王俊強 孫善文 韓業(yè)輝 于運凱 許 健 周 超 孫培元 丁昕穎
(1 黑龍江省農(nóng)業(yè)科學院齊齊哈爾分院,齊齊哈爾 161000;2 黑龍江省農(nóng)業(yè)科學院畜牧獸醫(yī)分院,齊齊哈爾 161000)
玉米是黑龍江省第一大糧食作物,也是種植范圍最廣、單產(chǎn)量最高的谷類作物,對保障國家糧食安全發(fā)揮著關(guān)鍵作用。2018 年中國玉米種植面積為4213 萬hm2,產(chǎn)量達到25733 萬t,占當年糧食總產(chǎn)量的39%[1-3]。為確保玉米產(chǎn)量連年增產(chǎn),需要穩(wěn)定、廣適、抗逆性強的玉米新品種。玉米新品種選育難在選系,優(yōu)良玉米自交系選育是關(guān)鍵[4]。國內(nèi)外種質(zhì)資源的最大差別在于國內(nèi)種質(zhì)廣適性遠遠好于國外種質(zhì),尤其在耐旱、耐高溫上表現(xiàn)極其突出。黃改系是由玉米骨干自交系黃早四通過種質(zhì)擴增和改良并保持和繼承了黃早四優(yōu)良特性的自交系總稱,來自于我國地方種質(zhì)塘四平頭等,屬于具有我國特色的玉米核心種質(zhì)群,普遍具有很好的適應性和抗逆性[5]。鑒于黃改系對新品種選育的重要性,黑龍江省農(nóng)業(yè)科學院通過黃早四與丹705 雜交成功創(chuàng)制出適合黑龍江省第二、三積溫帶的玉米骨干自交系嫩H75121。利用嫩H75121 選育出玉米新品種嫩單23 及待審定玉米品系3 個。
2004 年春在黑龍江省農(nóng)業(yè)科學院齊齊哈爾分院育種基地種植二環(huán)系黃早四×丹705,選擇黃早四×丹705 的優(yōu)株自交得到S1;2004 年冬在海南臨高村種植S1,加代自交得到S2;2005 年春在黑龍江省農(nóng)業(yè)科學院齊齊哈爾分院育種基地種植S2,選擇抗性好的優(yōu)株自交得到S3;2005 年冬在海南臨高村加代自交得到S4;2006-2007 年在黑龍江省農(nóng)業(yè)科學院齊齊哈爾分院育種基地、海南臨高村如此南繁北育,一年2 代自交選育,經(jīng)自交8 代后于2007年在黑龍江獲得穩(wěn)定自交系,并通過人工接菌鑒定,篩選出抗性強的自交系,定名為嫩H75121[6]。
2.1 幼苗、植株、果穗及籽粒性狀嫩H75121 拱土能力強,葉鞘深紫色,前期長勢快,葉片深綠色,莖稈綠色。株高160cm,穗位高50cm,成株可見13 片葉,植株緊湊,耐密性較好,通風透光。雄穗主枝較長、分枝數(shù)量中等,穎殼綠色,花粉量充足,花藥、花絲黃色。果穗圓筒型,白色軸,穗長16.0cm,穗粗4.2cm,穗行數(shù)12~14 行,行粒數(shù)35 粒,籽粒偏硬粒型、橙黃色,百粒重35.0g。制種時可根據(jù)需要,嫩H75121作為父母本均可。
2.2 吐絲散粉早,籽粒早熟、脫水快嫩H75121 的生育期120d,需≥10℃活動積溫2450℃。適合選育黑龍江省第二、三積溫帶玉米品種,與同熟期骨干自交系L201 相比,吐絲、散粉期、成熟期均較早,成熟時籽粒含水量明顯低于L201,收獲時籽粒含水量低于28%。選育出玉米新品種適合機械化收獲。
2.3 抗性表現(xiàn)嫩H75121 大斑病表現(xiàn):2 年人工接菌鑒定為5~7 級,自然發(fā)病率為1~3 級;絲黑穗病表現(xiàn):2 年人工接菌發(fā)病率為7.0%~9.4%,自然發(fā)病率為0;莖腐病表現(xiàn):2 年人工接菌發(fā)病率為5.4%~8.2%,自然發(fā)病率為0.4%~2.3%。整體表現(xiàn)為中抗大斑病,高抗絲黑穗病、莖腐病,同時具備耐旱、耐高溫能力強等特點。
2.4 配合力提升配合力高低對雜交種產(chǎn)量好壞起著關(guān)鍵性作用。嫩H75121 雜交后代產(chǎn)量明顯高于黃早四及丹705 雜交后代(表1)。配合力的提升促使雜交種產(chǎn)量及綜合表現(xiàn)提高。
表1 不同雜交組合產(chǎn)量表現(xiàn)
3.1 新品種選育北京市農(nóng)林科學院利用X 群×黃改群雜優(yōu)模式,成功選育玉米新品種京科968、京農(nóng)科728 等玉米新品種,推廣面積都在千萬畝以上。齊齊哈爾分院依托X 群×黃改群雜優(yōu)模式,利用嫩H75121×NL881 成功選育玉米新品種嫩單23,在適應區(qū)出苗至成熟生育日數(shù)為122d 左右,需≥10℃活動積溫2500℃左右,適合黑龍江省第二積溫帶種植。如需機械化收獲籽粒需種植在≥10℃活動積溫2650℃地區(qū),即黑龍江省第一積溫帶下線、第二積溫帶上線。
3.2 嫩單23 適應性表現(xiàn)2016-2018 年連續(xù)3年嫩單23 在不同生態(tài)區(qū)7 個試驗點(林甸、牡丹江、寧安、綏化、依蘭、望奎、巴彥)適應性表現(xiàn)見表2。生育期變幅為125~127d,有效積溫變幅為2475~2546℃,株高變幅為263~284cm,穗位高變幅為98~114cm,穗長變幅為19.6~20.8cm,穗粗變幅為4.8~4.9cm,百粒重變幅為36.6~39.2g,產(chǎn)量變幅 為10362.1~11695.1kg/hm2。各 性 狀 整 體 看,變幅不大,玉米品種嫩單23 年度間穩(wěn)定性強,綜合表現(xiàn)佳。
表2 嫩單23 不同生態(tài)區(qū)適應性表現(xiàn)
3.3 潛力組合挖掘運用X 群×黃改群雜優(yōu)模式成功選育嫩單23 后,繼續(xù)利用該模式將嫩H75121與NL881 同類不同熟期種質(zhì)組配,選育出不同生育期玉米品系參加黑龍江省品種試驗,其中嫩單25 已經(jīng)進入黑龍江省二區(qū)玉米試驗區(qū)試2 年,并且表現(xiàn)優(yōu)異,具備品種審定條件,適合黑龍江省第一積溫帶下線、第二積溫帶上線種植,現(xiàn)處試驗示范階段。
現(xiàn)階段玉米生產(chǎn)中,各品種間產(chǎn)量差異不明顯,主要依托自身抗性達到增產(chǎn)目的,國外種質(zhì)進入我國后,其綜合抗性、適應性明顯弱于國內(nèi)獨有玉米種質(zhì)。黃改系具有適應性強、配合力高、株型緊湊、生育期短、灌漿速度快等多方面優(yōu)良性狀[7],是最具我國特色的種質(zhì)資源之一。黃改系主要用于黃淮海夏玉米地區(qū),其代表系有昌7-2、京2416 等一系列骨干玉米自交系,主推品種有鄭丹958、京科968等。近年來黃改系在黑龍江省春玉米區(qū)利用率相對較低,但隨著京農(nóng)科728 成功選育,骨干自交系京2416 表明黃改系同樣適合黑龍江省春玉米區(qū)域。嫩H75121 是以黃早四為基礎,參入旅系丹705,利用塘四平頭與旅大紅骨之間血緣較近,融合2 個群體間自身優(yōu)點,是優(yōu)良性狀疊加聚合在同一骨干自交系上。嫩H75121 與蘭卡、瑞德、美雜、歐雜種質(zhì)同期或錯期雜交選育出適合黑龍江省第一積溫帶上線、第二積溫帶、第三積溫帶上線種植的玉米新品種,是可信賴的玉米骨干自交系。
黃改系嫩H75121 自身潛力需進一步挖掘,一輪又一輪的種質(zhì)改良,X 群種質(zhì)不斷更新,應繼續(xù)利用嫩H75121×X 群雜優(yōu)模式,選擇抗性更強、適應性更廣、產(chǎn)量更高的玉米新品種。可利用嫩H75121為基礎繼續(xù)改良擴展,繼續(xù)融合黃改系;也可導入黑龍江省獨有的地方血緣種質(zhì);或采用與歐洲硬粒種質(zhì)平行改良等手段,創(chuàng)制出更優(yōu)越的玉米種質(zhì)資源。雜交模式不能限于X 群×黃改群,應多樣化運用,摸索出一套成型的雜交體系,如黃改群與國內(nèi)/外瑞德改良群、黃改群與國內(nèi)/外蘭卡改良群、黃改群與歐/美瑞德群、黃改群與歐/美蘭卡群。只有育種多樣性,更能表現(xiàn)出品種的綜合抗病、抗逆性與廣適性,為玉米生產(chǎn)做好保障,為確保糧食安全打下堅實基礎。