优良糯玉米骨干自交系QN-51 的选育及利用
2019-12-25胡俏强潘玖琴秦吉洋吉善良赵元凤刘玉金戴惠学
胡俏强 潘玖琴 钱 俊 秦吉洋 吉善良 赵元凤 刘玉金 戴惠学
(1 江苏润扬种业股份有限公司,仪征 211400;2 南京市蔬菜科学研究所,南京 210042;3 仪征市作物栽培技术推广站,仪征 211400)
糯玉米(Zea maysL.sinensisKulesh)为玉米属糯质型玉米亚种,是受隐性基因wx控制的玉米突变类型。糯玉米胚乳所含淀粉几乎全部为支链淀粉,富含人体必需的赖氨酸及多种维生素等营养成分,因其适口性好且具有甜、糯、香的风味和易于消化吸收的特点倍受消费者的青睐,近年来其市场需求越来越大[1]。优良杂交糯玉米品种的选育必须以自交系为基础[2],正确选择亲本自交系以及组配出优良组合是糯玉米杂交育种工作成败的关键[3]。由此可见,糯玉米育种工作中的核心任务就是优良自交系的选育,而种质资源的广泛引进研究和改良创新是糯玉米自交系选育的基础,也是提高糯玉米杂交种品质、产量和抗性水平的重要环节[4-5]。目前对生产上综合表现优良的糯玉米种质进行改良、创新,拓宽种质基础,仍然是选育优良糯玉米自交系的重要手段,同时也是提高糯玉米育种水平最为快捷有效的方法。QN-51 是南京市蔬菜科学研究所等单位以引进的不同来源糯玉米品种渝糯930、苏玉糯901、苏玉糯639、玉农晶糯和桂糯519 为基础材料选育而成的品质优良、配合力高、抗逆性好的糯玉米骨干自交系;以其为母本已配制出通过审定的糯玉米杂交种3 个、苗头新品系1 个。本文对其选育经过、特征特性、种质创新、杂交利用等进行论述,旨在为选育优良糯自交系和选配杂交种提供参考。
1 选育过程
2010 年春季将引进的不同来源和生态区域的糯玉米品种渝糯930(国审玉2012017)、苏玉糯901(国审玉2012018)、苏玉糯639(国审玉2010018)、玉农晶糯(赣审玉2009002)和桂糯5199(桂审玉2008017 号)在南京种植,收集各品种等量花粉混合均匀后分别进行授粉;同年秋季,在每个品种混合授粉收到的种子中选择色泽亮丽的白色籽粒,各种植20 株后按照春季方法再次混合授粉;2010 年冬至2012 年冬分别在江苏南京和海南三亚分穗行种植,根据植株性状、抗逆性、果穗性状和品质性状等进行选择后连续自交7 代;2013 年春育成并定名为QN-51。
2 特征特性
QN-51 幼苗叶鞘紫色,叶色浓绿,植株健壮,株型半紧凑;南京地区出苗至成熟95d 左右,出苗至抽雄55d 左右;株高163cm,穗位高58cm,茎基部粗2.6cm,总叶片数18~19 片;果穗外观品质佳,苞叶紧实、浓绿,圆锥形,穗型粗大,籽粒大且饱满,结实到顶不秃尖,果穗长14.8cm,穗粗3.9cm,穗行数14~16 行,行粒数30 粒左右,百粒鲜穗重32g、干重22.8g,穗轴白色,籽粒亮白,糯质、硬粒型;抗大、小斑病及纹枯病等多种病害。
3 种质创新与育种利用
项目组以QN-51 直接作为母本已育成晶彩糯、晶彩甜糯、晶白甜糯、晶彩甜糯2 号等玉米新品种(系)4 个,利用其衍生系已育成晶彩糯2 号(表1)。
表1 QN-51 及其衍生系作母本配制的新品种(系)
3.1 QN-51 种质改良创新 通常情况下,普通玉米自交系的选育多利用窄基杂交种自交选系[6],糯玉米自交系选育也同样适用。通过QN-51 与某些优质、抗逆或高产的种质资源组配形成窄基杂交种,再以此作为基础材料,选育出的糯玉米自交系在品质、抗性或产量方面均可得到明显的提升。实践证明这种选系方法是糯玉米育种快捷有效的方法,能加快糯玉米新品种的育种进程。
自选系N15-01 即为QN-51 与彩甜糯玉米品种彩甜糯6 号杂交选系而成。具体选育过程:彩甜糯6 号开放授粉后选择白色糯质籽粒与QN-51 杂交后结合籽粒性状、植株抗性等筛选,连续自交后育成的稳定自交系。由其作为母本选育出的糯玉米新品系晶彩糯2 号,在品质、产量和抗性方面均表现突出。
此外,项目组正在利用的QN-51 改良的其他衍生系一般表现为株型半紧凑,植株、穗位高适中,抗倒、抗病性好,果穗大,籽粒糯性好,品质优,一般配合力高,适宜作母本。
3.2 QN-51 作母本配制新品种的特征特性 由表2 可知,以QN-51 为母本配制的糯(甜糯)玉米新品种(系)的果穗长18.1~20.2cm、穗粗4.6~4.7cm,穗行数13.6~14.3 行,是糯玉米品种较为理想的果型。
表2 QN-51 作母本配制新品种的特征特性
3.3 QN-51 作母本配制新品种的产量分析 由表3 可知,晶彩糯、晶彩甜糯、晶白甜糯3 个新品种较对照品种苏玉糯5 号均增产5%以上,其中晶白甜糯3 年平均产量最高,为878.7kg/667m2,比CK 增产高达13.7%。
表3 QN-51 作母本配制新品种的产量
3.4 QN-51 作母本配制新品种的品质及抗性鉴定由表4 可知,3 个新品种综合食用品质和抗性表现均较好,支链淀粉/总淀粉均大于97%,皮渣率为10.8%~11.7%,其中晶彩甜糯品质最好,综合评分达到88.1 分;田间自然发病调查结果显示,3 个新品种均中抗大斑病、纹枯病和粗缩病,其中晶彩糯表现为抗小斑病,其他2 个品种则感小斑病;经中国农业科学院作物科学研究所接种鉴定结果表明,3 个新品种均感小斑病、高感粗缩病,其中晶彩糯中抗茎腐病、纹枯病,感大斑病;晶彩甜糯中抗大斑病,抗茎腐病,感纹枯病;晶白甜糯中抗大斑病、茎腐病,感纹枯病。
4 选育的几点思考
糯玉米自交系QN-51 遗传基础丰富,具有较强的一般配合力,优质、抗逆性好,对当地各种玉米主要病害抗性较好,可广泛用于糯玉米育种研究。
4.1 重视不同类型种质资源的收集利用 位于西南生态区的云南、贵州、广西以及四川是我国糯玉米的起源中心及地方优质品种分布最为集中的区域,理所当然成为资源收集的重点区域。地处长三角的苏南地区以及同处东南生态区内的其他地区,是我国糯玉米品种消费又一集中的区域。我国幅员辽阔,糯玉米品种类型多样,不同生态类型种质资源的收集利用,应当引起育种者更高的关注。
表4 QN-51 作母本配制新品种的品质及抗性鉴定
4.2 加强种质改良创新方法的研究 我国是糯玉米的起源中心,糯玉米种质资源丰富。目前糯玉米自交系的选育过程中常规的二环系选系法往往出现品质或性状不良、配合力不高等问题。今后糯玉米选系可借鉴QN-51 选育经验,采用不同生态区的不同类型种质资源构建基础群体,再经过农艺性状、抗性选择,结合配合力测定,通过多代选择实现多种质优良性状聚合,构建目标性状基因库,培育具有多种优良性状的糯玉米新自交系。同时以骨干自交系为种质资源,有针对性地对其进行改良和创新,充分挖掘潜能,能丰富和拓宽糯玉米种质基础,促进其在生产上的进一步应用,对加快培育优良的糯玉米杂交种可以起到极大的促进作用。
4.3 分子育种技术在糯玉米种质资源利用方面的研究 利用分子育种技术,创建和改良鲜食玉米核心种质,选育优质、高产、抗逆和资源高效利用的甜糯玉米自交系是当前鲜食玉米育种的迫切需求。发掘和精细定位抗病、品质等重要性状基因,获得紧密连锁的分子标记,采用分子标记辅助选择技术,分析育种群体,对目标基因实施定向选择和累加,开展抗病、优质基因的聚合育种技术研究,建立糯玉米分子育种技术体系,实现鲜食玉米育种理论和关键技术的突破。