張志方 王良發(fā) 張守林 趙 博 靳海蕾

（1.鶴壁市農(nóng)業(yè)科學(xué)院 河南鶴壁 458030；2.河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 河南鄭州 450002）

玉米是我國主要的糧飼兼用型作物[1]，在我國國民經(jīng)濟發(fā)展中占有重要的地位。黃淮海夏玉米區(qū)是我國第二大玉米產(chǎn)區(qū)[2]，對扛穩(wěn)國家糧食安全重任具有重要意義，但該區(qū)夏玉米關(guān)鍵生育期高溫?zé)岷坝衩字饕『Φ饶婢吵识喟l(fā)和加劇之勢。從植物生理的角度來講，玉米是喜溫喜光型作物，但溫度過高勢必會對玉米萌發(fā)出苗、孕穗開花、授粉結(jié)實、產(chǎn)量形成造成不利影響[3-4]，受全球氣候變暖趨勢影響，黃淮海地區(qū)夏玉米播期、抽雄散粉期等生育時期35℃以上高溫天氣頻發(fā)，嚴(yán)重威脅玉米豐產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)[5-6]。生產(chǎn)實踐表明，病害是制約玉米高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的又一重要因素，其中，黃淮海地區(qū)玉米病害以鐮孢莖腐病、小斑病、鐮孢穗腐病、彎孢霉葉斑病、瘤黑粉病和南方銹病等為主[7]，受氣候變暖及耕作方式轉(zhuǎn)變等因素的影響，病害發(fā)生出現(xiàn)加劇之勢[8]。大量研究證明，創(chuàng)制抗性種質(zhì)、選育抗性品種是應(yīng)對玉米生產(chǎn)中逆境災(zāi)害最經(jīng)濟可行、安全有效的措施手段[9-13]。本試驗對基于“群間雜合聚優(yōu)，異地選擇增勢”高效育種技術(shù)體系選育的自交系進(jìn)行耐高溫及抗病性鑒定研究，力求對自選種質(zhì)資源的抗逆性進(jìn)行充分解析，以期為抗性種質(zhì)利用提供試驗論據(jù)和數(shù)據(jù)支撐。

1 材料與方法

1.1 供試材料

本研究所有供試材料均由鶴壁市農(nóng)業(yè)科學(xué)院玉米研究中心提供，自交系耐高溫對照品種H3659Z（迪卡653為母本）和雜交種耐高溫對照品種迪卡653由華中農(nóng)業(yè)大學(xué)植物科學(xué)技術(shù)學(xué)院提供。其中，浚M9、浚313、浚50X是鶴壁市農(nóng)業(yè)科學(xué)院自主選育的玉米核心自交系；浚96、浚3138、浚58是以核心自交系為種質(zhì)基礎(chǔ)創(chuàng)制出的玉米改良自交系；浚單509（浚50X×浚M9）、浚單3136（浚313×浚M9）、永優(yōu)618（浚9058×浚M9）、浚單658（浚58×浚G6Y62）、浚單996（浚3138×浚96）、浚單29（浚313×浚66）是核心自交系或其改良系參與選育出的國（?。徲衩灼贩N。

1.2 試驗設(shè)計

根據(jù)各地生態(tài)氣候特點，在河南、湖北、安徽3個省份分別設(shè)置試驗點。采用直接鑒定（核心自交系）和間接鑒定（改良系或品種）相結(jié)合的試驗方法，在不同試驗地點分別依據(jù)試驗方案選擇供試材料，進(jìn)行耐高溫或抗病性鑒定。

1.3 鑒定方法

1.3.1 耐高溫鑒定湖北試驗點：制定種質(zhì)鑒定初評結(jié)合品種鑒定驗證的方案，依托華中農(nóng)業(yè)大學(xué)植物科學(xué)技術(shù)學(xué)院在武漢開展耐高溫鑒定試驗。①分別鑒定浚M9、浚313、浚50X、浚單509、浚單3136、永優(yōu)618、浚單658、浚單996的耐高溫性，自交系對照品種為H3659Z，雜交種對照品種為迪卡653。②花粉高溫處理后結(jié)實情況調(diào)查，檢測花粉在高溫處理下活性變化。恒溫培養(yǎng)箱內(nèi)35℃處理即將散粉的雄穗3 h后，收集花粉給正常相應(yīng)品種雌穗授粉，最終統(tǒng)計結(jié)實情況。③分期自然結(jié)實情況調(diào)查，檢測品種對自然高溫綜合反應(yīng)。5月25日至6月15日分3期播種，通過不同吐絲期高溫下結(jié)實情況（正常果穗比例、出籽率變化及結(jié)實分級）區(qū)分不同品種耐高溫性。

安徽試驗點：采用多品種聯(lián)合鑒定方案，依托宿州市農(nóng)業(yè)科學(xué)院在宿州開展耐高溫鑒定試驗。試驗材料為浚單29等36個審定品種，6月19日統(tǒng)一播種，8月下旬調(diào)查高溫?zé)岷l件下品種自然結(jié)實情況。

1.3.2 抗病性鑒定河南試驗點：依托河南農(nóng)業(yè)大學(xué)植物保護(hù)學(xué)院開展抗病性鑒定試驗，共設(shè)置商丘市梁園區(qū)、開封市祥符區(qū)曲興鎮(zhèn)、滎陽市廣武鎮(zhèn)等3個試驗地點。各試驗鑒定苗圃設(shè)置獨立分區(qū)，并分別接種相應(yīng)病菌。對浚M9、浚313、浚50X、浚96、浚3138、浚58等種質(zhì)分別進(jìn)行鐮孢莖腐病、小斑病、鐮孢穗腐病、彎孢霉葉斑病、瘤黑粉病和南方銹病等病害的抗性鑒定及評價，抗性鑒定方法嚴(yán)格按照國家農(nóng)業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《玉米抗病蟲性鑒定技術(shù)規(guī)范》（NY/T-1248）執(zhí)行。

湖北試驗點：依托華中農(nóng)業(yè)大學(xué)植物科學(xué)技術(shù)學(xué)院開展試驗。在湖北武漢秋播種植，分三期調(diào)查浚M9、浚313、浚50X、浚單509、浚單3136、永優(yōu)618、浚單658、浚單996等品種的鐮孢穗腐病發(fā)病情況。采用9級記載法，1級（高抗），3級（抗），5級（中抗），7級（感），9級（高感）。

2 結(jié)果與分析

2.1 核心自交系及組配品種耐高溫特性分析

由表1可知，花粉高溫處理后，核心自交系浚M9、浚313、浚50X及直接或間接利用它們選育的雜交種，正常果穗率為90.3%～94.6%，說明均能承受35℃高溫處理；分期自然授粉結(jié)果表明，隨著播期推遲，正常果穗率逐期下降。除浚50X耐高溫表現(xiàn)與對照H3659Z相當(dāng)，其他品種表現(xiàn)均優(yōu)于相應(yīng)的對照品種。由表2可知，綜合花粉高溫處理結(jié)果、分期自然授粉結(jié)果，浚50X耐高溫能力與對照相當(dāng)，其他自交系和品種耐高溫表現(xiàn)優(yōu)于對照。

表1 核心自交系及組配品種耐高溫表現(xiàn)（湖北試驗點）

表2 耐高溫綜合評價結(jié)果（湖北試驗點）

由圖1可知，參試品種結(jié)實率情況差異比較顯著，最小值為28.65%（威玉17），最大值為97.08%（浚單20）。其中，浚單29結(jié)實情況較好（96.23%），僅次于浚單20，表現(xiàn)優(yōu)于鄭單958（94.42%）?？梢姡?9具有較強的高溫?zé)岷δ褪芰Α?/p>

圖1 浚單29等品種結(jié)實率對比（安徽試驗點）

2.2 核心自交系及其改良系和組配品種抗病性分析

由表3可知，浚M9、浚313、浚50X等3個自交系的穗腐病抗性為中等，抗性級別均值范圍為4.3～5.0，抗性表現(xiàn)優(yōu)于對照（5.6）；浚單658的穗腐病抗性級別均值為3.0，綜合評價為抗；浚單509、浚單3136、永優(yōu)618、浚單996等4個品種的穗腐病抗性為高抗，雜交種的抗性級別均值范圍為1.0～1.7，抗性表現(xiàn)優(yōu)于對照（2.4）。

表3 核心自交系與組配品種對穗腐病抗性表現(xiàn)（湖北試驗點）

由表4可知，浚313高抗鐮孢莖腐病、小斑病、瘤黑粉病、鐮孢穗腐病，抗彎孢霉葉斑??；浚M9高抗鐮孢莖腐病、彎孢霉葉斑病、瘤黑粉病、南方銹病，抗鐮孢莖腐病，中抗小斑??；浚50X高抗鐮孢莖腐病、瘤黑粉病，抗小斑病，中抗彎孢霉葉斑病、鐮孢穗腐病。改良系浚3138、浚96、浚58綜合抗病性較好，其中，浚3138高抗瘤黑粉病，抗鐮孢莖腐病、小斑病、鐮孢穗腐?。豢?6高抗鐮孢莖腐病、瘤黑粉病、南方銹病，中抗鐮孢穗腐?。豢?8高抗鐮孢莖腐病、瘤黑粉病，抗鐮孢穗腐病，中抗小斑病、南方銹病。

表4 核心自交系及改良系抗病性表現(xiàn)（河南試驗點）

3 討論與結(jié)論

3.1 討論

3.1.1 核心種質(zhì)抗病性呈現(xiàn)互補特性由表4可知，核心種質(zhì)綜合抗病較強，但對不同病害的抗性有一定差異，呈現(xiàn)互補特點，如浚M9高抗南方銹病，浚313與浚50X感南方銹病。大量育種實踐表明，父本抗病性對雜交后代貢獻(xiàn)率較母本大，可利用浚M9作父本、浚313或浚50X作母本組配玉米雜交組合，選育抗病玉米新品種。目前已成功選育出浚單509、浚單3136，根據(jù)審定公告，這2個品種均抗南方銹病，驗證了父本抗病性對雜交后代貢獻(xiàn)率較母本大這一觀點的科學(xué)性，但具體遺傳機理和分子機制尚不清晰，有待進(jìn)一步挖掘。

3.1.2 外因?qū)ζ贩N抗病性會產(chǎn)生不同程度的影響品種抗病性是加性遺傳效應(yīng)，主要與品種特性有關(guān)，同時也受外因影響。由表3可知，浚M9、浚313、浚50X等3個自交系在湖北試驗點的穗腐病鑒定結(jié)果均為中抗；在河南試驗點，浚M9對鐮孢穗腐病表現(xiàn)抗、浚313對鐮孢穗腐病表現(xiàn)高抗，抗性表現(xiàn)均優(yōu)于湖北試驗點。說明試驗環(huán)境等外部因素對種質(zhì)抗病性有一定影響，且對不同品種的影響程度不同。

3.1.3 “群間雜合聚優(yōu)，異地選擇增勢”高效育種技術(shù)的應(yīng)用浚M9、浚313、浚50X等核心種質(zhì)具有較強的抗逆性，源于“群間雜合聚優(yōu)，異地選擇增勢”育種技術(shù)的應(yīng)用。黃淮海地區(qū)主要雜優(yōu)模式為“改良瑞德×塘四平頭”（鄭單958，浚單20）、“PN78599×塘四平頭”（魯單981）、“X群×塘四平頭”（登海605）?！案牧既鸬隆本哂懈弋a(chǎn)廣適特性，‘PN78599’群種質(zhì)具有抗病、抗倒、耐熱等特點，“X群”具有配合力高、自身產(chǎn)量高、品質(zhì)優(yōu)良等特性。制定了群間雜合聚集優(yōu)良基因的選系方案，用“PN78599”選系與掖478雜交選出的二環(huán)系，再回交瑞德類群自交系，把具有優(yōu)良豐產(chǎn)性、適應(yīng)性的國內(nèi)種質(zhì)與富含抗病、抗倒及耐熱等優(yōu)良基因的熱帶、亞熱帶種質(zhì)融合，選育出含“改良瑞德”和“PN78599”血緣的浚313、浚3138、浚58優(yōu)良自交系。以先鋒雜交種‘560700’選育二環(huán)系，培育出浚50X“X群”優(yōu)良自交系。黃淮海地區(qū)骨干父本為昌7-2和LX9801及其衍生系，這類種質(zhì)的突出優(yōu)點是配合力高，缺點是抗倒伏能力差，感南方銹病、彎孢霉葉斑病和莖腐病?？紤]到西南生態(tài)環(huán)境適宜選擇抗病材料，遂決定將父本材料放到西南選擇。父本材料來源：2004年在國家黃淮海區(qū)試中表現(xiàn)優(yōu)異的國外參試雜交種‘M119’自交授粉8穗。將S1種子放在貴陽選擇。在貴陽易發(fā)病環(huán)境下，種植群體中部分植株表現(xiàn)出高抗南方銹病、褐斑病、莖腐病、穗粒腐病。挑選出根系發(fā)達(dá)的植株抗病材料，在三亞加代。如此貴陽—三亞往返選系，成功選育出抗倒、抗病、高配合力的浚M9自交系，定向精準(zhǔn)高效組配出以浚單3136為代表的多個優(yōu)良玉米品種。

3.2 結(jié)論

浚M9、浚313、浚50X是經(jīng)異地高壓脅迫嚴(yán)格選擇培育而成，充分融合了外來種質(zhì)的優(yōu)良抗逆基因，具有耐高溫?zé)岷?、綜合抗病性突出等特點，在抗性種質(zhì)改良、抗逆穩(wěn)產(chǎn)玉米新品種選育方面具有極大的應(yīng)用價值，豐富了黃淮海地區(qū)的抗性種質(zhì)資源。