熟玉米杂交种,辽宁省春播生产期128d,需中等以上肥力地块种植。东华北区一般在4月下旬至5月初播种为宜,种植形式以清种形式为主,种植密度6.0万株/hm2,适宜抚顺、阜新、辽阳、铁岭、本溪等有效积温在2 650℃以上的中熟玉米区种植[8]。

通过多年来的各地试验及大面积推广种植表现来看,丹科2151、丹科2165和丹玉501等杂交种在不同肥力、不同密度、不同生态区、不同耕作方式下均可种植且抗性、增产效果显著。品质方面既有高淀粉、高蛋白型又有高脂肪、高容重类型,可以粮饲兼用,对食品深加工、酿造、乙醇化工、畜牧业发展都有极大的促进作用,深受农民和企业喜爱,推广应用前景十分广阔。

丹717玉米自交系自育成以来很快用于杂交育种研究和生产,成为我国玉米骨干自交系之一。采用有效的方法对新的育种材料进行穗行确定和杂优模式划分,事实证明,对新引进的种质资源进行早代测配和杂优模式划分将会明显提高育种效率,而且更易获得目标性状的突破[9]。丹717成功的育成并广泛的应用,是Reid群改良成功的探索和示范。组配的杂交种综合性状优势明显,促进了玉米产业的发展,为辽宁省乃至全国的玉米稳步增产提供了有效的保障。

[1]佟圣辉,陈刚,刘波,等.玉米杂交种丹科2151的选育与应用[J].辽宁农业职业技术学院学报,2004,6(2):5-7.

[2]佟圣辉,陈刚,刘波,等.中晚熟玉米杂交种丹科2165选育与应用[J].杂粮作物,2004,24(3):141-142.

[3]刘波,郑君海,刘旭,等.玉米杂交种丹玉501(丹5151)选育与应用[J].杂粮作物,2007,27(2):68-69.

[4]郑君海,刘波.玉米杂交种丹玉502(丹5115)选育与应用[J].杂粮作物,2009,29(3):168-169.

[5]王洪山.玉米新品种[J].新农业,2011(10):30-32.

[6]孙玉军,岳辉,陈晓旭,等.玉米杂交种丹玉206号的选育[J].杂粮作物,2012,32(1):87.

[7]王洪山.玉米新品种[J].新农业,2012(7):33-38.

[8]徐韶,栾化泉.玉米新品种铁研919选育研究[J].园艺与种苗,2014(5):41-42.

[9]杨辉,景希强,王亮,等.多抗性玉米自交系丹299的选育与应用[J].辽宁农业科学,2013(6):68-71.

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