高配多抗紫秆玉米自交系XZ 50612的选育及遗传应用分析

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(1.黔西南喀斯特区域发展研究院， 贵州 兴义 562400； 2.贵州省旱粮研究所， 贵阳 550006)

选育新的高配合力优良自交系是玉米杂交种更新换代的前提，玉米自交系的不断创新推动了玉米单产的持续提高[1]；选育配合力高、多抗、适应性广、品质优良、容易制种且植株茎秆为紫色的特异优良自交系是玉米种质改良创新的目标，更是选育杂交种的基础；紫秆植株可作为遗传标记性状，这个性状对知识产权保护有很大的作用。

1 选育背景

玉米自交系的选育必须注意生产发展中出现的新问题[3,5]，紧密结合当地生产及生态环境对品种的要求是种质创新的前提，对选育优良自交系至关重要。由于贵州地形错综复杂，气候生态环境多样，导致生产条件要求高。Suwan种质具有高产、稳产、优质、适应性和抗逆性强等优点。20世纪70年代末，Suwan 1号引入贵州后，应用面积逐步扩大，至今在育种上Suwan种质是不可取代的资源[2]。黔西南州农业科学研究所选育的兴黄单89-2，其父本S 11是从Suwan 1号群体分离选育而来的，这个杂交种在贵州、云南两省玉米育种和生产上具有重要影响，从1995年至今在生产上均表现优质、稳产、多抗等优良性状[5]。兴黄单89-2在生产上如此优异得益于父本S 11的综合表现，该自交系具有配合力高、适应性广、综合抗病性好、植株矮等优点，但结实较差；2005年从菲律宾引进的10个杂交种，其中05-6表现结实性好且抗性优异、植株茎秆为紫色、株型好等特点。根据西南山区生产情况，从挖掘种质优良性状进行改良创新研究着手，对老自交系的不良性状进行不断改良提高，选育出新的优良自交系，是充分利用骨干自交系的有效途径[3]，这种稳中求进的方法，既能保留原有的优良性状，也能对不良性状不断改良。为了解决S 11结实性差的问题，以S 11和菲律宾杂交种(05-6)为基础材料，挖掘基础材料中的优良性状，选育目标为：结实性好、配合力高、株型结构合理、多抗、品质优良、对光温不敏感等系列目标性状，选育出的优良自交系XZ 50612符合既定目标。在基因型研究方面，贵州省旱粮研究所利用包含6万个SNP标记的MaizeSNP 5芯片对XZ 50612及代表我国各类种质(S 11、Suwan 1、T 32、QR 273、双M 9、CML 171、7031、黄早四、5311、B 73、Mo 17、P 178、赞S 122)的14份材料进行了主成份分析。

2 选育过程

优良玉米自交系XZ 50612是利用引进的菲律宾杂交种(自编号05-6)和S 11杂交作为基础材料，经7代自交，于2008年选育而成的。2005年春天在兴义用兴黄单89-2的父本S 11与菲律宾杂交种进行杂交；2005年冬天在冬天自交了10个果穗，收获时单穗脱粒；2006年春天在兴义穗行种植，在吐丝散粉期选择株型好、吐丝散粉协调且开花较早的单株套袋自交，收获时选择综合2个亲本的优良性状，即结实性好、品质优良、植株偏紫秆等15个穗行；2006年冬天在海南把选中的15个穗行种植进行单株自交，在收获、选择时，按以上目标进行选择，至2008年冬天在保证自交株的前提下，开始测配杂交组合，2009年春天进行鉴定，并把配合力高且目标性状理想的穗行定名为XZ 50612。2015年在甘肃张掖种植感光，通过连续3年种植驯化，至2017年植株性状和开花期均不受环境变化而变化。

自交系XZ 50612的选育系谱如下：

3 特征特性

3.1 主成份分析

根据主成分分析的类群划分如图1，可看出XZ 50612的遗传距离在S 11与Suwan 1之间，说明菲律宾杂交种含有Suwan血缘，与Suwan种质归为一类，这结果与材料的系谱来源一致。

3.2 植物学特征

XZ 50612幼苗长势强，叶色绿，叶鞘紫色，叶缘紫色。叶片挺举、有条纹，株型半紧凑，株高236 cm，穗位高93 cm，全株叶片数18片，茎杆后期呈紫色，植株整齐一致；雄穗一次分枝12个左右，雄穗最低侧枝位以上主轴长30 cm，最高侧枝位以上主轴长23 cm，雄花护颖为紫红色，花药为紫红色，雌花为红色；果穗为筒形，穗长16 cm，穗粗5.0 cm，穗行数16行，千粒重385 g左右，籽粒黄色、硬粒型，穗轴白色[4]。该系通过贵州省旱粮研究所2015年开始在甘肃张掖连续3年的驯化，在贵州兴义、贵阳，海南三亚、甘肃张掖不同生态气候条件下均表现雌雄协调、雌穗吐丝和雄花散粉均正常，籽粒结实性也好。

注：PC 1、PC 2分别代表第一主坐标和第二主坐标。图1 基于主成分分析的类群划分结果

3.3 配合力高

XZ 50612与Reid类群及其改良系组配出了一批优良杂交种，其一般配合力和特殊配合力均高，如兴农单5号、北玉1521等品种表现出配合力高并应用于生产。

3.4 综合抗病能力强

经人工接种鉴定，XZ 50612抗茎腐病为1级、抗灰斑病为2级、抗大斑病为1级、抗小斑病为1级、抗锈病为3级，抗丝黑穗病为2级，抗纹枯病为3级，抗穗腐病为3级，综合抗病能力强。

3.5 品质优良

XZ 50612的籽粒为硬粒型、整齐亮泽，商品性好，加工品质优良，角质率高；组配的品种兴农单5号容重780 g/L。

3.6 株型结构合理，秆硬抗倒

XZ 50612的株高和穗位适中，株型为半紧凑，繁茂度适中，穗上叶片较上冲，着生角度理想，植株结构分布合理，有利于提高光能利用率。组配出的杂交种在不同密度条件下种植均能表现稳产，在我国西南3 200～5 000株/667 m2均表现抗倒性强，没有发现空秆现象。

3.7 生育期适中，适应性强

XZ 50612属中熟型自交系。能组配出早、中、晚熟玉米杂交种，在西南高、中、低海拔玉米生态区均可广泛使用。

4 应用前景分析

玉米自交系XZ 50612集双亲的优良性状，遗传了“菲律宾杂交种(05-6)”的结实性、品质、紫秆和抗逆性强等特点，S 11的配合力、抗性、适应性、苞叶封闭性及株型等特点。XZ 50612表现出的突出特点：植株为紫秆，配合力高，综合抗病能力强、抗倒伏，雌雄协调，株高穗位适中；经连续3年在甘肃张掖驯化后，植株性状和开花期不受环境影响、生育期适中、光温不敏感[5]。

由于S 11的利用在贵州省乃至西南玉米育种和生产上的影响大，而在此材料背景下选育成XZ 50612将对贵州省乃至西南玉米品种构成发挥巨大潜力，继兴农单5号(黔审玉2015005号)审定后，它已被省内外多家研究所和种业应用，部分组合已经在生产上应用，后续优良组合一批，如组配的北玉1521、黔1808、黔1264、黔9012、金玉16、QB 1148×XZ 50612等组合正在参加区域试验(国家或地区绿色通道和联合体)、预备试验和多点试验。用该系组配的组合有如下遗传特点：籽粒偏硬粒型；植株茎秆后期为紫色；果穗与茎秆夹角较大，在生产上的感观较好。

总之，XZ 50612一般配合力较好，商品品质好，熟期适中且熟相好，抗多种病害，易于制种，植株是紫秆的特异自交系；从现在生产上和参加试验的组合表现看，该系在生产应用方面潜力较大，遗传育种研究方面是一份优异的种质资源。