孙海潮 卢道文 牛永锋 张莹莹 张 盼 董文恒 李永江
(安阳市农业科学院 河南安阳455000)
玉米生产中存在着病虫害发生严重、高产优质多抗品种少、玉米种质遗传基础狭窄等问题。针对黄淮海玉米生产中存在的问题,以高产、优质(高淀粉、高蛋白)、多抗(抗多种病虫害)为目标,以创新选系和杂优模式为基础,育成了A74C、A1052等优异种质,经过定向组配和多环境鉴定培育出优质高产广适玉米新品种安玉308。该品种2017年通过河南省审定(审定编号:豫审玉2017005)[1],2018-2019年分别通过河北、山东、江苏、安徽等省黄淮海同一生态区引种备案,2018年11月8日获得农业农村部品种权授权(品种权号:CNA20160649.5)。
引进国内外优异玉米种质资源,鉴定筛选出符合育种目标的种质资源,组成半外来玉米自交系选育基础群体,通过在河南和海南运用高密度育种法等抗逆育种技术,进行优良基因聚合,实现“产量、品质、抗逆、配合力”的同步提升,选育出优异自交系A74C、A1052等,拓宽了我国玉米遗传基础。
母本A74C是从昌7-2×4CV的F2中严格选择优良变异单株,并与4CV进行回交,经河南和海南连续自交选择育成的优良自交系。A74C具有抗病性好、自身繁育产量高、花粉量大、籽粒灌浆快、脱水快的特性。
父本A1052属于自选优良骨干自交系146与自交系246杂交后再进行选育纯合的新自交系。自育系146、自交系246是从美国杂交种9961的F2中选择优异单株连续自交而成的姊妹系,选育出的A1052具有茎秆粗壮、抗病、籽粒品质优等特性。
以A74C为母本、A1052为父本杂交组配成高产优质玉米新品种安玉308。安玉308的母本A74C是由(昌7-2×4CV)×4CV构建的基础群体选系,昌7-2、4CV分别是郑单958和先玉335的亲本,加上父本A1052的优点,育成的玉米新品种安玉308具有出苗快、整齐,苗期生长健壮,抗逆性强,适应性强,后期脱水快,高产稳产等特点。据有关试验研究表明,安玉308产量性状和杂种优势都优于郑单958。
2015年农业部农产品质量监督检验测试中心(郑州)品质分析检验报告:容重752 g/L,粗蛋白质9.11%,粗脂肪4.44%,粗淀粉74.98%,赖氨酸0.35%。分别达到国家一级饲料用玉米、国家二级高淀粉玉米品种标准、国家一级淀粉发酵工业用玉米标准。
2014-2015年河南农业大学植保学院人工接种鉴定,抗穗腐病,中抗茎腐病、瘤黑粉病,感小斑病、弯孢菌叶斑病,高感锈病。安玉308在试验、示范推广、生产上的综合表现为抗穗腐病、茎腐病。
2013年参加河南省玉米品种预备试验(4 500株/亩)平均亩产591.8 kg,较邻近对照(郑单958)平均增产7.3%。2014年参加河南省玉米品种区域试验(4 500株/亩)平均亩产639.9 kg,比对照郑单958平均增产7.2%,产量差异极显著。全省共12个试点10点增产2点减产,增产点率83.3%,丰产稳产性好。2015年参加河南省玉米品种区域试验(4 500株/亩)平均亩产721.6 kg,比对照郑单958平均增产16.7%,差异极显著。全省共12个试点全部增产,丰产稳产性好。2016年参加河南省玉米品种生产试验(4 500株/亩)平均亩产602.0 kg,比对照郑单958增产7.2%,全省共13个试点,11点增产2点减产,增产点率84.6%。
杂种优势是生物界的一种普遍现象。提高杂种优势可以大幅度提高作物的产量、抗逆性和丰产稳产性。玉米是利用杂种优势最早和最成功的作物之一。据对安玉308的产量性状和杂种优势进行相关研究分析表明,安玉308具有较高的增产潜力,与郑单958相比增产7.85%,并且安玉308多数产量性状具有较高的杂种优势[2]。
玉米成熟收获时,籽粒含水量是限制籽粒机收的关键因素之一。相关研究表明,安玉308在成熟收获时,籽粒含水量低,平均脱水速率较快,收获时籽粒含水量符合籽粒机收要求[3]。玉米新品种安玉308生理成熟后的脱水速率与其父本的相关性大于母本,收获时籽粒含水量的高低也是与其父本的相关性要大于母本[4]。
灌浆与脱水是玉米营养生长阶段的两个关键步骤,也是形成玉米产量和收获质量的关键影响因素。运用生长模型、指数模型分别对籽粒灌浆、果穗脱水特性进行不同熟期的动态拟合,明确二者各自的一般规律和互作模式。通过对现有主推品种的聚类分析研究表明,安玉308及其双亲脱水速率较快,安玉308生理成熟时间较郑单958早;安玉308生理成熟时含水量为26.42%,其脱水速率和灌浆速率快于郑单958[5]。在玉米育种过程中,找到不同“灌浆—脱水”互作模式下的代表材料,应该在强化产量的同时,不断向早熟和加快脱水速率方面接近。
种植密度是影响玉米产量和品质的重要因素之一。随着密度增加可能会导致玉米群体内通风透光不良,使玉米植株性状和穗部性状变差,最终导致产量降低。因此来说,不同品种有不同的适宜种植密度,在一定的密度范围内,玉米的产量是随着密度增加而提高,合理密度是玉米高产高效优质的重要措施之一。2017年、2018年两年分别对玉米新品种安玉308分为5个不同种植密度进行试验,试验密度分别为4 000株/亩、4 500株/亩、5 000株/亩、5 500株/亩、6 000株/亩。试验结果表明,种植密度对安玉308产量和农艺性状、穗部性状影响显著,在种植密度为4 500株/亩时,穗长、穗粗、百粒重、行粒数等农艺性状表现好、产量高[6-7]。
培育新自交系的标准可以归纳为“三高、三耐、一优”,即产量高、配合力高、抗逆性高,耐密植、耐干旱、耐高温,综合农艺性状优良。高产稳产是育种的首要目标,高配合力是优良自交系的必需条件,多种抗逆性是基本前提,是稳产的关键,是优良自交系的基本属性。玉米新品种安玉308的亲本自交系的选育是在引进国内外优良种质的基础上,在河南春夏播及海南进行高温高湿多雨季节及不同生态地区多年多点抗病性、适应性鉴定,加大选系材料耐密性、结实性、抗倒性、抗病性的自然选择压力,增加材料抗逆性等优良基因的选育,实现优良基因有效叠加,淘汰不良基因。
在组合鉴定选择过程中,将新组配组合分成多份,一份种在安阳当地,重点鉴定组合的丰产性,并在驻马店、南阳、郑州、漯河、开封等地进行重点鉴定组合的抗病性、逆境适应性。此外,还参加了河南省各地市科研院所及河南农业大学等自发组织的10家联合鉴定试验。经过在河南省各生态区布点多年多点鉴定,同时鉴定组合的丰产性、稳产性、抗病性、抗逆性和广适性,提高了试验的科学性和准确性。选育出的安玉308组合具有高产、稳产、优质、中早熟、脱水快、结实性好等突出特点,既适合河南夏玉米区种植,也适合在河北、安徽、山东、江苏等黄淮海地区种植。