青贮玉米9889姊妹种改良单交种大京九26的选育及配合力分析

任 伟，侯乐新，郭振升，彭 雷，王方明，张根旺

(1.河南省大京九种业有限公司，河南 商丘 476006; 2.商丘职业技术学院，河南 商丘 476005)

单交种是当前应用杂种优势的主要方式，它具有增产潜力大、农艺性状整齐、制种程序简单等优点，但受自交衰退遗传规律制约，双亲自交系生活力弱，抗灾抗病能力差，制种产量低而不稳。育种家根据杂种优势遗传原理，提出了利用姊妹系间杂交种(简称姊妹种)代替自交系作为亲本的种子生产方法，用这种方式配制出来的杂交种，称为改良单交种。20世纪70年代，美国及欧洲一些国家已广泛利用这种方式生产玉米杂交种。中国学者陈伟程、黄宜祥等对其进行过深入研究[1-4]，并育成中单2号、丹玉13、烟单14号等改良单交种在玉米生产中推广应用，取得了显著成效。

随着我国畜牧业的迅速发展，对青贮玉米的需求量日益加大。大京九26是河南省大京九种业公司育成的青贮玉米单交种，并先后通过内蒙、新疆和国家农作物品种审定委员会审定，在我国青贮玉米主产区得到迅速推广。但该杂交种亲本繁殖系数低，种子生产成本较高，在一定程度上限制了青贮玉米的发展。因此，于2013—2016年进行了9889姊妹种及改良单交种选育的研究，旨在为提高青贮玉米制种产量，为青贮玉米生产提供更多优良杂交种提供依据。

1 材料和方法

姊妹种筛选试验，3行区，小区面积12 m2；改良单交种鉴定、产量比较试验，5行区，小区面积20 m2；改良单交种制种试验，7行区，小区面积28 m2；上述4组试验均采用随机区组设计，3次重复，种植密度除制种试验90 000株/hm2外，其余试验均为70 000株/hm2，田间管理同一般玉米生产及制种田，记载项目如文中述及。选育过程见图1。

图1 9889姊妹种及改良单交种选育过程

2 结果与分析

2.1 青贮玉米姊妹种的产量表现

大京九26是9889×2193杂交组配的青贮玉米单交种。9889自交系以黄改群体为基础材料经系谱法选育而成，它具有株型紧凑，持绿性好，配合力高等优点，但果穗较小，制种产量较低。2013年在海南冬季用保留的26个亲缘系与9889自交系杂交配制成姊妹种。从表1可以看出，姊妹种产量均超过9889自交系，增幅为3.63%～124.0%，平均增产49.5%，经方差分析，F=5 409.88**>F0.01=2.14，表明姊妹种间产量差异极显著。说明在这些姊妹种内有充分的选择余地，可从中筛选出产量较高的姊妹种配制改良单交种，提高制种产量。根据陈伟程等[1]研究结果，姊妹种的产量高于亲本自交系30%～40%，改良单交种的产量与其对应单交种的产量持平或略有提高。据此，从中筛选出D306、D321、D340等6个姊妹种做进一步试验。

表1 26个青贮玉米姊妹种的产量结果

2.2 青贮玉米姊妹种一般配合力相对值的估算

育种实践证明，通过对自交系一般配合力的测定，可以反映自交系本身的利用价值，预测杂交种后代的表现[5]。从对6个姊妹种与9889自交系各性状一般配合力相对效应估算结果来看(表2)，同一性状不同姊妹种间一般配合力相对效应值差异较大，而同一姊妹种不同性状的一般配合力相对效应值不同。D374姊妹种单株鲜质量(6.95)、单株干质量(8.53)和株高(2.93)的一般配合力相对效应值都为较大正向值，说明它是组配专用青贮型改良单交种的优良姊妹种。D340姊妹种单株干质量、单株粒质量、株高和茎粗的一般配合力相对效应值均较高，该姊妹种有可能配出粮饲通用性优良青贮玉米改良单交种。9889自交系单株干质量(6.43)、单株粒质量(3.88)等植株和穗部性状的一般配合力相对效应值多为较大正向值，也是组配青贮玉米单交种较为理想的亲本材料。

表2 青贮玉米姊妹种各性状一般配合力相对效应值

2.3 改良单交种干物质产量的鉴定

从商丘、驻马店2点鉴定汇总结果(表3)来看，6个改良单交种干物质产量在17 057.2～18 861.4kg/hm2。大京九26单交种(CK)为17 924.3 kg/hm2，较CK增产的有2个(3.0%～5.2%)，减产的有4个(-2.2%～-4.8%)。经方差分析，F=157.82**>F0.01=8.47，表明改良种间干物质产量差异达极显著水平，其中D340F干物质产量为18 861.4 kg/hm2，较CK增产5.2%，居第1位；D374F干物质产量为18 466.3 kg/hm2，居第2位。这2个改良单交种与CK及其余参试种干物质产量差异均达极显著水平。显然，D340、D374姊妹种不仅一般配合力高，与父本组配的改良单交种干物质产量也较高。

表3 6个改良单交种的干物质产量

注：不同小、大写字母分别表示差异显著(P<0.05)、极显著(P<0.01),下同。

2.4 改良单交种丰产稳产性分析

高产、稳产是评价一个玉米杂交种优劣的2个重要标准，也是育种工作者十分关注的问题。通过对2016年北方春播8点、黄淮海夏播6点2个生态试验类别分别进行联合方差分析，改良单交种间F值分别为15.981**(F0.01=6.52)和56.89**(F0.01=7.56)；改良单交种×地点间F值分别为21.99**(F0.01=2.69)和10.35**(F0.01=3.17)，均达差异极显著标准，说明不同改良单交种具有不同的干物质产量水平，不同的环境条件又会影响不同改良单交种干物质产量水平的表达。从表4可以看出，D340F改良单交种2组试验的干物质产量分别为29 065.1 kg/hm2，增产3.7%；19 183.8 kg/hm2，增产 4.9%。得出平均干物质产量24 124.45 kg/hm2，比CK平均增产4.2%，达差异极显著标准；其稳产性参数bi、S2di最优。显然，D340改良单交种既高产又稳产，不仅适合北方春玉米区，也适宜黄淮海夏玉米区种植，展示了其广泛的适应性，将其命名为改良大京九26单交种。

表4 改良单交种产量与稳产性参数

2.5 改良单交种植株群体整齐度

从2个生态试验类别14点测定结果来看(表5)，D340F改良单交种较原单交种株高和穗位略有增加，但标准差及变异系数差异不显著。该改良单交种苗期长势强，利于一播全苗和培育壮苗。D340F改良单交种持绿性好，这无疑与田间大斑病等发生较轻有关，其他性状无显著差异。

表5 改良单交种主要性状表现

注：1.北方春播玉米组；2.黄淮海夏播玉米组；3.收获时籽粒乳线的位置。

2.6 改良单交种制种的增产效果

2016年，在甘肃省7个生态点进行了D340姊妹种与9889自交系的制种试验。从表6试验结果可看出，9889自交系制种最高产量达5 462.5 kg/hm2，最低产量4 247.5 kg/hm2，7个试点平均4 816.9 kg/hm2；用D340姊妹种制种最高产量达7 653.0 kg/hm2，最低产量6 247.5 kg/hm2，7个试点平均7 029.2 kg/hm2，较用9889自交系制种平均增产45.9%。经联合方差分析，D340姊妹种与9889自交系制种产量间F=433.648**(F0.01=13.75)，差异极显著。LSD法多重比较，D340姊妹种增产达极显著水平；稳定性参数bi=0.896，S2di=1.562，均优于9889自交系制种，表明利用D340姊妹种制种能取得高产、稳产的效果。

表6 D340姊妹种与9889制种的产量

2.7 姊妹种制种的经济效益估算

选育玉米改良单交种能够提高制种产量，降低种子生产成本，增加制种经济效益。现对D340姊妹种与9889自交系制种进行比较分析及经济效益估算：其一，采用姊妹种制种，亲本繁殖上多了一道程序，制种时亲本成本要多出990元/hm2；其二，姊妹种抽雄集中，制种去雄可少投入1 350元/hm2；其三，产种量按表6试验结果，D340姊妹种产种量平均增加2 212.3 kg/hm2，增值13 273.8元。总计D340姊妹种较9889自交系制种净收益为13 633.8元/hm2。

3 结论与讨论

根据利用远亲杂交产生的强优势提高杂交种产量，利用近亲杂交产生的弱优势提高制种产量的遗传原理[1,6-8]，通过对9889自交系的26个亲缘姊妹系的筛选，6个优良姊妹种所组配改良单交种的鉴定、多点联合试验，最终选育出D340F(改良大京九26单交种)。该改良单交种较原单交种干物质产量平均增产4.2%，制种产量平均增产45.9%，适合在北方春玉米区、黄淮海夏玉米区种植，展示了其广泛的适应性，达到了改良的目的。

为了弄清姊妹种与改良单交种干物质产量的关系，在2015年商丘、驻马店2点改良单交种鉴定时种植了对应姊妹种。经相关分析发现，姊妹种干物产量与改良单交种干物质产量r=0.218>r0.05=0.576，表明二者相关性不显著，这说明姊妹种具有一定的产量优势，但其遗传与自交系相似，改良单交种的干物质产量主要取决于姊妹种与父本自交系的配合力，而不是其自身的产量[3]，这给选育“双高”改良青贮玉米单交种提供了理论支持。

以往研究表明，姊妹系间杂交种的配合力接近于原2个姊妹系配合力的平均数[4,7]，这表明姊妹系间杂交种的基因型与原2个姊妹系仍是一致的，它对产量有利的基因位点的多少和每个位点功能的大小不会有较大的变化。从6个姊妹种一般配合力相对效应值来看，D340姊妹种单株鲜质量、单株干质量、单株粒质量、植株和穗部若干性状多为较大的正向效应值。显然，该姊妹种是组配粮饲通用型改良单交种的好材料，改良大京九26单交种的选育成功就是最好的例证。

改良单交种的亲本繁育需要经过自交系繁殖和配制姊妹种这2个程序，这无疑增加了混杂的机会，应当引起人们的足够重视，尽量选择最佳生态条件和隔离条件集中繁殖亲本，避免生物学混杂，以确保改良单交种的种子质量。

参考文献:

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