高淀粉玉米宁单27号雄性不育化过程及其繁制种技术

2016-03-29宁夏农林科学院农作物研究所宁夏永宁75005宁夏科泰科技种业有限公司宁夏永宁75005

种子 2016年10期

关键词：保持系杂交种父本

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·种子生产·

高淀粉玉米宁单27号雄性不育化过程及其繁制种技术

程晋龙1，佘奎军1，马云2，杨国虎1
(1.宁夏农林科学院农作物研究所，宁夏永宁 750105； 2.宁夏科泰科技种业有限公司，宁夏永宁 750105)

以高淀粉玉米杂交种宁单27号为背景，利用回交转育法，将其母本“K 12优选系”转育成育性稳定的同核异质体不育系，因其父本“PY 213”不具备恢复能力，采用掺和方案获得杂交种子应用于生产，并就其繁制种技术进行了简述。

玉米；雄性不育化；掺合型杂交种；制种

宁单27号(K 12优选系×PY 213)是宁夏农林科学院农作物研究所和宁夏科泰科技种业有限公司共同选育的高淀粉玉米[1]，于2015年6月通过宁夏回族自治区农作物品种审定委员会审定，正在申请植物新品种保护权。宁单27号已在宁夏各地进行了小面积示范，表现出顶土能力强、适应性好等优势，推广应用前景广阔。

宁夏土地平整肥沃、沟渠配套灌排便利、气温较高、昼夜温差大、降雨偏少，有利于玉米的生长发育和灌浆，玉米籽粒饱满、外观好；并且，开展玉米制种时间长，制种技术成熟，已建立了多个规范化、标准化的玉米制种基地，逐渐成为了我国玉米制种的重要基地之一。近几年，由于种植业的比较效益较低，农村青壮年劳动力转移到城镇务工，农村劳动人员老龄化严重且劳动力越来越短缺，对玉米制种技术的把握越来越迟钝、越来越滞后。尤其是在玉米去雄阶段，外出务工人员不能及时回乡管理制种玉米，去除玉米母本雄穗，机械去雄投资较高，操作困难，造成玉米种子纯度不达标，影响了玉米杂交种杂种优势的发挥[2]。在玉米单粒精量播种大面积推广的情况下，大田生产中自交苗对玉米产量的影响较大。近年来，在玉米田间花检和杂交种纯度检验时都有由于母本抽雄不及时出现自交的现象。鉴于雄性不育化可以有效杜绝制种自交情况、提高种子纯度，以及制种时不用去雄、节省种子生产成本等优点，为了提高制种种子质量和节约种子生产成本，更好地推广高淀粉玉米新品种宁单27号，在宁单27号选育成形、即将参加区域试验时，就仔细观察其亲本特征特性，开始对宁单27号进行雄性不育化转育工作，通过宁夏和海南两地3年6个世代不育化选育和2年小面积试制种、大田试种植的探索，总结出宁单27号在宁夏引黄灌区的雄性不育化安全、丰产、优质制种技术。

1 宁单27号不育化转育过程

宁单27号正反交杂交种田间表现较为一致，但是由于父本株型半紧凑，生长较弱，尤其是穗粒性状较差、产量较低，为了保证杂交种子生产有较高的产量和质量，以及在大田生产上出苗快、苗齐、苗壮，植株表现正常等，方便推广，所以，只对母本K 12优选系进行了雄性不育化转育研究。

1.1 母本雄性不育化转育

从2012年开始，用引进的不育系作为不育源，用宁单27号的母本K 12优选系作为轮回亲本，对其进行雄性不育化定向选择转育。2012年在宁夏先用K 12优选系给不育源授粉，当年冬季在海南种植，表现为全不育，再用K 12优选系回交(BC1)，就这样宁夏与海南两地1年2代种植并回交，在BC4代以前，都将K 12优选系的自交穗和它与雄性不育株的回交穗相邻种成穗行区，方便进行植株、育性、穗粒等性状的比较鉴定和选择。在转育过程中的每一个世代，都要进行严格的选择，选择雄花完全不育、长相接近轮回亲本、前期抗性较好的植株进行回交，并在成熟期进行病虫害鉴定，收获时进行穗粒性状鉴定，选择出无较重病害、穗粒性状接近于轮回亲本的回交穗子，作为下一代回交的基础种子，重复进行鉴定、回交授粉和选择。随回交代数的增加，每一代都依据轮回亲本典型性状严格筛选回交植株，选择与正常母本相像的优良不育穗行。到BC4时，回交雄花不育系的植株、穗粒性状和正常母本的基本一致。

BC5时将不育系与正常母本按穗行种植在隔离区繁殖，花期检查，不育系雄花高度不育，没有正常散粉株，表现不育性稳定，在不育系和保持系中发现的个别异形株、杂株、病劣株均在抽雄散粉前拔除。成熟前，田间严格选择，收获时将不育系与保持系分别收获，再经过穗选，淘汰病、劣、杂穗，分别混合脱粒，所收的种子就是K 12优选不育系和K 12优选保持系的基础种子。

1.2 父本恢复性能测定

在BC3后就连续用宁单27号的父本PY 213与母本不育系的不同穗系进行测交，并在宁夏和海南两地种植鉴定育性，宁单27号父本与母本不育系不同回交代和不同穗系株杂交组合都表现出完全不育，都没有育性恢复后代出现。说明宁单27号父本对母本不育系的雄花育性不具恢复能力，生产上需要将不育系生产的杂交种子与常规母本(保持系)生产的杂交种子掺合种植，用保持系生产的杂交种为不育系生产杂交种提供花粉，保障不育系生产杂交种有足够的花粉授粉结实。

1.3 雄性不育杂交种的表现

在BC3后，将雄性不育系配制的杂交种与常规系(保持系)配制的杂交种在宁夏和海南两地相邻种植，进行性状比较鉴定，2015年在宁夏进行了简单的小区对比。综合田间调查结果，不育系杂交种和常规杂交种的种子、出苗、苗势、植株长相、抗性、适应性、穗子形状等基本一致；小区对比试验考种测产结果表明，不育系杂交种的穗粒性状和产量比正常杂交种的相对较好，穗子稍粗大，秃尖短，结实粒数多、百粒重高。这说明在提供足够花粉的情况下，生产上可以利用母本不育系杂交种代替常规杂交种应用。

通过观察宁单27号杂交种的雄穗形态、花期、散粉特性等性状，参照一些研究结果[3]，认为宁单27号大田生产必须保证40%左右的均匀，常规杂交种提供花粉，保证正常授粉结实。即不育系杂交种与常规杂交种的掺和比例以3∶2为宜。

2 宁单27号雄性不育化种子生产技术

2.1 亲本繁制

选择2块符合亲本繁殖隔离条件的肥沃耕地作为繁种基地，分别繁殖宁单27号父母本自交系，在母本隔离区中，按2∶4行比分行并错期种植保持系和不育系基础种子，即同期播种1行保持系和全部不育系，另一行保持系推迟5～7 d播种，保证不育系正常授粉结实。生育期中要严格去除变异株、高大杂株和不育系行内散粉株，收获前去除病株。收获时先收保持系，清理完保持系后，再收获母本不育系，及时晾晒或机械干燥，并去除劣穗和病穗，适时加工、贮存。在收获、拉运、干燥、加工和贮存过程中，都要及时放置标识和标签，做好记录。母本保持系和母本不育系种子全部供制种使用。父本隔离繁殖区种植宁单27号父本PY 213的基础种子，生育期中拔除病、劣、杂株，混合收获、脱粒、加工和贮存，获得PY 213亲本种子，供制种使用。

繁种时做到繁殖1次，多批次使用。尽量减少繁殖代数，减少亲本种性衰退。

2.2 宁单27号杂交种子生产技术

设置1个制种隔离区，按照不育系杂交种与保持系杂交种生产面积3∶2的比例安排制种生产，不育系和保持系分别集中种植，不要插花，及时标记和做好田间记录。父、母本按1∶6行比种植，错期播种，即Ⅰ期2/3父本与母本同期播种；Ⅱ期父本错期5～7 d，在父本行播种剩余的1/3父本，也可在最中间2行母本行间满天星播种Ⅱ期父本。

制种全程要严格去杂去劣，凡是与父母本典型植株性状不符合的株(穗)都必须去除，预测调控花期。不育系母本在花期不需要去雄，只抽除母本中个别花药外露株雄穗；保持系母本要及时、干净、彻底地带苞去除雄穗，严格按照种子生产田间纯度要求标准，在花期天天检查，尤其是检查不育系制种田、干旱和生长不整齐的田块。在7月下旬以后，父本散粉结束、母本花丝萎缩，割除全部父本株。

加强后期管理。成熟后，不育系母本和保持系母本单独收获、拉运、穗选、晾晒、烘干、脱粒、精选、贮存，检测和监控种子质量。每一过程都要及时、准确放置标识或标签，并记录母本类型、生产地块、数量、质量和规格等内容。包衣并按3∶2的比例进行不育系杂交种子和保持系杂交种子的均匀、准确掺和，掺和过程一定要有负责任的专业技术人员严格把关。如果是当作制种、鲜食和爆裂等特用玉米的隔离屏障种植，可直接使用不育系杂交种子。

在每一个操作环节及时、准确记录的基础上，整理并建立种子生产经营档案。对照记录和档案定期检查，做到准确无误。

3 小结

掺和型雄性不育化杂交种在国内的推广应用中曾经出现过一些问题[4]，但都不是技术上出现问题，而是管理不善，掺和比例不适当、将不育系杂交种误发为常规杂交种等，造成田间缺少花粉，影响玉米授粉结实，造成损失。因此，在利用掺和型雄性不育杂交种时，应制定严格的管理制度，专人负责生产、加工、贮存等工作，及时放置标签标识和做好记录工作。

[1]杨国虎,佘奎军,程晋龙,等.高淀粉玉米新品种宁单27号的选育[J].中国种业,2016(2):61-62.

[2]刘纪麟,李小琴,李建生,等.华玉4号雄性不育化育种过程及其种子生产体系[J].玉米科学,2000,8(1):11-14.

[3]李方明,司智成,刘波,等.我国玉米雄性不育应用类型划分、作用及生产应用情况分析[J].杂粮作物,2002,22(1):7-9.

[4]秦泰辰.玉米雄性不育化杂交种加速应用的商榷意见[J].中国农业科技导报,2009,11(3):1-4.

[5]刘纪麟.玉米育种学(第二版)[M].北京:中国农业出版社,2001:257-289.

[6]杨国虎,佘奎军,孙云,等.饲用玉米宁禾0709高产优质制种技术[J].中国种业,2014(7):56-58.

The Male Sterility Breeding Process and Seed Production of High-starch Corn New Variety Ningdan No.27

CHENGJinlong1，SHEKuijun1，MAYun2，YANGGuohu1

2016-07-28

宁夏农林科学院自主研发项目、宁夏科技支撑计划(编号：2012 ZYN 085)；“十二五”农村科技领域国家科技支撑计划(编号：2011 BAD 35 B 01)。

程晋龙(1964—)，男，宁夏人，助理研究员，主要从事主要农作物种子选育、生产和示范推广工作。

杨国虎，博士，研究员，E-mail:ncorngh@163.com。