沈单16号玉米雄性不育化的选育和利用

卢雪宏，薛玉锋，路永勤，赵 云

（泾川县种子管理站，甘肃泾川 744300）

随着杂种优势在作物育种上的广泛应用，雄性不育已经成为杂种优势利用的有效途径。经调查，目前已在40多个科162个属的320个种中发现了雄性不育。玉米是最早利用细胞质雄性不育的作物。利用雄性不育系配置杂交种，是保证种子纯度、提高玉米产量的重要途径，快捷而高效。自从1950年第一个玉米雄性不育系杂交种问世以来，对玉米细胞质雄性不育的研究曾经有过较大的进展，但由于认识、技术、管理等方面的种种原因，致使玉米雄性不育杂种优势的研究和推广利用受到严重影响，拉大了我国与国外的差距。至今，我国玉米雄性不育系杂交种的种植面积仅数十万公顷，不到玉米种植面积的3%。据粗略计算，如果玉米雄性不育杂交种种植面积达总面积的35%，每年就可增收玉米25亿㎏，节约劳动力150万个工日，相应的经济效益和社会效益非常明显。基于这些原因，我们对春播区种植面积较大的沈单16号进行了雄性不育杂种优势的研究和推广利用，以期尽早实现该品种由人工杂交向自然杂交的转变，不断提高种子质量。

1 品种来源

玉米杂交种沈单16号是沈阳市农业科学院利用沈137和自交系K12组配的普通玉米杂交种 （沈9729），2003年2月通过国家农作物品种审定委员会审定，审定编号为“国审玉2003014”。该品种是我国目前年种植面积较大的玉米品种，推广面积成倍数增长，当前仍然保持上升趋势，推广潜力较大。

父本沈137是利用含有热带种质的美国杂交种6JK111选育而成，具有一般配合力高、抗病性强、抗倒性强、光周期敏感、光合速率高、自身产量高、综合农艺性状好的特点，为沈单16号具有优异性状打下坚实基础，尤其是对温光变化敏感的特性使沈单16号生育期具有很大的可塑性和广泛的适应性。母本K12中含有黄早四血缘，是适应性较广的育种材料之一。沈137与K12杂交拓展了国内种质与国外种质的原有杂交模式，使沈单16号表现出较强的杂种优势，既高产又优质、既多抗又适应性广，充分实现了高产、优质、高抗的内在统一，解决了生产上长期存在的重产量轻品质、缺少优质高产品种的普遍问题。其栽培技术要点是：（1）春播4月份土壤表层5～10㎝地温稳定在10～12℃、土壤持水量在60%以上方可播种，亩留苗3 500株左右，全膜覆盖时可留4000株左右。(2)氮、磷、钾肥配合施用，出苗后30天、50天分两次追肥，一般亩施玉米专用复合肥20～40㎏，拔节期至大喇叭口期亩追尿素15～25㎏，（3）注意防治黏虫和玉米螟。

在无灌溉条件的区域，利用常规方法进行杂交种子生产时，仍然会因干旱母本K12在苞叶内散粉或人工去雄不及时、不彻底而引起种子纯度降低，影响其杂种优势潜力的正常发挥。为了避免或减少这一问题的发生，大量研究和实践表明，利用母本雄性不育化制种是最经济有效的途径。为此，我们对沈单16号进行了母本不育化制种的研究和利用。

2 选育经过

2.1 不育化转育

K12具有高配合力、自身产量高、品质好、抗病、抗倒性好等特性。从1995年开始以不育系CA为母本与K12杂交和连续回交，采用定向选择成对授粉方式，即在轮回亲本自交留种的同时，取其花粉与回交后代中雄花完全不育，植株性状倾向于轮回亲本的单株进行回交。到了BC3不育株率达99% （套袋测定），但株高和雄穗枝数尚有一定优势。到了BC5植株性状已类同轮回亲本，即完成不育系K12A的转育。而轮回亲本K12则成为K12A的同型保持性。

2.2 恢复性测定

从2000-2005年连续在本县育种点用父本沈137与母本不育系K12A不同系进行侧交，每个杂交不育系列共种20行，每行20株。结果发现，沈137与母本K12不育系的其他系交配均未能获得具有较强恢复基因的单株，说明父本沈137恢复能力极差。

2.3 母本雄性不育的应用及制种程序

常规的玉米胞质雄性不育杂交种可以分为掺和型和恢复型两种。在杂交玉米制种田中，父本株与母本抽雄株比例即父母本的行比一般1∶4或1∶5，即由一行父本来提供花粉，这说明在群体中有80%的花粉是多余的。但是由于受温度、光照、降水等环境影响，在保证大田生产100%结实的情况下，不育株在群体内所占比例不能超过75%，而最低又不能低于50%，否则达不到理想的效果。为了使大田风险更小，不育株率保持在60%左右较好，即3∶2为宜。

繁殖亲本种子时，在母本隔离区中按1∶4行比分行种植母本保持系和母本不育系，且一半保持系推迟5～7天播种，保证正常授粉结实。生育期中要严格淘汰变异株、高大杂株和母本行内散粉株，收获时先收保持系，待清理完毕后方可收获母本不育系。原则上保持系收获后不留在繁殖户家中，直接拉回种子生产单位保管。总之，不育系和保持系不能存于一起或一家，以防难以辨别。获得的母本保持系和母本不育系种子全部供制种使用。

在父本繁殖隔离区中种植父本的原种，收获的父本种子供制种使用。

2.4 沈单16号掺和型雄性不育胞质杂交种的利用

选具备隔离条件的两块地或两个制种村，一块或一个村用K12A和父本137杂交生产不育杂交种，此过程不必去雄，所产种子不能直接用于生产；另一块地或另一个村用正常的K12（保持系）与137杂交，其母本应该去雄，所产种子可直接用于生产。然后将所生产的两种同型母本配制的杂交种，按照不育杂交种与可育杂交种3∶2的比例人工掺和均匀，掺和过程中一定要有专业技术人员严格把关，标注清楚，方可用于大田生产。

3 品种特征特性

沈单16号高抗大斑病、小斑病、茎腐病、矮花叶病、黑粉病、弯孢菌叶斑病，抗丝黑穗病、纹枯病、尾孢菌叶斑病，还具有抗旱、抗涝、耐高温、活秆成熟等特点。幼苗叶片深绿，叶鞘紫红。株高280cm左右，穗位高120～130cm，穗长20～25cm，穗行数16或18行，行粒数40粒左右，穗轴红色，果穗筒形，苞叶上长小叶。籽粒橙黄色，半硬粒型，百粒重34.9～40.0g。春播生育期135天左右，容重777g/L。产量表现：2006-2007年两年亩产分别为840kg、816.8kg，而我们转育成的CA沈单16号完全具备上述特征特性外，雄穗不育化，雌穗早吐丝二三天，无秃顶出现。一般玉米大田散粉末期雌穗才吐丝，往往因气候不良导致秃顶出现，因此，一部分雌穗早吐丝极有利于结全实。经过多年试验，配制的不育杂交种与同型保持系配制的可育杂交种产量等同或有明显提高。因此，正常胞质和不育胞质杂交种均可使用。

4 结论

经多年研究表明，玉米雄性不育的利用在理论上是成熟的，技术上是可行的。当前，生产上推广的玉米杂交种常因制种时的混杂而造成不应有的损失。采用雄性不育化制种程序既省工又保证了种子纯度，降低了种子生产成本，更有利于集约化经营。

CA沈单16号在大田生产中掺入40%的同名正常可育杂交种来提供正常花粉，满足大田花粉的需要，或用半不育化制种方式1∶1均匀掺和可直接投放生产应用。

利用玉米雄性不育系不仅免去人工抽雄，而且在制种隔离安全、父本纯度高的情况下，父本种子可以连用，减少了隔离区数目，降低了制种成本。所以，利用不育化制种是生产杂交种子既经济质量又有保证的有效途径。

[1]马春红，李九云，郑积德，等.3个自选玉米杂交种雄性不育化育种过程及其利用[J].玉米科学，2005，13（4）：30 ～ 33.

[2]卢雪红，刘书林，赵秀霞.K12雄性不育系的选育和利用[J].玉米科学，2003，11（1）：25，29.