美国玉米种质在我国的改良利用情况及建议——以黄淮海夏玉米区为例

杨宗利， 李和平， 李积铭

(河北省农林科学院旱作农业研究所,河北衡水 053000)



美国玉米种质在我国的改良利用情况及建议
——以黄淮海夏玉米区为例

杨宗利， 李和平， 李积铭*

(河北省农林科学院旱作农业研究所,河北衡水 053000)

摘要介绍美国玉米种质在我国黄淮海夏玉米区的选育及改良利用情况，指出随着分子标记技术的进步，现在可以更准确地将育种材料归类，使育种方向更明确，减少盲目性。最后从利用方向和性状选择两方面提出对美国玉米种质利用的建议。

关键词玉米；种质；先锋；孟山都；黄淮海地区；品种

The Utilization Situation and Suggestion of American Maize Germplasm in China—A Case Study of Huanghuaihai Summer Maize Area

YANG Zong-li, LI He-ping, LI Ji-ming*(Dryland Farming Institute of Hebei Academy of Agricultural and Forestry Sciences, Hengshui, Hebei 053000)

AbstractThe breeding and improvement utilization status of American maize germplasm resources in Huanghuaihai summer maize area of China was introduced.With the progress of molecular marker technology, the breeding materials could be classified more accurately, so that the breeding direction is more clear, and the blindness is reduced.Finally, suggestions for utilizing American maize germplasm resources were proposed from utilization direction and characters selection.

Key wordsMaize; Germplasm; Pioneer; Monsanto; Huanghuaihai area; Variety

玉米育种工作中种质资源是根本，由于我国不是普通玉米的起源地，数百年来我国一直通过各种途径引入玉米种质资源，再经过长期种植选择驯化，形成了一些优势玉米种质资源，其中以塘四平头和旅大红骨最具代表性[1]。在塘四平头中选出了优良自交系黄早四，以其为亲本的杂交种不计其数，一度主导了我国夏玉米区品种；从旅大红骨中选育出了丹340等自交系，其组配品种在我国东北春玉米区和黄淮海夏玉米区广泛种植。近年来美国玉米种质资源通过各种渠道进入中国，其中黄淮海夏玉米区以先锋和孟山都种质为主，先锋种质具有秆硬坚韧、粒深品质好、脱水快等优点，但株高较高、不耐密、熟期较长；孟山都种质具有早熟、秆硬、株矮、叶窄、耐密、脱水快等优点，但对茎腐病抗性差。如何利用好这些种质是黄淮海夏玉米育种工作的一个重要课题。为此，笔者对美国玉米种质在黄淮海夏玉米区的改良利用情况展开分析并提出建议，以促进美国玉米种质在我国被科学合理的使用。

1美国玉米种质分类情况

1.1母本群遗传组成美国玉米商业化育种母本群主要分为2个，即SS种质和Maiz Amargo。SS种质主要包括B14、B37、B73，B14在先锋和孟山都遗传贡献相近，B37主要在先锋应用较多，育种专家在利用B14、B37、B73选系时，由于B73农艺性状较好，所以最终的结果偏向B73，使得其遗传贡献更大。Maiz Amargo是1个特别的种质，引自阿根廷，Iowa州立大学用其培育成了B96和B64这2个自交系，先锋用这2个系和SS系杂交育成了PHG39，PHG39在先锋和其他公司得到了广泛应用。

1.2父本群遗传组成石雷[2]将美国杂交种父本群分为7类 ：①兰卡斯特种质，其代表自交系为Mo17，在现代商业育种中其遗传贡献很小；②Oh43种质，引入中国较早，曾被利用改良国内材料，其在美国现代商业育种中遗传贡献不大；③LH82种质，来源于Minn13衍生系610和LH07，LH82选育成许多重要自交系，对美国现代商业育种起了重要作用；④Iodent种质，源于瑞德黄马牙[3]，其代表系为PH207，该血缘应用较广泛；⑤Oh07种质，其代表系为PH595，应用较广泛；⑥Minn13种质，最初为广泛种植的杂交种，是早熟性和抗逆性的主要来源，对现代商业育种遗传贡献为4%；⑦LH123种质，孟山都公司选自先锋杂交种3535，对孟山都影响较大[2]。

2美国玉米种质在我国选育及改良利用情况

2.1选育情况近年来我国玉米生产的每一次飞跃几乎都伴随着美国玉米种质的引进。20世纪70年代我国玉米育种专家李登海从美国商品玉米中选育出优良自交系掖107，与黄早四组配成了优良杂交种掖单2号；自美国自交系Mo17引入之后，又培育出了中单2号、烟单14、丹玉13等推广面积大、年限长的品种；80年代李登海用美国杂交种选育的自交系8112和5003杂交选育出了掖478优良自交系，培育出了掖单12、掖单13等一系列紧凑型玉米杂交种；80年代末到90年代我国育种家利用美国引入的78599杂交种选育出了一批抗性优良的自交系，组配成功了农大108、鲁单50等优良玉米杂交种；进入21世纪我国玉米育种家堵纯信培育的郑单958成功解决了品种耐密能力低、综合抗性差等技术难题，年种植面积达到了创纪录的387.67万hm2[4-5]，其母本郑58来自美国瑞德种质；2004年以后美国先锋铁岭试验站选育的先玉335先后通过了国家东华北春播区和黄淮海夏播区审定，先在春播区推广，然后在黄淮海夏播区得到广泛种植。先锋种质具有秆硬坚韧、粒深品质好、脱水快等优点，与郑单958形成竞争之势。由于我国辽宁、吉林纬度与美国玉米带更接近，所以先玉335在辽宁、吉林等地表现更好，迅速成为当地主栽品种[6]，但在黄淮海夏玉米区由于其株高较高、熟期较长、耐高温高湿、抗倒伏、耐密能力差，造成个别年份发生倒伏、结实不好、畸形穗。而郑单958由于其父母本均为国内选系，更适合黄淮海气候条件，因而表现稳定。 2010年以来孟山都公司加速了其在中国的育种工作，先后推出了迪卡516、迪卡517等品种。孟山都种质具有早熟、秆硬、株矮、叶窄、耐密、脱水快等优点，但对茎腐病抗性差。其中迪卡517以其早熟、耐密、穗匀、抗倒、脱水快等性状且较适合机械化收获的特点迎合了市场，受到育种界关注。近年刘石从美国斯泰公司引入华美1号在黄淮海进行试种，虽然存在一些问题，但也为中国玉米机收化的到来起了引领作用。

2.2改良利用情况随着美国种质的不断引入，近年来我国育种界掀起了一轮利用美国种质改良育种的高潮，方式多种多样，有的用杂交种选二环系，有的用国内系改良其双亲自交系，并在各级试验中占据主导地位，这些种质资源有望成为我国以后玉米育种的骨干材料。

2.2.1利用优良杂交种选育二环系。在美国优良种质进入中国之初，由于国内得不到其亲本自交系所以就用杂交种直接选育二环系以争取时间，这种方法被称为“走猫步”，成功的可能性比较小，育种效率不高[6]。这些年国内主要是以先玉335等选育二环系，但其组配组合多表现一般，只有个别做得比较好，宋协良等[7]的良玉系列在东北春播区得到认可，其杂交模式就是美国二环系×黄旅系。再1个突出的例子是登海605，该品种在黄淮海夏播区表现高抗倒伏、产量高、后期脱水快，推广面积迅速扩大。还有一部分育种家改良来自孟山都的杂交种，但成形的很少。

2.2.2改良亲本自交系。国内许多育种家通过对美国杂交种进行二环系选育并不成功，因此他们把重点转移到对杂交种双亲的改良上来，利用国内原有瑞德和兰卡斯特与美国母本群(SS)杂交[8]，再用SS或瑞德、兰卡斯特回交，选育株矮、秆硬、抗倒抗病、品种好、脱水快的自交系，用父本(NS)与国内的黄改系或旅系杂交，再用NS或黄改系、旅系回交，选育出结实性好、秆硬坚韧、叶窄、脱水快的自交系[5]，然后测交组配，这样改良针对性要比选二环系好一些，选择的组合比纯美国系在黄淮海适应性更好。从近年区试看，有一些品种较郑单958抗倒抗病性好，产量也比较好。

3对美国玉米种质利用的建议

国内许多育种单位对美国种质的利用过程基本相似，都是开始用美国杂交种选育二环系，然后用亲本自交系进行改良，但盲目性比较大。随着分子标记技术的进步，现在可以更准确地将育种材料归类，使育种方向更准确[9]。

3.1利用方向过去对美国种质的利用多以先锋材料为主，但先锋材料也存在一些不足，主要问题是耐密性差、植株高、抗倒抗病差和生育期长。近年来孟山都推出一些品种，弥补了先锋材料的缺点，孟山都品种一般植株较矮、生育期较短、耐密性好、穗匀不秃，但有茎腐病。因此先锋、孟山都材料在许多性状上有互补性，再结合国内瑞德材料的抗病抗倒性，黄改系的早熟性、结实性好的特点，适当运用美国早熟材料如华美1号，甚至KWS的材料，根据分子标记分类情况，分SS 、NS 2个方向组配基础材料进行选择，培育适合全程机械化种植的品种是有希望的。

3.2性状选择随着农村劳动力的减少及劳动力结构变化，农村土地流转越来越多，规模化种植对品种提出了更高要求，即要适应全程机械化种植，在品种性状选择上应关注以下几点：①茎秆坚韧抗倒，成熟后直立不倒；②比郑单958早熟5~7 d；③植株清秀，上部叶片少、短、窄、薄，叶色浅，叶间距大，穗位较低且整齐一致，果穗苞叶薄而松散；④子粒脱水快，易脱粒不破碎；⑤抗病抗虫好，耐旱，适宜密植(9万株/hm2)；⑥半角质(偏粉质)胚乳品种，脱水快，烘干快[9]；⑦穗较细长，粒中小，粒深，出子率高，穗轴细、较硬。要实现上述目标，除了具备相应的种质资源，还应使用高密度育种手段。美国玉米育种自交系选育密度已经达到了15.0万株/hm2，我国许多省份区试密度也达到了7.5万株/hm2，机收组更高，品种选择已经从杂交优势利用向抗逆性、子粒生产率选择转移[10]。

4结语

自2005年我国育种家利用美国先锋种质以来，虽然走了一些弯路，但逐渐对先锋、孟山都等美国种质有了更深入和全面的认识。随着我国对引入种质田间鉴定工作的深入以及分子标记技术的进步，按照育种专家张世煌[11]提出的SS×NS模式，分清血缘关系，融合我国原有种质优良基因，在育种实践中按全程机械化种植目标性状选择将是未来黄淮海玉米育种工作的方向。

参考文献

[1] 孙敬华.浅谈黄淮海夏玉米杂优模式及核心种质改良[J].中国种业，2006(7)：15-17.

[2] 石雷.现代美国马齿型玉米商业育种的种质基础[J].玉米科学，2011，19(5)：1-5.

[3] 高长健.美国玉米育种工作中几个重要的种质资源[J].杂粮作物，2005,25(1)：8-9.

[4] 堵纯信.高产稳产广适紧凑型玉米单交种郑单958[Z].2007.

[5] 冯健英.美国先锋玉米种质在黄淮海地区的利用现状和前景[J].河北农业科学，2011，15(9)：57-59，68.

[6] 荆绍凌，陈达，孙志超，等.玉米种植资源的评价、改良与利用[J].玉米科学，2007,15(5)：46-48,51.

[7] 宋协良,宋雷，宋雨，等.浅谈密植型玉米品种良玉88的选育思路与技术创新[J].农业科技通讯，2011(6)：18-20.

[8] 王启柏，李杰文，郭凤发，等.山东省玉米种植基础及杂优模式分析[J].山东农业科学，2009(10):18-21.

[9] 吴永升，邹成林，黄爱华，等.玉米自交系遗传关系及应用潜势分析[J].云南农业学报，2014,27(3)：955-959.

[10] 洪德峰，袁延东，马毅.我国玉米种质创新及杂优模式的浅析[J].农业科技通讯，2008(7)：7-10.

[11] 张世煌.华美1号和德美亚系列是玉米育种创新的探路者[EB/OL].[2015-10-17].http://chinamaize.blog.sohu.com/310345665.html.

收稿日期2015-12-30

作者简介杨宗利(1963- )，男，河北深州人，副研究员，从事种业开发工作。

中图分类号S 513

文献标识码A

文章编号0517-6611(2016)03-035-02