我国玉米种质资源创新的现状

叶雨盛;孙甲;郝楠;李哲

【摘 要】介绍近年来我国玉米种质资源研究和创新的现状,并针对我国玉米种质基础狭窄的状况提出其相应的种质创新途径和方法. 【期刊名称】《种子》 【年(卷),期】2008(027)010 【总页数】3页(P76-78) 【关键词】玉米;种质资源;创新 【作 者】叶雨盛;孙甲;郝楠;李哲

【作者单位】辽宁省农业科学院玉米研究所,沈阳,110161;辽宁省农业科学院玉米研究所,沈阳,110161;辽宁省农业科学院玉米研究所,沈阳,110161;辽宁省农业科学院玉米研究所,沈阳,110161 【正文语种】中 文 【中图分类】S513

种质资源作为玉米育种的物质基础，历来受到育种工作者的特别重视。玉米育种及玉米生产早已证明，每一次的品种更新换代都是新的玉米优良资源利用的结果。然而少数优良种质利用频率过高导致我国玉米种质基础狭窄，严重制约着玉米育种研究和生产，难以取得突破性进展。开展玉米种质的创新研究，对拓展玉米种质基础和提高玉米杂种优势利用水平具有战略意义。

20世纪80年代以来，育种工作者对我国玉米种质基础进行了大量研究，提出了

杂交种亲本种类较少、骨干系集中、种质遗传基础狭窄等问题。吴景锋等［1］对我国生产用玉米种质遗传基础的分析表明，在种植面积13.33万hm2以上的24个杂交种，有9个自交系组配成的占79.9%。这9个自交系除吉63外，其余8个均来源于四大核心种质:Lancaster(选系 Mo 17、自 330，占 34.7%)、Reid(选系478、5003、掖 107，占28.5%)、旅大红骨(选系丹340、E28，占 20.6%)、塘四平头(选系黄早四占 14.4%)。另据统计［2］，1990年我国玉米生产中4大种质占90%左右，1994年4大种质垄断格局有所改善，但仍占80%以上。根据分子标记测定，四川常用的玉米骨干自交系的平均遗传距离为0.313，这些数据进一步体现出我国玉米种质遗传基础狭窄等问题。

为了应对这一状况，从20世纪80年代到90年代中，我国玉米育种消化和利用78599及其同类杂交种，这是续Mo17、B73之后我国玉米种质资源引入的第二次浪潮。据荣廷昭调查2001年全国玉米新品种区域试验、预备试验西南组和四川省玉米新品种区域试验各参试组合亲本所属杂种优势群类的情况:在49个组合中35个组合(75.5%)都与78599、Y 7865等杂交种有密切的亲缘关系［2］。这反映出我国玉米生产种质资源缺乏和育种工作低水平重复的状况较为严重。加强玉米种质资源创新的育种基础性工作已迫在眉睫。 2.1 加强对地方种质的研究利用

根据中国农科院品种资源研究所最新统计，已登记入册的全国玉米种质资源总计15 967份，其中地方品种达11 743份，占全部资源的74%，约占世界玉米种质资源的1/6［4］。玉米地方品种是在一定生态环境条件下，经过漫长的生存竞争与自然选择和人工选择而保留下来的特殊生态型种质群体，它们在产量及其组成性状、适应性、抗逆性及品质等方面存在广泛的遗传变异，这是我们研究、开发和利用玉米地方品种的遗传基础。为了充分发挥我国地方种质在玉米杂交种选育中的作用，应加强优良种质的筛选、鉴定，应用新技术进行研究有针对性的种质综合构建，

力争再选出类似塘四平头、旅大红骨这类的群体。尤其是我国的西南地区，其明显的垂直气候差异，复杂的自然条件，构成玉米生态环境和生产极显著的区域性。每个生态区，经过长期微域小气候不良环境下的自然选择和人工选择，形成了适应不同生态区不良环境、具有一定特色和遗传差异的地方品种。这些都是温带育种不可多得的异源种质，是选育新自交系的宝贵资源。如德农正成种业有限公司选育的奥玉28的父本PS051就是来源于西南地区农家种。 2.2 外来种质的利用

世界玉米有250多个种族，而我国目前在生产上应用的只有3～4个，大量使用的只有2个，且Lancaster、Reid两大杂种优势群在我国玉米育种及生产中所占比重近50%［2］，继续引进外来种质，拓展育种基础，对提高玉米育种水平具有重要的意义。而育种实践证明，直接使用引进的纯系组配杂交种，效果往往不明显，其原因主要是优良的、能很好适应引进地条件，并能与本土纯系形成高配合力的自交系很难征得，成功的事例多是对引进杂交种群体的改良和利用，这是因为引进优良杂交种不受商业限制且杂交种的遗传基础更为丰富。因此，引进的外来资源必须要具有好的遗传基础，通过对遗传基础优良的材料进行合理的、有针对性的改造，使其融入到本土材料中，是产生新的杂种优势群的重要方法。通过这种方法，把热带、亚热带玉米和近缘属种质导入温带玉米，选育出的遗传稳定、配合力高的新自交系已达500余份［6］。

就过去外来种质的引进利用，有学者认为主要存在3个问题:一是没有注意驯化改良的方式;二是未与地方式应种质结合构建优势群;三是在热带、亚热带种质向温带的导入方面，没有按杂种优势模式有计划地进行导入［2］。针对这一情况应采取以下相应措施:首先，在热带、亚热带种质进行适应性鉴定的同时，要用混合选择法对其熟期进行改良，使之适应本地生态条件之后再应用;其次，可按杂种优势模式，把热带、亚热带种质导入温带种质，构成半外来种质群或复合群体，构建一批

的新的核心种质;最后，对从温带引进的外来种质，要对其抗性进行鉴定和改良，经鉴定改良后的温带引进种质可与地方种质构建强优势群模式对，然后再进行选系，也可先将这些外来的种质导入其他温带材料，构成半外来种质后，再与地方种质构建强优势群模式对，进行自交系选育。 2.3 群体改良

玉米群体改良研究开展最成功最深入的是美国和国际小麦玉米改良中心(CIMMYT)。美国BSSS群体改良从1939年开始，一直持续到现在，经历了十几轮改良，从不同选择轮次群体中育成了B 13、B 37、B 73、B 84等一批优良自交系。我国群体改良起步较晚，以李竞雄为首的老一辈科学家将玉米群体改良作为主要攻关专题。经过多年努力，培育出一大批优良改良群体。如中综系列的中综2号、中综3号、中综4号、中群13、中群14等;豫综系列的豫综2号、豫综5号;辽综系列的辽旅综;吉综系列的吉综A、吉综B、吉综D和广黄群等近20个群体，而且从这些群体中选育出一批优良自交系，如金黄96、辽轮814、吉921、豫25、武126、中自02、CA 375、综3、综31等。但分析美国过去20年内商业化的单交种系谱发现，其亲本直接来源于轮回选择改良后的群体是非常少的。也就是说，美国商业化种子公司在20世纪80年代已不再采用轮回选择的方法培育新的自交系了［9］。抛开其商业目的从遗传上去分析，轮回选择虽然在保持遗传变异上的优势，但由于缺乏经济和有效的选择方法，其选择效率低。

今后我国要针对自己的国情，适当的从CIMMYT等机构引进群体和基因库，采取接力式改良计划，可以保持外来群体的丰富遗传变异性，符合种质扩增、改良计划的长远目标。张世煌等［9］提出合成半外来群体的技术路线:用热带、亚热带自交系与温带自交系杂交，经过一次自交和两次混合授粉，育成半外来群体;或经过一次回交形成部分外来群体混合授粉，这既可以利用外来种质的遗传变异，又能利用温带种质的高培合力和良好适应性，是改良和利用外来种质的快捷途径。

2.4 应用多种手段于玉米种质创新

将更多的物理、化学、生物工程等手段应用于玉米种质的创新与利用之中，尤其是生物技术。分子育种是必然趋势，也将成为玉米遗传育种体系的一个环节。目前，我国对玉米重要性状的分子标记QTL定位研究还比较落后，低水平重复较多，创新性不足，实用性差，还没有在育种上广泛应用。实用化的关键是组织全国玉米分子育种协作网和搭建技术平台，使分子标记辅助育种成为“傻瓜”技术，让大家很容易操作和应用［11］。 (转下页) (接上页)

［11］张世煌.玉米种质创新和商业育种策略［J］.玉米科学，2006，14(4):1 －3，6.

［12］孙伯陶.外来种质导人在早熟玉米育种中的应用研究［J］.中国农业科学，2000，33(增刊):57 －61.

［13］陈彦惠.热带、亚热带自交系与温带玉米种质杂交种的研究［J］.中国农业大学学报，2000(1):50－57.

［14］乔治军.浅谈玉米种质创新及自交系选育途径［J］.山西农业科学，2005，33(3):29 －31.

［15］任转滩，马毅，李合新，等.浅谈玉米杂交种种质来源及其利用途径［J］.玉米科学，2004，12(2):30 －33.

［16］王懿波，王振华，王永普，等.中国玉米主要种质杂种优势利用模式的研究［J］.中国农业科学，1997，30(4):16 － 24.

［17］滕文涛，曹靖生，陈彦，等.十年来中国玉米杂种优势群及其模式变化的分析［J］.中国农业科学，2004，37(12):1 804－1 811.

【相关文献】

［1］吴景锋，于香云.试论21世纪初叶我国玉米种质改良的战略方向［C］.全国玉米高产栽培技术学术研讨会论文集.北京:科学出版社，1998.

［2］杨克诚.21世纪种质资源创新与利用的思考［J］.中国玉米品种科技论坛.北京:中国农业科学技术出版社，2007.

［3］戴景瑞.我国玉米遗传育种的回顾和展望［C］.玉米遗传育种国际学术讨论会文集.长春，2000(9):1－7.

［4］叶雨盛，宇文强，戴保威，等.地方种质资源在我国玉米育种中的利用［J］.山地农业生物学报，2005，24(5):435 －4 37.

［5］徐艳荣，刘兴贰，孙发明，等.论Mo17及其衍生系种质在我国玉米育种中的应用［J］.吉林农业科学，2006，1(3):26 －28.

［6］高翔，陈泽辉，祝云芳，等.美国Reid种质在中国玉米育种和生产中的作用［J］.中国农学通报，2005(1):120－123.

［7］番兴明，谭静，杨峻芸.热带、亚热带外来玉米种质利用［J］.西南农业学报，2000(3):107－111.

［8］王侠礼.利用热带、亚热带种质资源拓宽我国玉米遗传基础［J］.安徽农业科学，2005，33(4):731，742.

［9］柏大鹏.先锋玉米育种试验系统和现代玉米育种有关问题探讨［C］.中国玉米品种科技论坛.北京:中国农业科学技术出版社，2007.

［10］张世煌，彭泽斌，李新海，等.玉米杂交优势与种质扩增、改良和创新［J］.中国农业科学，2000(33):34－39.