玉米自交系导入集聚育种法选育技术

吴清涛

摘   要：运用导入集聚法导入新的高产抗病基因，选育出T872、T459、T702、T2721、T3401及金阳光6号、金阳光7号、吉利198、金阳光9号等一批优良玉米自交系和杂交种，克服不断变化的玉米生产逆境，促使玉米持续稳定地增产。主要介绍了玉米自交系和杂交种导入集聚育种法选育方法及步骤。

关键词：玉米自交系;集聚育种法;选育技术

文章编号： 1005-2690（2020）16-0041-02       中图分类号： S513       文献标志码： B

黄淮海夏玉米区是全国最大的玉米集中產区，玉米播种面积占全国玉米面积的32.7%，总产量占全国的35.5%。该区经常发生春旱夏涝，且种植制度复杂，玉米病毒病、粗缩病和大小叶斑病、茎腐病、锈病等较重。目前该区推广的玉米杂交种60%以上为郑单958及其近缘品种，由于种质资源过于集中和不断退化，生产上迫切需要导入新的高产抗病基因，从而克服不断变化的玉米生产逆境，促使玉米持续稳定地增产。

郯城县种子公司运用导入集聚法选育出T872、T459、T702、T2721、T3401等玉米自交系，利用上述自交系培育出金阳光6号、金阳光7号、吉利198和金阳光9号等高产优质抗病玉米新品种，通过多年多点试验，均比郑单958具有更突出的丰产性、稳产性、抗病性和品质。

1   目前国内外玉米自交系选育背景

目前国外对玉米种质资源的引进、改良很重视，国内则起步较晚。国外对外来抗病基因的导入有两种方法，第一种是回交导入，第二种是利用转基因技术将其他物种的基因导入玉米中。现阶段我国还没有开放玉米转基因市场，广泛采用的育种方法是二环系选育，同时也有少部分育种者采用回交导入抗性基因的方法，但这种导入后自交分离的方法，基因分离太快，有利基因和不利基因连锁不易被打破，在后代分离的过程中，极易丢失有利的抗性基因，很难选育出集多种抗病性和高配合力于一体的优良自交系。

2   玉米自交系和杂交种导入集聚育种法选育方法及步骤

2.1   选育方法

针对目前玉米自交系回交导入抗性基因后自交分离过程中基因分离太快，有利基因和不利基因连锁不易被打破，且极易丢失有利的抗性基因，很难选育出集多种抗病性和高配合力于一体的优良自交系的问题，利用当地主导种质自交系作为轮回亲本，以含有热带抗病、耐旱种质基础等抗性较好的自交系作供体，以一年两代山东、海南两地穿梭加代育种，采用早期回交导入和小群体混合及自花授粉方法，在分离群体内选择优良抗病单株进行混合授粉，增加有利基因的频率，收获授粉结实率提高10%以上，且抗锈病、抗大斑病、抗茎腐病的单株。再将上一季收获的各单株籽粒单粒种植，进行优良单株自交授粉，成熟期收获授粉单株。如此一季混合授粉、一季自交授粉，代代交替进行，将种质改良与自交选育结合起来，将抗病有利基因导入集聚累加到一个自交系中，选育出具有较强适应性和配合力稳定的自交系[1-4]。

2.2   具体技术步骤

（1）第一年用本地区主导种质自交系A（昌7-2、郑58等），与具有热带抗病、耐旱种质的自交系B（178、78599等）杂交，即得A/B。

（2）用主导自交系A作轮回亲本，将A/B回交A，即得A/（A/B）。

（3）A/（A/B）单粒播种，在高温高湿干旱逆境条件且6 000株/667 m2的高密度下，雌雄协调的单株进行混合授粉，成熟期只收获授粉结实率比自交系A提高10%以上，且锈病低于3级、大斑病低于5级、茎腐病发病率为10%以下的单株。

（4）将上一季收获的各单株籽粒单粒播种，授粉期间，选择逆境条件且6 000株/667 m2的高密度下，雌雄协调的单株进行单株自交授粉，成熟期只收获授粉结实率比自交系A提高10%以上，且锈病低于3级、大斑病低于5级、茎腐病发病率为10%以下的单株。

（5）如此重复步骤（3）和步骤（4），一季混合授粉、一季自交授粉，代代交替7～8季，初步筛选出抗逆性强、稳定性好、综合性状优良的自交系A1-An。

（6）将步骤（5）筛选出的自交系A1-An为父本与标准测验种C为母本杂交，将杂交种子在主产县多点种植小区品系比较鉴定，筛选出一个比主导自交系A耐热耐旱耐湿、抗病性强、配合力强、授粉结实率90%以上的自交系A1。

经导入集聚的自交系A1为父本与标准测验种C为母本杂交，并杂交测配育成高产优质多抗玉米杂交组合（A1/C）。

3   玉米自交系和杂交种导入集聚育种法效果

经导入集聚法选育的自交系与当地主导自交系昌7-2、郑58等经杂交利用验证，其显著的效果有以下几方面（表1）。

3.1   抗病性显著提高

选育品种抗大斑病，特别对锈病的抗性达高抗水平，克服了黄淮海地区主栽玉米品种郑单958高感锈病的弱点。

3.2   耐热耐湿耐旱

授粉结实率比自交系A提高10%以上，秃尖少，抗茎腐病和青枯病。

3.3   品质优良

利用T872杂交选育的金阳光6号（审定编号：鲁农审2011001号）赖氨酸含量高达0.34%;利用T459杂交选育的金阳光7号（审定编号：鲁农审2012001号）粗淀粉含量高达75.2%;利用T395杂交选育的吉利198（审定编号：鲁农审2015009号）粗蛋白质含量高达11.1%;利用T2721杂交选育的金阳光9号（审定编号：鲁审玉20160005）赖氨酸含量高达1.80 μg/mg。

3.4   增产显著

金阳光6号参加2008—2009年山东省夏玉米品种区域试验，两年平均产量684.9 kg/667 m2，比对照郑单958增产6.2%;2010年生产试验，平均产量为572.8 kg/667 m2，比对照郑单958增产5.3%。

金阳光7号参加2009—2010年山东省夏玉米品种区域试验，两年平均产量634.4 kg/667 m2，比对照郑单958增产8.6%;2011年生产试验，平均产量为559.4 kg/667 m2，比对照郑单958增产6.5%。

吉利198参加2012—2013年山东省夏玉米品种区域试验，两年平均产量685.5 kg/667 m2，比对照郑单958增产6.4%;2014年生产试验，平均产量为703.9 kg/667 m2，比对照郑单958增产5.1%。

金阳光9号参加2013—2014年山东省夏玉米品种普通组区域试验，两年平均产量702.1 kg/667 m2，比对照郑单958增产4.2%;2015年生产试验，平均产量709.5 kg/667 m2，比对照郑单958增产6.8%。

4   玉米自交系导入集聚育种法具体实施实例

自交系T459的选育过程如下。

（1）2000年在海南用Reid系统的玉米自交系郑58与具有热带抗逆热带种质的78599自交系杂交，即郑58/78599。

（2）2001年在海南用郑58作轮回亲本，将（郑58/78599）回交郑58，即郑58/（郑58/78599）。

（3）2002年夏季在山东将郑58/（郑58/78599）选育后代进行单粒播种，在高温高湿干旱条件下及在6 000株/667 m2的高密度下，选择雌雄花集中开花时间不相差2 d的單株进行混合花粉授粉，成熟期对人工混合授粉后的单株再进行选择，只收获授粉结实率比郑58提高10%以上，且比郑58抗锈病、大斑病、茎腐病的单株。

（4）2002年冬季在海南将上一季收获的各单株籽粒播种，在高温高湿干旱条件下及6 000株/667 m2的高密度下，选择雌雄花集中开花时间不相差2 d的单株进行自交授粉，成熟期对自交授粉后的单株再进行选择，只收获授粉结实率比郑58提高10%以上，且比郑58抗锈病、大斑病、茎腐病的单株。

（5）2003年夏季在山东混合授粉，2003年冬季在海南自交授粉，这样代代交替进行。

（6）2004年夏季在山东及当年冬季在海南选育出37个稳定的自交姊妹系（T451-T488）。

（7）2004年冬季在海南将经导入集聚的郑58/（郑58/78599）后代37个稳定的自交系（T451-T488）分别与标准测验种T702杂交。

（8）2005—2006年夏季经多点鉴定，从37个郑58/（郑58/78599）后代自交系中筛选出比郑58抗锈病和大斑病及配合力强的自交系T459。

（9）2005年冬季在海南将经导入集聚的T459自交系作父本与标准测验种T702作母本杂交，并在测配的基础上育成金阳光7号。

参考文献：

[ 1 ] 张世煌，彭泽斌，袁立行，等.玉米杂种优势与我国玉米种质扩增、改良与创新[J].中国农业科学，2000，33（增刊）：34-39.

[ 2 ] 刘纪麟.玉米育种学：3版[M].北京：中国农业出版社，2004.

[ 3 ] 石桂双，王国栋，吕东梅，等.玉米杂交种主要农艺性状的通径分析[J].种子科技，2007（5）：49-50.

[ 4 ] 王懿波，王振华，王永普，等.中国玉米主要种质的改良与杂优模式的利用[J].玉米科学，1999，24（6）：1-8.