陸蘭姣　王治紅　韋超　劉榮欽

摘要：為了克服我國玉米自交系由于遺傳基礎(chǔ)狹窄所帶來的對病蟲害和逆境表現(xiàn)出的脆弱性以及難以獲得突破性新自交系和新品種問題，文章著重陳述了玉米育種過程中種質(zhì)資源的創(chuàng)新和利用，結(jié)合已有的育種經(jīng)驗(yàn)，針對“難在選系，重在組配”的玉米育種工作，闡述了玉米自交系選育過程中種質(zhì)來源途徑、創(chuàng)新手段和優(yōu)良自交系選育的途徑和方法，并介紹了如何通過農(nóng)藝性狀和配合力的篩選來獲得優(yōu)良的自交系。

關(guān)鍵詞：玉米；種質(zhì)創(chuàng)新；自交系；育種

中圖分類號(hào)：S513 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003—4374（2016）01—0020—03

隨著科學(xué)技術(shù)的創(chuàng)新與改進(jìn)，玉米育種技術(shù)得到了飛速的發(fā)展，種質(zhì)資源得到了快速的擴(kuò)增，給玉米育種工作打下了良好的基礎(chǔ)。自交系的選育是玉米育種工作的前提條件，一個(gè)優(yōu)良的自交系能夠培育出很多優(yōu)良的玉米品種，因此，做好自交系的選育是培育優(yōu)良玉米種質(zhì)的基本保證，文章對玉米育種的方法途徑進(jìn)行分析，總結(jié)玉米優(yōu)良雜交種的培育過程，以期為玉米育種工作提供參考和幫助。

1玉米種質(zhì)創(chuàng)新

種質(zhì)擴(kuò)增、改良與創(chuàng)新是玉米育種技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)，對于玉米的育種工作有著非常重要的意義。雜交親本傳遞給雜種的基因是雜種優(yōu)勢形成的內(nèi)在物質(zhì)基礎(chǔ)，雜交育種的首要工作就是正確選配雜交親本。在現(xiàn)有的種質(zhì)資源中，適應(yīng)性高、配合力較好的品種數(shù)量有限，往往局限于幾個(gè)固定的品種，其使用率相對較高，遺傳多樣性水平較低，嚴(yán)重制約了新型優(yōu)良品種的培育。且長時(shí)間使用同一種種質(zhì)資源，遺傳基礎(chǔ)相對較窄，造成新品種在產(chǎn)量水平及抗性能力上得不到突破，在大范圍病蟲害發(fā)生時(shí)，植株的受感染程度較重。因此，如想對品種進(jìn)行突破性的改良，急需對玉米種植資源進(jìn)行創(chuàng)新和發(fā)展。近年來。種質(zhì)資源的擴(kuò)增和創(chuàng)新改良，一直是各個(gè)國家和地區(qū)育種研究的主要方向。通過將本地優(yōu)良種和外來優(yōu)質(zhì)種質(zhì)相互融合，對種質(zhì)進(jìn)行改良和創(chuàng)新，創(chuàng)制出新型的優(yōu)良種質(zhì)資源，然后將其應(yīng)用于育種工作中，是一個(gè)非常有效的改良措施。我國玉米育種工作者也逐漸意識(shí)到種質(zhì)資源創(chuàng)新的重要性，也取得了一定的成效。目前，我國兩個(gè)種植面積最大的雜交種鄭單958因其父本昌7-2以黃改系種質(zhì)為基礎(chǔ)材料，導(dǎo)人外來種質(zhì)而具有良好的抗性和適應(yīng)性；農(nóng)大108親本之一P178，則來源于美國種質(zhì)的選育，進(jìn)而具有優(yōu)質(zhì)、多抗和廣適性的特點(diǎn)。由此看出，種質(zhì)擴(kuò)增、改良和創(chuàng)新是玉米育種過程中需要首先解決的核心問題。農(nóng)業(yè)科技的創(chuàng)新是農(nóng)業(yè)發(fā)展的有力支撐，在過去的60多年里，我國玉米育種能力和育種技術(shù)取得了很大的進(jìn)步，正逐步追趕世界先進(jìn)水平，但還有很大差距。面對嚴(yán)峻的形勢，一定要加大地區(qū)間的交流，特別是在種質(zhì)資源的創(chuàng)新方面。由于生態(tài)環(huán)境的惡化，我國的土地土壤的肥力逐年降低，不同區(qū)域的品種應(yīng)該具有不同的遺傳基礎(chǔ)多樣性，從而適應(yīng)不同的生態(tài)環(huán)境，如果將不適應(yīng)的種質(zhì)進(jìn)行跨區(qū)種植，就有可能將病害傳遞到新的地區(qū)，所以我們應(yīng)當(dāng)依靠科技力量，對現(xiàn)有的種質(zhì)資源進(jìn)行擴(kuò)增、改良和創(chuàng)新，為高產(chǎn)、多抗和廣適玉米新品種的選育提供基礎(chǔ)保障。

2玉米自交系的選育

2.1制定育種目標(biāo)

育種目標(biāo)作為育種工作的第一步，是指在一定的自然、栽培和經(jīng)濟(jì)條件下，對計(jì)劃選育的新自交系或新品種提出應(yīng)具備的優(yōu)良特征特性。育種目標(biāo)性狀很多，凡能通過育種進(jìn)行改良的性狀都可以列為育種的目標(biāo)性狀，如產(chǎn)量、品質(zhì)、生育期、抗性等。目標(biāo)性狀是由許多性狀指標(biāo)和因素構(gòu)成，不同目標(biāo)性狀之間相互制約、相互促進(jìn)、相互包含。因此，對諸多需要改良的性狀因分清主次，在現(xiàn)有種質(zhì)資源的基礎(chǔ)上，抓住需要解決的主要問題，整合資源，創(chuàng)新育種手段和技術(shù)方法，突出地改良一兩個(gè)限制產(chǎn)量、品質(zhì)或其他主要性狀的因素，提出具體的切實(shí)可行的解決法方案，提高玉米育種的針對性和高效性。例如，廣西青青農(nóng)業(yè)科技有限公司育成的玉米自交系ZH04和ZH141，充分利用廣西玉米正常種植季節(jié)的高溫、高濕、多雨、北部地區(qū)土壤瘠薄的自然條件，利用基因重組技術(shù)將玉米溫、熱種質(zhì)優(yōu)良基因進(jìn)行重組、聚合，豐富玉米育種材料遺傳基礎(chǔ)。對ZH04和ZH141進(jìn)行系統(tǒng)的全面的農(nóng)藝調(diào)查，抗病性鑒定，耐陰濕與耐高溫程度異地綜合篩選評鑒。具有一般配合力好，容重高等特點(diǎn)，2015年經(jīng)四川省農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院植物保護(hù)研究所接種鑒定，ZH04高抗“大斑病、小斑病、灰斑病、銹病”，中抗“莖腐病、紋枯病、穗粒腐病”。已組配的新品種（ZH04/ZH141）于2015年通過廣西農(nóng)作物品種審定委員會(huì)審定。

2.2優(yōu)良自交系材料篩選

玉米自交系是玉米單株經(jīng)過連續(xù)多代自交和選擇而形成一個(gè)基因型相對純合、性狀整齊一致的單株后代群體。通過不同自交系進(jìn)行組配選擇產(chǎn)生的雜交種能表現(xiàn)出較強(qiáng)的雜種優(yōu)勢，可以在很大程度上提高玉米抗性和適應(yīng)能力以及產(chǎn)量水平。育種要有大突破，首先要有新的優(yōu)異種質(zhì)和以新種質(zhì)為基礎(chǔ)材料選育的核心骨干自交系。自交系的選育材料包括地方品種和雜交品種，然后通過選育分別產(chǎn)生一環(huán)系自交系和二環(huán)系自交系。另外，為了能夠得到更為優(yōu)質(zhì)的自交系，還可以通過人工干預(yù)的方式對材料進(jìn)行篩選合成綜合品種，從而可以增強(qiáng)基因突變的幾率，聚集優(yōu)質(zhì)基因產(chǎn)生更為優(yōu)良的自交系。具體途徑如下。

2.2.1在現(xiàn)有自交系中選育新系 已有自交系由于環(huán)境條件的變化誘發(fā)基因的突變而產(chǎn)生表型多樣化變異的個(gè)體植株，在這其中可以選擇符合育種需要的可遺傳變異植株，通過自交、回交或者雜交等方式，將變異基因進(jìn)行固定和利用，獲得某一性狀得到改良的新的優(yōu)良自交系。如黃早四自交系就是由塘四平頭自交系中產(chǎn)生的變異株經(jīng)過定向選擇而成的。除此之外，利用相同優(yōu)勢群體中血緣較為相近的多個(gè)近緣系進(jìn)行雜交、回交和自交及選擇，也可以選育出較為優(yōu)良的自交系；如北京市農(nóng)林科學(xué)院用黃早四與自334的雜交后代自交3代后，在與黃早四回交1代再自交育成的四自四。同時(shí)，將原有的多個(gè)自交系進(jìn)行群體雜交后分離選系，也可以達(dá)到種質(zhì)資源的創(chuàng)新，為自交系的篩選提供基礎(chǔ)材料。

2.2.2引進(jìn)國外優(yōu)良單交種進(jìn)行選育 一般情況下，雜交種特別是單交種，都可以用作選系的種質(zhì)資源，單交種具有較多的有利基因，所以也是自交系選育的重要材料。通過試驗(yàn)，利用同緯度相近氣候和生態(tài)條件的單交種進(jìn)行選系，比較容易獲得與國內(nèi)系組配優(yōu)良的自交系。實(shí)踐證明，來自與美國的二環(huán)系，效果最為明顯。另外，國外的雜交種還能夠與國內(nèi)品系組成三交種或群體進(jìn)行后代分離選系，以選出優(yōu)良的自交系。因此，選擇國外的品種作為選系的基礎(chǔ)材料是進(jìn)行自交系選育的一個(gè)非常便捷的途徑。

2.2.3在商品糧、雜交種中選育優(yōu)良自交系 隨著改革開放和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，國外貿(mào)易和國際貿(mào)易的交流，使得國外的攜帶了許多未知優(yōu)良基因的商品玉米進(jìn)入國內(nèi)，這些材料同樣可以被用來進(jìn)行自交系的選育，從而擴(kuò)增了我國的種質(zhì)資源，為自交系的選育提供了一條重要途徑。

3篩選過程

3.1農(nóng)藝性狀的篩選

對以農(nóng)藝性狀為指標(biāo)進(jìn)行選育，早代需要注重穗行間的選育。由于不同的穗行其決定因素來源于前一年的不同個(gè)體植株，其穗行間的差異比穗行內(nèi)要明顯，因此，選育要對其性狀表現(xiàn)在穗行間進(jìn)行篩選。在田間的篩選，應(yīng)當(dāng)選擇性狀表現(xiàn)一致、株型好、抗病性好、生長勢好的單株結(jié)合雙穗率以及抗倒伏等方面進(jìn)行考量。室內(nèi)主要對豐產(chǎn)性狀進(jìn)行調(diào)查，對田間人選植株進(jìn)行再篩選。另外，還應(yīng)當(dāng)注意自交各代在性狀上的統(tǒng)一性，以加快其性狀遺傳的培育。依據(jù)育種目標(biāo)進(jìn)行條件篩選植株的基本性狀可以側(cè)面提高選育的壓力，從而能夠使優(yōu)良的遺傳性狀得以充分表現(xiàn)，從而達(dá)到培育優(yōu)良品種的目的。

3.2配合力的篩選

自交系的配合力可以分為兩種，一般配合力和特殊配合力，其決定分別來自于基因型中的加性效應(yīng)和非加性效應(yīng)。由于高配合力是培育高產(chǎn)品種的必要條件，所以在進(jìn)行玉米自交系選育中必須對配合力進(jìn)行測定。配合力像其他性狀一樣具有遺傳性，可以進(jìn)行逐代遺傳。在對高配合力的自交系的不同世代進(jìn)行測驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)其都能夠產(chǎn)生較高的產(chǎn)量。所以在進(jìn)行自交系的選育時(shí)，一定要注重高配合力的篩選，以便于在培育優(yōu)良雜交品種時(shí)，可以獲得較高配合力的自交系和較強(qiáng)雜交優(yōu)勢的雜交品種。對于配合力的測定工作，分為早代測定和晚代測定兩種方式。其中早代測定是指在自交當(dāng)代到自交三代之內(nèi)進(jìn)行測定；晚代測定是指對自交四代以后進(jìn)行測定。與早代測定相比較而言，晚代測定的工作量比較大，而且其確定配合力水平的時(shí)間較為漫長，客觀上延緩了高配合力自交系的利用時(shí)間。在進(jìn)行配合力測驗(yàn)中所使用的測驗(yàn)種相應(yīng)可分為早代測驗(yàn)種和晚代測驗(yàn)種。早代測驗(yàn)種可以選擇使用當(dāng)?shù)仄贩N或者是雜交種進(jìn)行一般配合力的測定，晚代測驗(yàn)種則要選擇幾個(gè)優(yōu)良自交系檢測特殊配合力。當(dāng)前來說，大部分都是采用當(dāng)?shù)鼐C合性狀好、且與被測系血緣較遠(yuǎn)的優(yōu)良自交系作為測驗(yàn)種，對待測系進(jìn)行一般配合力與特殊配合力同時(shí)進(jìn)行檢測。從而可以更為直接地確立優(yōu)良品種的配合，使育種工作的效率和效果得到大幅提高。一般來說，測定配合力的流程是首先利用頂交法測定一般配合力，然后使用輪交法對篩選出的高配合力自交系實(shí)施特殊配合力的測定，從而確立優(yōu)良自交系，隨后就可以將其利用到育種工作中去。

4結(jié)束語

文章著重陳述了玉米育種過程中種質(zhì)資源的創(chuàng)新和利用，結(jié)合已有的育種經(jīng)驗(yàn)，針對“難在選系，重在組配”的玉米育種工作，闡述了玉米自交系選育過程中種質(zhì)來源途徑、創(chuàng)新手段和優(yōu)良自交系選育的途徑和方法，并介紹了如何通過農(nóng)藝性狀和配合力的篩選來獲得優(yōu)良的自交系。

伴隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和社會(huì)的不斷進(jìn)步，會(huì)有越來越多的可供選擇的方式和途徑進(jìn)行種質(zhì)資源的創(chuàng)新和利用，我們在實(shí)際工作中，應(yīng)當(dāng)不斷地總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，積極探索更為便捷有效的育種新方法，完善種質(zhì)交流機(jī)制，擴(kuò)增可利用的種質(zhì)資源，從而培育出更為高產(chǎn)的玉米種子，為我國農(nóng)業(yè)的發(fā)展貢獻(xiàn)力量。