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河北冀南种业有限公司
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玉米br-2矮生基因型杂交种矮单268的选育

添加时间:2015-1-26 10:05:43        浏览次数:6278

玉米br-2矮生基因型杂交种

矮单268的选育

崔绍平

河北冀南玉米研究所,永057102

摘要1935年发现玉米br-2矮生基因以来,国内外广泛开展了矮生玉米育种工作。但因该基因型的矮生玉米材料有一些难以克服的不良性状,诸如植株节间短、叶片密集重叠、授粉不良、结实不好等,未能育成理想的矮生玉米杂交种。1976年至今,我们利用玉米br-2基因的致矮特性,根据基因重组的原理,反复采用高、矮杂交,定向选择的做法,较好的解决了上述不良性状,,并于2010育成比较理想的矮生玉米杂交种矮单268

关键词玉米br-2矮生基因矮生玉米育种高矮杂交定向选择

玉米br-2矮生基因,自1935年埃默森Emerson)发现以来,国内外专家学者对其进行了大量应用和遗传方面的研究。美国20世纪50年代末出现利用高潮,但未能育成理想的br-2矮生基因型玉米杂交种(简称矮生玉米杂交种)[1]我国对br-2矮生基因的研发利用始于1965年,20世纪70年代中期全国范围内广泛开展了矮生玉米育种工作。先后育成登攀号、成矮号等矮生玉米杂交种,但推广面积都不大。到70年代末,由于br-2矮生基因型玉米具有一些难以克服的不良性状,诸如植株节间短、叶片密集重叠、雌雄不协调、授粉不良、结实不好等,许多科研单位停止了这项工作[1]

对于玉米br-2矮生基因的研发利用,本所是1976年开始的。在国内外多年研究的基础上,利用br-2基因的致矮特性,根据基因重组的原理,反复采用“高、矮杂交,定向选择”的做法,较好的解决了该基因型玉米的不良性状[2],于1982年育成矮生玉米杂交种矮单881986年通过河北省审定,定名为冀单20,但推广面积不大,产量不够突出。2010年育成比较理想的矮生玉米杂交种矮单268,亲本组合是永126×永8722014年春通过河北省审定,审定编号为冀审玉2014014号。

1. 矮单268的亲本选育

1.1 母本126的选育  本自交系历经12个世代育成。

选育过程  2004年冬,1598112各播1行,开花期以冀159作母本、8112作父本,组成冀159×8112高矮秆单交组合,成熟后选留1个优良植株果穗,晒干脱粒作种,即杂交一代种子F1)。

2005年夏,播种F11行区,拔节后植株表型均为高秆,开花期全部自交,成熟后选留1株穗晒干脱粒作种,即自交一代种子S1)。

2005年冬,S1和郑58各播1行,拔节后S1植株出现高、矮分离,其高、矮株的比例为3:1。开花期选果穗下部节间短,叶片密集重叠,果穗上部节间长、叶片疏散的优良矮生株(简称优良矮生株)作母本,郑58作父本,组成矮生株×58杂交组合,成熟后选留1株穗作种,即矮生株×58的杂交一代种子F1)。

2006年夏,播种矮生株×58F1代种子,1行区,拔节后植株表现均为高秆,开花期全部自交,成熟后选留1株穗晒干脱粒作种,即矮生株×58杂交组合的自交一代种子S1)。

2006年冬,当年夏获得的S1种子和郑58各播1行,拔节后S1的高、矮株亦呈3:1分离,开花期仍然选优良矮生株作母本,郑58作父本,组成郑58的回交种质,成熟后选留1株穗作种,即回交种质的一代种子(F1)。

2007年夏,播种回交种质F11行区,拔节后植株表现均为高秆,开花期全部自交。为增加选择优良矮生株的频率,成熟后选留3个自交株穗作种,即3个自交一代果穗种子S1)。

2007年冬,3个自交S1,各播一行,拔节后,高、矮株亦呈3:1分离,仍然选择优良矮生株自交,成熟后选取1个优良自交矮生株穗作种,即自交二代种子(S2)。

S2及其后各自交世代植株均为矮生株,不再有高、矮分离,至自交6世代育成矮生玉米自交系永126(图1)。

图1  矮单268选育示意图

特征特性  夏播生育期100d。幼苗叶鞘紫色,株型紧凑,株高130cm,穗位43cm。果穗下部节间短,叶片密集重叠;果穗上部节间长,叶片疏散。花药黄色,花丝红色。果穗圆筒型,穗长17cm,行粒数1416,粒深轴细,结实好,穗轴白色。粒黄色,马齿型。

1.2 父本永872的选育  本自交系亦经12个世代育成。

选育过程  背景材料为矮生玉米自交系冀35-8,普通玉米自交系连1538和昌7-2。首先组成冀35-8×1538的高、矮秆杂交组合,杂交一代进行自交,自交一代分离出的矮生株与昌7-2杂交,组成矮生株×7-2的高、矮秆杂交组合,其F1再自交,自交后的S1矮生株再用昌7-2回交,组成昌7-2的回交种质,以该回交种质为基础材料自交分离筛选,育成矮生自交系永872。具体方法与永126的选育相同(图1)。

特征特性  夏播生育期96d。幼苗叶鞘紫色,株高83cm,穗位38cm,果穗下部节间短,叶片密集重叠;果穗上部节间长,叶片疏散。花药黄色,花丝红色。果穗短筒型,穗长12.5cm,行粒数1416,穗轴白色。粒黄色,中间型。

2. 矮单268杂交种的选育

2.1 选育过程  2010年春在海南以永126作母本、永872作父本,组成永126×872矮生单交组合,当年本所夏播试验(4500/667㎡),平均亩产636.0kg,比郑单958增产6.8%。植株表现秆矮、抗病、结实好、不秃尖,农艺性状比较优异,暂定名矮单268

2.特种特性  夏播生育期98100d,与郑单958生育期相同。

株型半紧凑,株高180210cm,穗位6070cm。果穗下部节间短,叶片密集重叠;果穗上节间长,叶片比较疏散。2012年调查,普通玉米杂交种郑单958的果穗下部节间平均长12.82厘米,果穗上部节间平均长15.38cm;果穗下部节间长相当于果穗上部节间长的85.51%。矮单268果穗下部平均节间长8.03cm果穗上部平均节间长13.17cm;果穗下部节间长仅相当果穗上部节间长的60.97%,比郑单95824.54%;尤其是地上13节更短,平均长2.92cm,仅相当上部节间长的22.17%。实践表明,矮单268的这一特点,再加上它的根系也比较发达,非常利于其抗倒折的能力。据2011年在玉米灌浆期调查,矮单268抗倒折力为1375g/株,比郑单958725/株)的抗倒折力高近1倍。

果穗圆筒型,穗长1820厘米,16行粒,亩6000株结实好不秃尖,粒深轴细,出籽率8990%。粒黄色,马齿型,千粒重310330克。

籽粒品质较优,含粗蛋白10.04%,粗脂肪4.64%,粗淀粉72.9%

赖氨酸0.29%,均稍高于普通玉米。

抗病性亦较好,接种条件下,抗玉米大斑病、小班病、矮花叶病毒病。

1  矮单268与郑单958植株地上节间长度    

 

                 注:矮单268试验密度6000株/亩,郑单958试验密度4500株/亩。

2.2  产量表现

2.2.1  区域试验和生产试验:2012年河北省夏播玉米区域试验(简称区试),矮单268平均亩产754.4公斤,比对照郑单958增产2.80%;2013年河北省夏播区试,平均亩产640.3公斤,比对照郑单958减产1.13%;两年区试平均亩产697.4公斤,比对照郑单958仅增产0.84%。2013年河北省夏播生产试验,平均亩产625.4公斤,比对照郑单958增产4.77%。2012年河北省石家庄市生产试验,平均亩产722.6公斤,比对照郑单958增产6.5%(表2)。上述试验表明,矮单268在区试中的产量水平与郑单958相似,但在生产试验中有明显的增产趋势。

2  矮单268试验产量

 

注:1、区域试验5行区,对照郑单958(4500株/亩)。

    2、生产试验,对照郑单958(4500株/亩),小区面积不少于300㎡,播种行数不少于12行。

矮单268在区试中产量水平低于生产试验的原田,我们认为主要是受四周高秆玉米郁蔽影响的结果。为说明这一情况,特作了如下调查(图2)。

图2是河北省玉米超高密预备试验永年点,矮单268受高秆玉米郁蔽影响程度的测产结果。该试验为间比排列,5行区,密度为5000株/亩,对照品种郑单958为4500株/亩。

测产方法是,高(23号),矮(22号,矮单268)品种各取4行,每行从第2株起,连收20株果穗分别称重,按小区出干率换算产量。矮单268以中间行作对照,23号高秆品种以第4行作对照。

从图2看出,矮单268与高秆相邻的第1行,减产高达11.4%,第2行减产还在9%以上(其实对照行也在减产之列)。相反,与其相邻的23号高秆品种有明显的生长优势,第1行增产高达15.6%,第二行增产7.8%,第3行仍有增产趋势,表明矮单268在区试中受高秆品种郁蔽影响是比较大的。因此,在生产上矮单268的播种行数不能太少了,最少也应在12行以上。

2.2.2  高产示范

2012年矮单268在本所夏播高产示范0.98亩,经省内知名专家实收测产,亩产889.2公斤(表3,下同)。

2013年,河北省永年县刘备村高产示范12亩,经省内专家实收测产853公斤。

2013年,矮单268在本所高产示范1.73亩,经国内多位知名专家实收测产,亩产903.5公斤,创造了我省当今夏播玉米的最高产量记录。

总之,矮单268的农艺性状及生产力等,可谓是比较理想的,但并非完美,尚有缺点或不足。例如,叶片比较宽大,不利通风透光;果穗籽粒着生紧密,机械收获脱粒困难等,均需改进提高。

3  矮单268高产示范产量

注:河北永年刘备村示范的主持单位为河北省永年县科技局。

3. 结束语

实践表明,育成理想的矮生玉米杂交种是有希望的,可能的。而且矮生玉米还具有秆矮、抗倒、适宜密植、适宜机械收获以及便于追肥、浇水、防治病虫害等田间作业的优点。因此,研发利用玉米br-2基因,开展矮生玉米育种是很必要的,它应当成为玉米育种的重要途径之一。但是,当前br-2基因型的玉米材料太少了,就现有的材料来说,要想育成更理想的矮生玉米杂交种是比较难的。今后如果从事矮生玉米育种工作的人多了,矮生玉米材料丰富了,我们相信必将育成更理想的矮生玉米杂交种来,我们期盼迟早有一天,玉米矮生育种也会像常规育种一样广泛开展起来。

展望未来,矮生玉米育种前景广阔


参考文献

1]华北农业大学农学系育种组矮生玉米的育种遗传与育种,19766

2]戴景瑞玉米的矮生基因及其效应遗传,19795

3]马尼奥·卡斯特曼适合高产的叶片直立的超矮秆玉米许昌农学院科   技通讯,19771

4]杜世灿矮秆玉米~成矮一号遗传与育种,19782

5]四川南充地区农业科学研究所矮秆玉米杂交种的培育中国农业科学   19782

6]崔绍平玉米br-2矮生基因利用的研究华北农学报,19902

7]范光年我省利用玉米br-2矮生基因获得成功河北科技报,201310

     月24.

摘自《中国种业》2014.12