玉米自交系14PXM9700選育與應(yīng)用研究

王新梅 方曉春 李嘉琪 葛紅麗 馮漢宇

摘 ? ?要：文章闡述了玉米自交系14PXM9700的選育過程與特征特性，研究了自交與雜交種子的生產(chǎn)過程，總結(jié)了自交系選育方法與雜交品種選育方法，以期為自交系選育與應(yīng)用提供參考。

關(guān)鍵詞：自交系；選育；組合配制；制種

文章編號：1005-2690（2023）07-0033-03 ? ? ? ?中國圖書分類號：S513 ? ? ? ?文獻標(biāo)志碼：B

當(dāng)前，玉米育種多為常規(guī)育種，需要大量時間和經(jīng)驗積累。育種目標(biāo)和方向是決定育種成就的關(guān)鍵。在以機收為育種目標(biāo)的前提下，將先玉335為代表的美國種質(zhì)資源作為選系基礎(chǔ)材料十分必要。先玉335具有產(chǎn)量高、出籽率高、脫水快及品質(zhì)好等優(yōu)點，但也具有植株高、不抗倒伏、易感病等缺點[1-2]。以降低株高為出發(fā)點，選育抗倒伏、小雄穗、產(chǎn)量比母本PH6WC高、籽粒脫水快的新自交系是當(dāng)前的重要任務(wù)。

自交系的選育方法較多，比如用審定雜交種或自交系雜交組材進行常規(guī)育種、誘導(dǎo)系雜交并加倍選育自交系[3]、化學(xué)藥劑處理玉米材料進行孤雌生殖選系等[4]。在眾多方法中，雜交組材常規(guī)育種選系是主流方法。在我國近期玉米品種更新?lián)Q代中，大多數(shù)審定品種的自交系用常規(guī)育種方法選育。用雜交種先玉335與自交系掖107雜交組材，走母本線路方向選育自交系，組配雜交組合，進一步篩選、測試、選育出適合市場需求的優(yōu)良品種，具有可行性。

1 自交系14PXM9700的選育

1.1 來源與選系過程

雜交組材是玉米育種的特點，基因型處于高度雜合狀態(tài)，必須通過一定量的自交授粉、大量個體后代鑒定、多代選擇育成新的自交系[5]。

自交系14PXM9700于2009年冬季在海南省采用雜交種先玉335與自交系掖107（Dekalb雜交種 XL80選系，即掖單2號母本）雜交。2010年夏季在北京市順義區(qū)公司實驗站高密度群體種植，開放性授粉，選優(yōu)株單穗收獲。2010年冬季至2012年連續(xù)6代自交穗行選擇，淘汰抗病差、結(jié)實不良的穗行。2012年測定配合力，保留配合力高的穗行，自交授粉2代，于2013年得到穩(wěn)定的自交系14PXM9700。該系雄穗較小，耐密植、果穗脫水快、制種產(chǎn)量較高。前人一般用先玉335雜交種直接選系[6]，自交系14PXM9700采用3交種模式走母本方向選育，具有創(chuàng)新性。2014年作為母本，與父本自交系ZD8827配置組合，通過2年多個試驗點的篩選與測試表現(xiàn)良好，參加黃淮海夏玉米組國家綠色通道區(qū)域試驗，2019年通過審定；自交系14PXM9700在甘肅省張掖市公司制種田自交和雜交制種應(yīng)用。

1.2 特征特性

為了解玉米自交系14PXM9700的性狀特征，于2021年在北京市順義區(qū)進行春播種植。5月15日播種，7月9日抽雄，7月12日吐絲散粉，8月25日收獲，從播種到收獲103 d，幼苗葉鞘紫色，葉片綠色，葉緣綠色，花藥淡紫色，穎殼綠色，花絲綠色，雄穗分枝5～6枝，株型半緊湊，株高中等，穗位適中，成株葉片數(shù)18片，穗上5片葉。果穗筒型，穗長14 cm，穗行數(shù)14行，穗軸紅色，籽粒黃色，粒型半馬齒，百粒重272 g。

2 自交系14PXM9700的應(yīng)用

育種工作者高度重視玉米自交系的選育。自交系不直接用于生產(chǎn)種子銷售使用，而是用其組配雜交種在生產(chǎn)上使用，所以選育優(yōu)良自交系是基礎(chǔ)，自交系的合理組配、測試及審定后的種子生產(chǎn)是優(yōu)良自交系得以應(yīng)用的重要體現(xiàn)[7]。

玉米自交系14PXM9700的組配、篩選測試及種子的生產(chǎn)制種分別在海南省三亞市、北京市順義區(qū)及甘肅省張掖市等公司實驗站或試驗點進行。

2.1 組合配置篩選與審定

2014年冬季在海南省三亞市崖州區(qū)公司實驗站用自交系ZD8827的花粉與自交系14PXM9700雌穗花絲授粉，組配雜交組合，接近成熟時收獲組合穗子，晾曬期間去除穗上不正常粒，之后脫粒，選取一定量種子分裝用于組合比較試驗。經(jīng)過2年多個試驗點的篩選和測試，植株農(nóng)藝性狀和穗部特征良好，產(chǎn)量表現(xiàn)突出。2017—2018年參加黃淮海夏玉米組國家綠色通道區(qū)域試驗，2019年通過品種審定委員會審定，審定名為中地868。品種具體情況見黃淮海國審玉米新品種中地868特征特性與栽培技術(shù)文獻[8]。

2.2 自交與雜交種子生產(chǎn)

2.2.1 自交制種

張掖市制種基地推廣機械化制種和標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)，玉米的生產(chǎn)制種已形成機械化作業(yè)模式，生產(chǎn)逐漸標(biāo)準(zhǔn)化[9]，解決了用工短缺問題，提高了種植效益，節(jié)約了成本。自交系14PXM9700的自交制種過程主要有機械化播種、地膜覆蓋、滴灌出苗、去除雜株、機械穗收、脫粒和生產(chǎn)加工等過程。

2021年自交系14PXM9700在張掖市公司制種田隔離區(qū)內(nèi)種植，采用播種機進行機械化種植，種植密度97 500株/hm2，播種深度3～4 cm，播種均勻，深淺一致，無斷條、空穴和斷壟現(xiàn)象，覆土嚴(yán)實。播種后采用地膜覆蓋，用滴灌澆水出苗，確保苗全、苗壯、苗勻，為去雜、去雄、提高純度奠定基礎(chǔ)。去雜應(yīng)遵循去雜務(wù)盡、去雜務(wù)早的原則，制種田去雜分苗期、拔節(jié)期、抽雄期3個階段，根據(jù)植株特征特性準(zhǔn)確及時徹底去除雜株、變異株。苗期可結(jié)合定苗除雜去劣，拔節(jié)期根據(jù)親本株高、長勢、葉形、葉脈顏色等鑒別除雜，抽雄期結(jié)合雄穗和花絲性狀特征去除田間雜株。

在實際操作過程中，做到徹底去除雜株。加強田間管理，確保整個生育期水肥供應(yīng)充足，確保植株不發(fā)生脅迫，及時防治病蟲害，使用玉米聯(lián)合收割機收獲玉米穗子，拉到晾曬廠晾曬，采用脫粒機脫粒，用先進的歐美機器設(shè)備生產(chǎn)加工種子并進行抽樣檢測，確保種子純度和質(zhì)量，確保整個種子加工生產(chǎn)過程安全、有序、標(biāo)準(zhǔn)化。從事種子生產(chǎn)的企業(yè)應(yīng)始終堅持“高質(zhì)量的種子是生產(chǎn)出來的，而不是靠檢測出來的，檢測只是告知結(jié)果，種子生產(chǎn)重在過程監(jiān)控，只有把好制種過程質(zhì)量關(guān)，才能保證種子的質(zhì)量”。

2.2.2 雜交制種

甘肅省張掖市作為全國最大的雜交玉米制種基地，每年為全國供應(yīng)著45％以上的優(yōu)質(zhì)玉米雜交種子[10]。種子產(chǎn)量和質(zhì)量取決于生產(chǎn)制種過程中各個環(huán)節(jié)的嚴(yán)謹(jǐn)程度，只有嚴(yán)格做好各環(huán)節(jié)的工作，才能確保玉米雜交種子的產(chǎn)量和質(zhì)量，具體環(huán)節(jié)包括播種、父本去雜以及母本去雄等。母本自交系14PXM9700和父本自交系ZD8827雜交制種在甘肅省張掖市中地良種繁育有限公司制種田進行。選擇海拔適宜、光熱條件充足、無霜期長、積溫高、隔離條件好、無檢疫性病蟲害、集中連片、地勢平坦、土壤肥沃、生產(chǎn)條件好、地力均勻且排灌方便的地塊做種子田，高密度種植，種植密度為97 500株/hm2，父母本種植比列1∶5，適當(dāng)調(diào)整父母本播種日期，科學(xué)管理，防止種植混雜。父本在抽雄后未散粉之前去雜，根據(jù)父本雄穗特征特性，徹底清除父本雜株，減少父本雜株污染，確保種子純度。抽雄期到來之前母本人工去雄，即母本自交系14PXM9700的雄穗未出葉之前，用手徹底拔除雄穗，拔凈每株母本雄穗，不遺留分枝、殘枝、斷穗。特別注意拔出生長勢弱小植株的雄穗，弱小苗生長速度慢，去雄時不易被發(fā)現(xiàn)，產(chǎn)量低，存在很大的質(zhì)量隱患，會影響種子整體產(chǎn)量和純度。抽雄完畢后將抽出的雄穗帶出地塊，妥善處理，以防串粉。確保父本花粉與母本自交系14PXM9700株系雌穗花絲充分相遇，良好授粉。植株生長季施用中地植保套餐殺蟲殺菌劑防病治蟲，適時澆水，合理施肥，促進穗大粒多，雜交種子產(chǎn)量為7 500 kg/hm2以上。

3 自交系選育方法

雜交組材所用的基礎(chǔ)材料應(yīng)選擇適應(yīng)性廣、抗病抗倒伏性強、產(chǎn)量高及品質(zhì)較好的雜交種、二環(huán)系或群體材料。采用科學(xué)的選育方法，有目的地組配群體，選育優(yōu)良的自交系。先玉335和掖單2號玉米品種適應(yīng)性廣，綜合抗性較好，產(chǎn)量高且品質(zhì)好，推廣面積大，對我國玉米行業(yè)具有較大的影響。

相關(guān)人員用先玉335和掖單2號母本雜交組材，采用常規(guī)育種方法自交6代達到基本純合，同時進行配合力測定，選出優(yōu)良穗行，有效改良自交系產(chǎn)量和其他性狀。盡管費時費力，但其由一代代選優(yōu)株育出，植株和穗部性狀良好，配合力較高。單倍體雜交誘導(dǎo)選育自交系能有效提高選育效率，加快育種進程。不同誘導(dǎo)系誘導(dǎo)同一材料產(chǎn)生的單倍體之間存在顯著差異，但是產(chǎn)生的單倍體通常具有誘導(dǎo)系的紫色標(biāo)記，單倍體發(fā)生頻率低，常用加倍方法的加倍頻率較低。

目前，單倍體種子的鑒定與優(yōu)良株系的篩選主要采用人工方式，耗時費力且準(zhǔn)確率不高?；瘜W(xué)試劑誘導(dǎo)玉米孤雌生殖選育自交系，用時最短，費用最少，但是誘導(dǎo)劑種類、誘導(dǎo)方法、試劑濃度和處理時期影響誘導(dǎo)率，不同基因型材料誘導(dǎo)率不同，相同材料不同年份誘導(dǎo)效果不同，誘導(dǎo)出的自交系并非理想純系，有的后代不穩(wěn)定，有雜合現(xiàn)象。

4 雜交品種培育

進入21世紀(jì)以來，玉米收獲方式由手工扒苞掰穗逐步過渡到機械穗收，再到籽粒機收。選育推廣機收的玉米品種，完成新一代品種更新?lián)Q代，對于保障糧食增產(chǎn)增效具有重要意義。前人總結(jié)了適宜機收品種的關(guān)鍵指標(biāo)，例如收獲時籽粒含水量低、抗倒伏倒折和抗病等，結(jié)合育種實踐提出雜種優(yōu)勢模式，創(chuàng)新選育機收玉米新品種育種策略[11]。我國玉米品種審定區(qū)域較多，特點多樣，有的品種區(qū)域優(yōu)勢強，選育特定區(qū)域品種與選育大品種同等重要。立足國內(nèi)外種質(zhì)資源，利用育種人扎實的育種技術(shù)和豐富的育種經(jīng)驗，采用母本、父本兩條選育路線，培育出區(qū)域優(yōu)勢品種，具有可行性[12]。

與母本自交系14PXM9700的選育方向不同，父本系自交系ZD8827用PH4CV與昌7-2雜交后與昌7-2回交成三交種，2007年夏季用三交種與美國雜交種78599雜交組配群體，再與三交種回交1代，連續(xù)自交授粉8代走父本選育路線方向育成。自交系ZD8827雄花較大、分支多、散粉期長、保綠性好、抗病和抗倒伏。玉米品種中地868雜種優(yōu)勢模式上與先鋒SS×NSS模式對接，母本對SS種質(zhì)進行改良，父本發(fā)揮國內(nèi)黃改系（昌7-2）優(yōu)勢并與PB（78599）、NSS（PH4CV）種質(zhì)聚合[13]。組配的雜交種中地868在黃淮海地區(qū)具有產(chǎn)量高、抗病、保綠、抗倒、適宜機收等特點，在黃淮海地區(qū)已大面積推廣栽培種植[14]，該雜交種在雜種優(yōu)勢模式組配上具有創(chuàng)新性。在2021年由全國農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣服務(wù)中心、農(nóng)業(yè)農(nóng)村部農(nóng)業(yè)貿(mào)易促進中心及中國種子協(xié)會等多家單位舉辦的第13屆中國國際種業(yè)博覽會暨第18屆全國種子雙交會上，該品種被農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣服務(wù)中心評選為黃淮海區(qū)域機收優(yōu)秀品種（高產(chǎn)抗?。?/p>

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