玉米自交系01A3和姊妹系A(chǔ)01、新6的選育及其衍生系在玉米雜交種選育中的利用

劉經(jīng)緯，周聯(lián)東，魏 鋒，王玲燕，王 蕊，張瑞平

（河南省新鄉(xiāng)市農(nóng)業(yè)科學(xué)院，河南 新鄉(xiāng) 453000）

1 01A3的選育過程

2001年，新鄉(xiāng)市農(nóng)業(yè)科學(xué)院承擔(dān)兩組河南省玉米生產(chǎn)試驗(yàn)（A、B兩組），試驗(yàn)安排在新鄉(xiāng)市農(nóng)業(yè)科學(xué)院輝縣試驗(yàn)站1號(hào)試驗(yàn)地西北角，在調(diào)查參試組合散粉期、吐絲期的時(shí)候，發(fā)現(xiàn)A組試驗(yàn)（4 000株組）參試組合代號(hào)3中有1個(gè)長勢(shì)較弱單株，并立即套袋，3 d后取粉自交，收獲時(shí)命名為01年示范A3（曾用名01SFA3、01sfA3），經(jīng)連續(xù)自交6代，2004年選育而成優(yōu)良玉米二環(huán)系，命名為01A3［1］。同年冬天，在海南三亞育成其姊妹系A(chǔ)01和新6。01A3和A01、新6均屬于塘四平頭雜種優(yōu)勢(shì)類群。2016年，01A3獲植物新品種權(quán)保護(hù)證書，品種權(quán)號(hào)CNA20120305.4。該自交系在中國玉米育種中已經(jīng)利用17年，成為應(yīng)用較為廣泛的玉米自交系。

2 01A3的生物學(xué)特性

01A3自交系種子出苗能力中等，幼苗發(fā)育較慢，喇叭口期以后，植株生長發(fā)育較快，葉色深綠，葉鞘紅色，葉片上沖，株型緊湊，有利于光能利用。株高150～160 cm，穗位高65～70 cm。雄穗分枝2～4個(gè)，花絲紅色，花藥黃色，護(hù)穎綠色，雌雄協(xié)調(diào)，散粉期長，一般5～7 d（海南4～5 d）?；ǚ哿＜?xì)小、飽滿，粉量較大。果穗筒型，穗長14～16 cm。穗粗4.2～4.6 cm，穗行數(shù)14～16行，子粒硬粒型、橘黃色，千粒重280 g左右。01A3高抗大斑病、小斑病、絲黑穗病、青枯病和紋枯病，易感蚜蟲。在河南種植，從出苗到成熟共需108 d左右。

3 新01A3的改良和創(chuàng)新

利用01A3和姊妹系A(chǔ)01、新6及其衍生系和京7、丹598、京7黃、Lx9801、S121、浚926、PH4CV、K12、昌7-2、京24、H863、LHC645、H865、AHCX、新77、PHB1M等國內(nèi)外優(yōu)異種質(zhì)資源，通過階梯式復(fù)合雜交育種、回交育種、循環(huán)育種等育種手段，對(duì)新01A3及其姊妹系A(chǔ)01、新6進(jìn)行了改良和創(chuàng)新，使有利基因不斷累加，從而選育出了一系列優(yōu)良衍生系，如新4095、PHA458、PH401、AC177、LH222、新913、H1858、AHCX、H581、HCL667等（表1）。

表1 01A3和姊妹系A(chǔ)01、新6及其衍生系的系譜

4 01A3和姊妹系A(chǔ)01、新6及其衍生系在生產(chǎn)中的應(yīng)用

以高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)為目標(biāo)，以豐富核心種質(zhì)資源為基礎(chǔ)，以優(yōu)化主體育種模式為關(guān)鍵，以抗逆穩(wěn)產(chǎn)為突破口［2］，采用逆境鑒定、定向選系、南繁北育、測(cè)配結(jié)合的育種策略，在選育01A3和姊妹系A(chǔ)01、新6及其衍生系的同時(shí)，利用優(yōu)良種質(zhì)資源進(jìn)行測(cè)配，選育出多個(gè)玉米新品種，在生產(chǎn)上大面積推廣應(yīng)用（表2）。

豫單606是由河南農(nóng)業(yè)大學(xué)利用自選系豫A9241作母本、01A3作父本選育的玉米單交種［3］，2014年通過河南省玉米品種審定（豫審玉2014009），在兩年黃淮海夏玉米品種區(qū)試中，平均產(chǎn)量10 189.5 kg/hm2，比對(duì)照增產(chǎn)4.5%。生產(chǎn)試驗(yàn)中，平均產(chǎn)量10 185.0 kg/hm2，比對(duì)照鄭單958增產(chǎn)6.2%。居試驗(yàn)第一位，2015年通過國家農(nóng)作物品種審定委員會(huì)審定，審定編號(hào)為國審玉2015018。

新單58是由河南省新鄉(xiāng)市農(nóng)業(yè)科學(xué)院和吉林省鴻翔農(nóng)業(yè)集團(tuán)鴻翔種業(yè)有限公司利用新美09作母本、01A3的衍生系新4095作父本共同選育的耐高密、宜機(jī)收子粒的玉米新品種［4］。該品種株高265 cm，穗位高96 cm，抗倒性達(dá)標(biāo)，子粒破碎率為5.6%。2017—2018年參加國家玉米良種聯(lián)合攻關(guān)黃淮海夏玉米機(jī)收組區(qū)域試驗(yàn)，兩年平均產(chǎn)量8 472.0 kg/hm2，比對(duì)照鄭單958增產(chǎn)5.4%。2018年生產(chǎn)試驗(yàn)，平均產(chǎn)量8 386.5 kg/hm2，比對(duì)照鄭單958增產(chǎn)10.6%。2019年通過國家農(nóng)作物品種審定委員會(huì)審定，審定編號(hào)為國審玉20190238。2018年10月，吉林省鴻翔農(nóng)業(yè)集團(tuán)鴻翔種業(yè)有限公司以480萬元的價(jià)格獨(dú)家買斷鄭單58的品種經(jīng)營權(quán)。

2019年12月9日，中國工程院院士戴景瑞在全國現(xiàn)代種業(yè)發(fā)展暨南繁硅谷建設(shè)工作會(huì)議上，圍繞玉米種業(yè)做報(bào)告指出，新單58等31個(gè)機(jī)收子粒類型品種取得了各項(xiàng)突破性進(jìn)展，引領(lǐng)了玉米育種發(fā)展方向［5］。

表2 利用01A3和姊妹系A(chǔ)01、新6及其衍生系選育的玉米雜交種

5 01A3和姊妹系A(chǔ)01、新6及其衍生系所選育品種的雜優(yōu)模式分析

01A3和姊妹系A(chǔ)01、新6及其衍生系作為塘四平頭種質(zhì)類型［6］，與美雜選群和Reid類群種質(zhì)有較高的配合力，比較典型的雜優(yōu)模式主要有美群×塘四平頭類，選育的品種有新單58、新單65、新單68、新科891等；Reid類×塘四平頭類，選育的品種有新單33、新單36、新科1903等。01A3以其株型緊湊、結(jié)實(shí)性好，配合力高、抗大、小斑病等優(yōu)點(diǎn)，已被中國農(nóng)業(yè)大學(xué)，河南農(nóng)業(yè)大學(xué)，新疆、甘肅、河北、遼寧、內(nèi)蒙古、吉林等多家高校、科研院所和種子企業(yè)利用，這些單位與河南省新鄉(xiāng)市農(nóng)業(yè)科學(xué)院簽訂使用協(xié)議，育成了一批通過審定、大面積應(yīng)用的玉米新品種；還有一些正在參加各級(jí)試驗(yàn)、表現(xiàn)突出的玉米新組合；在一年兩熟，雨熱同期、自然災(zāi)害頻發(fā)黃淮海夏玉米區(qū)，利用01A3和姊妹系及其衍生系組配的玉米組合表現(xiàn)優(yōu)異，充分說明01A3是一個(gè)應(yīng)用廣泛、明晰有效和不可多得的優(yōu)秀玉米種質(zhì)（表3）。

表3 01A3和姊妹系A(chǔ)01、新6及其衍生系選育雜交種的來源及雜優(yōu)模式

6 01A3存在的缺陷及對(duì)其改良再利用的建議和思考

在01A3的選育過程中，選育出了一批優(yōu)良的姊妹系和衍生系，并組配了一些優(yōu)良的玉米雜交種，但是01A3也存在一些缺點(diǎn)，比如多年的連續(xù)自交，導(dǎo)致了01A3和姊妹系種質(zhì)嚴(yán)重退化，雄穗分枝偏少，并且被葉片包裹隱藏，抽雄不暢，散粉不暢，與P78599類種質(zhì)組配組合易受蚜蟲危害導(dǎo)致空棵等。同時(shí)改良所用的種質(zhì)親緣比較集中，選系組材多為二環(huán)系［7］，雌穗苞葉層多、偏緊、后期脫水速度慢，導(dǎo)致晚熟和高溫、高濕環(huán)境下容易出現(xiàn)粒腐、不適合機(jī)械化收獲等問題。

對(duì)01A3的利用改良，首先是在保留其緊湊株型、高配合力、結(jié)實(shí)性好等優(yōu)良性狀基礎(chǔ)上［8］，通過引進(jìn)、馴化和篩選國內(nèi)外優(yōu)異的塘四平頭類種質(zhì)，與01A3組成單交種、雙交種、綜合種等群體，在高溫、高濕、高密度等逆境條件下，利用分子輔助育種技術(shù)、單倍體育種技術(shù)、輪回選擇育種技術(shù)、回交轉(zhuǎn)育［9］等技術(shù)選育苞葉薄、苞葉松、層數(shù)少、行數(shù)多、耐密性好、抗倒能力強(qiáng)、后期子粒脫水快、適宜于機(jī)械化收獲的玉米自交系［10］。其次，針對(duì)01A3種質(zhì)退化的問題，可以采取選擇農(nóng)藝性狀優(yōu)良的單株，利用穗行法進(jìn)行擴(kuò)繁［11］，也可以采用A01、新6等姊妹系交提高群體的結(jié)實(shí)性和抗性。第三，由于01A3是由單交種選育的二環(huán)系，應(yīng)該弄清楚01A3種質(zhì)的來源和各種質(zhì)類型所占成分比例，以便進(jìn)一步挖掘該自交系的應(yīng)用潛力，使其繼續(xù)為中國玉米育種和生產(chǎn)創(chuàng)造新的更大的貢獻(xiàn)。