热带亚热带玉米杂交种产量性状与云南立体生态环境互作分析

蒋辅燕 徐春霞 陈洪梅 张培高 汪燕芬 姚文华 罗黎明 王晶

摘要 利用7个CIMMYT亚热带玉米自交系与1个热带Suwan1优良自交系杂交，产生7个杂交组合，分别种植于云南19个不同的气候环境区域并进行鉴定。结果表明，各试点产量由高到低依次为宣威、石林、昭阳、昭通、楚雄、保山、大理、大姚、沧源、文山、墨江、曲靖、陇川、怒江、砚山、广南、普洱、会泽、德宏;各杂交组合在所有试点平均产量表现依次为YR806、YR803、YR801、YR805、对照（CK）、YR802、YR807、YR804，YR806（Suwan1×REC）高产性和稳产性表现最好，说明“Suwan1×REC”为较有利用潜力的杂优模式;所有杂交组合在石林、宣威、文山和砚山4个试验点表现均比对照品种增产;各组合在不同是生态环境区域产量表现差异显著，可根据各个生态区域选择适合的品种。

关键词 CIMMYT;玉米种质;Suwan1;生态环境

中图分类号 S 513  文献标识码 A

文章编号 0517-6611（2021）14-0029-05

Abstract Seven hybrid combinations were obtained by hybridization of 7 CIMMYT subtropical maize inbred lines and 1 tropical Suwan1 inbred lines.They were planted in 19 different climatic environments in Yunnan for identification.The results showed that the yield performance of each pilot was in the order of Xuanwei >Shilin>Zhaoyang>Zhaotong>Chuciong>Baoshan>Dali>Dayao>Cangyuan>Wenshan>Mojiang >Qujing >Longchuan >Yanshan >Guangnan >Puer >Huize >Dehong.The average yield performance of each hybrid combination in all pilots was in the order of YR806>YR803>YR801>YR805> CK >YR802>YR807>YR804.Among them，YR806 （Suwan1×REC） showed the highest and the most stable yield，showing that “Suwan1×REC” was a hybrid model with good utilization potential.All hybrids showed higher yield than CK at Shilin，Xuanwei，Wenshan and Yanshan experimental sites.The yield performance of each combination was significantly different in different ecological regions，and suitable varieties could be selected according to each ecological region.

Key words CIMMYT;Maize germplasm;Suwan1;Ecological environment

基金項目 国家重点研发计划“粮食丰产高效科技创新”专项（2017YFD0300303-5）;国家重点研发计划“七大作物育种专项”专项（2016YFD0101206-2）。

作者简介 蒋辅燕（1987—），男，云南丘北人，助理研究员，在读博士，从事玉米遗传育种工作。*通信作者：徐春霞，研究员，硕士，从事玉米遗传育种工作;陈洪梅，研究员，博士，从事玉米遗传研究。徐春霞和陈洪梅为共同通信作者。

收稿日期 2020-10-28

云南地处中国西南边陲（21°8′32″～29°15′8″N，97°31′39″～106°11′47″E），地势西北高东南低，海拔高差异常悬殊。最高海拔为6 740.0 m，最低海拔仅76.4 m，海拔高低相差6 600.0 m 以上。云南地貌高原波状起伏，山峡谷相间，地势阶梯递降，断陷盆地错落，江河纵横、湖泊棋布。错综复杂的地理地貌差异造就了云南丰富多彩的立体气候生态环境，同时也成为各种玉米病虫害滋生的沃土。我国玉米种质基础狭窄早已是玉米育种界的共识，玉米品种间同质化非常严重。导致玉米产量很难有较大增长。同时抗逆性下降，存在各种病虫害大面积爆发的潜在危害。Suwan1群体是泰国以包括古巴lJ、古巴Gr、波多黎各Grl、加勒比硬质综合种、Tiquisate在金黄玉米×加勒比综合种、AmarilloDentado等世界著名种质资源在内的36份优良热带、亚热带和温带种质组群改良而成，其籽粒商品品质好、抗病虫害强，抗倒伏，耐涝、抗旱力强，具有较高的一般配合力效应[1-3]。国际玉米小麦改良中心 （CIMMYT）玉米种质具有丰富的遗传多样性，广泛应用于世界各地，适应性广、抗逆性强的优点备受玉米育种家的青睐。陈洪梅等[3-4]研究表明，Suwan1种质和CIMMYT种质具有较高的一般配合力（GCA），利用CIMMYT种质改良的我国温带玉米种质与Suwan1种质具有较强的杂种优势。鉴于此，笔者利用7个CIMMYT优良玉米自交系与1个Suwan1群体选育的优良骨干自交系进行杂交，将产生的7个杂交组合种植于云南19个不同的气候生态环境区域进行鉴定，通过对产量性状的测定，观测各个杂交组合对各生态环境的响应，选育出适宜各生态区及相似生态区的高产、高抗、优质玉米新品种，为更好利用CIMMYT玉米种质提供参考。

1 材料与方法

1.1 供试材料 选用1个热带自交系TML139为母本，7个亚热带自交系为父本。前者是以从泰国引进的Suwan1群体为基础材料，经过连续7代自交选育产生的优良自交系。后者来自国际玉米小麦改良中心（CIMMYT），并经过昆明、砚山、景洪和德宏等不同生态环境区域穿梭育种鉴定选育的玉米自交系（分别编号为：CL01～CL07）。以TML139為母本，7个亚热带自交系为父本，于2016年夏季在砚山县基地杂交组配产生7个杂交组合YR801、YR802、YR803、YR804、YR805、YR806、YR807（表1）。

1.2 田间试验设计

试验采用随机区组设计，2次重复，每小区4行，等行距种植，行长5 m，行宽 0.8 m，每行种24株，单株留苗，种植密度为6万株/hm2，收获小区中间2行测产量，以当地主推品种为对照（CK）。试验分别种植于文山、曲靖、昭通等19个不同生态气候环境区域（表2、图1）。

1.3 统计分析 采用Microsoft Excel 2003对数据进行整理;采用SPSS 16.0 统计软件进行方差分析、多重比较和相关绘图。

2 结果与分析

2.1 产量和产量杂种优势分析

产量方差分析结果显示，各组合之间产量差异达极显著水平，各试点之间产量差异达极显著差异水平，重复之间差异不显著。进一步多重比较表明，各试点产量表现水平从高到低依次为：宣威>石林>昭阳>昭通>楚雄>保山>大理>大姚>沧源>文山>墨江>曲靖>陇川>怒江>砚山>广南>普洱>会泽>德宏（表3、4）。其中宣威、石林和昭阳比其他试点增产达极显著水平。德宏试点产量最低。平均产量10 500 kg/hm2以上的试点有宣威、石林、昭阳、昭通、楚雄5个试点，比其他试点增产达显著水平。平均产量低于9 000 kg/hm2的试点有墨江、曲靖、陇川、

怒江、砚山、广南、普洱、会泽和德宏，除文山试点外，比其他试点减产达极显著水平。各组合在所有试点的平均产量从高到低依次是YR806>YR803>YR801>YR805>对照（CK）>YR802>YR807>YR804。其中YR806、YR803、YR801、YR805比对照（CK）增产，YR806比对照（CK）及YR805、YR802、YR807、YR804增产达极显著水平。YR804在所有试点平均产量最低，比对照（CK）及其他组合减产达极显著水平。

不同组合在各试点局部生态环境区域产量及超标优势表现（表5），①YR801在12个试点较对照增产，其中会泽试点较对照（CK）增产最高，达44.1%，表现出较高的超标优势;增产20%以上的试点有5个，为会泽、墨江、石林、宣威和砚山;增产10%～20%的试点有3个，为文山、陇川和楚雄;增产0～10%的试点有4个，为曲靖、广南、昭阳和德宏。YR801在7个试点较对照减产，其中减产最多的是怒江试点，减产22.5%，其次是昭通，减产21.7%，试点减产由高到低依次为怒江、昭通、沧源、普洱、保山、大理和大姚。②YR802在11个试点较对照增产，其中石林试点较对照（CK）增产最高，达37.6%，表现出较高的超标优势;增产20%以上的试点有2个，分别为石林和宣威;增产10%～20%的试点有5个，依次为文山、会泽、沧源、陇川和大姚;增产0～10%的试点有4个，依次为墨江、砚山、昭阳和广南。YR802在8个试点较对照减产，减产最多的是昭通试点，减产31.5%，试点减产由高到低依次为昭通、怒江、楚雄、曲靖、普洱德宏、大理和保山。

③YR803在11个试点较对照增产，其中石林试点较对照（CK）增产最高，达41.6%，表现出较高的超标优势;增产20%以上的试点有6个，为石林、宣威、文山、砚山、德宏和广南;增产10%～20%的试点有大姚1个;增产0～10%的试点有4个，为陇川、墨江、楚雄和沧源。YR803在8个试点较对照减产，减产最多的是昭通试点，减产19.7%，其次是曲靖，减产18.6%，试点减产由高到低依次为昭通、曲靖、会泽、大理、保山、昭阳、怒江和普洱。④YR804只在5试点较对照增产，其中砚山试点较对照（CK）增产最高，达28.1%，增产20%以上的试点有3个，为砚山、宣威和会泽;增产10%～20%的试点有2个，为文山和石林。YR804在14个试点较对照减产，减产最多的是保山试点，减产45.4%，其次是昭通，减产33.0%，试点减产由高到低依次为保山、昭通、普洱、沧源、德宏、大理、曲靖、楚雄、怒江、广南、陇川、昭阳、大姚和墨江。⑤YR805在10个试点较对照增产，其中砚山试点较对照（CK）增产最高，达34.7%，表现出较高的超标优势，增产20%以上的试点有3个，为砚山、石林和宣威;增产10%～20%的试点有4个，分别为沧源、大姚、昭阳和楚雄;增产0～10%的试点有3个，分别为会泽、文山和墨江。YR805在9个试点较对照减产，减产最多的是普洱试点，减产29.7%，其次是大理，减产27.2%，试点减产由高到低依次为普洱、大理、昭通、曲靖、保山、怒江、陇川、广南和德宏。⑥YR806在11个试点较对照增产，其中砚山试点较对照（CK）增产最高，达39.1%，表现出较高的超标优势，增产20%以上的试点有5个，分别为砚山、文山、广南、宣威和石林;增产10%～20%的试点有4个，分别为楚雄、德宏、大姚和墨江;增产0～10%的试点有2个，分别为大理和会泽。YR806在8个试点较对照减产，减产最多的是昭通试点，减产15.3%，试点减产由高到低依次为昭通、沧源、曲靖、普洱、怒江、保山、昭阳和陇川。⑦YR807在10个试点较对照增产，其中砚山试点较对照（CK）增产最高，达41.8%，表现出较高的超标优势，增产20%以上的试点有4个，分别为砚山、石林、广南和德宏;增产10%～20%的试点有4个，分别为文山、宣威、墨江和大姚;增产0～10%的试点有2个，分别为普洱和昭阳。YR807在9个试点较对照减产，减产最多的是怒江试点，减产35.5%，其次是昭通，减产33.9%，试点减产由高到低依次为怒江、昭通、曲靖、会泽、楚雄、沧源、大理、陇川和保山。所有组合在石林、宣威、文山和砚山都比对照增产。

2.2 环境适应性及产量稳定性分析

各品种在各试点产量性状GGE Biplot分析结果分别列于图2和3。图2主要是按照品种与环境的互作来说明各地点产量最高的品种，把各个方向上距离最远的点用直线连接起来，构成了一个四边形，通过中心对4条边做4条垂线，将双标图分为4个扇区，位于四边形顶角的品种是扇区内各环境下产量最高的品种。结果表明，在保山、普洱、楚雄、墨江、沧源、德宏、广南和大姚YR806产量表现最好;在文山、砚山、石林和宣威YR807产量表现最好;会泽试点YR804产量表现最好;其他试点表现最好的是当地对照。图3为高产稳产功能图，结果表明YR806在高产性和稳产性方面均表现最好;各试点平均产量表现最差的是YR804;产量稳定性表现最差的是对照（CK），其次是YR807。

2.3 各组合抗病性分析

表6为各组合在19个试点大斑病、小斑病、灰斑病和穗粒腐病表现。其中，叶斑病定级标准如下：1级为叶片上无病斑或仅有少量病斑;2级为病斑占叶面积少于或等于5%;3级为叶片上有少量病斑，占叶面积6%～10%;5级为叶片上病斑较多，占叶面积11%～30%;7级为叶片上有大量病斑，病斑相连，占叶面积31%～70%;9级为全株叶片基本为病斑覆盖，叶片枯死。穗粒腐病定级标准如下：1级为发病面积占果穗总面积0～1%;3级为发病面积占果穗总面积2%～10%;5级为发病面积占果穗总面积11%～25%;7级为发病面积占果穗总面积26%～50%;9级为发病面积占果穗总面积51%～100%。由表6可知，所有组合均表现出较高的抗病性，抗性均比对照品种要好。其中，YR804、YR805、YR806大斑病和小斑病抗性在所有试点均为1级，YR804穗粒腐病在所有试点发病率均为0，表现出极强的抗病能力。

3 结论与讨论

3.1 Suwan1玉米种质在云南立体气候环境下的研究利用 云南地理地貌错综复杂，立体气候生态环境多种多样，导致各种玉米病虫害经常同时发生。Suwan1玉米种质的引进和利用，正好解决了这一玉米遗传育种难题。Suwan1玉米种质已是我国南方和一些热带亚热带国家和地区广泛利用的基础群体，许多育种单位都用该群体分离和选育出大量优良的自交系和杂交种。目前热带、亚热带大面积种植的杂交种中多含有Suwan1种质[5]。番兴明等[5]通过一般配合力和特殊配合力分析表明，Suwan1热带种质与来自我国温带主要杂种优势群Reid、Lancaster、唐四平头和旅大红骨的自交系都表现正的GCA效应，以此估计Suwan1可能是属于一个新的杂种优势群[6]。常华章等[7]研究表明，利用热带种质Suwan1改良Mo17，在产量一般配合力、保绿度、粒行数、籽粒商品品质（粒型）和抗倒伏等方面都取得了比较显著的进展。该研究所选用的选育自Suwan1群体的优良玉米自交系TML139，具有较高的一般配合力（GCA）和特殊配合力（SCA），同时具有极强的抗逆性，株高、穗位高均较低，根系发达，抵御风灾倒伏等自然灾害能力较强，籽粒品质较好，容重非常高。利用其组配的杂交品种在云南乃至西南玉米生态区均得到老百姓的青睐，并且仍然有巨大的推广潜力。

3.2 CIMMYT热带亚热带玉米种质的研究与利用 研究表明，CIMMYT的玉米种质具有与我国乃至美国玉米种质不同的遗传变异，抗病性强、适应性广且具特殊适应性。葉片深绿，持绿期长，根系发达，茎秆坚韧[5，8]。CIMMYT的玉米种质Pob43，pob28，pob2l，pob45在东北春玉米区应用前景较好[9]，POP28群体自交系的产量一般配合力（GCA）效应值较高，ETO×瑞得、POP28×瑞得、POP28×旅大红骨为杂优模式[4]。CIMMYT优质蛋白玉米CML140、CML147、CML171、CML194、CML161、CML166等已经成功被改良利用[10-11]。该研究结果表明，YR806（Suwan1×REC）、YR803（Suwan1×DRB）、YR801（Suwan1×GLSIY01 ）、YR805（Suwan1×SINTAMTSR）在19个试点的产量平均值高于对照（CK），尤其是YR806（Suwan1×REC）产量表现明显好于其他组合，说明Suwan1×REC为较有利用潜力的杂优模式。

YR801（Suwan1×GLSIY01）在会泽试点较对照（CK）增产高达44.1%，在墨江、石林、宣威和砚山试点增产20%以上，表明Suwan1×GLSIY01在上述生态环境区具有较大利用价值;YR802 （Suwan1×CATETO）在石林试点较对照（CK）增产高达37.6%，在石林和宣威试点增产20%以上，表明Suwan1×CATETO在上述生态环境区具有较大利用价值;YR803（Suwan1×DRB）在石林试点较对照（CK）增产高达41.6%，在宣威、文山、砚山、德宏和广南试点增产20%以上，表明Suwan1×DRB在上述生态环境区具有较大利用价值;YR804（Suwan1×P147）在砚山试点较对照（CK）增产28.1%，宣威和会泽试点增产20%以上，表明Suwan1×P147在上述生态环境区具有较大利用价值;YR805（Suwan1×SINTAMTSR）在砚山试点较对照（CK）增产高达34.7%，在石林和宣威试点增产20%以上，表明Suwan1×SINTAMTSR在上述生态环境区具有较大利用价值;YR806（Suwan1×REC）在砚山试点较对照（CK）增产高达39.1%，在文山、广南、宣威和石林试点增产20%以上，表明Suwan1×REC在上述生态环境区具有较大利用价值;YR807（Suwan1×P24）在砚山试点较对照（CK）增产高达41.8%，在石林、广南和德宏增产20%以上，表明Suwan1×P24在上述生态环境区具有较大利用价值。

参考文献

[1] 任洪，郑常祥，杨斌，等.Suwan种质在玉米育种中的利用[J].耕作与栽培，1996（4）：46-47.

[2] 番兴明，谭静，杨峻芸，等.外来热带、亚热带玉米自交系与温带玉米自交系产量配合力分析及其遗传关系的研究[J].中国农业科学，2002，35（7）：743-749.

[3] 陈洪梅，汪燕芬，姚文华，等.导入热带种质的温带玉米自交系的利用潜力[J].作物学报，2011，37（10）：1785-1793.

[4] 番兴明，谭 静，杨峻芸，等.外来热带、亚热带玉米自交系与温带玉米自交系产量配合力分析及其遗传关系的研究[J].中国农业科学，2002，35（7）：743-749.

[5] 番兴明，姚文华，黄云霄.提高玉米育种效率的技术途径[J].作物杂志，2007（2）：1-4

[6] FAN X M，CHEN H M，TAN J，et al.A new maize heterotic pattern between temperate and tropical germplasms[J].Agronomy journal，2008，100（4）：917-923.

[7] 常华章，荆绍凌.利用Suwan-1改良Mo17效果的研究[J].吉林农业科学，2000，25（1）：20-22.

[8] 李军，张志鹏，姜翠棉.CIMMYT玉米育种方法、成就及借鉴[J].农业科技通讯，2013（11）：133-135.

[9] 刘志新，姜敏，王金君，等.14份CIMMYT玉米群体材料配合力分析及利用价值评价[J].玉米科学，2005，13（S1）：14-17，19.

[10] 番兴明，陈洪梅，谭静，等.热带亚热带优质蛋白玉米自交系与温带普通玉米自交系产量配合力研究[J].玉米科学，2006，14（1）：12-15，32.

[11] 陈洪梅，番兴明.热带、亚热带杂交玉米选育及其杂种优势利用[J].种子，2001（2）：57-58，65.