玉米育种技术

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1、玉米育种技术- 1 -玉米育种技术玉米育种技术一、我国玉米种质的遗传基础，主要包括以下几个杂种优势群。一、我国玉米种质的遗传基础，主要包括以下几个杂种优势群。1、改良、改良 ReidReid Y.D.是 19 世纪末，由美国 Robert Reid 和 James Reid 父子通过对 Gordon Hopkins 与 Little Yellow 天然杂交群体精心选择培育成功的品种群体， 经过各地育种家选育后，出现 Funk、Osterland、Troyer、Iodent、BSSS 等衍 生群体。国内育种工作者对 BSSS 选系及美国杂交种选系进行了一系列的改良创 新，形成了国内的改良 Rei

2、d 群（也有称 PA 群）。该类群遗传基础丰富，也是 玉米自交系改良的重要基础材料。引入我国较早并广泛应用的是美国 BSSS 不同轮回选育出的 B14、B37、B73、B84 及衍生系 A632、A634、A635A、NC250、B68、B14A 等自交 系，并以部分自交系为基础材料，选育出许多优良自交系及杂交种，初步形成 了国内系国外系这一优良杂交组配模式，但由于这些材料大多感小斑病严重， 限制了其应用。随着美国杂交种的引入，以其为基础选育自交系组配杂交种， 成效显著。如沈阳市农科院从先锋杂交种 3147 中选育出了 5003，铁岭市农科 院从先锋杂交种 3382 中选育出了 7922，莱州

3、市农科所从 U8（未知名杂交种） 中选育出 U8112，从 XL80 中选育了掖 107 等，在此基础上，莱州市农科所用 50038112 成功地选育出了掖掖 478478。此后全国利用掖 478 组配并通过审定的紧 凑型玉米杂交种有超过 40 多个，如掖单 13 号、掖单 12、掖单 17、掖单 19、 豫玉 18 等优良杂交种，掖 478 也成为公认的改良 Reid 代表系和测验种。此外， 国内众多育种单位也纷纷以改良 Reid 系群为材料，选育出了一系列优良自交系， 如登海种业选育的 3189、4866、832、8681、8723、DH08、DH13、DH15 等，河 南省农科院从 47

4、8 变异株选育出了郑 58，以及郑 30（郑 20掖 478）、郑 32（杂交种 3382）、郑 653（5003/综 31/5003）等，铁岭市农科院、丹东农 科院、辽宁农科院等利用 50037922 选育出 C8605-2、丹 9046、辽 2345、辽 5114 等，丹东农科院育成了丹 446（4789046）、丹 703（9046丹 340）等， 此外还有陕西省农科院的 K22、武 109，河北农科院的冀 815、冀 15-22，北京 市农科院的 B 尖 8、9585，山东省农科院的鲁原 92，新乡所的独 321 等。该群自交系具有以下特点：一般配合力高，叶片上冲、株型紧凑，穗位较 低

5、，茎秆坚硬，花粉量偏小，果穗较长，子粒较长，中间或偏马齿，轴粗适中，玉米育种技术- 2 -根系发达，高抗倒伏，耐密植，制种产量高，较抗丝黑穗、大斑病等病害，适 应性广，但近年来感染 SCMV、茎腐病、锈病、粗缩病、纹枯病，应重点改良其 抗病性（大斑、茎腐、SCMV、穗粒腐、锈病、纹枯病、灰斑病、弯孢叶斑病） 及抗倒伏性，适当增加穗粗，增加穗长，提高自身产量（该群常作母本）。除 用群内系相互改良外，亦可用 PB 的适宜系和 Tuxpeo 种质等进行改良。如河北 省农科院从 8112107 中选出冀 815，北京市农科院从 B73/尖端 2 号/8112 中 选出 B 尖 8，河南农科院利用掖 4

6、78Tuxpeo-1 选出郑 28，等等。改良 Reid四平头模式在黄淮海应用尤其普遍，该模式的突出特点是中早 熟或早熟，高产、稳产，中等果穗，株形紧凑耐密，多粒、不秃尖、不空秆， 抗倒抗病，适应性广、制种产量高，非常适合黄淮海夏播区种植。主要代表性 杂交种有郑单 958、掖单 2 号、掖单 4 号、掖单 12 号、登海 1 号等。掖单 2 号、 掖单 4 号，株形紧凑耐密，打破了全国种植平展型玉米的格局，开创了我国开 展紧凑型玉米杂交种选育和生产的局面。而郑单 958 具有高产、稳产、优质、 多抗、耐密植、适应性广等特点，被誉为划时代跨世纪的优质高产粮饲兼用型 杂交新品种， 2007 年超过

7、 6000 万亩，成为中国第一大玉米品种，目前还呈明 显上升的态势。改良 Reid 与旅大红骨组合虽然不多，但丰产性好，适应性广， 如沈单 7 号、掖单 13 号、郑单 14 等，尤其掖单 13 号，被全国 16 个省（市、 区）审（认）定，创下全国年种植近 5000 万亩的纪录，被国家农业部列为八五、 九五期间紧凑型玉米的主推品种，也是这一时期全国种植面积最大的玉米杂交 种，使我国玉米高产育种迈上了一个新台阶，2004 年获得国家科技进步一等奖。 改良 ReidPB 模式丰产性好，籽粒较深，株高穗位适中，抗倒性强，株型多半 紧凑，抗病性和稳产性都比较好，应用潜力也非常大，如农大 108、登海

8、 3 号、 金海 5 号、鲁单 50 等。此外，改良 Reid 与 Lancaster 群的 Mo17 亚群和自 330亚群都有一些组合，但主要分布于北方春玉米区，在黄淮海分布不多。2、唐四平头、唐四平头唐四平头是河北省唐山的地方农家种，白色硬粒型，在华北地区具有广泛 适应性。70 年代初，中国农科院（原华北农科所）育种家以唐四平头为基础选 一环系，育成了优良自交系唐四平头。1974 年中国农业科学院作物所与北京市 农业科学院作物所联合，从唐四平头天然杂株穗行中选优株连续多代自交，成 功地育成了黄早四黄早四。该系配合力高，抗病性强，穗部性状好，株型紧凑，叶片 挺立，组配的杂交种多为紧凑型或半紧

9、凑型，开创了中国紧凑型玉米大面积种 植的局面。由于长期大量利用，不少玉米育种家，采用交单、复合杂交、回交、 自交及辐射诱变处理等方法，主要利用不同类型的温带种质（主要为旅大红骨 群、自 330、北方地方种质等），对其抗性等方面进行改良利用，育成了一大 批（超过 70 个）优良改良系，如山东莱州市农科所选育的双 105、双 741、-玉米育种技术- 3 -61、H201、81515、5327、DH05、西 502-196-1331 等，山东烟台市农科院选育 的文黄 31413，山东省农科院选育的 Lx9801、鲁原 133、鲁原 33、齐 310、齐 401、齐 137 等，莱阳农学院选育的 H

10、21，中国农科院选育的多黄 27、CN962 等， 北京农林科学院选育的四自四、京 404、京 24 等，河北唐山农科所选育的白野 四、黄野四、D 黄 212 等，河北农林科学院选育的冀 35 等；河南新乡农科所选 育的京 7、京 7 黄等，安阳农科所选育的昌昌 7-27-2 等，陕西省农科院选育 K12、武 314、天 4 等，以及吉林农科院选育的吉 853、444 等，这些黄改系与黄早四一 起构成了四平头杂种优势群。四平头杂种优势群普遍具有以下特点：一般配合力较高，叶片窄短上冲， 株型半紧凑，灌浆速度快，中早熟，花粉量大，散粉集中，硬粒，结实性好且 遗传力较高，双穗率高，抗旱耐瘠，抗矮花叶

11、病等，综合抗病性好，但近年来 易感丝黑穗病、褐斑病、锈病、弯孢菌叶斑病等病害，好多还具有籽粒淡黄 （黄白顶）的不足。虽然目前黄改系非常多，但 GCA 的改良进展有限，所以应 改良重点是提高或保持配合力，提高抗倒伏性、抗病性（小斑病、青枯病、褐 斑病、茎腐、锈病等），改善籽粒颜色，并适当增加穗长。可用旅大红骨群、 自 330 亚群、Suwan 亚群、综台种选亚群等进行改良。如山东省莱州农科所利 用丹 340黄早四育成 502-196，吉林省农科院用自 330黄早四育成吉 853， 四平市农科院用 A619黄早四育成 444，河北省农科院用冀多 142黄早四育 成冀 35，北京市农科院用黄早四自

12、330 育成四自四，陕西省农科院用黄早四 (武 302D+黄爆裂)育成武 314，安阳所用黄早四潍 95 育成昌 7-2 等等。四平头杂种优势群是中国玉米最重要的杂种优势类群之一，在国内种质中 起主导地位，在我国玉米杂种优势模式中占有重要地位。据不完全资料统计， 以唐四平头自交系组配的郑单 2 号、白单 4 号累计推广面积 821.9 万公顷以上。黄早四是我国玉米育种利用率最高的自交系，其组配并审定的玉米高产杂交种 超过 50 个，累计推广面积在 2000 万公顷以上，主要有掖单 2 号、烟单 14、掖 单 4 号、鲁玉 3 号、京早 7 号等；以黄早四改良系组配的杂交种有上百个，累 计推广面

13、积则超过 5000 万公顷，主要有郑单 958、掖单 12、鲁单 981、四单 19、西玉 3 号、唐抗 5 号等。所以，高配合力、综合性状优良的玉米自交系黄 早四获 1999 年农业部科技进步一等奖和 2000 年度国家科技进步一等奖，并参 加了中华世纪坛封存仪式，是当之无愧的。四平头杂种优势群与改良 Reid 群、 Lancaster 群、外杂选群、其它类群等都具有很强的杂种优势。除与改良 Reid 群外，四平头与 Lancaster 群的 Mo17 亚群、外杂选群的模式在黄淮海应用较广。 四平头与 Lancaster 群的 Mo17 亚群的杂交种主要有烟单 14、豫玉 1 号、四单 19

14、 等，推广面积都比较大，主要特点是抗病性好，适应性非常广。四平头与 PB 模式的代表性杂交种有鲁单 981、沈单 10、沈单 16、中科 4 号、京科 25、京早 13 等，主要表现为中早熟，株型紧凑半紧凑，耐密，丰产性和适应性好，但应 注意其抗倒性。玉米育种技术- 4 -3、LancasterLancaster S.C.是美国 Hershey 家族 1910 年前后育成的品种群体。在种植 过程中，Lancaster S.C.与晚熟马齿型金皇后偶然混粉杂交，杂交后代又与 Lancaster S.C.回交，回交过程中不断选择黄色硬粒白轴长穗类型。用 Lancaster S.C.为材料，1949

15、年，D.F. Jones 育成一环系 C103，1964 年 M.S. Zuber 育成 Mo17（187-2C103）。此外，Richey 家族由 Lancaster S.C.得到 衍生群体 Richey Lancaster，从该群体中筛选初一系列优良自交系，如 Oh40B、L289、L317 等。目前指的 Lancaster 杂种优势群主要指 C103 和 Oh40B 选育的二环系及多环系。20 世纪 5070 年代，中国玉米育种家先后从国外引 入 C103、Mo17、Oh43（Oh40BW8）、Va35（C103T8/T8）等优良自交系，选 育出一大批优良的 Lan 选系及其衍生系，形成

16、我国的 Lancaster 杂种优势群。 但是，应该指出的是，目前 Lancaster 杂种优势群绝非纯粹的 Lancaster 种质， 该群自交系大约含有 12.5%50%的 Lancaster 种质，其种质背景中广泛存在 Reid、Iowa Goldmine、Minesota13 和 Creole 种质。理论上讲，Mo17 遗传成分 中，Lancaster 占 50%，Reid 占 25%和 Iowa Goldmine 占 25%；Oh43 含有 50%的 Lancaster，25%的 Reid 和 25%的 Minnesota13。Lancaster 群的自交系均为以 C103、Mo17Mo17、Oh43 等自交系直接或间接培育的二环系，除通过 C103（如杂 C546）和 Mo17 杂株（如 412）或经辐射处理（如 4F1 等）的 Lancaster 种质能 达到 50%外，其余自交系的 Lancaster 种质含量均不足 50%；其次由于 Lancaster 品种本身在植株性状方面尤其是抗倒伏性方面存在缺陷，致使人们