热带糯玉米种质T2的选育与利用

陆虎华，郝德荣，薛 林，石明亮，陈国清，冒宇翔，胡加如，黄小兰，张振良，周广飞

(江苏沿江地区农业科学研究所，江苏 如皋 226541)

热带、亚热带玉米长期处于低纬度短日照地区，在不同的海拔高度，经过长期的自然和人工选择，形成了丰富的遗传多样性。热带、亚热带玉米种质具有许多温带种质所不具备的优良性状，如抗病虫、抗倒、耐旱、耐湿、生长旺盛、根系发达和保绿度好等，且同温带种质交流少，遗传差异大[1]。早在20世纪初美国学者曾建议用拉美种质作为新的种质资源来提高玉米产量和抗病能力。20世纪40—50年代先锋公司开始对加勒比海地区种质进行改良，进入90年代以后，人们对热带、亚热带种质进行了深入研究，成功地改良了Tuxpeno、ETO、Antigua和 CIMMYT的一些群体，并在育种上取得了明显进展[2]。目前，推广含有热带、亚热带种质的杂交种占美国玉米种植面积的10%。

我国在20世纪80年代初开展了热带、亚热带玉米种质的导入利用研究，从墨西哥、泰国等引进热带和亚热带材料，驯化了Tuxpeno、ETO、Suwan-1和suwan-2等热带种质群体和基因库，通过与温带种质的相互改良选育出沈118、S37、81565等一批热导自交系和优良杂交种[3]。与普通玉米相比，热带、亚热带糯玉米种质资源的挖掘与利用研究相对较晚。糯玉米起源于我国西南一带的热带、亚热带地区，地方种质存在丰富的遗传多样性，生态适应性较好，生育期、株型、品质和抗逆性等方面都具有较大的选择利用潜力。但由于所处地域相对封闭，种质间缺乏相互渗透，目前育种利用率不高，亟待发掘与利用。

江苏沿江地区农业科学研究所于2000年从泰国引进T1、T2、T3、T4等4份糯质玉米自由授粉品种，经过多年适应性选择和配合力测定，明确了T2在温带具有较好的适应性,且与温带糯质系有较高的配合力[4]，以其作亲本育成4个国审、3个省审糯玉米品种[5-6]。本文报道热带糯质系T2的选育过程和育种利用，旨在为糯玉米遗传育种提供参考。

1 选育经过

2001年开始，对T2进行大群体(3 000株)选择，大量选优株自交，根据目标性状，严格淘汰。在S1代田间选择淘汰50%，S2、S3、S4代继续淘汰，选择农艺性状优良的单株进行自交的同时，取其花粉进行测交，根据测交产量及时淘汰。S4代时，将表现抗倒、抗病和高配合力有2项或1项的优良单株，采集其花粉组成若干个混粉小群体，分别自交分离，至S2代将早代系种子等量混合，用于种植隔离区混合授粉后继续自交分离，直至纯合时测定配合力，结合田间农艺性状选择育成配合力高、农艺性状优良的糯质系T2(图1)。

图1 T2系的选育过程

2 特征特性

2.1 农艺性状优

T2株型半紧凑、茎秆粗壮，叶色绿，叶缘紫色，熟期适中。株高176～186 cm，穗位81～87 cm，基部气生根发达，雄穗发达，花粉量大，散粉时间长，适宜杂交制种作父本。果穗外观品质佳，雌穗苞叶包裹紧密，直筒形，穗大，籽粒白色，行列直，稍有秃尖；穗长14～15 cm，每穗14行，每行28粒，千粒重235 g左右，籽粒为白色、糯质、硬粒型。

2.2 配合力高

利用SNP基因分型技术，对包括T2在内的110份糯玉米自交系的遗传多样性进行评价[7],结果(图2)表明，T2及其衍生系(P2)是独立于通系5(P1)和衡白522(P3)两大类群外的新一类种质类群，与通系5类群和衡白522类群的遗传距离较远，具有较强的杂种优势利用潜力。选用T2、通系5等12个糯质系,按NCⅡ(7×5)遗传交配设计进行产量配合力分析,结果表明，T2的产量一般配合力效应值最高，且T2与温带种质通系5、361、W331有较高的特殊配合力效应(表1)。

图2 110份糯玉米自交系的遗传多样性分析

2.3 品质性状优

以T2等9个糯质系为试验材料，按NCⅡ(5×4)遗传交配设计，配制20个杂交组合，研究糯玉米自交系感官品质、甜糯性、皮薄厚、风味、柔嫩性、色泽等6个品质性状的配合力[8]。结果(表2)表明，T2感官品质、色泽一般配合力效应值具有较高的正向值，果皮厚度表现出负向值，表明利用T2容易组配出穗形美观、色泽好、皮薄的优良糯玉米组合。此外，130份糯玉米自交系籽粒淀粉黏度特征值的测定结果表明，T2糊化温度低，消减值小，说明其黏度性状优良，且不易回生。

表1 2012年T2与温带种质的产量配合力分析

表2 2013年9个糯质系品质性状的一般配合力 效应值

2.4 锈病抗性较好

2014—2015年对64份糯玉米自交系(地方种质6份，衡白522血统15份，T2血统20份，通系5血统23份)进行田间锈病抗性自然鉴定。结果(表3)表明，T2血统种质对锈病的抗性显著好于其他种质[9]。

表3 2014—2015年4类自交系血统的 锈病抗性鉴定结果

3 杂交利用

江苏沿江地区农业科学研究所以T2或其衍生系作亲本，先后成功育成苏玉糯11、苏玉糯12、苏玉糯716、苏玉糯14、苏玉糯638、苏玉糯639和苏玉糯1502等7个糯玉米新品种(表4)。其中，花糯玉米品种苏玉糯11品质优、色泽艳丽，是加工用首选品种，在江、浙、沪等地有较大的应用面积。

表4 以T2、通系5为核心种质育成的系列杂交种

4 小结与讨论

4.1 重视外来种质的改良利用

改良和利用热带、亚热带玉米种质，不但可以拓宽温带玉米种质基础，增加现有种质的遗传多样性，改进农艺性状，增强抗逆性和适应性，而且有助于发掘新的杂种优势群和杂种优势模式，获得强优势组合，进一步提高糯玉米杂种优势利用水平。实践证明，通系5类群×T2类群正成为本地区糯玉米育种新的杂种优势利用模式。

4.2 重视品质性状的选择

优质是鲜食糯玉米育种的首要目标。优良的鲜食糯玉米品种外观品质要求穗形美观、粒行整齐、无秃尖、粒色鲜嫩；鲜食品质则要求黏软皮薄，风味好。T2穗形隽秀，结实性好，穗形美观，黏度好，遗传力强，以其为亲本资源育成的品种品质优良。因此，在育种时，要自始至终重视品质选择。

4.3 加强现代分子技术在糯玉米种质资源利用方面的研究

T2不仅品质优、配合力高，而且对锈病的抗性也好于其他种质。在未来的遗传育种实践中，利用分子标记技术研究T2优良特性的遗传机理，对重要性状进行QTL定位，挖掘出与其紧密连锁的分子标记，进而利用分子标记辅助开展种质创新，将会进一步提高其在鲜食糯玉米育种中的利用价值。