鹿紅衛(wèi)，楊美麗，蘇玉杰，程建梅，趙樹政，秦貴文，張文成

（鶴壁市農業(yè)科學院，河南鶴壁 458031）

0 引言

玉米是世界上種植面積最大的糧食作物，同時也是中國糧食增產的主力軍，對保障中國糧食安全具有重要戰(zhàn)略意義[1-2]。2020 年，中國玉米平均單產為6310 kg/hm2，僅為美國單產的57%，1978—2020 年間中國玉米單產年增長率的良種貢獻率超過45%，選育優(yōu)良品種是提高玉米產量的最佳途徑[3-4]。中國現代玉米育種的發(fā)展經歷了3 次重要的發(fā)展階段，特別是21世紀初期以來，以‘鄭單958’、‘先玉335’、‘浚單20’為代表的優(yōu)良品種，均具有穩(wěn)定性、耐密性、抗逆性及適應性強等特點，同時具備熟期適宜、易制種、制種產量高等特點[5-6]。但隨著近幾年黃淮海地區(qū)夏玉米生長季節(jié)高溫、干旱、陰雨寡照等自然災害及其衍生的病蟲害頻繁發(fā)生，以‘先玉335’為代表的美系品種，雖具有高產、脫水快等優(yōu)點，但在耐旱、耐高溫、喇叭口期抗倒伏等方面存在問題；以‘鄭單958’為代表的系列品種抗病性較差，特別是2021 年暴發(fā)的玉米南方銹病，造成玉米大幅度減產；2009年黃淮海夏玉米區(qū)主栽品種‘浚單20’大面積倒伏，嚴重影響了該區(qū)玉米產量[7-8]。Troyer[9]的研究表明在美國玉米產量和產量增長中，品種的適應性比自身雜種優(yōu)勢更重要，品種對環(huán)境脅迫適應能力提高與產量提高密切相關。張世煌[10]認為，非雜種優(yōu)勢對產量作用大于雜種優(yōu)勢的作用，選育突破性品種，要解決高產穩(wěn)產和抗逆性協(xié)調發(fā)展的問題，重視生物和非生物脅迫對產量的突出貢獻。因此，選育高產穩(wěn)產、抗逆性好、對生態(tài)環(huán)境適應性強的玉米新品種是今后玉米育種工作的重要發(fā)展方向?！纼?yōu)988’是鶴壁市農業(yè)科學院（以下簡稱“本單位”）以T1932為母本、浚856為父本，選育出的高產優(yōu)質、廣適耐密、抗逆性強的國審玉米新品種，2021年通過國家審定。

1 育種思路

借鑒國內外玉米育種理論和實踐經驗，總結‘鄭單958’、‘浚單20’、‘先玉335’、‘裕豐303’等優(yōu)良品種的育種思路，在玉米選系過程中從遺傳、生理、生態(tài)等方面綜合考慮。采用“農藝性狀優(yōu)良（高光效株型）→抗逆性強（耐高溫、陰雨寡照、抗病、抗倒）→產量性狀優(yōu)良（穗行多、穗粒數多、出籽粒高、千粒重大、結實好、產量高、易制種）”分層次選擇策略，在海南（高溫、干旱、銹?。┖秃幽希ǜ邷亍⒏珊怠㈥幱旯颜眨┮荒陜傻夭煌鷳B(tài)逆境進行交替選擇，以加快優(yōu)良基因聚合，縮短育種進程。選系過程中在S3和S5代進行配合力測定和定向選擇，加快優(yōu)良自交系的選育效率。

2 親本來源及特征特性

母本自交系T1932，以PH6WC 為供體親本，歐洲硬粒種質為輪回親本，雜交并回交，得到BC1F1；F2代大群體自交分離，每個世代選擇抗性好、莖稈堅韌、雌雄協(xié)調、農藝性狀優(yōu)良的單株自交，BC1F3、BC1F7與HCL645 測交，表現出較高雜種優(yōu)勢。歐洲硬粒種質通過美國先鋒種質與歐洲種質的相互融合而來，T1932保持了該類種質耐密植、抗逆性好、品質優(yōu)等特點，株型緊湊，株高95 cm，穗位高50 cm，花絲和花藥均為紫色，雌雄協(xié)調，莖稈堅韌、根系發(fā)達，抗性好，硬粒品質優(yōu)，結實性好，配合力高。T1932作為母本先后組配出MY73和YD819，前者通過2020年國家黃淮海夏玉米區(qū)審定，后者已經完成2021年國家黃淮海夏玉米試驗程序，2023年有望通過審定。

父本自交系浚856，以含有熱帶血緣的自選系浚56 供體親本，HCL645 為輪回親本雜交1 次，回交2 次后連續(xù)自交，每次選擇抗性好、花期長、花粉量的單株自交，BC1F3與PH6WC 測交有較好的雜種優(yōu)勢，但株高較高，不符合選育目標；BC1F7與T1932雜交，表現出較強的雜種優(yōu)勢，株高、穗位適中，抗性、結實性好，產量高。浚單856株高185cm，穗位高65 cm，花絲、藥色均綠色，雄穗主軸較長、分支6～7 個，花期長、花粉量大，高抗銹病、莖腐病，配合力好，目前已組配出多個優(yōu)勢組合參加各級品種試驗。

3 ‘永優(yōu)988’選育過程

‘永優(yōu)988’是2015 年由T1932 和自選系浚856 雜交組配而成的玉米單交種。2015 年參加本單位鑒定試驗，2016 年參加本單位產比試驗，均表現突出；2017—2018年參加多生態(tài)多點鑒定試驗，表現依然優(yōu)秀；2019—2020 年參加國家黃淮海夏玉米區(qū)域試驗，2020 年同步生產試驗，綜合表現良好；2021 年通過農業(yè)部國家農作物品種審定委員會審定，審定編號為國審玉20210683。

4 ‘永優(yōu)988’品種評價

4.1 產量分析

2015 年，‘永優(yōu)988’參加本單位鑒定試驗，產量為11328.2 kg/hm2，比對照‘鄭單958’增產13.9%。2016 年，參加本單位產比試驗，‘永優(yōu)988’產量為11025.5 kg/hm2，比對照‘鄭單958’增產10.5%。2017—2018 連續(xù)參加14 點次多生態(tài)鑒定試驗，2 年平均產量為10335 kg/hm2，比對照‘鄭單958’平均增產7.1%，增產達到極顯著，增產點率100%。2019—2020年參加國家黃淮海夏玉米區(qū)域試驗，2 年平均產量10169.3 kg/hm2，比對照平均增產4.7%，84個點次中增產點比率93.1%；2020年同時參加自行生產試驗，平均產量10213.5 kg/hm2，比對照平均增產5.2%，增產達到極顯著，45個點次中增產點比率93.8%。由此可見，該品種豐產性、穩(wěn)產性好，適應性強（詳見表1）。

表1 ‘永優(yōu)988’參加各級試驗產量匯總

4.2 抗逆性評價

2019—2020年‘永優(yōu)988’參加國家黃淮海區(qū)域試驗，84 個點次中平均倒伏率為1.8%，倒折率為0.2%，空桿率為0.9%，對照‘鄭單958’的倒伏率為4.0%，倒折率為1.7%，空桿率為1.3%；生產試驗45 個點次中‘永優(yōu)988’倒伏倒折率之和比對照‘鄭單958’低87%，空桿率低84%，由此可見‘永優(yōu)988’抗逆性優(yōu)于‘鄭單958’，適宜大面積種植（詳見表2）。

表2 2019—2020年‘永優(yōu)988’參加國家黃淮海夏玉米試驗抗逆性匯總表

4.3 抗病性及品質分析

2019 年參加黃淮海夏玉米區(qū)域試驗田間綜合抗性表現為：抗小斑病，中抗彎孢葉斑病、南方銹病；田間發(fā)病率為：莖腐病5.1%，穗腐病4.4%，黑粉病2.2%。人工接種抗性鑒定：抗禾谷鐮孢莖腐?。恢锌剐“卟?、彎孢葉斑??；感禾谷鐮孢穗腐??；高感瘤黑粉病。2020年參試期間田間抗性為：中抗小斑??；感彎孢葉斑病、南方銹?。惶镩g發(fā)病率為：莖腐病9.4%，穗腐病1.5%，黑粉病1.1%。人工接種抗性鑒定：中抗小斑病、禾谷鐮孢莖腐病、禾谷鐮孢穗腐病；感彎孢葉斑??；高感瘤黑粉病。由此可見該品種綜合抗病性較好，對生態(tài)環(huán)境適應性強。

由農業(yè)部谷物品種監(jiān)督檢驗測試中心（北京）分析，籽粒容重788 g/L，粗蛋白含量9.23%，粗脂肪含量4.52%，粗淀粉含量73.42%，賴氨酸含量0.28%。籽粒半馬齒，容重高，品質好。

4.4 品種特征特性

在國家黃淮海夏玉米區(qū)域試驗中，‘永優(yōu)988’生育期101 d，比對照‘鄭單958’平均早熟1.5 d。幼苗葉鞘紫色，葉片深綠色，葉緣紫色，花藥淺紫色，穎殼淺紫色。株型緊湊，株高268 cm，穗位高102.5 cm，成株葉片數20 片。果穗長筒型，穗長17.1 cm，穗行數16～18行，穗粗4.85 cm；穗軸紅色且非常堅硬，籽粒黃色、半馬齒型，百粒重32.5 g。

5 育種模式探究及應用

5.1 重視優(yōu)異種質資源發(fā)掘與改良利用

玉米種質資源是育種核心，是突破種源“卡脖子”的關鍵所在，種質創(chuàng)新能力不足已成為突破性品種選育的瓶頸。中國種質資源狹窄，很大程度上依賴外來種質的引進與利用，造成品種抗性和抗逆性下降[11]。國內核心種質與國外種質快速融合首選輪回選擇也是玉米種質改良的基本方法，為種質創(chuàng)新奠定高起點的材料基礎；不但可以增加育種群體內有利等位基因頻率，同時在雜種優(yōu)勢模式的基礎上與現有育種材料有效融合[12]。歐美玉米種質具有早熟、耐密、抗倒、適應性強等特點，可以彌補國內種質在這些方面的不足[13-14]。本研究利用歐洲硬粒種質與來源Reid（瑞德）種質的PH6WC進行回交改良，育成自交系T1932在保持Reid種質的耐密、抗倒、豐產等特性外，順利導入歐洲硬粒種質的抗逆性好、早熟特性。同時利用含有熱帶血緣的自選系浚56 與LHCL645 進行回交改良，最終育成浚856具有Lancaster（蘭卡斯特）種質較好的抗病性和環(huán)境適應性?！纼?yōu)988’的成功選育正是改良Reid×Lancaster雜種優(yōu)勢模式的利用。

5.2 加強分子育種與常規(guī)育種相結合

加強生物育種技術在常規(guī)育種中的指導和運用，是縮小與世界先進育種水平的重要途徑。國內對已收集整理的核心種質進行精準鑒定較為欠缺，不利于種質創(chuàng)新取得重大突破[15]。通過基因編輯、全基因組選擇、分子設計育種等前沿育種技術的研發(fā)，建立高通量試驗鑒定平臺，開展目標性狀的規(guī)?；⒕珳疏b定與多生態(tài)評價，為創(chuàng)制突破性新種質提供技術支撐。利用分子標記技術可以借助與目標基因功能直接相關的功能標記，對育種材料進行基因型選擇，可以大大提高育種效率[16]。本課題利用SNP標記，采用Structure軟件，對包括T1932、浚856 在內的68 份玉米骨干自交系進行聚類分析和遺傳距離計算結果顯示，T1932 與PH6WC、鄭58等玉米自交系遺傳距離較近，屬于改良Reid群；浚856與PH4CV、MO17遺傳距離較近屬于改良Lancaster 類群。Lancaster 種質是美國玉米育種中優(yōu)秀的父本系，與Reid 類群配合力很高，利用改良Reid 與改良Lancaster 進行組配，雜種優(yōu)勢表現較強。選育出‘永優(yōu)988’綜合抗性較好，豐產性、穩(wěn)產性好，對環(huán)境適應性較強。

5.3 強化逆境選擇提升品種生態(tài)適應性

實踐證明，品種抗逆性好就是生產力，‘鄭單958’市場占有率經久不衰就是最好的證明。從基礎群體選系開始就注重逆境脅迫選擇，即實施多年多點、高密度、干旱脅迫、低氮脅迫等的選擇，提升品種的環(huán)境適應性。趙久然等[17]認為玉米自交系對逆境脅迫敏感性比雜交種強，同時提出“高、大、嚴”的自交系選育方法，在玉米育種實踐中成效顯著。研究表明，環(huán)境壓力較小時，玉米品種間產量差異小，而逆境時（高密度、低氮和干旱）玉米品種間產量差異顯著[18]。對優(yōu)異自交系材料和組合進行多年多點鑒定和多對照（產量、環(huán)境適應性和生育期等）比較，可以提高選擇的精準度，加快育種進程[19-20]。本研究在選系過程中便參照大群體、高密度、多生態(tài)的高壓選擇方法，通過在河南、海南、西北等不同生態(tài)區(qū)進行循環(huán)選擇，提高親本材料的綜合抗性。組合篩選則建立初級到高級的多點鑒定體系，高密度9.0萬株/hm2；6月上旬分3期播種，使散粉吐絲期遇35℃以上高溫；控制水分形成干旱條件；嚴格施肥標準，控制土壤含氮量。組合的初級鑒定點設置在熱害、南方銹病高發(fā)區(qū)駐馬店市農業(yè)科學院、玉米莖腐病高發(fā)區(qū)黃泛區(qū)農場、干旱區(qū)洛陽市農業(yè)科學院、豐產區(qū)鶴壁市農業(yè)科學院等4個生態(tài)區(qū)，對組合的豐產性、抗病性、耐高溫、耐旱性進行初步的鑒定和篩選。高級鑒定設置在安徽、山東、江蘇、河北、山西等12個地區(qū)，環(huán)境差異更加豐富，鑒定范圍更加全面，品種間差異更加顯著，選擇效率會大大提升。