N8924号玉米的选育实验

发布时间:2017-01-13 09:02:56
   摘要:为促进黑龙江省玉米产业持续发展, 利用玉米自交系Mo17的变异株8008自身优良性状改良自交系U81162, 筛选出耐密、脱水快, 抗逆性较强, 高抗茎基腐病、大斑病、丝黑穗病的种质资源N8924.利用N8924作为亲本选育出玉米新品种嫩单19.通过良种配良法, 发挥嫩单19增产潜力为农民带来可观的经济效益。
  
   关键词:玉米; 自交系; 杂交种; 良种配良法; 经济效益;
  
  玉米是我国种植面积第一大粮食作物,随着农业生产的发展,发展玉米全程机械化生产是实现农业稳定发展和节本增效的重要途径。2014年中央一号文件强调:“加快推进大田作物生产全程机械化,……实现作物品种、栽培技术和机械装备的集成配套”,选育适合机械化收获的玉米新杂交种并配合适宜的栽培技术已经成为一项紧迫任务,而这些必须有优良的玉米自交系作为基础。目前玉米育种方面多以广泛引入国外优良种质资源并进行有明确方向地改良和创新作为丰富种质资源的手段。在选育方法上稳定遗传并聚合亲本的优良农艺性状和水平抗性,通过多种相关表现型(抗性、配合力、光能利用率、产量、株高、穗位等)进行选择。本团队利用玉米自交系Mo17的变异株8008自身优良性状改良自交系U81162,筛选出耐密、脱水快,抗逆性较强,高抗茎基腐病、大斑病、丝黑穗病的种质资源N8924,本文对N8924的选育过程、生物学特性、遗传特性及应用情况等进行了全面综述,旨在为选育出新的玉米品种奠定基础,通过良种配良法,充分发挥新品种的增产潜力,为农民带来可观的经济效益。
  
  1 选育过程
  
  黑龙江省农业科学院齐齐哈尔分院根据目标性状利用8008与U81162进行杂交,创建种质资源基础,在2004-2005年对种质资源的F1与F3采用人工接菌进行抗病性鉴定,茎腐病采用土壤埋入法接种禾谷镰刀菌和腐霉菌的复合菌,在乳熟期至蜡熟期进行病害调查;玉米大斑病采用混合菌种人工接菌,由本科室上一年采集、分离、保存、扩繁,在玉米乳熟期进行调查。玉米丝黑穗病菌采用混合冬孢子粉人工接菌,在玉米生长至乳熟末期,进行病害调查。根据调查数据筛选分析,并经南北穿梭自交7代,成功选育出适宜黑龙江省第一积温带下线、第二积温带上线的优良骨干自交系N8924.
  
  2 生物学特征
  
  N8924株高170cm,穗位高60cm,株型半紧凑,叶色浓绿,雄穗主轴明显,一级分枝2~5个,花粉量大,自身花期协调;花药黄色[1],抗病、抗逆性较强。高抗茎基腐病,接种条件下发病率为2%~4%;高抗大斑病,接种条件下调查鉴定为1级;高抗丝黑穗病,接种条件下发病率为1.2%~2.5%.
  
  N8924改良了U81162苗势弱、组配的杂交种多数耐密性较差,果穗苞叶较紧,生理成熟后籽粒脱水慢等缺点,遗传了8008自身花期协调的优点,并且花粉量比8008明显增多。穗行数比U81162和8008增加2行。
  
  3 遗传特性分析
  
  Mo17于20世纪70年代引入我国,是国内着名的兰卡斯特系。该系为187-2(科鲁格)×C105(兰卡斯特)杂交选育的晚熟玉米自交系(生育期128d),具有配合力高,高抗大、小斑病,中抗青枯病,长穗大粒,繁殖系数高,可广泛用于杂交种的组配等特点,在生产上先后组配了30多个品种[2].育成的杂交种有着名的中单2号(Mo17×自330)、本育9号(7884-7×Mo17)、四单19 (444×Mo17)等[3].但随着多年的应用,Mo17出现了退化,感穗腐病和矮花叶病[4].自交系8008是1996年Mo17亲本繁殖田中发现的变异株,连续自交6代,除遗传了Mo17的优点外,还通过自身变异表现出抗穗腐病和矮花叶病。该自交系自身花期不遇,生育期比Mo17早3~5d,整体植株清秀,株高、穗位均降低等特点。由于8008遗传了Mo17的高配合力,目前作为测验种在育种工作中广泛应用。
  
  U81162属于BSSS类群,是山东省莱州市农科所以(矮金525×掖107)×106为基础材料,于1986年9月选育出的优良玉米自交系,是我国骨干玉米自交系之一。以其高产、高抗和高配合力等突出特点,在我国玉米育种上得到广泛应用。据不完全统计,用其做亲本共计选育出通过国审、黑审、吉审、蒙审优良玉米杂交种14个,其中有四密25 (U81162×7922)、九单48 (U81162×97108)、九单62 (U81162×九112)、鑫鑫1号(L201×U81162)等均具有高产、稳产和适应性广等特点,并在全国范围内大面积推广[5].但该自交系存在苗势弱、组配的杂交种多数耐密性较差,果穗苞叶较紧,生理成熟后籽粒脱水慢等缺点[6,7].
  
  利用玉米种质自交系Mo17的田间变异株8008,改良玉米自交系U81162,筛选出的新种质资源N8924克服了U81162苗势弱、组配的杂交种多数耐密性较差,果穗苞叶较紧,生理成熟后籽粒脱水慢等缺点。同时具备抗逆性较强,高抗茎基腐病、高抗大斑病、高抗丝黑穗病等优良性状。确立了N8924黑龙江省第一积温带下线、第二积温带上线优良骨干自交系地位。
  
  4 在玉米育种中的应用效果
  
  利用N8924作为亲本成功选育出高产、抗病、适宜机械化的玉米新品种嫩单19以及待审品种嫩单22.以采用兰卡×瑞德杂优模式和改良四密25 (U81162×7922)为育种思路,利用N8924与7922及7922衍生系进行杂交,通过田间鉴定及产量分析,选育出优质、高产、抗病、适宜机械化收获的玉米新品种嫩单19 (N8924×N7923)从所内鉴定到省内区域试验,产量均比对照增长10%以上,增幅明显,是适合黑龙江省第一积温带下线、第二积温带上线的优良玉米新品种。
  
  4.1 杂交组合产量表现
  
  用N8924和15个常用的骨干自交系(Reid)以及7922、7922衍生系进行组配(表1),从中可发现N8924与7922、7922衍生系以及PH6WC、L201配合力较高,其中N8924×N7923产量最高,结合该组合的田间表现参加黑龙江省品种审定。
  
  表1 组合产量比较

  
  通过N8924组配的玉米新品种嫩单19 (N8924×N7923)具有优质、高产、抗病、适合机械化收获的特点。参加省内试验期间,产量表现优异,具有较高的增产潜力(表2)。
  
  表2 嫩单19区域试验和生产试验产量表现

  
  4.2 新品种与创新栽培模式结合情况
  
  针对黑龙江省玉米耕层浅、农田蓄水能力差、化肥利用效率低、秸秆还田困难等问题,围绕持续提升黑龙江省玉米竞争力,黑龙江省农业科学院齐齐哈尔分院以玉米全程机械化为核心,采用良种配良法,将育种与栽培模式相结合,集成秸秆翻埋还田肥沃耕层技术、玉米平作节本技术、玉米病虫害绿色防控技术和全程机械化节本增效技术,形成“秸秆翻埋还田玉米全程机械化高效绿色栽培模式”,在发挥品种自身特性的同时能够创造出更高的社会、经济效益。以玉米新品种嫩单19为代表品种,在机耕和收支方面与农民传统种植模式进行对比,通过表3、表4中数据可知。创新模式可以节省机械作业成本675元·hm-2,减少化肥投入165元·hm-2,减少农药成本55元·hm-2,节省人工成本80元·hm-2,共计节本975元·hm-2,玉米增收2 071kg·hm-2,玉米增收2 899元·hm-2,累计节本增收3 874元·hm-2.可以看出创新栽培模式明显增加农民收益,另一方面也证实了嫩单19的特征比较适宜全程机械化生产管理。
  
  (元·hm-2)
  
  表3 机耕费对比

  
  表4 投入产出记录


 
  
  5 杂交利用的体会
  
  要充分发挥自交系N8924自身特性,单一利用兰卡×瑞德杂优模式是远远不够的,接下来的工作,利用N8924与欧洲种质资源、黄/旅种质资源进行组配,通过产量分析及田间鉴评,选育出优质、高产、抗病、适合机械化收获、脱水速率快的玉米新品种,为黑龙江省玉米产业持续性发展做出应有的贡献。
  
  参考文献
  
  [1] 许健, 马宝新, 刘海燕, 等。适宜机收玉米新品种嫩单19的选育[J].中国种业, 2018 (8) :78-79.  
  [2] 单明珠, 胡必德, 任志龙。Mo17在我国玉米育种和生产中的作用[J].西北农业学报, 1998, 7 (1) :95-97.  
  [3] 时俊光, 王作英, 曲岗。玉米Mo17及其改良系单株产量遗传研究[J].吉林农业大学学报, 2014, 36 (3) :265-270.
  [4] 蒋佰福, 牛忠林, 邱磊, 等。合选18的选育与利用[J].黑龙江农业科学, 2016 (7) :9-11.  
  [5] 单明珠, 胡必德, 任志龙, 等。Mo17在我国玉米育种和生产中的作用[J].西北农业学报, 1998, 7 (1) :95-97.  
  [6] 辛鑫鑫, 张林, 董玲, 等。玉米自交系81162及其衍生系在我国育种中的应用[J].种子, 2015 (7) :55-59.  
  [7] 钱淑玲, 王绍萍, 赵万庆, 等。高产、优质、耐密型玉米杂交种四密25的选育与推广[J].吉林农业科学, 2001, 26 (4) :14-16.
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