玉米杂交种‘冀玉228’选育及新杂优模式讨论

宋炜，王立伟，张全国，李荣改，张动敏，王宝强，郭瑞，宋粮，魏剑锋，李兴华，高增玉，张文英，王江浩

（河北省农林科学院粮油作物研究所，河北省作物遗传育种重点实验室，石家庄 050035）

0 引言

黄淮海夏播区是中国玉米的重要产区，玉米种植面积1100 万hm2左右，玉米种植面积和总产均占全国的25%以上，该区域四季分明、雨热同期，≥10℃积温约3600～4900℃，年降水量约500～950 mm，比较适合玉米生长[1]。但在玉米生长期也存在诸多不利因素，苗期多干旱[2]，7—8月多高温干旱和阴雨寡照等极端天气[3-4]，8—9月多大风天气，是造成黄淮海玉米减产的主要气候因素[5-6]。同时黄淮海病害类型复杂，茎腐病、穗腐病常年局部爆发，对黄淮海玉米产量和品质造成影响[7-8]。所以能够达到高产、稳产，并且兼具抗逆、抗病特性的玉米品种，更适宜黄淮海夏播区推广种植。

针对黄淮海的气候类型特点，育种单位选育出一系列适宜黄淮海推广的玉米品种，遵循的杂优模式较为多样[9-10]。主流杂优模式为国内瑞德×塘四平头，以‘掖单4’、‘安玉5 号’、‘郑单958’、‘伟科702’为代表[11]，此类品种由于亲本经过黄淮海环境长期驯化，普遍具有丰产、稳产、广适和抗逆的特性，但如进一步提高其耐密、抗倒、后期籽粒脱水等特性，还需增加新的种质；其他杂优模式还有SS×NSS，以美国先锋公司系列品种‘先玉335’和‘先玉688’为代表；‘PN78599’×塘四平头[12]，以‘鲁单981’为代表；‘PN78599’×国内瑞德[13]，以‘农大108’，‘鲁单50’，‘金海5号’为代表。含有‘PN78599’血缘的品种，一般抗逆抗病性较好。随着以‘先玉335’为代表的国外新杂交种在黄淮海夏播区的推广，育种家开始通过这些杂交种作为基础材料选系[14-15]，选育出如出‘京724’、‘京725’和‘京MC01’等一批优良骨干自交系[16]，逐渐形成了新的杂优模式，并选育出一系列品种。如‘X群’×黄改群和‘X群’×国内瑞德，以‘京农科728’[17]、‘京农科968’[18]、‘宇玉30’、‘登海605’和‘农大372’等为代表。

河北省农林科学院粮油作物研究所近年分别以‘郑单958’、‘先锋32T24’‘先玉335’杂交种为基础选系材料，通过高密度、测选结合的方法将优异基因不断聚合，创制出“新外杂选×国内黄瑞群”的杂优模式，同时选育出一系列优秀的自交系和杂交种，其中‘冀玉228’品种于2019年通过国家审定（国审玉20190286），适宜黄淮海区夏播种植。该品种结合了国外种质坚杆、抗倒、籽粒脱水快和国内黄淮海骨干种质抗病、抗逆、广适的特性。

1 材料与方法

1.1 亲本材料

母本‘冀42’，选系原则：高密度，大群体，自身产量高。2006 年夏以‘先锋32T24’杂交种为选系材料，S1～S2代在150000株/hm2高密度选择压下选择结实好、抗病、抗倒的单株自交；S3～S7代种植密度90000株/hm2，选择抗病、抗倒、耐密植、自身产量高的单株或穗行自交，2011年选育出母本自交系‘冀42’。其具有综合抗性好、坚秆耐密、制种产量高等优点。田间表现株型清秀，节间长，雄穗长，分枝3～5，株高210 cm，穗位95 cm，全株20 片叶，花药黄色，花丝绿色，果穗筒型，穗长17 cm，穗行数14～16行，穗轴红色；籽粒黄色，半硬粒型。

父本‘冀1877’，选系原则：抗病、抗逆，一般配合力高。2005年选取‘郑单958’杂交种变异株果穗连续自交8代，结合早代测配，选择持绿性好，抗病、抗倒性强，一般配合力高的单株和穗行进行自交，2012年选育出父本自交系‘冀1877’。其具有抗倒性好，后期持绿性强，抗逆抗旱性强，一般配合力高等优点。田间表现株型紧凑，叶色深绿，雄穗短分枝8～10，株高190 cm，穗位100 cm，全株20片叶；花药黄色，花丝紫色；穗长12 cm，穗行数14行，穗轴白色；籽粒黄色，硬粒型。

1.2 杂交种选育过程

2013年冬，在海南试验基地以‘冀42’为母本，‘冀1877’为父本组配杂交种。2014 年进行初级产比试验，该组合表现抗倒、抗病、高产等特点。2015—2016年依次参加高级产比试验，表现突出。2017—2018年参加科恩玉米科企联合体黄淮海夏播75000株/hm2密度组区域试验和生产试验，2019年通过国家审定。

2 选育结果

2.1 产量表现

2017 年参加科恩玉米科企联合体黄淮海夏播75000株/hm2密度组区域试验，平均产量10069.5 kg/hm2，较对照‘郑单958’增产6.35%，；2018 年晋级科恩玉米科企联合体黄淮海夏播75000株/hm2密度组区域试验和生产试验，当年区域试验平均产量9487.5 kg/hm2，较对照‘郑单958’增产6.41%，在所有参试品种中排第4位。2年区域试验平均产量9778.5 kg/hm2，较对照‘郑单958’增产6.38%（表1）。2018 年生产试验产量9114.0 kg/hm2，较对照增产5.80%，在所有参试品种中排第3位（表2）。

表1 2017—2018年科恩玉米科企联合体黄淮海夏玉米组区域试验中‘冀玉228’的产量性状

表2 2018年黄淮海夏玉米区生产试验‘冀玉228’主要农艺性状

2.2 植物学特征

‘冀玉228’在黄淮海夏玉米区出苗至成熟101天，比对照‘郑单958’早熟0.5天。幼苗叶鞘紫色，叶片绿色，花药浅紫色，颖壳紫色。株型半紧凑，株高274 cm，穗位高110 cm，成株叶片数19片。果穗筒型，穗长18.0 cm，穗行数14～16行，穗轴红色，籽粒黄色、半马齿型，百粒重32.4 g（表3、表4）。

表3 2017—2018年科恩玉米科企联合体黄淮海夏玉米组区域试验中‘冀玉228’田间农艺性状

表4 ‘冀玉228’质量性状汇总

2.3 抗病性

2017—2018 年经河北省农林科学院植物保护研究所、河南农业大学植物保护学院4 点次的接种鉴定表明，‘冀玉228’中抗茎腐病、小斑病，感弯孢叶斑病、穗腐病，高感瘤黑粉病、南方锈病（表5）。

表5 ‘冀玉228’病害接种鉴定结果

2.4 品质性状

2018 年经农业农村部谷物品质监督检测中心检测分析，‘冀玉228’籽粒容重766 g/L，粗蛋白含量8.91%，粗脂肪含量4.25%，粗淀粉含量71.25%，赖氨酸含量0.27%（表6）。

表6 ‘冀玉228’品质检测结果

2.5 适宜推广区域

结合多年多点试验结果，‘冀玉228’适宜在河南省、山东省、河北省保定市和沧州市的南部及以南地区、陕西省关中灌区、山西省运城市和临汾市、晋城市部分平川地区、安徽和江苏两省淮河以北地区、湖北省襄阳地区夏播玉米区种植。

3 讨论与结论

玉米是异交类型作物，具有近交衰退和杂交优势的特点，也是最早利用杂种优势来大幅增产的农作物[19-20]。玉米品种的杂优模式是育种实践到育种理论的总结，形成之后又指导育种实践。遵循一种简单的杂优模式，对双亲进行持续的轮回改良，是高效商业育种基础。

有观点认为，直接用国外商业杂交种分离选系会在很大程度上造成育种思路与杂种优势模式的混乱[21]。同理，直接用国内杂交种分离选系也会造成同样的结果。不可否认，纵然在一定时期内会使现有杂优模式混乱，但从历史看，中国主推玉米品种更迭无不是引进和利用国外新杂交种选系的结果[22]，并最终形成新的杂优模式。同时，主推杂交种是多优良基因的聚合体，合理利用优秀商业杂交种可有效解决目前主推品种遗传基础狭窄和脆弱的问题，进一步丰富玉米种质库，增加后代聚合多优良基因几率。

河北省农林科学院粮油作物研究所近年以新美国杂交种和‘郑单958’为基础选系材料，创制出“新外杂选×国内黄瑞群”这一新的杂优模式，同时选育出一系列优秀的自交系和杂交种，如自交系‘WL134’（‘先玉335’杂交种选系）、‘冀H521’（‘郑单958’杂交种选系）、‘冀42’（‘先锋32T24’杂交种选系）、‘冀1877’（‘郑单958’杂交种选系）等和杂交种‘冀玉3421’（国审玉20180273）、‘冀玉228’（国审玉20190286）、‘金苑玉389’（国审玉20200352）、‘冀玉233’（冀审玉20200009）等。目前多个品种正在参加国家或省级生产试验和区域试验。

‘冀玉228’打破了现有黄淮海主推品种的杂优模式，创新地以国外和国内两个杂交种为基础选系材料，扩大了种质资源基础，经多轮定向选择，聚合了两选系材料优良基因。试验表明，该品种表现高产稳产，广适多抗等优点，是一个有良好推广前景的玉米品种。