洪德峰 馬俊峰 衛(wèi)曉軼 馬 毅 魏 峰 張學(xué)舜 白東升 郭全根 史大坤 楊海峰

（河南省新鄉(xiāng)市農(nóng)業(yè)科學(xué)院，新鄉(xiāng) 453002）

20 世紀(jì)80 年代，研究人員就指出種質(zhì)資源遺傳基礎(chǔ)狹窄成為我國玉米育種的限制因素[1]，市場上推廣的玉米品種多以稀植大穗為主，產(chǎn)量一直在4500～5600kg/hm2范圍之間。進(jìn)入21 世紀(jì)，隨著鄭單958 的審定及推廣，耐密、高產(chǎn)、抗逆成為市場流行品種的主要特點(diǎn)[2]。國外雜交種進(jìn)入我國后，憑借其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)迅速在我國玉米種子市場占據(jù)一席之地，特別是適宜全程機(jī)械化操作的玉米品種，快速改變了依靠人工勞作的作業(yè)方式，如美國先鋒公司鐵嶺先鋒分公司研發(fā)的先玉335 等一批優(yōu)良品種，在短短幾年的時(shí)間里迅速占領(lǐng)玉米種業(yè)市場[3]。這些品種耐密植、生育期適中、綜合抗性好、豐產(chǎn)性好、后期籽粒脫水快，適宜機(jī)械收獲。受種質(zhì)資源限制，我國玉米育種工作者進(jìn)行了大量模仿育種，特別是先玉335、鄭單958 等品種審定后，大量的近仿品種問世。為了拓寬本土種質(zhì)的遺傳多樣性、突破資源限制，科研人員引進(jìn)和馴化了熱帶、亞熱帶玉米種質(zhì)，這些種質(zhì)遺傳變異性廣泛，具有抗病蟲害、耐高溫陰雨等優(yōu)點(diǎn)，是黃淮海夏玉米區(qū)育種不可多得的異源種質(zhì)[4-8]。

河南省新鄉(xiāng)市農(nóng)業(yè)科學(xué)院在保持本土優(yōu)質(zhì)材料的基礎(chǔ)上，廣泛引進(jìn)早熟、耐密的種質(zhì)資源，對本土種質(zhì)資源進(jìn)行改良和創(chuàng)新。同時(shí)，加大對國外材料的改良和創(chuàng)新選育力度，形成了不同于黃淮海區(qū)的雜種優(yōu)勢新模式——X 系×黃熱系[9]，選育出優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、抗逆、廣適的機(jī)收玉米新品種新單68。該品種于2017 年通過河南省機(jī)收組首批審定（豫審玉2017023），2018 年通過國家黃淮海夏玉米區(qū)機(jī)收組審定（國審玉20180297）。

1 親本來源及選育過程

新單68 是以新美026 為母本、新69 為父本，于2008 年冬季組配而成。新美026 是河南省新鄉(xiāng)市農(nóng)業(yè)科學(xué)院從河南農(nóng)業(yè)大學(xué)引進(jìn)的美系綜合群體中經(jīng)連續(xù)多代自交選育而成，歸屬于X 系。新69 是用自選系新6 與浚926 雜交，經(jīng)連續(xù)多代自交選育而成。新6由2001年河南省夏玉米生產(chǎn)試驗(yàn)種A（浚單18）進(jìn)行自交后加入含熱帶種質(zhì)的8085 泰及昌7-2 選育而成。2009 年初篩出新單68 組合，2010 年、2011 年分別通過品系鑒定及產(chǎn)比試驗(yàn)，2013 年參加河南省機(jī)收組品種比較試驗(yàn)，2014-2015 年參加河南省機(jī)收組區(qū)域試驗(yàn)，2016 年晉級河南省機(jī)收組生產(chǎn)試驗(yàn)，同年參加河南農(nóng)科聯(lián)合體區(qū)域試驗(yàn)，2017年續(xù)試且晉級河南農(nóng)科聯(lián)合體生產(chǎn)試驗(yàn)并通過河南省審定，2018 年通過國家黃淮海夏玉米區(qū)機(jī)收組審定。其選育系譜見圖1。

圖1 新單68 及親本選育圖譜

在制定育種目標(biāo)時(shí)，考慮到未來機(jī)械化發(fā)展方向和進(jìn)程，將適于全程機(jī)械化作業(yè)作為選育品種的首要目標(biāo)。育成的品種不僅要適于機(jī)械化播種、機(jī)械化中耕除草，更要適于機(jī)械化收獲，尤其是適于田間直接收獲籽粒，只有這樣，育成的品種才更具廣闊的應(yīng)用前景。在父本新69 的選育上，利用黃淮海區(qū)本土優(yōu)異自交系昌7-2 進(jìn)行回交，在保留其配合力高、適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)上，利用含有熱帶優(yōu)異基因的自交系8085 泰來改良其穗位高、成熟偏晚、后期籽粒脫水慢等缺陷，而后再次用昌7-2 雜交，保留早熟、抗逆和高配合力等優(yōu)良性狀，培育出遺傳基礎(chǔ)豐富的自選系新6，在后續(xù)的改良中加入浚926，加大對株型的選擇，培育出高產(chǎn)耐密植自交系新69。母本新美026 則直接利用引進(jìn)的美國綜合材料連續(xù)多代自交選育而成。在選育進(jìn)程中，除考慮自交系配合力高的特點(diǎn)外，同時(shí)兼顧考慮了適應(yīng)性、熟期及籽粒脫水速率等優(yōu)點(diǎn)[10-11]。

2 產(chǎn)量及穩(wěn)產(chǎn)性表現(xiàn)

2.1 河南省試驗(yàn)2014 年參加河南省機(jī)收組67500 株/hm2的區(qū)域試驗(yàn)，新單68 每hm2平均產(chǎn)量達(dá)到10358.55kg，較對照鄭單958 增產(chǎn)10.11%，在該組13 個(gè)參試品種中居第2 位；2015 年續(xù)試，平均產(chǎn)量達(dá)到11243.70kg，較對照鄭單958 增產(chǎn)15.49%，居20 個(gè)參試品種的第8 位；2016 年參加河南省機(jī)收組生產(chǎn)試驗(yàn)，平均產(chǎn)量為9121.50kg，比對照鄭單958 增產(chǎn)4.77%，居6 個(gè)參試品種第3 位。

2.2 聯(lián)合體試驗(yàn)2016 年參加河南農(nóng)科聯(lián)合體75000 株/hm2的區(qū)域試驗(yàn)，每hm2平均產(chǎn)量達(dá)到9841.95kg，較對照鄭單958增產(chǎn)3.88%，居13個(gè)參試品種第3 位；2017 年續(xù)試，平均產(chǎn)量為9976.50kg，較對照鄭單958 增產(chǎn)5.10%，居14 個(gè)參試品種第4 位；2017 年參加河南農(nóng)科聯(lián)合體生產(chǎn)試驗(yàn)，平均產(chǎn)量達(dá)到9222.00kg，較對照鄭單958 增產(chǎn)3.50%，居4 個(gè)參試品種第2 位。

2.3 穩(wěn)產(chǎn)性分析新單68 在不同生態(tài)類型區(qū)中，表現(xiàn)出了突出的穩(wěn)產(chǎn)性。由表1 可知，河南省2 年區(qū)域試驗(yàn)中，增產(chǎn)點(diǎn)率均達(dá)100%，河南省生產(chǎn)試驗(yàn)中增產(chǎn)點(diǎn)率為84.60%，同時(shí)新單68 的Shukla 變異系數(shù)都小于對照鄭單958，說明新單68 在河南區(qū)域內(nèi)，其穩(wěn)產(chǎn)性超過鄭單958。在河南農(nóng)科聯(lián)合體試驗(yàn)中，新單68 的增產(chǎn)點(diǎn)占比為71.11%～82.50%，同時(shí)新單68 的Shukla 變異系數(shù)都大于對照鄭單958，表明新單68 的穩(wěn)產(chǎn)性在大范圍內(nèi)低于鄭單958，比較全部參試品種，新單68 的Shukla 變異系數(shù)低于大部分參試品種，說明新單68 的穩(wěn)產(chǎn)性居中上游水平。

表1 新單68 穩(wěn)產(chǎn)性表現(xiàn)

3 品種特征特性

3.1 籽粒機(jī)收特性及灌漿表現(xiàn)國家機(jī)收組玉米品種審定標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，產(chǎn)量增產(chǎn)率高于3.0%，倒伏倒折率之和低于5.0%，含水量低于28%，雜質(zhì)率低于5%，破碎率低于5%。由表2 可知，新單68 在河南省的3 年試驗(yàn)，各個(gè)指標(biāo)都達(dá)到規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)。新單68在河南農(nóng)科聯(lián)合體試驗(yàn)中，僅2016 年的倒伏倒折率之和略高于5%的標(biāo)準(zhǔn)，2017 年的區(qū)域試驗(yàn)和生產(chǎn)試驗(yàn)，籽粒含水量和倒伏倒折率之和都達(dá)到機(jī)收品種審定標(biāo)準(zhǔn)。河南省試驗(yàn)中新單68 籽粒機(jī)收性狀優(yōu)于大部分參試品種。夏來坤等[12]研究不同夏玉米品種及其密度對籽粒機(jī)收質(zhì)量的影響，結(jié)果表明：新單68 破碎率較低，雜質(zhì)率低，含水量最低。新單68 在黃淮海夏玉米區(qū)生育期在102～103d 之間，較對照鄭單958 早熟0～3d，機(jī)械收獲時(shí)，能達(dá)到生理成熟，符合機(jī)收標(biāo)準(zhǔn)。

表2 新單68 籽粒機(jī)收特性綜合表現(xiàn)

根據(jù)河南省新鄉(xiāng)市農(nóng)業(yè)科學(xué)院連續(xù)3 年的灌漿速率測定試驗(yàn)結(jié)果，新單68 的籽粒鮮重在授粉后24d、38d 高于鄭單958，授粉0～24d 鮮重快速增加，至45d 時(shí)達(dá)最大值（42.22g/100 粒）；授粉0～31d 籽粒干重持續(xù)高于鄭單958，與籽粒鮮重一樣，籽粒干重也在45d 時(shí)達(dá)到最大值（29.58g/100 粒）；授粉后0～24d 籽?？焖倥蛎涍M(jìn)行擴(kuò)容增庫，授粉后38d 籽粒體積達(dá)到最大值（32.33mL/100 粒）[13]。

3.2 抗病性表現(xiàn)結(jié)合河南省及河南農(nóng)科聯(lián)合體試驗(yàn)結(jié)果，新單68 在自然發(fā)病條件下，大斑病1～3級，小斑病1～3 級，彎孢菌葉斑病1～5 級，瘤黑粉病0，莖基腐病5.5%，粗縮病0.1%，矮花葉病毒病1～3級，銹病1～5 級；經(jīng)河南農(nóng)業(yè)大學(xué)植物保護(hù)學(xué)院田間人工接種鑒定，莖腐?。ㄇ嗫莶。? 級，小斑病3級（病情指數(shù)21.6），彎孢菌葉斑病5 級（病情指數(shù)49.5），瘤黑粉病1.0%，穗腐病5 級，銹病5 級（病情指數(shù)52.0）。綜合人工接種和田間自然發(fā)病情況，新單68 對主要病害的抗病性達(dá)到抗或中抗水平，符合綠色優(yōu)質(zhì)品種中的抗病品種標(biāo)準(zhǔn)。

3.3 其他優(yōu)良特性目前玉米生產(chǎn)中投入了大量的化肥，肥料利用效率低且易造成農(nóng)產(chǎn)品中氮?dú)埩舫瑯?biāo)。CIMMYT 通過輪回選擇提高群體的氮利用效率，KWS 公司的氮高效品種在產(chǎn)量持平的情況下可減少30%的氮肥用量，國內(nèi)也開展了玉米種質(zhì)的氮利用效率研究，發(fā)掘出一些氮利用效率較高的種質(zhì)。楊豫龍等[14]研究表明新單68 屬于氮雙高效型（在高氮和低氮水平下籽粒產(chǎn)量均高于平均值）品種。新單68 的氮素雙高效特性及抗病性特性非常契合玉米生產(chǎn)提出的“雙減”措施的品種需求。夏來坤等[12]研究表明新單68 適宜種植密度為60000～90000 株/hm2，耐密性狀較好，說明單株個(gè)體與群體綜合調(diào)節(jié)能力較強(qiáng)。

經(jīng)農(nóng)業(yè)農(nóng)村部農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)測試中心（鄭州）檢測，新單68 粗蛋白質(zhì)含量10.84%，粗淀粉含量74.01%，賴氨酸含量0.34%，粗脂肪含量4.20%，容重786g/L。

4 種質(zhì)改良創(chuàng)新的思考與探索

4.1 種質(zhì)資源創(chuàng)新我國玉米產(chǎn)量每次大幅的提升，都伴隨著優(yōu)良品種的更替，更離不開優(yōu)異種質(zhì)的引進(jìn)與改良創(chuàng)新，特別是國外雜交種及種質(zhì)資源的引進(jìn)，如78599、Mo17、B73 等，育種家利用它們進(jìn)行創(chuàng)新改良，選育出一批遺傳基礎(chǔ)豐富的骨干自交系。熱帶與亞熱帶玉米種質(zhì)具有根系發(fā)達(dá)、抗病性及抗逆性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，通過回交轉(zhuǎn)育或其他方法將熱帶與亞熱帶優(yōu)異種質(zhì)導(dǎo)入溫帶種質(zhì)資源中，可以選育出適宜利用的骨干優(yōu)良自交系[15-19]。如陳洪梅等[4]利用熱帶亞熱帶種質(zhì)通過連續(xù)回交的方法，改良溫帶玉米自交系，得到具有抗病性增強(qiáng)、莖稈堅(jiān)韌、產(chǎn)量增加、耐旱及脫水速度快等優(yōu)勢的自交系。沈陽市農(nóng)業(yè)科學(xué)院將熱帶種質(zhì)導(dǎo)入到溫帶種質(zhì)中，選育出沈218、沈118 等優(yōu)異自交系。河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院把泰國玉米血緣導(dǎo)入8085 自交系中，育成含有50%熱帶種質(zhì)的BT1（即8085 泰）自交系。北京市農(nóng)林科學(xué)院王元東等[20]利用構(gòu)建的黃歐系群體選系，與鄭58、MC01 等進(jìn)行測配，選育出一批高產(chǎn)、耐密、宜機(jī)收的玉米新品種。四川農(nóng)業(yè)大學(xué)將玉米野生近緣材料大芻草、多年生玉米等導(dǎo)入我國玉米種質(zhì)，培育出抗性較強(qiáng)的新材料。育種實(shí)踐結(jié)果顯示，利用熱帶亞熱帶種質(zhì)及歐美國家資源的遺傳多樣性廣、優(yōu)異性狀基因頻率高的特性，可以拓寬溫帶種質(zhì)基礎(chǔ)，豐富其遺傳多樣性，是一條拓寬我國玉米種質(zhì)遺傳基礎(chǔ)的重要途徑，一定程度上解決了玉米種質(zhì)資源“卡脖子”問題。

河南省新鄉(xiāng)市農(nóng)業(yè)科學(xué)院利用浚單18 為基礎(chǔ)材料，加入含有熱帶種質(zhì)的8085 泰自交系，利用昌7-2 進(jìn)行雜交，選育出新6；而后與含有昌7-2 血緣的浚926 進(jìn)行雜交，進(jìn)行連續(xù)多代自交選擇，選育出黃熱系新69；同時(shí)再次利用昌7-2 回交，選育出另外一個(gè)優(yōu)良的黃熱系新01A3；利用新01A3 導(dǎo)入浚926、5237 等自交系，用新01A3 進(jìn)行回交，選育出新4095 自交系、新ANA-4567 等優(yōu)良自交系。

4.2 本土雜優(yōu)模式的探索國外在玉米雜交種的選育上，特別是美國的育種者或公司利用的雜優(yōu)模式為BSSS×non-BSSS，我國推廣面積最廣的雜交種先玉335 就是利用該模式選育而成的。自張世煌[9]提出簡化自交系分類后（父本群、母本群），國內(nèi)育種者開始探索簡化玉米雜優(yōu)模式。趙久然[21]提出新的雜優(yōu)模式：X 群×黃改群，分子遺傳分析發(fā)現(xiàn)X 群種質(zhì)由BSSS 和Iodent 構(gòu)成，其中Iodent 成分更多一些，說明利用國外材料直接進(jìn)行選系或改良創(chuàng)新選系，與國內(nèi)本土優(yōu)勢強(qiáng)的黃改群有較強(qiáng)的雜種優(yōu)勢，利用該模式選育出京科928、京農(nóng)科968、京農(nóng)科828、MC121 等一批優(yōu)良玉米雜交種。

河南省新鄉(xiāng)市農(nóng)業(yè)科學(xué)院自2000 年開始引進(jìn)河南農(nóng)業(yè)大學(xué)的美系綜合材料，經(jīng)過多代自交選擇，選育出新美026、新美09、新DM26 等自交系，同時(shí)對國外優(yōu)良雜交種X1132X 的親本等材料進(jìn)行改良創(chuàng)新，選育出新534、新LP269、新XF806、新CY1535 等優(yōu)良自交系?，F(xiàn)已利用上述材料與自選黃熱系雜交，選育出玉米雜交種新單61（新美09×新01A3，國審玉20180120、國審玉20210048、豫審玉20180040）、新單58（新美09× 新4095，國審玉20190238）、新單68（新美026×新69，國審玉20180297、豫審玉2017023）、新單65（新美026×新4095，國審玉20190003）、新單88（新XF806×新69，國審玉20210064）。新組合新單98（新DM26× 新6）、新 單101（新CY1535× 新ANA-4567）分別參加河南科企共贏聯(lián)合體生產(chǎn)試驗(yàn)、國家良種重大科研聯(lián)合攻關(guān)區(qū)域試驗(yàn)，從實(shí)例中印證了該模式的可行性。

4.3 外引材料改良創(chuàng)新利用的思索利用連續(xù)回交選育的方法，可以將熱帶、亞熱帶材料導(dǎo)入溫帶系中，獲得抗性增強(qiáng)、適應(yīng)性廣、配合力高、早熟、脫水快的優(yōu)良黃熱系，是一條拓寬種質(zhì)資源遺傳基礎(chǔ)的有效途徑。陳洪梅等[4]通過此方法選育出YML598、YML58 等優(yōu)良黃熱系。新6、新69 及新01A3 等溫?zé)嶙越幌颠x育的過程中，利用高壓逆境條件、早代測定、測用結(jié)合的方式，加強(qiáng)對目標(biāo)性狀的選擇力度，最終選育出耐密、抗逆、早熟、高產(chǎn)、宜機(jī)收的自交系。母本材料的選擇中，直接或間接利用國外種質(zhì)進(jìn)行改良和選系，特別是歐美材料，在加大逆境壓力條件下，選擇適應(yīng)性強(qiáng)、脫水速率快、抗性好、早熟的自交系。王元東等[20]直接利用美國商業(yè)雜交種X1132X 選育出京24、京MC01 等系列X 系。依據(jù)育種家的育種實(shí)踐，在改良利用母本材料上，加大對BSSS 和Iodent 的研究利用，除保持籽粒快速脫水性狀外，加強(qiáng)抗逆性、早熟性及產(chǎn)量性狀方面的選擇，可以滿足選育高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、抗病、抗蟲、耐逆、高效、宜機(jī)收的突破性新種源的需求[22-23]。在雜優(yōu)模式的探索中，以二群論為基礎(chǔ)，固守本土優(yōu)良自交系，加入熱帶、亞熱帶、歐美等材料，選育黃熱系、黃歐系、黃旅系等父本群；利用遺傳距離遠(yuǎn)的X 系為母本群，可選育出適宜機(jī)收的高產(chǎn)、抗逆、優(yōu)質(zhì)玉米新品種。

文中部分?jǐn)?shù)據(jù)采用河南省試驗(yàn)數(shù)據(jù)及河南農(nóng)科聯(lián)合體區(qū)域試驗(yàn)和生產(chǎn)試驗(yàn)數(shù)據(jù)，特此致謝！