玉米新品种中研1603 制种技术及纯度鉴定引物筛选

王小博 常 晓 杨兆生 李 健

（中国农业科学院棉花研究所/棉花生物学国家重点实验室，河南安阳 455000）

玉米大田种植中，杂交种的整齐度是玉米高产的关键条件，除去人为管理、天气变化因素，杂交种纯度、籽粒饱满度、籽粒均匀度和发芽率均会在一定程度上影响杂交种的整齐度。现在的种子生产中，由于田间管理不力、地力均匀度差、母本去雄程度不够等因素均对杂交种的籽粒均匀度产生影响。因此结合中研1603（M109×M173）自身的一些特点针对性地制定了制种技术，按照此方法操作制出的中研1603 杂交种在种子纯度、籽粒饱满度、均匀度和发芽率上均会有所提高。

1 制种地块的选择

玉米杂交种制种基地所需的土地应为肥沃、便于隔离、交通方便、排水灌溉方便、无疫病虫害、最好能够连片种植的地块。

2 隔离方式

通常情况下采用时间隔离和空间隔离等措施。时间隔离 错开授粉时间以完成制种任务。由于播种季节的不同，所需的间隔天数有些许差别。采用春播制种，气温偏低，玉米生长较慢，应适当增加间隔天数，一般情况下与异品种间隔离时间不少于40d；在夏播制种，气温较高，玉米生长快，可适当减少间隔时间，一般夏播时，品种间隔不少于30d。时间隔离上面临成熟度的问题，由于间隔时间过长，影响后播品种成熟度，从而影响后播玉米品种制种质量。

空间隔离 现代玉米制种上多采用空间隔离法。异品种间在垂直隔离距离不少于200m；如果制种田处于异品种的低海拔位置或者下风口应把垂直距离增加到300m；如与异品种处在同一海拔、无遮挡条件下，水平隔离距离应不少于400m；如果采用高秆作物隔离带隔离，其高秆作物隔离带宽度不应低于30m；若与异品种地块上存在水平空间间隔，两者每增加100m 的距离，可以减少10m 的高秆作物隔离带；如果与异品种间存在村庄、树林、山丘等地理隔离条件，其自然隔离屏障在50m 以上为宜，自然屏障每减少10m，应相应增加80m 间隔距离或者增加8m 的高秆作物隔离带[1]。

3 亲本的繁育及中研1603 纯度检测引物的筛选

3.1 制种亲本原原种的需求量在制种过程中亲本的纯度对后代杂交种的纯度起着决定性的作用，结合计划生产应用中对该品种的需求量，一次性制备好所需要的亲本原原种，减少由于多次繁种造成的种子纯度降低、材料退化等不良问题。中研1603制种所需种子量见表1（可根据种子的发芽率等进行增加或者降低处理）。

表1 中研1603 杂交种用种量

3.2 聚丙烯酰胺凝胶电泳对中研1603杂交种纯度的检测

3.2.1 筛选适合用于测定的DNA引物 利用玉米常用于品种一致性检测的40 对引物，对中研1603 的父母本进行PCR 扩增，并对扩增产物进行聚丙烯酰胺凝胶电泳。由图1 可得第4、5、9、11、13、14、21、22、27、28、30 对 引 物 在 其亲本上表现出片段大小的差异，可用于检测中研1603 制种中是否发生自交。经过进一步筛选，选定第4、9 对引物可以作为鉴定杂交种制种纯度的引物。

图1 中研1603 父母本聚丙烯酰胺凝胶电泳表现

3.2.2 利用筛选到的引物对中研1603进行纯度检测 利用第4、9 对引物（引物序列见表2）对中研1603 杂交种进行PCR 扩增，并对扩增产物进行聚丙烯酰胺凝胶电泳。由图2 可以看出，利用第4、9对引物对10 个中研1603 杂交种样品进行检测，可以看到其杂交种带型与其双亲带型表现一致，说明这10 份中研1603 杂交种样品均为杂交种材料，其中未混有亲本自交系。

图2 10 份中研1603 杂交种聚丙烯酰胺凝胶电泳表现

表2 第4、9 对引物序列

4 杂交种的制备

4.1 种子的处理繁育的亲本出库后，需要悬挂于架子上进行晾晒（不可置于水泥地和柏油路面上），对种子进行干燥处理，并将其内部的小粒、烂粒、霉粒和瘪粒等不良籽粒检出，用包衣剂拌种[2]，测其发芽率（发芽率在95%以上可进行单粒播种[3]）。

4.2 种植密度和行比杂交种中研1603 的母本属于株型紧凑、叶宽、大穗型，种植密度不易过大，以5000 株/667m2为宜；其父本株型紧凑、叶片窄，雄穗长且分枝少，分枝数3～5 个。因此父母本行比在1∶4 最为适宜，且父本较母本晚播6d 最为适宜。

4.3 播种方式播种方式没有过多要求，掌握好株距即可，播种深度以5cm 为宜，经过挑选和包衣后的种子发芽率在95%以上可以采用单粒播种，减少播种量；若发芽率较低应加大播种量，以保证亩苗数。播种期间最好施用种肥，以保障种子在苗期不缺肥。播种后应及时浇水，做到一播全苗。

4.4去杂调整花期去杂出苗后及时调查出苗情况，在苗期3～5 片叶后及时间苗、定苗。间苗定苗期间母本应拨除弱小苗、特大苗和病害苗，父本行去除畸形苗，保留正常苗。抽雄前是玉米去杂的关键时期，此时玉米的标准性状均已表现出来，去杂时需要将父母本行的怀疑株、母本行弱小株全部拔除并带出制种田。父母本标准株见图3。

图3 中研1603 亲本开花期和穗的标准图

调整花期 由于天气和管理的影响，亲本的花期会有一定的误差。在抽雄前关注父本叶片数、预测父本的散粉时间及时调整母本的去雄时间，防止出现父母本花期不遇的现象。如果授粉期间遇到不良天气，应及时进行人工辅助授粉，辅助授粉最好选在9：00-11：00 期间，如果授粉期间的温度不高于32℃可以全天授粉[4]。授粉结束后去除全部田间父本行，减少田间肥料的浪费，防止出现错收的现象。

及时收获和入库 在籽粒黑粉层出现后收获能够保证种子充分灌浆，减少秕粒的比例，增加产量。收获后的玉米果穗要及时晾晒（不可置于水泥地和柏油地面），晾晒完成后进行选穗、去杂工作，去除怀疑穗、霉烂穗，同时做到同一材料统一放置，以免混杂。最后进行脱粒、筛选、杀虫、分装、入库（籽粒含水量在14%以下）。

5 制种期间田间管理要点

5.1 水肥管理苗期由于土壤、肥水、种子等问题，会出现幼苗长势不齐等现象，应及时为长势弱的幼苗追施尿素促其生长；拔节期是玉米需肥的关键时期，此时玉米雌、雄穗开始分化，玉米生长加快，每667m2应着重追施尿素10kg、磷酸二氢钾5kg，施肥后及时补水，需注意根据幼苗长势酌情增加或减少用肥量；玉米大喇叭口期是玉米营养生长和生殖生长同时进行时期，对肥水的需求量最大，需重施穗肥尿素15kg[5]。对缺苗严重的地块作报废处理。制种田最好不进行补苗处理，以免出现补错苗的情况。

5.2 病虫害管理玉米病虫害防治应以防为主，以治为辅。玉米制种田在整个生长期间要求田间无杂草，注意防止苗期草荒，在玉米苗3～5 叶期喷施除草剂。苗期注意防治地老虎、蚜虫、蓟马、灰飞虱为害；7 月中旬及时防治玉米螟、黏虫、棉铃虫等虫害[6]；授粉结束后喷洒杀虫剂与杀菌剂防治穗期病虫害。