浅谈优良玉米自交系的选育与杂交种组配

孔祥梅 孔令民 丁 一 马静文 吴桂波 徐长营 杨献才

（1.长春市农业科学院，吉林 长春 130111；2.吉林市宏业种子有限公司，吉林 吉林 132101）

1.前言

玉米在中国粮食生产中占有重要地位，玉米种植面积仅次于水稻和小麦。就世界范围来说，中国是第二大玉米生产国。随着现代玉米加工技术的发展，玉米在工业上的用途越来越广泛，可加工的品种越来越多，消费量也越来越大。畜产品的需求量越来越大，随着饲料消费的玉米将大幅度增加。

农业要实现可持续发展，人民生活水平要不断提高，玉米科研和生产将起到极为重要的作用。玉米杂交种是利用玉米自交系组配成的，一个好的杂交种离不开好的自交系，选出好的优良玉米自交系是玉米育种成功的关键所在。只有好的自交系才能配制出优良的玉米杂交种。现结合玉米育种实践，阐述玉米自交系的选育和杂交种组配的技术。

2.优良玉米自交系应具备的基本条件

2.1 综合农艺性状好，符合育种目标

首先，自交系要有高度的纯合性和整齐性。自交系基因型的相对纯合性，性状的高度一致性是自交系必须具备的基本条件。只有亲本基因型和性状整齐一致，才能配制出杂种优势强和性状整齐的杂交种。大多数情况下无论自交多少代了，纯合性不好的材料尚不能称为一个自交系。

其次，自交系要有高的繁殖系数。雌雄协调，花粉量大，对光、温反应迟钝，若达到500-800千克/亩的产量，产量才稳定，平均产量的离均差才会小。

玉米自交系很多性状在杂交种中高度体现，比如株高、穗位、抗性等等，所以亲本自交系本身要有优良的农艺性状，选育的自交系应符合育种目标对这些性状的要求，或者可以和另一个亲本对杂交种的表现起一个互补作用。

2.2 配合力高

玉米自交系配合力的高低是衡量一个自交系优劣的重要指标之一。选育自交系的最终目的在于能配制出高产、优质、多抗的优良杂交种。如果自交系配合力高，特别是一般配合力高，那么它所组配的杂交种产量就高，综合经济性状和主要农艺性状就会表现出很强的杂种优势 ；反之，若自交系本身配合力较低，其组配的杂交种产量就低。因此，优良玉米自交系应具有较高的一般配合力。在此基础上，经过优良自交系间的组配，才能挖掘出较高的特殊配合力，进而选育出强优势玉米杂交组合。

2.3 抗逆性强、适应性广

一个好的自交系，要有好的抗病性和抗逆性，兼抗3-4项玉米常见病害以及在干旱、高热等逆境下的稳定表现。要有较广的适应性，对旱、涝、风、寒等有好的耐性，对岗、洼、瘠薄等地势有较好的适应性，能够在较广的范围内种植，是大品种的基础。

3.优良杂交种的标准

选育出一个好的优良自交系后，接下来就是根据育种目标，用不同测验种测配杂交组合。在自交系4代左右开始测配为宜，然后种植组合鉴定产量抗性适应性等。

一个好的杂交组合应集诸多优良性状于一身：种子拱土能力要强，需耐低温，不易粉籽。苗期幼苗长势强，幼苗粗壮整齐。株形半紧凑，气生根发达，地上至少1-2层气生根，穗下部节间要短粗，上部节间长，雄穗分支3-5个侧枝为好，花粉量要大，耐高温，散粉时间要长。苞叶薄，长度适中，成熟后蓬松开，便于籽粒脱水。穗柄长度适中，但韧性必须要好。穗行数16-18行左右，果穗均匀度必须好，在一定密度范围内对密度反应不敏感，果穗为有限结实方式。雌穗分化期耐低温，抗旱耐贫瘠能力强，对光温反应迟钝，空杆率低，籽粒容重高，脱水快，百粒重和色泽符合国家优质量的要求要。抗病性要好，要高抗穗腐病，高抗茎腐病，中抗大小斑病。抗倒性好，抗折性好。后期降水快。适应性比较广。适合机械化收获。

4.育种实践中的方法和经验

4.1 选择好的基础种质做选系材料

现在，轮回群体改良和以分子手段创制新种质等方法在培育亲本自交系中广泛使用，但是对于以应用研究为主的中小研究机构来说，应用二环系选育优良自交系无疑还是最简洁、最经济的方法。不可否认的是我们的玉米育种和国外还有很大的差距，单纯国外血缘的杂交种作为二环系育种材料依然是国内育种可以选择的方法。选用二环系材料时，一是要知道其确切的血缘构成，二是要看植株和果穗特点，看是否有在自己育种中可利用的性状，如抗性、百粒重、有限果穗类型等特性。育种小组在2008年获得的一批国外杂交种，看中其好的株型和抗性，同时希望能够获得容重高、百粒重大的后代材料。经过9个世代的自交选育和广泛的测交，获得了K15-K43等系列自交系，其中K38具有早熟、抗病、高百粒重等特点，育成了长单611（吉审育20180010）等品种和系列高产组合。

选系材料来源另一个渠道就是从其他的科研机构引入群体中间材料，按自己育种目标选育和测配。同样的群体在不同的育种者手中会选育到不同的后代，所以群体持有者出于公益性课题性质或者育种者之间材料交流的角度有时会把群体发放给其他育种者。得到这样的材料后要按自己的育种目标筛选，有时甚至需要做一些纬度的适应性改良才能得到正确的应用。2006年育种小组引入的含有热带血缘的BS35群体在国内改良后材料，选育出Km11、Km19、K33等材料，与现有骨干系中NBS材料有较高的杂种优势，由其参与配制的长单636、长单669等都在区域试验中有较好的表现。

基础材料的选材还有一个最普遍的做法，就是对现有优良骨干系做有针对性地改良。改良一般采用以骨干自交系为回交亲本，回交1-2次再自交纯合的做法。这在目前国内育种非常普遍，也被实践证明是行之有效的“短平快”做法，在大多数种业被普遍使用。其缺点是一个区域内种质基础愈来愈薄弱，遇到受克制的逆境时会出现全生态区内的品种集体受灾的情况出现。

4.2 大样本、高压力选择

常规玉米育种选育自交系的方法有许多种，但应用较广的方法是系谱选育法。系谱法是选育自交系的基本方法。

玉米自交系是由一个杂合单株连续自交多代经过人工选择而产生的性状整齐一致，遗传相对稳定基因型纯合的后代系。

玉米自交后会产生两种现象，其一是引起玉米生活力的显著衰退，造成减产；其二是性状出现多样性，即分离现象。要想选到集优良基因于一身的优良自交后代，就要有充分的自交分离群体，所以我们主张可能情况下的大样本。但是大样本的后果就是大量的人力物力。克服这一问题的办法有两个，一是整体早期淘汰表现不良的基础群体，集中力量放在表现优异的基础群体上；二是加大环境胁迫力度，淘汰不符合选育目标的单株及株行样本。

4.3 早代测配，选系和组配结合进行

无论国内外，现在最被育种者认可的测交代数是F4代，这在许多文章中有论述。这既有利于降低后代选择的工作量，又有利于快速鉴定后代材料的一般配合力，确定材料的整体取舍价值。同时又可以最快地产生优良组合，育成新品种。据统计在2016-2020年间吉林省审定的404个玉米品种中，由测交组合直接育成的品种占60%左右。

杂交种组配，要清晰掌握手中所有育种材料的血缘关系和性状优缺点及材料间互补性，灵活遵循杂种优势模式配置杂交组合。而目前商业育种更主流的做法是对优良杂交种进行一撇改良或两撇同时改良的做法，育种实践证明这也是最简捷而行之有效的做法。

4.4 多年鉴定、多点鉴定是出大品种的必经之路

现代育种，无疑要求育种者要用最短时间拿出品种，但是由此催生了一些“早产”的品种，品种的特性没有被充分地掌握，有些品种的致命缺点没有得到“表现”的机会，往往给企业带来毁灭性的打击。这其中缺乏的最主要环节就是多年鉴定和多点次异地鉴定。多年鉴定是鉴定其高产特性、抗病抗逆性以及在不同生态条件下的稳定性，一般要求在自家产量圃中要有两至三年的产量鉴定结果，其中至少一次是严格统计分析之后的产量结果。多点鉴定是在要推广区域的多点次异地鉴定，这个过程可以用不厌其多来定义，点次越多品种风险就降至越小，成为大品种的可能也就越大。这个过程不能操之过急。现在有些育种者没有充分的产量鉴定和异地适应性鉴定，为达到快出品种的目的，编造数据达到尽早参试的目的，实则是欲速不达，给企业造成损失，影响企业发展。国内外的育种经验证明，在常规育种手段之内，要加快育种进度，一是在自交系选择过程中如海南加代。二是尽可能多地安排品种的异地鉴定点，这样可以在一定程度上弥补年份少的缺点。

小结

我国的玉米育种队伍庞大，水平偏低，重复性工作多，创新能力弱，资金投入零星分散，育种成为一种“群众性”科研。但是中小企业以及中小科研单位“群众性”的育种也更便于发挥广大科研工作者的聪明才智。广大育种工作者在育种实践中总结出很多的实用简捷的方法，都有利于我国的玉米育种工作整体发展。这其中，所谓 “重复性”也在一定意义上符合了我们选系“大样本”的要求，更利于有利基因的发掘和汇集；广大育种者之间相互的鉴定符合了本文主张异地鉴定 “不厌其多”的做法，更利于大品种的出现。以上两点是 “群众性”育种的优势所在，不需要集中的大资本投入，还可能产出高回报。本文总结的是自己在育种实践中的一些经验和体会，希望能为广大育种工作者提供帮助和启发。