精品论文

玉米瑞德种质在春玉米区的应用与改良

孙发明,徐艳荣,仲  义,刘兴贰,焦仁海

(吉林省农业科学院玉米所,吉林 公主岭 136100)

 

摘  要:在20世纪50年代末东北地区引入第1批玉米Reid种质,如M14、W20、W24、B73 等,并很快用于双交种、三交种、单交种的选育。在20世纪70年代末引入第2批国外杂交种3147、3382等,并很快育出5003、7922等优良自交系。5003、7922已在春玉米区应用20多年,选育品种之多、应用时间最长,粮食贡献最大,具有中国育种特色。使Reid种质很快成为东北春玉米区的核心种质之一。今后育种战略是利用国外Reid新种质来改良,重点在Reid群内进行改良和创新;利用中国本土种质来改良;利用78599种质来改良。重点解决Reid不抗叶斑病、感穗粒腐等缺点,很快形成具有中国育种特色新的Reid杂种优势群。

关键词:Reid;种质改良与创新;自交系

中图分类号:S513.024                         文献标识码:A

 

从1978-1998年全国种植面积在6.7万h㎡的以上的品种中,自交系来源中含Reid的种质M14、W24、系14、5003、U8112、B73、7922、C8605-2、丹9046、4112、本7884-7等。2003-2012年吉林省玉米杂交种中Reid种质所占的比例在19.2﹪—35.7﹪,平均27.8﹪。最近几年,在全国乃至东北地区郑58、PH6WC改良系、7922改良系、C8605-2改良系应用面积呈上升的趋势。

1 玉米Reid种质的引进

从20世纪50年代我国就引入第一批Reid玉米种质,东北地区最早引入Reid种质主要有M14、W20、W24、B73等,并用于双交种、三交种、单交种的选育,东北春玉米区用M14、系14(M14变异株)、B73育成吉双83(英64×M14/oh43×铁133)、四双一号(英64×铁84/M14×W20)、吉单101(吉63×M14)、四单8(系14×MO17)、吉单122(B73×黄早4)、四单18(416×B73)、吉引704(B 73×MO17)。

在20世纪70年代末,东北地区和国内引入第二批国外杂交种XL80、U8、3147、3382等,从这批杂交种育出著名的掖107、U8112、沈5003、铁7922等优秀自交系,用这批优良自交系组配一批优良杂交种沈单7(5003×E28)、铁单8(7922×旅9宽)、哲单20(773-2×7922)、四单105(495×7922)、四单152(7922×四D375)、海单2(7922×丹360)、掖单11(5003×52106)为我国玉米科研和生产作出重要贡献。

2 对玉米Reid种质的综合评价

5003、7922可代表中国的育种水平,具有叶片数目少,株型清秀,耐密植,果穗中、长、穗轴细、子大粒、马齿型、出籽高、自身产种量高、抗玉米大斑病、茎腐病、丝黑穗病、抗玉米螟虫、高抗倒伏等优点。

5003和7922宜作母本、制种产量高。自交系熟期略晚、使育出的杂交种产量高,耐干旱、耐瘠薄、稳产性好、抗逆性强、广适性。

优良玉米自交系5003、7922及其衍生系在春玉米区已广泛应用了近20a,是春玉米区推广面积最大、选育品种数量最多、应用时间最长、最有潜能的自交系,也是东北地区的骨干种质之一。

近年来,5003、7922对玉米叶斑病、茎腐病发病较重,有的年份雌雄发育不协调,雄穗先开花,雌穗花丝抽不出来,5003在东北地区感玉米穗粒腐病、感玉米绣病。用5003、7922所组配的杂交种宜发生灰斑病、弯苞菌叶斑病、青枯病和茎腐病,个别品种感穗粒腐病,严重影响新品种使用寿命和推广年限。

东北地区用M14、沈5003、铁7922、U8112等做基础材料,选育出系14、K10、铁C8605-2、丹9046、本溪M67、本7884-7、吉8902、四-4112、四-D387、吉A-394、吉B232等优良自交系,使Reid种质很快成为东北地区和全国的核心玉米种质之一。国内用这批衍生系组配的杂交种表现出高产稳产、抗病性强、适应性广的优点,深受辽宁、吉林、山西、河北、宁夏、新疆、黑龙江、内蒙古等地的农户欢迎。

3 玉米Reid种质的改良与创新

辽宁省对5003、7922改良获得最佳效果,丹东市农科院用5003×7922育成9046,铁岭市农科院用7922×5003育成C8605和C8602-2。

吉林、黑龙江等省针对5003、9046、U8112在该地区生育期偏长,5003后期脱水慢,有穗粒腐病。这几个晚熟自交系,在黑龙江早熟区、吉林中熟区不能直接应用,黑龙江省农科院用长3×5003/长3育成K10;四平市农科院用B37Ht来改良8112育成4112;用MO17×L105/8112育成四-D387;吉林省农科院用9046×4112 育成吉A-394。其中,在东北地区改良成效最大、选育品种最多、应用面积最大的自交系有:系14、铁C8605-2、丹9046、K10、本溪M67、本7884-7、吉8902、四4112、四-D387、吉A-394、吉B232已成为东北春玉米区重要的骨干系,形成了我国改良Reid新类群 。

3.1 7922株高进行改良

辽宁铁岭、丹东农科院都同期发现,在制种田中的7922植株过于高大,用做母本时发现植株太高,雄穗刚抽出就在苞叶中散粉,去雄非常困难。5003抗叶班病、抗倒伏、穗较长、粒大,它居有多基因位点控制的致矮性,配合力高等优点。铁岭市农科院用7922×5003作基础材料育出铁C8605等;丹东市农科院用5003×7922作基础材料育出丹9046;都把7922株高270cm降到170cm左右,对7922株高的改良获得极大的成功。

3.2 利用高抗叶斑基因来改良

吉林省辽源市农科院选用高抗叶班病、高抗穗粒腐的自交系齐319做亲本改良掖478育出D12,用D12×D34育成吉东15品种。用5003×齐319/7922育出D01。用D01×丹598选育出吉东6品种。

3.3 利用本地骨干自交系来改良

吉林省通化市农科院用本省骨干系吉846来改良掖478,重点解决掖478感穗粒腐病、感叶斑病、脱水慢等缺陷。用掖478×吉846育出 LH2,用LH2×丹340育成通育97号。吉林省平安种业用生产上骨干系M017来改良掖478,用M017×478育出PA3-27,用PA3-27×PA504育成平安38。吉原种业用生产上骨干系7884-7来改良掖478 ,用掖107×7884-7育出J338,用J338×J216育成原单68。

3.4 利用本地区综合种质来改良

内蒙古通辽市金山种业用本地骨干系,综合种选系综31来改良掖478的缺陷,重点拓宽Reid种质的应用范围。

4 Reid种质对东北春玉米育种的影响

4.1 Reid种质对东北玉米育种作出了重大贡献

自从这批国外杂交种XL80、U8、3147、3382的引入,用5003和7922做基础材料育出一大批衍生系 :铁C8605-2、丹9046、本溪M67、本7884-7、吉8902、四-4112、K10、四-D387、吉A-394、四-B232 、L911等,现已成为东北春玉米区重要的骨干系,形成了我国改良Reid新类群和新种质。成功解决了生产上耐密植、耐干旱、抗倒伏、广适性等问题,用这批改良系育出“丹玉系列”、“铁单系列”、“沈单系列”、“辽单系列”、“四单系列”、“吉单系列”、“龙单系列”为代表的早、中、晚熟系列杂交种,在丰产性、耐密、耐旱、耐瘠薄、抗病、抗倒伏等方面都取得重大新突破。见表1和见表2。

表1 东北地区用玉米Reid系育成有代表性的品种

序号 品种 组合 自交系 血缘
1 沈单7 5003×E28 5003 国外3147杂交种
2 哲单20 773-2×7922 7922 国外3382杂交种
3 哲单21 1208×7922 7922 国外3382杂交种
4 巴单4 B73×816 B73 BSSSC2
5 吉单122 B73×黄早4 B73 BSSSC2
6 吉引704 MO17×B73 B73 BSSSC2
7 四单18 416×B73 B73 BSSSC2
8 四单105 495×7922 7922 国外3382杂交种
9 铁单8 7922×旅9宽 7922 国外3382杂交种
10 掖单11 5003×52106 5003 国外3147杂交种
11 四单152 7922×四D375 7922 国外3382杂交种
12 四密25 81162×7922 7922 国外3382杂交种
13 四单68 四565×7922 7922 国外3382杂交种
15 吉单46 四287×7922 7922 国外3382杂交种
16 吉单4011(饲用) 7922×吉8505 7922 国外3382杂交种
17 通科8 7922×通0118 7922 国外3382杂交种
18 吉单222 7922×5003 5003 国外3147杂交种
19 通单23 通566-1×7922 7922 国外3382杂交种
20 通单24 7884-7×7922 7922 国外3382杂交种
20 丰禾10 H891×5003-1 5003 国外3147杂交种
21 通单37 通902×7922 7922 国外3382杂交种
22 通油1(高油) 7922×GY246 7922 国外3382杂交种
23 丹玉16 5003×丹黄02 5003 国外3147杂交种
24 沈单8 5003×抗旱大粒黄 5003 国外3147杂交种
25 沈单6 Va35×5003 5003 国外3147杂交种
26 农大60 5005×综31 5005 国外3147杂交种
27 丹605 5003×丹232 5003 国外3147杂交种
28 海单2 7922×丹360 7922 国外3382杂交种
29 法玉3 7922×丹598 7922 国外3382杂交种
30 东单5 7922×LD01 7922 国外3382杂交种
31 哲单101 哲6417×7922 7922 国外3382杂交种
32 沈单9 7922×沈125 7922 国外3382杂交种
33 长单206 7922×春159 7922 国外3382杂交种

表2 东北地区用玉米Reid衍生系育成有代表性的品种

序号 品种 组合 衍生系 血缘
1 丹玉39 C8605-2×丹598 C8605-2 7922×5003
2 通吉100 C8605-2×吉853 C8605-2 7922×5003
3 本玉12 M67×MO17 M67 78-6×H84ht/RB37ht
4 吉单189 杂C546×4112 4112 8112改良系
5 吉新203 吉853×9046 9046 5003×7922
6 吉单113 C416×C8605-2 C8605-2 7922×5003
7 四单136 C8605-2×中106 C8605-2 7922×5003
8 吉单209 8902×吉853 8902 8112改良系
9 四密21 4112×丹340 4112 8112改良系
10 北育288 BX144×BX143 BX144 郑58×掖478
11 四单151 412×M67 M67 78-6×H84ht/RB37ht
12 吉单303 7884-7×吉853 7884-7 78-6/H84
13 辽河4号 C8605-2×升4005 C8605-2 7922×5003
14 本玉9 7884-7×MO17 7884-7 78-6/H84
15 良玉11 SY90×SL12 SY90 9046×掖478/郑58
16 铁单10 C8605×丹340 C8605 7922×5003
17 丹玉26 9046×丹598 9046 5003×7922
18 丹玉69 C8605-2×丹99长 C8605-2 7922×5003
19 铁单13 C8605-2×444 C8605-2 7922×5003
20 铁单12 C8605-2×9010 C8605-2 7922×5003
21 铁单19 C8605-2×丹360 C8605-2 7922×5003
22 辽丹933 9046×丹9195 9046 5003×7922
23 吉单137 C8605-2×J9206 C8605-2 7922×5003
24 通科6 四-D387×通7307 四-D387 MO17×L105/8112
25 良玉21 N11SM×K10 K10 长3×5003/长3
26 康地5031 K10×KD15 K10 长3×5003/长3
27 赤早5 K10×87黄12 K10 长3×5003/长3
28 龙单13 K10×龙抗11 K10 长3×5003/长3
29 吉单519 吉V022×K10 K10 长3×5003/长3
30 伊单54 1009×K10 K10 长3×5003/长3
31 四单158 四-D387×丹340-3 四-D387 MO17×L105/8112
32 四单111 C8605×吉853 C8605 7922×5003
33 四单112 C8605×4019 C8605 7922×5003
34 四单79 B232×西公 B232 9046×掖478
35 吉单35 A-394×吉853 A-394 9046×4112
36 大民420 4112×851 4112 8112改良系
37 绿育9928 L911×L912 L911 9046×7884-7
38 吉单420 四-D387×丹598 四-D387 MO17×L105/8112

4.2 丰富东北地区早、中、晚熟核心种质

“巧夫难为无米之炊”,种质资源是玉米育种的基础,改良Reid玉米种质需遗传基础丰富性和多样性,当Reid种质引入春玉米区后,东北地区玉米育种家们针对其缺点进行大量改良与创新,先后育出50多个改良系和衍生系。早熟Reid改良代表系:K10;中熟Reid 改良代表系:系14;中晚熟Reid改良代表系:吉8902、铁C8605-2、丹9046、本M67、本7884-7、四4112、四-D387、吉A-394、吉B232等,它们已成为东北春玉米区重要的骨干系,都广泛应用于生产和科研,并很快形成Reid新的杂种优势类群,它丰富了东北地区玉米育种“基因库”,使东北育种水平又上一个大台阶。

4.3 推动东北地区耐密育种的发展与提高

自从Reid种质引入东北地区以后,各大育种单位用5003、7922或衍生系做选育亲本育出一大批新品种,表现高产稳产、耐密植、高抗玉米大斑病、抗丝黑穗病、高抗倒伏、适应区域广。

90年代后,各大育种单位针对7922植株过高;5003抗叶病性差的主要缺点进行改良,育出植株较矮,配合力高、抗性较强、优点较多,改良效果显著,育成有代表性的自交系丹9046、铁C8605-2、K10、四-4112、吉8902、本7884-7、M67、四-D387等,辽宁丹东市农科院用改良系丹9046育出丹玉26;丹东市农校育出丹933;吉林省农科院用改良系吉8902育成吉单209;用四-4112育成吉单189;四平市农科院用四-4112育成四密21;用C8605育成四单111、四单112、四单136、用M67育成四单151。本溪县农科所用M67育成本玉12、用7884-7育成本玉9、通化市农科院用7884-7育成通单24、黑龙江省农科院用K10育出龙单13;内蒙古赤峰市农科所用K10育出赤早5、吉林省农科院用K10育出吉单519。

东北地区用这批Reid改良新种质育出一大批高抗玉米大斑病、抗丝黑穗病、耐密植、抗倒伏、适应区域广性的杂交种,使东北地区粮食产量又翻一番。

5 今后东北地区玉米育种的设计与战略

5.1 组成新的抗多种叶斑病、配合力高综合群体(Reid群)

把东北地区Reid改良系组配成新的综合群体,群体轮回改良与导入优异种质相结合,拓宽了原始群体种质基础,选择16个Reid改良系,采用半姊妹轮回选择,边轮回选择边加入国内外新的Reid改良系,充分打破不良基因的连锁,让优秀基因重组。经过几轮选择以后,再从多轮改良后综合群体中选系。

5.2 Reid改良系群内进行改良

生物性状的稳定是相对,但不是决对的,变异是普便存在的,玉米自交系也不例外。世界上没有绝对的纯,也没有绝对的稳定。否则,就没有生物的进化。自交系随着使用时间的延长,一些生理小种也要发生变异和进化,逐渐暴露出一些缺点。采用国内最新育成的Reid骨干系,对老牌Reid改良系进行改良和创新,真正形成新的Reid 杂种优势群。可与旅大、黄改、国内外兰卡、78599、综合群体等类群进行组配。

5.3 利用中国地方种质进行改良

要改出中国特色Reid新类群,主要采用以下几种:Reid改良系×黄改系;Reid改良系×东北地方种质。选出新的Reid改良系可直接测配与应用。可与旅大、国内外兰卡、78599等类群进行组配。

5.4 利用国外Reid新种质进行改良

美国两大主要优势群,一类是Reid群;另一类是兰卡群,主要采用Reid 改良系×国外Reid新种质进行改良,同另一类组配,始终站在最高点才不致落伍。

5.5 利用78599种质来改良

把78599选系高抗叶斑病、保绿性好、商品品质优良的基因导入Reid种质中,形成新的Reid 杂种优势群。

5.6 利用含有热带种质种来改良

采用热带种植7490-92来改良9046、C8605-2、4112、8902、7884-7、M67等,通过热带、亚热带种质之间相互融合既可创出新种质。还可以保持与旅大红骨改良系和黄改系之间的杂种优势。

 

参考文献

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作者简介:孙发明(1955-),男,吉林公主岭市人,研究员。研究方向:长期从事玉米遗传育种。

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本文已公开发表在《农业与技术》杂志2014年第04期