玉米品种郧单21 亲本选育及高产制种技术

2022-01-08陈光勇张世洪唐余成叶青松徐星华李文品

湖北农业科学 2021年23期

周刚，陈光勇，杨虎，张世洪，唐余成，叶青松，徐星华，李文品

（十堰市农业科学院，湖北十堰 442000）

玉米是重要的粮食和饲料作物，其产量高低直接影响国家粮食安全［1］。近年来，湖北省玉米产业发展迅速，播种面积已经突破67 万hm2，但是平均单产与国内、国际相比仍然有差距，湖北省内子粒玉米需求缺口较大，常年需从国内、国外调运。要想提高湖北省玉米产能，玉米品种是关键。玉米品种更新是保证其产量不断提高的基础，也是推动玉米产业长足发展的重要保障。在玉米单产增长的诸因素中，遗传改良的作用大约占35%～40%［2］。因此，选育并开发推广符合市场需求的优良玉米品种，对确保粮食安全、实现粮食生产的可持续发展具有重要意义［3］。经过持续多年的遗传改良，十堰市农业科学院选育出了高产、多抗、广适的玉米新品种郧单21。该品种2020 年通过湖北省品种审定委员会审定，目前在湖北省示范推广种植，反响良好。为了加快品种开发，郧单21 选育团队做了大量亲本繁殖及制种试验，在此予以归纳总结，为该品种的大面积推广应用提供技术支撑。

1 郧单21 亲本选育及特性

1.1 父本N75的选育及特性

郧单21的父本为N75，由宜昌市农业科学研究院玉米育种专家田甫焕选育。该自交系选育自一个美国杂交种N97922，含有一定热带比例种质。从1997 年开始在宜昌市套袋自交，在宜昌市、海南省多地通过田间自然生态选择、人工授粉强制选择，多世代自交育成。

株型半紧凑，生育期适中，株高220 cm，穗位高110 cm。雄花分支7～9 个，主枝、侧枝匀长，雄花分枝多，花粉量大，花期长，吐丝量大、集中，雌雄同步，雄花外颖壳紫色，花壳红色，红花。果穗长椎型，果穗长18.1 cm，穗行数16 行，行粒数36 粒，穗子率高，子粒黄色、偏硬，白轴。

1.2 母本WD03的选育及特性

郧单21的母本为WD03，由十堰市农业科学院玉米育种专家周刚选育。2013 年冬将外引群体H13导入自育系WD01，然后开始大群体选育。从2014年开始进行选择自交，通过连续南繁北育穿梭式地选育，多代自交育成。2019 年将配合力高、农艺性状优、果穗性状优的稳定穗行B0037 命名为WD03。

株型半紧凑，生育期120 d 左右，叶片较宽，成株株高240 cm，穗位高120 cm。全株叶片约20 片，雄穗分枝4～7 个，雄花外颖壳绿色，花壳米黄色，黄花，叶掖内吐丝，雌雄同步。果穗锥形，粒型马齿型，子粒黄色，穗轴白色。果穗长14.2 cm，穗粗4.6 cm，穗行数16 行，行粒数31 粒。

2 郧单21 亲本繁殖技术

2.1 原种繁殖

原种是杂交种子生产的源头，对种子生产至关重要。在N75、WD03的原种繁殖中坚持穗行圃、穗系圃、原种圃的流程，通过连续3 代的鉴定评选，保持了亲本典型性状稳定遗传。

2.2 提纯

玉米自交系N75 是一个配合力非常高的自交系，先后已组配出10 余个玉米新品种，在生产上应用面积大、时间久，因而在郧单21 杂交种子生产前必须提纯。元玉莲等［4］介绍，玉米自交系提纯方法主要有2 种，一是穗行测交提纯法，二是穗行鉴定提纯法。2019 年开始采用穗行测交提纯法对N75 做了提纯初步研究。2019 年冬在海南育种基地自交系N75 繁殖区，选择典型性状的优良单株150 株，各株一边人工自交一边和宜单629的母本478 测交，自交穗与测交穗成对编号。2020 年在十堰市对150 个测交组合以宜单629 做对照进行配合力测定，从中鉴定出产量超过对照的组合30 个。2020 年在十堰市进行150 个果穗的扩繁，每个穗行严格自交，结合测交鉴定结果，对应穗行每穗行收获5～6 个优良果穗单收单脱，当作原种长期保存和繁殖，每个穗行选择其他抗病植株果穗混收混脱，用作原种繁殖。

2.3 选地及隔离

玉米自交系WD03 属于马齿型自交系，蜡熟后期对光照、湿度要求较高。通过在十堰市不同地点繁殖，发现其穗粒腐病率差异很大，幅度在0～40%。因此WD03 在湖北省繁殖必须要求中低海拔、光照充足、空气湿度适宜。同时也要具备土壤肥沃、地势平坦、排灌方便等条件。

亲繁隔离要求较高，一般采取空间隔离，要求在繁殖区500 m 以内不得种植其他玉米品种及各类玉米材料［5］，也可利用自然地形、树林、山川等进行隔离。

2.4 定期繁殖，分期应用

扩大繁殖面积，一次多生产亲本种子，收获后在冷藏库中低温保存，多年分期应用，可降低自交系WD03、N75的繁殖次数，从而减少机械混杂或自交系发生遗传变异的机会［6］。通过减少繁殖世代，减少了自交系种性退化，保持了自交系纯度。

2.5 防止混杂

自交系在生产环节中如果把关不严，混进异品种和异自交系，都会造成机械混杂。混杂后会在繁、制种区内发生天然杂交，进一步加大生物学混杂程度，其不良后果比自花授粉作物严重的多［7］。因而在播种、收获、脱粒、晾晒、运输、贮藏等一系列环节中，需要有责任心的科研人员全程监督负责，尽量减少人为失误。

3 杂交种高产制种技术

3.1 选择基地

郧单21 在当地制种产量较低且质量不高，成本也较高，一般选择在甘肃省制种。制种基地的选择是制种成败的关键。一是要选择适宜的生态区，玉米品种郧单21的父本N75 含有热带血缘，在北方部分地区有一定光周期反应。二是要选择光照充足、土壤肥沃、地力均匀、排灌方便、无鸟畜危害的地块，且集中连片、无插花地块作制种基地。三是制种基地要有良好的技术保障。委托代制公司要有专业的技术人员，关键时期要驻在基地，经常到田间地头，严把制种质量技术关。基地农民要有一定的科技意识和制种、授粉经验，按照制种方案严格执行，积极配合，履行合同。

3.2 安全隔离

良好的隔离条件是确保制种质量的前提，生产上一般采取空间隔离、时间隔离、高杆隔离等方式。郧单21 制种空间隔离要求在制种区300 m 以内不得种植其他玉米自交系及杂交种。时间隔离受气候影响较大，一般情况下春播玉米错期40 d 以上，夏播玉米错期约30 d［8］。

3.3 种子处理

对种子进行处理可以防治病虫害，主要防治穗腐病、地老虎、线虫等。一是用0.5%的硫酸铜或20%的萎锈灵拌种，二是用种衣剂19 号进行包衣。

3.4 适期播种

播种时温度要适宜，一般要求土壤表层5～10 cm，地温稳定在10～12 ℃［5］。播种温度过低容易造成种子霉烂，导致出苗率低甚至断垄，严重影响制种产量。出苗后遇低温，也易造成大小苗现象。播种不宜太迟，太迟易遇卡脖子旱、高温等灾害导致减产，后期温度过低也易导致灌浆不足、不能正常成熟等，影响种子质量和产量。

3.5 科学的群体结构

合理的群体结构是获得高产的关键。密度过小不能发挥群体优势，密度过大导致个体弱小、倒伏率增加、授粉质量差，从而导致制种产量低。经试验研究，郧单21 制种合理的种植密度为75 000～90 000株/hm2，父母本行比为1∶4。

2019 年在十堰市开展制种密度试验，试验设计为密度（含父本）5 个处理，分别为45 000、60 000、75 000、90 000、105 000 株/hm2，父母本同期播种，行比为1∶4。试验期间气候正常、花期相遇，没有进行人工辅助授粉。收获后各处理折合产量分别为4 057.56、4 809.15、6 342.37、5 862.72、4 947.81 kg/hm2。表明郧单21 制种在父母本行比1∶4 下，合理的种植密度为75 000～90 000 株/hm2。

3.6 播差期

父母本适宜的播差期是制种的关键技术，只有花期相遇良好，才会保证母本正常受精结实。2019年在十堰市进行了花期观察试验，父母本同时分3期播种。结果表明，父母本同期播种，母本吐丝期和父本散粉期相遇良好（表1）。

表1 玉米品种郧单21 生育期

3.7 严格去雄

母本去雄是制种工作的核心，是保证杂交种子纯度的控制性环节。WD03 吐丝习性好，在叶掖内吐丝，因而去雄工作尤为重要，不容忽视。去雄要求趁早、及时、干净、彻底，不留残枝。去雄时要做到风雨无阻，最好带一片苞叶去雄，去除后的雄穗要带出制种田并在安全地带处理。

3.8 辅助授粉

人工辅助授粉是提高结实率，增加制种产量的有效措施。花期相遇、花粉充足、气候条件好的情况下可人工辅助授粉1 次，如遇到花期调节的不是太好、天气干旱高温或阴雨天多时，最好进行2～3 次人工辅助授粉［9］。

3.9 严格去杂去劣

去杂去劣是保证制种纯度的又一关键措施。一定要把握去杂务早、去杂务尽的原则，在抽雄前、收获脱粒时严格把关。在抽雄前，根据田间植株长势，割除掉优势株。根据WD03、N75的植株典型特征，辨别株型、茎基色、叶色、叶形等的差异，割除掉生物混杂株、变异株。田间收获和脱粒时，根据WD03的穗形、粒色、粒型、穗轴色等特征特性，最后一次去伪去杂，把有粒腐、穗腐的劣质果穗剔除，以提高种子质量。