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“PN78599群×塘四平头群”玉米杂优模式的利用及连续改良

作者:未知

  摘要:“PN78599群×塘四平头群”是黄淮海夏玉米区主要杂优模式之一,山东省农业科学院玉米研究所围绕“PN78599群×塘四平头群”杂优模式连续改良,选育出鲁单981、鲁单9088等一批玉米新品种,并扩大了该玉米杂优模式的利用群体。本文分析阐述了“PN78599群×塘四平头群”杂优模式的特点、改良成果,并就其利用中存在问题及改良方向进行了研究展望。
  关键词:玉米;PN78599群;塘四平头群;杂优模式
  中图分类号:S513.032  文献标识号:A  文章编号:1001-4942(2019)06-0031-04
  Abstract “PN78599 Group×Tangsipingtou Group” is one of the main hybrid models in the Huanghe-Huaihe-Haihe summer maize area. The Maize Research Institute of Shandong Academy of Agricultural Sciences has continuously improved this hybrid model and selected a number of new maize varieties such as Ludan 981 and Ludan 9088. The utilization group of the “PN78599 Group × Tangsipingtou Group” hybrid model had also been expanded. In this paper, the characteristics, achievements and present problems of this hybrid model were summerized, and then its improvement direction was prospected.
  Keywords Maize; PN78599 group; Tangsipingtou Group; Hybrid model
  玉米是我国和世界第一大粮食作物,对我国的粮食生产举足轻重。玉米是世界上最早利用杂种优势的作物之一。杂种优势可极大地提高作物产量。选育优良自交系和组配强优势杂交种是实现玉米高产的重要途径。从20世纪80年代开始,我国玉米育种工作者越来越重视杂种优势群和杂优模式的研究,将国内常用玉米种质资源划分为塘四平头群、PN78599群、旅大红骨群、Reid群、Lancaster群、Suwan及外杂选等杂种优势群[1-3]。
  近年来,山东省农业科学院玉米研究所围绕“PN78599群×塘四平头群”杂优模式的利用,对PN78599群和塘四平头群不断进行改良,选育出鲁单981、鲁单9088等一批玉米新品种,并带动“PN78599群×塘四平头群”杂优模式成为黄淮海夏玉米区的主要杂优模式之一。
  1 “PN78599群×塘四平头群”杂优模式形成及特点
  1.1 塘四平头群
  塘四平头群(又称黄改系)是我国本土玉米品种变异形成的地方种质,目前为夏玉米区的骨干种质。黄淮海玉米区作为世界上唯一的夏玉米种植区,一年两熟,雨热同期,高温灾害频发,导致玉米空秆、花粒、秃尖等问题时有发生,从而造成该区玉米生产的不稳定性[4]。历年的生产实践表明,含有塘四平头种质的杂交种在这些不利气候条件的年份,往往具有良好的表现。表明塘四平头种质经过长期的改良进化,已成为该区域最具适应性的种质。
  1.2 PN78599群
  PN78599群种质来源于美国先锋公司选育的一个含有热带种质、代号为“PN78599”的玉米杂交种,20世纪80年代后期引入我国[5]。PN78599群种质类型丰富、根系发达、持绿期长、抗病性优、株型半紧凑、籽粒偏硬质,代表自交系有齐319、齐318、X178、沈137、丹988等[6]。由PN78599杂交种选育出的自交系,成功地解决了玉米生产上的抗病问题,同时与国内其它种质间都有较高的配合力,组配出的杂交种具有高产、抗病、抗倒、耐旱、优质等诸多优点,使得该种质得到广泛应用。
  1.3 “PN78599群×塘四平头群”杂优模式形成及特点
  “PN78599群×塘四平頭群”原本只是作为组配玉米杂交组合的探索,但随着齐319、lx9801等高配合力自交系的育成并相继选育出鲁单981、鲁单9088等玉米新品种,由此带动形成“PN78599群×塘四平头群”杂优模式并在黄淮海夏玉米区及周边省份得到广泛应用。
  鲁单981(齐319×lx9801)是山东省农业科学院玉米研究所育成的优良玉米杂交种。该杂交种于2002、2003年依次通过国家、山东、河南和河北省审定,2002年获得植物新品种权,2009年获山东省科技进步一等奖和国家科技进步二等奖。鲁单981具有高产、优质、多抗、广适等优点,有效解决了玉米“大穗与秃尖”、“大穗与早熟”、“高产与优质”等矛盾。鲁单981的育成突破了原有杂种优势模式的局限性,开拓出综合利用温带和热带玉米核心种质的新途径,带动打造出“PN78599群×塘四平头群”杂优模式。
  2 “PN78599群×塘四平头群”杂优模式实践中的自交系改良
  2.1 父本自交系lx9801的改良——lx03-2选育
  lx03-2是山东省农业科学院玉米研究所以(lx9801×昌7-2)为基础材料连续自交多代,于2003年育成的塘四平头群自交系。
  昌7-2和lx9801是我国夏玉米区应用最为广泛的两个塘四平头自交系,育种实践中或直接利用,或围绕两个自交系进行改良。由于两者都含有塘四平头种质外其它种群的成分,因此它们又有各自的优缺点,具有一定的互补性。我们利用这两个自交系组配基础材料,在保持lx9801配合力高、穗位低等优点基础上改良其籽粒颜色、抗性,经多代自交、鉴定和测配,选育出优良自交系lx03-2。目前利用lx03-2已经育成鲁单9088、鲁单9032、鲁单9056、鲁单9066、鲁单9067、鲁单5103、天益青7096、黎民518等8个玉米新品种,还有一批组合在参试。   2.2 母本玉米自交系齐319的改良
  齐319为PN78599群自交系。育种实践中,可以利用Reid群、Lancaster群、Suwan等其它群中的优异种质对PN78599群进行改良,改善其籽粒大小、耐密性、适应性等性状。
  2.2.1 齐3925选育 山东省农业科学院玉米研究所以(齐319×齐205)BC2F1为基础材料,利用自育诱导系齐诱201实施诱导,再经单倍体鉴别、加倍、DH系评价等DH育种程序,于2006年育成自交系齐3925。齐3925聚合齐319的抗病抗倒、抗旱耐涝、品质优良和齐205(Lancaster群)的配合力高、适应性广、穗大粒多等优点于一身。田间鉴定和配合力测定显示,该自交系具有一般配合力高、抗病抗倒等优点,株型半紧凑,黄粒、半马齿型,活秆成熟,高抗玉米粗缩病、锈病、弯孢菌叶斑病等。利用齐3925已育成鲁单7045、鲁单718、天益青7096等新品种,还有一批组合在参试[7,8]。
  2.2.2 lx00-1选育 U8112(Reid群)具有配合力高、自身产量高、出籽率高等优点,利用U8112对齐319进行改良,保持齐319的抗性,改良其籽粒性状和株型。山东省农业科学院玉米研究所以U8112×齐319为基础材料,经连续多代自交和人工选择于2001年育成优良自交系lx00-1。该自交系具有较高的配合力和自身产量,穗柱型,红轴,籽粒马齿型、黄粒、排列整齐,高抗玉米叶斑病、茎腐病,抗锈病,活秆成熟。
  2.2.3 lx088选育 C7为引自印度尼西亚含有热带种质的当地商品玉米杂交种,在当地生产中具有抗病、抗旱、耐密、高产等优异表现,同时因热带种质含有更多的抗性、优质等优良基因和变异,因此引入国内能起到丰富种质变异、拓宽遗传基础的显著作用。山东省农业科学院玉米研究所利用C7和齐319组配基础材料,在济南和海南两地对后代进行多代大群体连续选择,淘汰热带种质造成的生育期过长、植株繁茂、光温敏感等不良性状,于2008年育成了比齐319株型更紧凑、株高穗位更低、综合抗性更好,同时又保留了齐319对锈病、斑病等病害抗性的自交系lx088。
  2.3 “PN78599群×塘四平头群”杂优模式的改良成果
  2.3.1 鲁单9088 该杂交种组合为:lx088×lx03-2,山东省农业科学院玉米研究所育成,2012年通过国家审定(国审玉2012015),2013年通过安徽省审定(皖玉2013007),2017年陕西省和山西省引种,2018年山东省、河南省、河北省、江苏省引种。2017年获得植物新品种权(CNA20131277.5)授权。该品种具有广泛的适应性,即东南春玉米區、黄淮海夏玉米区、西南春玉米区都适宜种植,同时籽粒产量和生物产量都较高,抗倒、抗病、持绿性好,可以作为粮饲通用或兼用品种推广种植。
  2.3.2 鲁单9032 该杂交种组合为:lx00-1×lx03-2,山东省农业科学院玉米研究所育成,2008年3月通过山东省农作物品种审定委员会审定(鲁农审2008002号)[9],2010、2011年通过河南和陕西省审定(豫审证字2010080、陕审字2011007),2009年获得国家植物新品种权(CNA20050839.3)授权。
  2.3.3 天益青7096 该杂交种组合为:齐3925×lx03-2,山东省农业科学院玉米研究所与安徽省宿州市种子公司合作育成,2016年3月通过安徽省农作物品种审定委员会审定(皖玉2016008)。该品种具有中秆、大穗、中熟、多抗、质优等优良性状。
  除了上述3个代表性品种外,据不完全统计,近年国内各育种单位或公司利用“PN78599群×塘四平头群”杂优模式育成玉米品种20余个,分别是:鲁单9027(皖品审07050573)、鲁单7045(京审玉2009003)、鲁单718(川审玉2010006)、先行5号(鲁农审字〔2005〕010号)、先行2号(鲁农审字〔2005〕016号)、淄玉2号(鲁农审字〔2005〕017号)、创奇518(辽审玉〔2005〕257号)、锐步1号(冀审玉2005001号)、平安14(吉审玉2005027)、中科4号(鲁农审2006021号)、山原1号(鲁农审2006026号)、京科308(国审玉2006001)、泰玉十一号(鲁农审2006004号)、鲁宁202(皖品审06050546)、承玉18(冀审玉2007020号)、振杰1号(国审玉2008010)、宿糯1号(国审玉2008025)、新科19(豫审玉2010010)、皖玉708(皖玉2012002)、联创10号(皖玉2012006)、中科982(皖玉2013005)等。
  3 玉米生产需求与“PN78599群×塘四平头群”杂优模式改良  “PN78599群×塘四平头群”杂优模式综合利用温带和热带玉米种质,聚合了温带种质的高产、广适性和热带种质的抗病、耐热等优异基因,育成的品种既高产又稳产[10,11]。在气候日益极端化的黄淮海夏玉米区,这一杂优模式具有较好的应用前景。
  但随着国民经济和农业生产经营方式的转变,我国玉米生产向机械化和规模化方向发展,通过实现全程机械化生产,降低成本、降低风险,是今后国内玉米产业的方向。目前,山东省在内的黄淮海夏玉米区,玉米育种方向不明、品种类型繁杂现象严重,无法实现玉米全程机械化生产,尤其是机械化收获,阻碍了玉米生产的发展。如何改良品种的耐密性、早熟和后期脱水以适应机械化生产的需求是目前黄淮海玉米育种面临的主要问题。
  面对生产需求,调整育种目标和技术路线,培育早熟、耐密、抗倒、宜机收的高产品种,是实现我国粮食增产、稳产的必然途径。“PN78599群×塘四平头群”杂优模式具体的改良方向,笔者认为可以在保持模式杂种优势的基础上,针对PN78599群和塘四平头群的特点分别改良:PN78599群在保持其抗性的基础上,利用欧美外引早熟种质进行改良,降低单株生物产量、提高出籽率和耐密性;塘四平头群在保持适应性的基础上,提高后期脱水速率和茎秆质量。
  参 考 文 献:
  [1] 王懿波,王振华,陆利行,等. 中国玉米种质基础、杂种优势群划分与杂优模式研究[J]. 玉米科学,1998,6(1):9-13,28.
  [2] 张动敏,宋炜,王宝强. 河北省夏玉米杂优模式的研究[J]. 河北农业科学,2014,18(2):67-69.
  [3] 孙敬华. 黄淮海夏玉米杂优模式及核心种质改良[J]. 中国种业,2006(7):15-17.
  [4] 岳尧海,赵万庆,周小辉. 黄淮海夏玉米区气候特点及育种研究方向[J]. 农业与技术,2009,29(3):28-30.
  [5] 张洋,张喜华. 玉米78599种质的杂优模式及其改良利用[J]. 玉米科学,2008,16(3):37-40.
  [6] 王秀凤,景希强,王孝杰,等. PN78599 种质在我国玉米育种和生产中的应用[J]. 玉米科学,2012,20(4):50-52.
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