玉米自交系“赞SC122-16”雄性不育选育与利用

夏文麟，黄 玉，温 倩，邓有庚，张子刚，黄德珍

(昭通市昭阳区种子管理站，云南昭通 657000）

1985-2006年，在长达21年的时间里，昭阳区种子站利用玉米亲本自交系“赞SC122”（该自交系基础材料由赞比亚引入，含有热带基因、抗性好、长势强、产量高）作亲本配制的玉米杂交种通单2号、通单201、通单202等通单系列优良玉米杂交种在昭阳区种子市场得到了广泛推广，深受广大用种户的喜爱。近年来，昭阳系列的杂交种依然占有一定的市场份额，所选育的昭阳4号、昭阳6号、昭阳7号玉米品种因其高产优质、抗性好的特点，在省内有一定的市场发展前景。利用常规方法生产这类杂交种时，人工去雄是种子生产面临的一大难题，利用雄性不育生产杂交种子，省去了人工去雄环节，减轻劳动强度，种子生产成本降低，种子纯度提高，保证了用种户的用种质量。国内外大量研究和实践表明，利用不育化制种是最经济有效的杂交玉米制种技术。

1 材料与方法

以“掖107-4”不育胞质为背景，与“赞SC122”为轮回亲本，通过杂交和饱和回交，转育出不育系“赞SC122-16”及相应保持系“赞SC122”的纯合亲本。

2 选育过程

2.1 不育系“掖107-4”来源

2000年在亲本自交系“掖107”的隔离繁殖地块进行去杂去劣时，观察到该亲本繁殖地块第4个方块有1株雄花长势特弱的变异株，经多次观察，在亲本种子成熟时，首先采收该变异株，在通风、向阳、避雨的晾晒房重点保存。2001年4月将变异株在选育基地进行穗行种植鉴定，该穗行除雄性完全不育外，生长整齐，株形半紧凑，株高、穗位适中，叶片深绿，叶面光滑，叶片上部多处有黄斑，果穗筒型，穗行数14～16行，行粒数28粒，穗轴黄色，粒色粉红色，半马齿型。这些特征特性与亲本自交系“掖107”保持高度一致，唯独雄穗长势特弱，不能产生花粉粒，当年就在鉴定区用自交系“掖107”的花粉给“掖107-4”成对授粉，收获时，优中选优，产生了多个不育系“掖107-4”和保持系“掖107”成对果穗留用。

“掖107-4”不育系雄穗主枝、侧枝、枝梗长势弱，小花颖壳干瘪，没有花粉粒形成。在海南凌水，云南元江，经不同纬度，不同播期，多点次种植鉴定，其不育性能稳定，所有点次均表现100%不育。

2.2 不育系的转育

2002年在单交种选配区，人工套袋组配出一批组合，“掖107-4”ד赞SC122”就是其中的组合之一。

2003年，在单交种行区种植鉴定第96区，种植“掖107-4”ד赞SC122”组合，该行区玉米雄花均表现为不育，由于自然授粉结实性十分好。田间抗病性、丰产性及产量均表现出较强优势，于是有了回交转育“赞SC122”的目标。“赞SC122”植株高大、叶片光滑、叶色浓绿（光合作用强）、长势好、抗性好，具有自身产量高、一般配合力高等优点，但雄穗十分发达，在生长过程中，大量消耗水分、养分而影响雌穗的产量，将其转育成不育系利用价值更高。同时利用“掖107-4”ד赞SC122”强优势组合饱和回交得到的回交材料，特征特性同用作回交的自交系高度一致。

2004年，用2002年组配的“掖107-4”ד赞SC122”备份组合，种植于玉米自交系选育区。采用定向成对授粉方式，在轮回亲本“赞SC122”的繁殖区，选择有典型性的植株自交留种的同时，取其花粉以“掖107-4”ד赞SC122”组合的优良单株成对回交，产生多株BC2代不育株，通过各时期的观察，优中选优8株，最后穗选4对优良果穗留用。

2005年，在选系第51～54区，分别种植BC2代的4个穗行，在轮回亲本“赞SC122”的繁殖区，再选择有典型性的植株自交留种的同时，取其花粉，与“掖107-4”ד赞SC122”BC2代不育株再回交，产生多株BC3代，选择优行优株，最后留用9穗。

2006年，在选系区第22～30区，分别种植BC3代留用的9个果穗。此时，轮回亲本已经自交2代，性状一致，生活力弱。选择多株典型性状一致的优良姊妹株混合授粉，通过反复株选、穗选、粒选，产生的种子混合留用，此代轮回亲本已经高度纯合，可以作为亲本繁殖用种，同时，将其姊妹交混合粉与（“掖107-4”ד赞SC122”）BC3代9个穗行不育株再回交，产生BC4代多株，每个穗行选优株回交3～6株，根据田间表现，首先选出3个优秀穗行，然后在选中的优秀穗行中选3株优株留用。

2007年，在选系区第1～9区，种植BC4代不育系9个穗行，此代轮回亲本，通过姊妹交相互授粉，特征特性表现依然一致，并且生活力也恢复了很多。选择典型性状的优良单株，混合授粉留种，同时将剩下的花粉，与回交后代中雄花表现完全不育，且植株性状倾向轮回亲本的单株进行回交，每个穗行回交5株，最后选定2个优区，每个优区选3个优穗留用。

2008年，在选系区第12～17区，种植BC5代不育系，至此代，不育系各区植株的性状已基本同轮回亲本一致。同样按上述回交的方法，各选系区产生多株回交株，经过对每个选系区特征、特性反复对比，经优中选优，留用第16区。通过对该区回交株反复株选、穗选、粒选，产生的种子混合留用，同时，把该区产生的不育系种子定名为“赞SC122-16”，这样就完成了不育系“赞SC122-16”的选育，原轮回亲本玉米自交系“赞SC122”则成了该不育系的同型高纯度的保持系。

2009年，对不育系“赞SC122-16”和保持系“赞SC122”隔离繁植的同时，选取母本均为“赞SC122”的“通单2号”“通单202（反交）”“通单201（反交）”3个推广品种，将其母本替换为“赞SC122-16”，在隔离区内，用3个推广品种的父本花粉严格套袋组配，得到高质量的不育系杂交品种，供试验用种。

2.3 不育系“赞SC122-16”配制不育杂交种与可育“赞SC122”常规种子生产得到的可育杂交种的对比试验（见表1）

表1 2010-2012年不育杂交种与可育杂交种产量比（kg/hm2)

几年的多点试验结果表明，用不育系生产的杂交种，比用可育亲本生产的杂交种优势强、产量高。

2.4 “赞SC122-16”不育系配制的不育胞质杂交种的改良推广

玉米雄性不育系的利用必须“三系”配套使用，但通常恢复系转育难度很大，不育系杂交种的育性恢复程度易受环境影响，造成杂交种子出现不育，严重影响大田生产，因此加以改良。通过试验示范，在大田生产中，用同名的可育保持系，正常去雄生产出来的杂交种子，掺入不到一半，来提供30%～50%的正常花粉粒，就能充分供给全田玉米对花粉的需要，从而保证大田正常结实。因此，采用“二系法”制种，生产出的杂交种子，同其他种子按1∶1均匀掺和，可直接投放生产使用。

3 结论与讨论

经过几年的多点试验表明，用不育系生产的杂交种，比用可育亲本生产的杂交种优势强、产量高，每公顷比可育杂交种增产1.8‰～5.5‰。

玉米雄性不育的利用在理论上是成熟的，技术上是可行的。它不仅可以省去人工去雄的复杂工序，降低种子生产成本，并且保证了种子质量，同时，一些不育胞质杂交种产量形成有正效应，可进一步提高杂交种的产量。在恢复系选出之前，用不育胞质与正常胞质杂交种，严格按1∶1均匀掺和，采用“二系法”进行半不育化制种，是完全可行和安全的。另外，这种不育胞质的杂交种，与一定比例的高油、高品质、生育期相近的玉米杂交种混作，不仅消除了杂交种自交退化而引起粒重下降的问题，还能促进籽粒饱满，增强植株的抗病能力，从而增加玉米产量。昭阳区是农业大区，常年种植玉米2.8万hm2。昭阳区种子站的杂交玉米选育工作也开展了多年，对昭阳系列杂交玉米品种，进行“三系法” 改“二系法”很有必要。由于恢复系选育难度大、成功率低，并且用恢复系生产的种子受环境条件影响很大，容易造成大面积减产，因此，省去恢复系，用“二系法”生产优良杂交种子，能更好地为昭阳区农业增产，农民增收服务。