陸虎華，郝德榮，薛 林，石明亮，陳國清，冒宇翔，胡加如，黃小蘭，張振良，周廣飛

(江蘇沿江地區(qū)農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所，江蘇 如皋 226541)

熱帶、亞熱帶玉米長(zhǎng)期處于低緯度短日照地區(qū)，在不同的海拔高度，經(jīng)過長(zhǎng)期的自然和人工選擇，形成了豐富的遺傳多樣性。熱帶、亞熱帶玉米種質(zhì)具有許多溫帶種質(zhì)所不具備的優(yōu)良性狀，如抗病蟲、抗倒、耐旱、耐濕、生長(zhǎng)旺盛、根系發(fā)達(dá)和保綠度好等，且同溫帶種質(zhì)交流少，遺傳差異大[1]。早在20世紀(jì)初美國學(xué)者曾建議用拉美種質(zhì)作為新的種質(zhì)資源來提高玉米產(chǎn)量和抗病能力。20世紀(jì)40—50年代先鋒公司開始對(duì)加勒比海地區(qū)種質(zhì)進(jìn)行改良，進(jìn)入90年代以后，人們對(duì)熱帶、亞熱帶種質(zhì)進(jìn)行了深入研究，成功地改良了Tuxpeno、ETO、Antigua和 CIMMYT的一些群體，并在育種上取得了明顯進(jìn)展[2]。目前，推廣含有熱帶、亞熱帶種質(zhì)的雜交種占美國玉米種植面積的10%。

我國在20世紀(jì)80年代初開展了熱帶、亞熱帶玉米種質(zhì)的導(dǎo)入利用研究，從墨西哥、泰國等引進(jìn)熱帶和亞熱帶材料，馴化了Tuxpeno、ETO、Suwan-1和suwan-2等熱帶種質(zhì)群體和基因庫，通過與溫帶種質(zhì)的相互改良選育出沈118、S37、81565等一批熱導(dǎo)自交系和優(yōu)良雜交種[3]。與普通玉米相比，熱帶、亞熱帶糯玉米種質(zhì)資源的挖掘與利用研究相對(duì)較晚。糯玉米起源于我國西南一帶的熱帶、亞熱帶地區(qū)，地方種質(zhì)存在豐富的遺傳多樣性，生態(tài)適應(yīng)性較好，生育期、株型、品質(zhì)和抗逆性等方面都具有較大的選擇利用潛力。但由于所處地域相對(duì)封閉，種質(zhì)間缺乏相互滲透，目前育種利用率不高，亟待發(fā)掘與利用。

江蘇沿江地區(qū)農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所于2000年從泰國引進(jìn)T1、T2、T3、T4等4份糯質(zhì)玉米自由授粉品種，經(jīng)過多年適應(yīng)性選擇和配合力測(cè)定，明確了T2在溫帶具有較好的適應(yīng)性,且與溫帶糯質(zhì)系有較高的配合力[4]，以其作親本育成4個(gè)國審、3個(gè)省審糯玉米品種[5-6]。本文報(bào)道熱帶糯質(zhì)系T2的選育過程和育種利用，旨在為糯玉米遺傳育種提供參考。

1 選育經(jīng)過

2001年開始，對(duì)T2進(jìn)行大群體(3 000株)選擇，大量選優(yōu)株自交，根據(jù)目標(biāo)性狀，嚴(yán)格淘汰。在S1代田間選擇淘汰50%，S2、S3、S4代繼續(xù)淘汰，選擇農(nóng)藝性狀優(yōu)良的單株進(jìn)行自交的同時(shí)，取其花粉進(jìn)行測(cè)交，根據(jù)測(cè)交產(chǎn)量及時(shí)淘汰。S4代時(shí)，將表現(xiàn)抗倒、抗病和高配合力有2項(xiàng)或1項(xiàng)的優(yōu)良單株，采集其花粉組成若干個(gè)混粉小群體，分別自交分離，至S2代將早代系種子等量混合，用于種植隔離區(qū)混合授粉后繼續(xù)自交分離，直至純合時(shí)測(cè)定配合力，結(jié)合田間農(nóng)藝性狀選擇育成配合力高、農(nóng)藝性狀優(yōu)良的糯質(zhì)系T2(圖1)。

圖1 T2系的選育過程

2 特征特性

2.1 農(nóng)藝性狀優(yōu)

T2株型半緊湊、莖稈粗壯，葉色綠，葉緣紫色，熟期適中。株高176～186 cm，穗位81～87 cm，基部氣生根發(fā)達(dá)，雄穗發(fā)達(dá)，花粉量大，散粉時(shí)間長(zhǎng)，適宜雜交制種作父本。果穗外觀品質(zhì)佳，雌穗苞葉包裹緊密，直筒形，穗大，籽粒白色，行列直，稍有禿尖；穗長(zhǎng)14～15 cm，每穗14行，每行28粒，千粒重235 g左右，籽粒為白色、糯質(zhì)、硬粒型。

2.2 配合力高

利用SNP基因分型技術(shù)，對(duì)包括T2在內(nèi)的110份糯玉米自交系的遺傳多樣性進(jìn)行評(píng)價(jià)[7],結(jié)果(圖2)表明，T2及其衍生系(P2)是獨(dú)立于通系5(P1)和衡白522(P3)兩大類群外的新一類種質(zhì)類群，與通系5類群和衡白522類群的遺傳距離較遠(yuǎn)，具有較強(qiáng)的雜種優(yōu)勢(shì)利用潛力。選用T2、通系5等12個(gè)糯質(zhì)系,按NCⅡ(7×5)遺傳交配設(shè)計(jì)進(jìn)行產(chǎn)量配合力分析,結(jié)果表明，T2的產(chǎn)量一般配合力效應(yīng)值最高，且T2與溫帶種質(zhì)通系5、361、W331有較高的特殊配合力效應(yīng)(表1)。

圖2 110份糯玉米自交系的遺傳多樣性分析

2.3 品質(zhì)性狀優(yōu)

以T2等9個(gè)糯質(zhì)系為試驗(yàn)材料，按NCⅡ(5×4)遺傳交配設(shè)計(jì)，配制20個(gè)雜交組合，研究糯玉米自交系感官品質(zhì)、甜糯性、皮薄厚、風(fēng)味、柔嫩性、色澤等6個(gè)品質(zhì)性狀的配合力[8]。結(jié)果(表2)表明，T2感官品質(zhì)、色澤一般配合力效應(yīng)值具有較高的正向值，果皮厚度表現(xiàn)出負(fù)向值，表明利用T2容易組配出穗形美觀、色澤好、皮薄的優(yōu)良糯玉米組合。此外，130份糯玉米自交系籽粒淀粉黏度特征值的測(cè)定結(jié)果表明，T2糊化溫度低，消減值小，說明其黏度性狀優(yōu)良，且不易回生。

表1 2012年T2與溫帶種質(zhì)的產(chǎn)量配合力分析

表2 2013年9個(gè)糯質(zhì)系品質(zhì)性狀的一般配合力 效應(yīng)值

2.4 銹病抗性較好

2014—2015年對(duì)64份糯玉米自交系(地方種質(zhì)6份，衡白522血統(tǒng)15份，T2血統(tǒng)20份，通系5血統(tǒng)23份)進(jìn)行田間銹病抗性自然鑒定。結(jié)果(表3)表明，T2血統(tǒng)種質(zhì)對(duì)銹病的抗性顯著好于其他種質(zhì)[9]。

表3 2014—2015年4類自交系血統(tǒng)的 銹病抗性鑒定結(jié)果

3 雜交利用

江蘇沿江地區(qū)農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所以T2或其衍生系作親本，先后成功育成蘇玉糯11、蘇玉糯12、蘇玉糯716、蘇玉糯14、蘇玉糯638、蘇玉糯639和蘇玉糯1502等7個(gè)糯玉米新品種(表4)。其中，花糯玉米品種蘇玉糯11品質(zhì)優(yōu)、色澤艷麗，是加工用首選品種，在江、浙、滬等地有較大的應(yīng)用面積。

表4 以T2、通系5為核心種質(zhì)育成的系列雜交種

4 小結(jié)與討論

4.1 重視外來種質(zhì)的改良利用

改良和利用熱帶、亞熱帶玉米種質(zhì)，不但可以拓寬溫帶玉米種質(zhì)基礎(chǔ)，增加現(xiàn)有種質(zhì)的遺傳多樣性，改進(jìn)農(nóng)藝性狀，增強(qiáng)抗逆性和適應(yīng)性，而且有助于發(fā)掘新的雜種優(yōu)勢(shì)群和雜種優(yōu)勢(shì)模式，獲得強(qiáng)優(yōu)勢(shì)組合，進(jìn)一步提高糯玉米雜種優(yōu)勢(shì)利用水平。實(shí)踐證明，通系5類群×T2類群正成為本地區(qū)糯玉米育種新的雜種優(yōu)勢(shì)利用模式。

4.2 重視品質(zhì)性狀的選擇

優(yōu)質(zhì)是鮮食糯玉米育種的首要目標(biāo)。優(yōu)良的鮮食糯玉米品種外觀品質(zhì)要求穗形美觀、粒行整齊、無禿尖、粒色鮮嫩；鮮食品質(zhì)則要求黏軟皮薄，風(fēng)味好。T2穗形雋秀，結(jié)實(shí)性好，穗形美觀，黏度好，遺傳力強(qiáng)，以其為親本資源育成的品種品質(zhì)優(yōu)良。因此，在育種時(shí)，要自始至終重視品質(zhì)選擇。

4.3 加強(qiáng)現(xiàn)代分子技術(shù)在糯玉米種質(zhì)資源利用方面的研究

T2不僅品質(zhì)優(yōu)、配合力高，而且對(duì)銹病的抗性也好于其他種質(zhì)。在未來的遺傳育種實(shí)踐中，利用分子標(biāo)記技術(shù)研究T2優(yōu)良特性的遺傳機(jī)理，對(duì)重要性狀進(jìn)行QTL定位，挖掘出與其緊密連鎖的分子標(biāo)記，進(jìn)而利用分子標(biāo)記輔助開展種質(zhì)創(chuàng)新，將會(huì)進(jìn)一步提高其在鮮食糯玉米育種中的利用價(jià)值。