李紅萍,王祥向,吳學有
(紅河州農(nóng)業(yè)科學院旱地作物研究所,云南 蒙自661199)
紅河州位于云南省東南部,北靠昆明,南接越南,地處東經(jīng) 102°54′—103°25′,北緯 23°01′—23°36′,轄區(qū)面積3.3萬km2,最高海拔為金平縣西隆山3074 m,最低海拔為河口縣紅河與南溪河交匯處76.4 m(云南省海拔最低點),山區(qū)面積占85%。紅河州有11個民族,總?cè)丝诩s450萬,少數(shù)民族占總?cè)丝诘?8.52%。紅河州屬于低緯度高原季風活動區(qū)域,氣候類型多樣,具有明顯的高原立體氣候特征,冬無嚴寒,夏無酷暑,日溫差大,年溫差小。州內(nèi)四季不分明,干、濕季節(jié)分明。每年5—10月為雨季,降雨量占全年降雨量的80%以上,時空地域分布極不均勻,單點暴雨集中,降雨強度大。
“十四五”之前,由于對外學習交流較少,育種者的理念相對落后,國內(nèi)外的先進育種方法和技術沒有得到很好的應用,仍然以傳統(tǒng)的育種方法和技術為主導。近年來,紅河州農(nóng)業(yè)科學院通過招聘錄用及柔性引進一些高層次人才對育種隊伍進行充實,使育種團隊人才力量得到明顯增強;同時加強對外學習和交流,引進了中國農(nóng)業(yè)大學陳紹江教授團隊的熱誘1號、CHOI4等誘導系進行種植及開展玉米單倍體育種工作。
紅河州玉米育種在繼續(xù)對原有材料進行利用的基礎上,通過不斷收集地方種質(zhì)資源以及在一些強優(yōu)勢雜交種中進行一環(huán)系與二環(huán)系育種,從中選育出了一批配合力高、抗病抗逆性強、適應性廣的優(yōu)良自交系,對玉米種質(zhì)的擴增和改良起到一定作用,但是相對國內(nèi)外先進的育種技術及理念,仍存在較大差距。為適應新的育種形勢,紅河州農(nóng)業(yè)科學院通過積極申報建立云南省趙久然專家工作站,通過此平臺引入一些材料進行鑒定,但絕大部分外引材料很難適應本地復雜的生態(tài)條件,難以直接利用,只能作為資源進行保存。
紅河州玉米育種對云南省及周邊的玉米生產(chǎn)做出了一定貢獻,紅單6號自“十二五”之后一直作為云南省的主導玉米品種之一?!笆濉币詠?,隨著國家新的農(nóng)作物品種審定辦法的實施,眾多民營公司紛紛加入玉米育種行業(yè),紅河州從事玉米育種的單位和企業(yè)達20多家。2019—2022年,紅河州各育種單位和企業(yè)育成普通玉米紅單系列、紅農(nóng)系列、紅瑞系列、金谷系列、湖泉玉系列等省審品種80個(表1),國審品種1個。紅河州農(nóng)業(yè)科學院育成的國審品種紅單22號填補了紅河州無國審玉米品種的空白,受到種業(yè)企業(yè)和廣大種植戶的高度關注和認可,目前已和耕石農(nóng)業(yè)科技有限公司達成合作協(xié)議,以期在中國西南省(區(qū))加大應用,為國家糧食安全盡一點微薄之力。
高新技術和育種方法能提升玉米育種的效率和質(zhì)量,保障玉米種子的生產(chǎn)應用價值。現(xiàn)階段,生物育種技術迅猛發(fā)展,在進行育種工作時可借助分子標記輔助育種技術了解育種材料的遺傳背景及雜優(yōu)模式類型;單倍體育種技術可以大大縮短玉米育種年限,快速獲得純系。但目前紅河州在這些方面與國內(nèi)前沿育種機構之間仍然存在較大的差距,缺少生物技術和現(xiàn)代科技的助力,一定程度上制約了玉米育種工作跨越式發(fā)展。
對紅河州近年來玉米育種工作進行分析發(fā)現(xiàn),原始創(chuàng)新性明顯不足。究其原因,主要是無法改變玉米品種在生產(chǎn)中出現(xiàn)的突出問題,不能獲得更加優(yōu)質(zhì)、綠色的品種。現(xiàn)階段,選育模式還停留止步于二環(huán)系選育,這個選育模式弊端是隨著不斷加代,玉米遺傳基礎和背景會越來越窄,抗病抗逆性也會隨之降低,使玉米品種不能適應極端氣候[1]。因此,玉米育種過程中,紅河州應提高對自交系選育的創(chuàng)新性,提高玉米育種效率和質(zhì)量。
紅河州立體生態(tài)氣候復雜,給優(yōu)質(zhì)玉米新品種的選育帶來了不間斷的挑戰(zhàn),前些年爆發(fā)的灰斑病、草地貪夜蛾讓玉米生產(chǎn)遭受了一定程度的損失。近年來白斑病的大規(guī)模爆發(fā)及快速蔓延之勢對于玉米育種工作者來說又是一個挑戰(zhàn)。根據(jù)調(diào)查顯示,紅河州全區(qū)域內(nèi)白斑病發(fā)病較為嚴重,各海拔段種植區(qū)域全面爆發(fā)。最嚴重地區(qū)部分品種灌漿期開始感病并迅速發(fā)展造成絕收,主要集中在海拔1100~1800 m的區(qū)域,海拔1800 m以上的區(qū)域發(fā)病略輕。白斑病的發(fā)病軌跡是從滇南一路北上,從低海拔區(qū)到中海拔區(qū)蔓延。白斑病將成為西南中高海拔玉米生產(chǎn)區(qū)的一種常態(tài)化病害,為了盡可能地克服白斑病對玉米生產(chǎn)造成的影響,要求育種工作者重新定位育種目標,選育兼抗白斑病的玉米新品種。
紅河州在進行玉米育種工作時缺乏對市場需求的調(diào)研分析?,F(xiàn)階段,隨著人們生活水平的日益提高,供給結(jié)構發(fā)生了改變,玉米消費由傳統(tǒng)的糧食逐漸過渡到加工和飼用消費。但近年來在玉米育種進程中對這些因素分析研判不足,致使紅河州在青貯玉米、鮮食玉米育種工作中明顯落后,后勁不足。
分子標記輔助育種能很好地了解材料的遺傳背景及雜優(yōu)模式。單倍體育種技術周期短、純度高,但是也會產(chǎn)生大量的劣質(zhì)DH系,這就要求樣本基礎群體量大。常規(guī)育種的周期長,但是在多代的環(huán)境選擇后在適應性方面比較有優(yōu)勢。常規(guī)育種與新技術的有效結(jié)合能大幅提升育種效率和質(zhì)量,助力種業(yè)創(chuàng)新。
科研工作者在玉米育種工作中應注重分析種質(zhì)遺傳基礎,提高引種、育種效率。現(xiàn)階段,紅河州內(nèi)的品種資源有較大的發(fā)展?jié)摿Γ缫约t單6號為代表的紅單系列雜交玉米及近年來育成的國審玉米品種紅單22號等,與紅河州當?shù)刈匀画h(huán)境、地理特征、地方種質(zhì)資源有非常密切的聯(lián)系,這些品種的育成也充分證明了玉米地方種質(zhì)資源創(chuàng)新利用的重要性。因此,在進行玉米雜交育種工作時應以當?shù)匾延械钠贩N、地方老品種為基礎,把常規(guī)玉米育種技術和現(xiàn)代生物育種技術進行整合,對本地原有品種進行升級改良,并充分利用地方玉米種質(zhì)資源,提升其抗病抗逆性[2]。育種中,應整合地方品種及外來種質(zhì)資源的優(yōu)勢,育成生態(tài)、經(jīng)濟、社會效益優(yōu)的好品種,增強紅單系列玉米品種在西南玉米領域的影響力和發(fā)展?jié)摿Α?/p>
目前市場很多雙抗的品種對白斑病確實有較強的抗性,但是種子生產(chǎn)環(huán)節(jié)有時也會面臨挑戰(zhàn)。育種工作者應該加強與北方玉米育種團隊的合作,聚合溫帶、熱帶材料的優(yōu)勢,選育出抗白斑病的玉米新品種。同時建立多年多點的玉米白斑病抗性鑒定體系,篩選出優(yōu)異抗性材料及鑒定出抗性位點、基因,用于育種利用。
紅河州地處北回歸線,氣候類型復雜多樣,種植玉米的地方多為坡臺地、土壤瘠薄,近年來,隨著人口老齡化和外出務工人口的增多,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)投入明顯不足。所以選育抗旱耐瘠的玉米新品種顯得尤為重要,這樣才能滿足當?shù)胤N植戶的實際需求。其次,隨著消費結(jié)構和需求方式的轉(zhuǎn)變,特用玉米的選育工作值得進一步重視[3]。在紅河州內(nèi)應加強青貯玉米和特用玉米的選育及推廣。