躬耕玉米田 选育大品种

王涵

玉米是我国种植面积最大和总产最高的粮食作物，被称作“饲料之王”。它不仅对国家粮食安全尤其是饲料粮至关重要，还进一步关系着肉、蛋、奶等食品安全。同时，玉米作为种业市值最高的作物，早已成为国际种业巨头的主要竞争焦点。

出生在农家的赵久然，从小就常到玉米田干农活，耳濡目染，对玉米有了较多的感性认识，但饱饱地吃上一顿玉米饼子也不是一件常有的事。1986年，他研究生毕业，被分配到北京市农林科学院从事玉米科研工作，开始真正与玉米结缘。他没有像很多同学、同事那样选择考托出国，而是主动提出到条件比较艰苦但却是玉米主产区的北京市延庆县下乡蹲点从事玉米科研，一干就是6年。

这期间，赵久然不仅完成了多项研究任务，更重要的是，他深刻认识到了良种的重要作用。它不需增施肥料和增加投入，就能显著提高产量和品质。它也是农民最需要和最易推广应用的技术。同时，赵久然也深刻体会到一个能够大面积推广的好品种，不仅要高产，更要能抗逆稳产，还需要好的种子质量和相应的良种良法配套技术。这些来自生产上的切身感受和体会都深深融入到他的脑海甚至血液中。

自主创新，要比国际巨头洋品种更优更好

进入新世纪，我国加入世界贸易组织，更加开放地走向世界。作为全球第二大玉米生产国和种业市场，国际种业巨头也纷至沓来，参与中国的玉米种业市场竞争。某国际种业巨头凭借其上百年的产业先发优势和科研积累，在我国重磅推出其“拳头”品种，很快就成燎原之势。许多企业和育种单位纷纷败下阵来，大搞模仿育种，导致玉米杂优模式单一，种质基础狭窄、品种雷同近似同质化问题。在这种情况下，赵久然深入观察，发现国外品种在产量、品质等方面相较我国之前的品种确实具有明显优势，但在抗倒伏、耐高温、抗斑病等抗逆抗病方面还处于劣势。同时他通过对我国本土玉米种质的长期研究，发现源自于我国地方农家的“黄改系”种质，对我国的气候、土壤和生产条件已比较适应，对多种病害和非生物逆境也具有较好的耐受性。因此赵久然确立了将我国黄改群种质“多抗广适”与国外优新种质“高产优质”两者优势相结合的育种组配思路。同时他也意识到未来的节本增效绿色生产对抗病虫节药、耐干旱节水、耐瘠薄节肥等将有更高需求。

有了好的设想思路和明确的方向目标，接下来就是如何更好更快地去实现。赵久然率领一支年轻实干的团队，首先确定用3个黄改群骨干自交系为测验种，分别对经过表型精准鉴定的多个外引杂交种进行测试，鉴选出与黄改系有强优势，并具有高产优质综合性状的X1132x作为优新种质材料，通过混合授粉将其构建为母本选育基础群体。同时利用上述3个黄改群自交系构建了父本选育基础群体。

赵久然介绍，确定基础选系材料很重要，但选系过程和方法也很重要，真正体现着“细节决定成败”。对此他们在多年育种实践基础上创新出“高大严（高密度、大群体、严选择）”玉米自交系选育新方法。首先是高密度，改变传统育种每亩3千多株的低密度选系，提高早代选系群体密度到6千以上，加大环境胁迫，强化选择压力，增强选育自交系抗逆性。其次是大群体，增大S1世代选系群体到3千株以上规模，在大群体中优中选优，实现从“百里挑一”到“万里挑一”，增大选中优良个体概率。第三是严选择，严格选择标准，坚决淘汰生产中可能导致严重减产隐患的不良性状，并变换不同选系世代的选系地点，扩大对生态区和生产条件的适应性。S1在东北春玉米主产区吉林选系，S2在黄淮海夏玉米主产区河南选系，S3在春、夏玉米交汇带的北京选系，S4在海南热带南繁育种基地选系，S5在我国主要繁制种基地甘肃进行易制种性状鉴定和测试。严格鉴选、坚决淘汰不良个体和穗行；特别注重严选母本果穗粒数、容重、出籽率和父本散粉持续期等性状，并在S0、S3、S6三个关键期进行配合力测定；结合分子标记进行遗传背景和位点纯合度选择，提高鉴选效率和准确性。

天道酬勤，赵久然率领团队终于用智慧加汗水创制选育出京724等20个配合力高、品质优良、自身产量高、穗粒数多的优良母本自交系，以及京92等6个抗逆性强、散粉性好的优良父本自交系。他们进一步将常规育种与现代分子生物学技术结合，利用覆盖玉米全基因组的40对SSR核心引物和MaizeSNP3072芯片，对选自母本基础群体的系列自交系进行亲缘关系及群体遗传结构分析，结果表明京724、京725、京464、京D9H等系列自交系之间遗传距离较近，而与其它已经明确的黄改群等7个类群遗传距离均较远，可单独聚为一群，成为一个新的核心种质群，并命名为“X群”。同时探明了京724等X群自交系与京92等黄改群自交系杂种优势最强，创新出“X群×黃改群”这一新的杂优模式，已成为当前我国东华北春玉米及黄淮海夏玉米的重要杂优模式。他们以该模式为基础，组配出京科968（京724×京92）等系列强优势杂交种。经过在多个不同生态区进行多年多点严格测试，这些品种表现出具有高产优质、多抗广适等突出优点；又经过国家农业部统一组织的上百个点次品种区试和生产试验证明，京科968在丰产性、稳产性、品质、抗性等各方面均表现突出，达到了国家审定标准，于2011年通过国家审定。其中产量平均比对照增产10%以上，并在生产中创造了亩产1362.07kg机械实收籽粒高产纪录。主要品质指标均达国标一级；对大斑病、丝黑穗及茎腐病等5种主要病害均达中抗以上，对玉米螟，红蜘蛛等害虫具有广谱抗性，并对干旱、盐碱、瘠薄、寡照、低温等多种逆境有良好耐抗性。

步履不停，推进品种产业化和大面积推广

品种通过审定仅是重要的第一步，如果到此为止，将审定证书锁在档案柜中束之高阁，就不能产生其应有价值。赵久然对此深有体会，为了加快产业化应用，他们创建了京科968玉米新品种研发“1+N”科企联合体。于2012年联合中种集团、德农种业、登海种业、屯玉种业、现代种业5家国内骨干种子企业，另有北京农科院种业参与，至2016年变更为北京顺鑫农科种业，形成“1+6”京科968研发联合体；2019年又增加安徽丰大种业，形成“1+7”联合体。北京市农林科学院玉米研究中心负责种质创新和新品种选育，提供高质量原种亲本、配套制种和栽培技术、全程技术指导及培训等。

为进一步提高制种产量和质量、降低成本，他们还创制出不育性彻底且稳定的S型雄性不育新种质和骨干亲本不育系，建立了京科968等雄性不育三系配套杂交制种、优质高产种子生产体系。经多年试验和大面积生产验证，其不育化杂交种在产量、抗性及其它农艺性状方面与常规制种生产的杂交种子大田表现相同或更优。每亩可节省了常规制种人工抽雄所需的2个人工，并消除了因去雄不及时跑粉自交所导致的质量隐患。实现制种亩产全面达到500kg以上，大面积达600kg以上，最高达到782.6kg。种子纯度、净度、发芽率、水分等质量指标均达国标一级，特别是发芽率≥95%，为全面实现单粒精量播种提供了高质量种子保障。他们还根据京科968多抗广适的优良特性，研发建立了以“适时早播、单粒精播、中等密度、氮肥减施”为核心的绿色高产栽培技术体系，制定《京科968绿色高产栽培技术规程》，指导和规范各企业大规模制种和大面积示范推广。

京科968由于具有“高产优质、多抗广适、易制种”等综合优点以及在大规模制种和大面积生产中的出色表现，得到了众多种企和广大农户的认可和赞誉。其推广应用面积迅速扩大，自2016年以来成为我国年种植面积超2000万亩的主导大品种，累计推广超过1亿亩，这在我国玉米育种历史上也仅少数几个。在增产粮食100多亿公斤增创巨大社会效益同时，7家种企开发京科新品种新增销售额38.49亿元，成果单位也获得了较好的成果转化收益。其被农业部连续5年遴选为主导品种，被誉为“我国近十年来作物育种标志性成果”“可以国外巨头抗衡的品种”；入选科技部国家“十二五”科技攻关重点成果。此外他们还利用创新的“X群×黄改群”杂优模式培育出京科系列新品种31个，获国家发明专利及植物新品种权26项；发表论文41篇；制定部颁标准1项。

“中国人饭碗里的粮，要有属于自己的好品种。”这是赵久然团队立足岗位持续创新，不断育出更多更好品种，也是他们继续为之奋斗的不竭动力。

赵久然，现任北京市农林科学院玉米研究中心主任，研究员，兼任农业农村部玉米专家指导组组长，中国作物学会副理事长、北京作物学会理事长等。他培养和带领了一支年轻科研团队，主持选育京科系列玉米新品种，已累计推广2亿多亩。其中，京科968成为我国年种植超2000万亩主导大品种之一，京科糯2000多年来一直是我国种植面积最大的鲜食玉米品種；研发玉米标准DNA指纹库构建关键技术及核心引物试剂盒、生物芯片等，形成6项国家或行业标准，多项发明专利。研究发布我国玉米重要核心种质黄早四全基因组序列，全球首次完成中国玉米骨干自交系的denovo测序和基因组解析；创制新的S型雄性不育系，研发多个主推品种雄性不育化制种技术等。入选全国农业科研杰出人才；曾获中国种业十大杰出人物、推动“北京创造”十大科技人物等。