李必富， 桑立君， 欒化泉， 王奎森

(鐵嶺市農(nóng)業(yè)科學(xué)院， 遼寧 鐵嶺 112616)

玉米是世界上主要的糧經(jīng)飼兼用型作物之一，在我國(guó)的國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中也占據(jù)重要地位。玉米起源于南美，明嘉靖年(1522—1566)傳入我國(guó)[1]。20世紀(jì)50年代，玉米雙交種、三交種，特別是1963年單交種新單1號(hào)的育成與應(yīng)用之后，玉米單位面積產(chǎn)量才有了顯著的提升。玉米雜交種的優(yōu)良生育特性以及顯著的增產(chǎn)潛能說明了選育親本自交系的重要性。

1 玉米自交系鐵C 8605-2的選育經(jīng)過

1.1 立項(xiàng)背景

遠(yuǎn)緣雜交優(yōu)勢(shì)在玉米育種中地位的確立，激勵(lì)廣大育種者在種質(zhì)資源的篩選與應(yīng)用上投入更大的精力。鐵嶺市農(nóng)業(yè)科學(xué)院(原鐵嶺農(nóng)科所)，在歸類整理國(guó)內(nèi)種質(zhì)資源的基礎(chǔ)上，加大外來種質(zhì)資源的引進(jìn)與利用，20世紀(jì)70年代末引入美國(guó)雜交種3382等一批外來種質(zhì)，育成了玉米自交系鐵7922。鐵7922配合力高，組配了一大批雜交種，也作為種質(zhì)基礎(chǔ)育成了一大批自交系并應(yīng)用于生產(chǎn)[2-3]。但鐵7922的缺點(diǎn)也很突出，那就是其自交系本身植株較高，一般都在2.6 m以上，增加了去雄難度；頂葉上沖，雄穗露頭即開始散粉，需帶葉及時(shí)去雄，否則極易產(chǎn)生自交苗，又增加了制種難度；鐵7922所配雜交種一般都屬于高桿大穗晚熟型品種，生產(chǎn)應(yīng)用局限性大。因此，降低鐵7922自交系的株高而又保持其抗逆性和高配合力，成為當(dāng)時(shí)育種工作中的主要內(nèi)容。

1.2 可行性分析

雜交優(yōu)勢(shì)理論中的中親優(yōu)勢(shì)理論是改良鐵7922自交系的理論基礎(chǔ)，只要找到一個(gè)合適的矮源材料，通過二環(huán)系系譜育種或者回交育種方法，就有可能把鐵7922自交系的株高降下來，并保留原鐵7922自交系的配合力和抗逆性。通過篩選鑒定分析，玉米自交系沈5003被確定為矮源材料。沈5003是沈陽(yáng)市農(nóng)業(yè)科學(xué)院以國(guó)外雜交種3147為基礎(chǔ)材料選育出的優(yōu)秀自交系，具有矮桿、抗葉斑病、穗長(zhǎng)粒大、配合力高的特點(diǎn)，其矮桿特性遺傳力強(qiáng)，降低株高作用明顯。因此，通過沈5003和鐵7922雜交再選育株高適宜、抗病抗逆性強(qiáng)、配合力高的自交系，理論上完全可行。

1.3 目標(biāo)和技術(shù)路線

改良鐵7922，主要目標(biāo)是要降低自交系的株高到2 m以下，并保留其高配合力和抗逆性、抗病性。以鐵7922為骨干母本，取沈5003的花粉，與鐵7922的果穗雜交，然后按系譜法選育目標(biāo)自交系，利用海南冬季南繁加快自交系選育進(jìn)程和配合力測(cè)定鑒定。

1.4 選育過程

1985年，以鐵7922為母本，沈5003為父本組配基礎(chǔ)材料。1986年，在鐵嶺試驗(yàn)田種植F1，編號(hào)為C 8605，選株自交得到S0。1986年冬，在海南大群體選株自交，注重對(duì)禿尖長(zhǎng)、穗長(zhǎng)、穗行數(shù)、行粒數(shù)、百粒重等與配合力密切相關(guān)性狀的選擇，同時(shí)注意株高、穗位高、株型、莖稈質(zhì)量、根系強(qiáng)度、抗病性等性狀的選擇，得到S1。1987年，在鐵嶺對(duì)入選的S1進(jìn)行穗行種植與自交篩選，根據(jù)目標(biāo)性狀進(jìn)行選擇得到S2。1987年冬，在海南種植當(dāng)選的S2果穗穗行進(jìn)行，自交選擇并擇優(yōu)進(jìn)行早代測(cè)配，1988年春，海南收獲篩選得到進(jìn)代果穗S3。1988年，在鐵嶺種植S3果穗穗行，按照育種目標(biāo)進(jìn)行穗行選擇，對(duì)當(dāng)選穗行多自交多選留得S4，不良穗行直接淘汰，同時(shí)，在優(yōu)良穗行擇株進(jìn)行配合力測(cè)配。1989年春，將S4果穗按穗行進(jìn)行種植，種植時(shí)進(jìn)行絲黑穗病接種，大喇叭口期進(jìn)行大斑病接種，自交選擇時(shí)仍按育種目標(biāo)進(jìn)行穗行選擇，得到S5，至此，系列C 8605自交系均已基本穩(wěn)定成型。1989年冬，根據(jù)當(dāng)年測(cè)配試驗(yàn)結(jié)果，選擇穗行C 8605-2-3-3-3-2在海南進(jìn)行新組合測(cè)配及復(fù)配，命名為鐵C 8605-2應(yīng)用于生產(chǎn)。

1.5 選育結(jié)果

1.5.1鐵C 8605-2的植物學(xué)特征

鐵C 8605-2芽勢(shì)強(qiáng)，苗期生長(zhǎng)勢(shì)強(qiáng)，葉片淡綠色，葉緣紫色，葉鞘紫紅色。第一片葉長(zhǎng)圓形，第二、三片葉長(zhǎng)而挺直，葉片邊緣向上卷曲，無波曲，第四片葉開始變得寬而長(zhǎng)，有波曲，苗整齊健壯。株高約170 cm，穗位約70 cm。全株葉片數(shù)18～19片，雄穗分枝數(shù)6～13個(gè)，花藥黃綠色，花絲淡紫色，穎殼淡紫色。果穗筒型，穗長(zhǎng)約17 cm，穗行數(shù)12～16行，穗軸紅色。籽粒橙黃色，馬齒型，頂部有刺尖兒，百粒重約40 g。

1.5.2鐵C 8605-2的生物學(xué)特征

在鐵嶺地區(qū)，鐵C 8605-2從出苗到成熟需要≥10 ℃活動(dòng)積溫3 000 ℃左右，大約132 d。鐵C 8605-2的抗病性好，經(jīng)所內(nèi)連續(xù)兩年抗病接種鑒定，抗大斑病，高抗絲黑穗病，多年田間表現(xiàn)還抗小斑病和青枯病。鐵C 8605-2田間表現(xiàn)耐旱性強(qiáng)，在1991年嚴(yán)重伏旱和秋吊的氣候條件下，C 8605成熟時(shí)仍有4～5片綠葉。鐵C 8605-2的配合力高，在自交系早代測(cè)驗(yàn)和高代新組合鑒定及品種比較試驗(yàn)，以及組配雜交種參加遼寧省玉米區(qū)域試驗(yàn)等數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)顯示，鐵C 8605-2組配的組合產(chǎn)量高，較對(duì)照均增產(chǎn)。鐵C 8605-2的另一突出特點(diǎn)是花期協(xié)調(diào)性好，穗大籽粒大，制種產(chǎn)量高，在遼寧省繁制種平均產(chǎn)量3 750 kg·hm-2以上，高產(chǎn)田可達(dá)4 500 kg·hm-2以上。

1.5.3鐵C 8605-2較鐵7922的優(yōu)點(diǎn)

鐵C 8605-2較鐵7922的株高有明顯的降低，同年份同地塊種植，鐵C 8605-2較鐵7922株高降低80～90 cm，穗位降低20～30 cm；鐵C 8605-2的制種特性較鐵7922要好，不僅植株高度降低明顯，鐵C 8605-2的雄穗完全露出旗葉才散粉，利于去雄保證種子純度。

2 鐵C 8605-2直接應(yīng)用情況

根據(jù)歷年品種審定通告，截止2016年，可網(wǎng)絡(luò)查詢的利用鐵C 8605-2直接作為親本之一獲得審定的品種有25個(gè)，遍及遼吉津冀蒙等省(區(qū)、市)。其中還有3個(gè)品種通過了國(guó)家級(jí)審定，通吉100在東北早熟組參試并獲得審定，適宜在吉林、遼寧、黑龍江及內(nèi)蒙古通遼地區(qū)本玉9品種種植區(qū)域種植；吉星油199是參加?xùn)|華北特用玉米試驗(yàn)并獲得審定的高油中晚熟品種，適宜在河北東北部、山西南部、內(nèi)蒙古通遼地區(qū)、吉林中東部、新疆烏魯木齊地區(qū)春播種植；丹玉69號(hào)在東華北春玉米組參加試驗(yàn)并獲得審定，適宜在北京、天津、河北北部、山西、遼寧、吉林、內(nèi)蒙古赤峰地區(qū)、陜西延安地區(qū)春播種植。

3 鐵C 8605-2間接應(yīng)用情況

截止2016年，網(wǎng)上可查詢的利用鐵C 8605-2作為基礎(chǔ)材料親本之一，進(jìn)行自交系選擇獲得衍生系并組配雜交種，參加試驗(yàn)獲得審定的玉米品種共有73個(gè)，遍及遼吉京蒙陜晉桂黑皖等省(區(qū)、市)，其中國(guó)審玉品種10個(gè)，中迪985參加?xùn)|華北春玉米試驗(yàn)并獲得審定，適于遼寧、吉林晚熟區(qū)、河北北部、天津、山西、內(nèi)蒙古赤峰地區(qū)、陜西延安地區(qū)春播種植；華農(nóng)866參加?xùn)|華北春玉米試驗(yàn)并獲得審定，適于遼寧、吉林中晚熟區(qū)，內(nèi)蒙古赤峰和通遼、河北北部、天津、北京北部、山西中晚熟區(qū)、陜西延安地區(qū)春播種植；東單80參加?xùn)|華北春玉米試驗(yàn)和西南玉米區(qū)域試驗(yàn)并獲得審定，適于遼寧、吉林晚熟區(qū)、北京、天津、河北北部、山西春播和云南、貴州、四川、重慶、湖南、湖北、廣西的平壩丘陵和低山區(qū)種植；富友9號(hào)除遼吉審定，蒙渝認(rèn)定外，參加?xùn)|華北春玉米和黃淮海夏玉米試驗(yàn)并獲得審定，適宜在北京、天津、河北、山西、遼寧、吉林晚熟區(qū)、陜西延安春玉米區(qū)和河北、河南、安徽、山東夏玉米區(qū)種植，凡種植農(nóng)大108、鄭單958、魯單981的地區(qū)均可種植；佳爾336參加?xùn)|北早熟春玉米試驗(yàn)并獲得審定，適于遼寧東部山區(qū)、吉林中晚熟區(qū)、黑龍江第一積溫帶、內(nèi)蒙古赤峰和通遼地區(qū)春播種植；中地77參加?xùn)|華北春玉米和西北春玉米試驗(yàn)并獲得審定，適于北京、吉林中晚熟區(qū)、遼寧(丹東除外)、河北北部(承德除外)、山西中晚熟區(qū)、甘肅、寧夏、新疆、陜西延安和榆林、內(nèi)蒙古赤峰、鄂爾多斯和巴彥淖爾春播種植；利民3號(hào)參加?xùn)|華北春玉米試驗(yàn)并獲得審定，適于吉林晚熟區(qū)、天津、河北北部、山西、陜西延安地區(qū)春播種植；屯玉42參加?xùn)|華北春玉米試驗(yàn)并獲得審定，適于北京、河北、山西、遼寧、吉林、內(nèi)蒙古赤峰和通遼地區(qū)、陜西延安地區(qū)春播種植；錦玉2號(hào)參加?xùn)|華北春玉米試驗(yàn)并獲得審定，適宜遼寧、吉林、河北等東北、華北春玉米適宜地區(qū)種植；鐵研358參加?xùn)|華北春玉米試驗(yàn)并獲得審定，吉林、遼寧、山西中晚熟區(qū)、北京、天津、河北北部、內(nèi)蒙古赤峰和通遼地區(qū)、陜西延安地區(qū)春播種植。C 8605-2作為基礎(chǔ)材料選育自交系并組配雜交種獲得各省審定及認(rèn)定結(jié)果：廣西審定1個(gè)，黑龍江審定1個(gè)，吉林審定18個(gè)，山西審定1個(gè)，北京審定5個(gè)，遼寧審定23個(gè)，內(nèi)蒙審(認(rèn))定13個(gè)，陜西審定1個(gè)?？梢钥闯?，廣大育種者在鐵C 8605-2的改良利用上下了很大功夫，也很成功，極大地拓展了鐵C8605-2的應(yīng)用范圍，但主要應(yīng)用還是遼寧及周邊的吉林和內(nèi)蒙，這與C 8605-2的生育特性有關(guān)。

4 鐵C 8605-2應(yīng)用分析

4.1 血緣與雜優(yōu)模式分析

鐵C 8605-2來源于鐵7922和沈5003，而鐵7922來源于美雜交種3382，與旅系雜交優(yōu)勢(shì)強(qiáng)，沈5003來源于美雜交種3147，也與旅系有強(qiáng)雜交優(yōu)勢(shì)。從表1可以看出，鐵C 8605-2直接應(yīng)用時(shí)仍主要是與旅系材料組配雜交種，即“瑞德×旅系”雜優(yōu)模式。之后隨著測(cè)配及對(duì)自交系的認(rèn)知增加，父本采用了旅改系(T 0270等)、黃改系(吉853等)及熱帶種質(zhì)改良系(中106等)均有品種問世。隨著社會(huì)生產(chǎn)的逐步變革，廣大育種工作者對(duì)育種資源有了進(jìn)一步認(rèn)識(shí)和利用，鐵C 8605-2獲得了進(jìn)一步的開發(fā)利用。從其作為基礎(chǔ)材料之一選系組配組合并獲得審定的情況看(表2)，群內(nèi)改良仍是主流，其它的如加入熱帶種質(zhì)(78599選系等)、回交(回鐵7922)、復(fù)合雜交(雜美國(guó)雜交種等)也有許多成果。比較特別的是玉龍7899的雜優(yōu)模式，其母本來源是Mo 17×鐵C 8605-2，父本來源是78599×P 138，父本是典型的高含量熱帶血緣種質(zhì)，母本則是具有較遠(yuǎn)血緣的兩個(gè)類群材料組成的基礎(chǔ)材料選育而成，相當(dāng)于二環(huán)系，父本與母本的兩個(gè)基礎(chǔ)資源都有很強(qiáng)的雜種優(yōu)勢(shì)。

表1 鐵C 8605-2直接組配并獲得審定的品種(部分?jǐn)?shù)據(jù)來源于文獻(xiàn)[4])Table 1 Approved varieties bred by hybridizing combinations with ‘Tie C 8605-2’ (part of the data came from reference 4)

表2 鐵C 8605-2作為基礎(chǔ)資源之一選育自交系(部分?jǐn)?shù)據(jù)來源文獻(xiàn)[4]、文獻(xiàn)[5])Table 2 Inbred lines breeding based on ‘Tie C 8605-2’ as one of the basic resources (art of the data came from reference 4 and reference 5)

表2(續(xù))(Continue to Table 2)

4.2 利用前景分析

從鐵C 8605-2的育成年代計(jì)算，其到現(xiàn)在已有30年，使用其獲得成果最多的是20世紀(jì)90年代和21世紀(jì)初，進(jìn)入2010年之后審定品種逐漸減少，公開載明利用最近一個(gè)是玉龍7899，2016年通過審定。鐵C 8605-2的應(yīng)用，除了其優(yōu)良的特征特性外，社會(huì)生產(chǎn)的發(fā)展過程也影響它的利用。20世紀(jì)八九十年代及本世紀(jì)初，正是晚熟稀植大穗盛行的時(shí)期，人工勞作為主，鐵C 8605-2組配的品種正好適應(yīng)。進(jìn)入21世紀(jì)，隨著鄭單958的審定推廣，以及各種半機(jī)械化、機(jī)械化設(shè)備的逐漸推廣利用，精量播種、高密種植、適宜早熟逐漸盛行，鐵C 8605-2直接應(yīng)用滿足不了市場(chǎng)需求，只能轉(zhuǎn)為間接利用。但正因?yàn)殍FC 8605-2具有清晰的來源、豐富的遺傳基礎(chǔ)、優(yōu)良的抗性及高配合力，得到了育種工作者的堅(jiān)持利用，并將繼續(xù)在玉米自交系選育中發(fā)揮作用。改良耐密性、成熟期、脫水速率將是目前的主要任務(wù)和方向，以適應(yīng)機(jī)械化收獲特別是直接機(jī)收粒發(fā)展的需要。

5 討 論

群內(nèi)雜交原理上是最基本的改良方法，但與鐵C 8605-2同類型的如掖478、4112、丹9046等資源基本上也都進(jìn)行利用改良過，選擇的后代成果豐碩，但已不適應(yīng)當(dāng)前生產(chǎn)需要。導(dǎo)入熱血資源在北方曾經(jīng)是利用主流，改變了原來本地資源的抗病性和持綠性，從表2也可以看到，成果非常豐富，但問題也明顯，絕大部分熱血改良資源都屬稀植大穗晚熟類型，不適應(yīng)現(xiàn)在機(jī)械化生產(chǎn)需要，所以北方利用熱血資源在將來不是重點(diǎn)，南方可以嘗試。黃系是已知含有早熟基因可改良耐密和熟期的資源群體，適應(yīng)性廣，可以加以利用，富友2號(hào)的選育成功證明這個(gè)方向可行，它的母本是鐵C 8605-2與K 12雜交再回K 12，而K 12是黃系的代表。旅系雜瑞德有成功的選系例子，丹9046與L 2雜交選出的丹T 138成功組配了丹玉68、丹玉86、丹玉90等品種，而鐵C 8605-2與丹9046均來源于鐵7922×沈5003，理論上類似的改良選擇也可以，但旅改系大多屬于稀植晚熟類型，現(xiàn)在用來改良鐵C 8605-2不容易選到可用材料。