浅析玉米自交系选育途径

陆兰姣　王治红　韦超　刘荣钦

摘要：为了克服我国玉米自交系由于遗传基础狭窄所带来的对病虫害和逆境表现出的脆弱性以及难以获得突破性新自交系和新品种问题，文章着重陈述了玉米育种过程中种质资源的创新和利用，结合已有的育种经验，针对“难在选系，重在组配”的玉米育种工作，阐述了玉米自交系选育过程中种质来源途径、创新手段和优良自交系选育的途径和方法，并介绍了如何通过农艺性状和配合力的筛选来获得优良的自交系。

关键词：玉米；种质创新；自交系；育种

中图分类号：S513 文献标识码：A 文章编号：1003—4374（2016）01—0020—03

随着科学技术的创新与改进，玉米育种技术得到了飞速的发展，种质资源得到了快速的扩增，给玉米育种工作打下了良好的基础。自交系的选育是玉米育种工作的前提条件，一个优良的自交系能够培育出很多优良的玉米品种，因此，做好自交系的选育是培育优良玉米种质的基本保证，文章对玉米育种的方法途径进行分析，总结玉米优良杂交种的培育过程，以期为玉米育种工作提供参考和帮助。

1玉米种质创新

种质扩增、改良与创新是玉米育种技术发展的基础，对于玉米的育种工作有着非常重要的意义。杂交亲本传递给杂种的基因是杂种优势形成的内在物质基础，杂交育种的首要工作就是正确选配杂交亲本。在现有的种质资源中，适应性高、配合力较好的品种数量有限，往往局限于几个固定的品种，其使用率相对较高，遗传多样性水平较低，严重制约了新型优良品种的培育。且长时间使用同一种种质资源，遗传基础相对较窄，造成新品种在产量水平及抗性能力上得不到突破，在大范围病虫害发生时，植株的受感染程度较重。因此，如想对品种进行突破性的改良，急需对玉米种植资源进行创新和发展。近年来。种质资源的扩增和创新改良，一直是各个国家和地区育种研究的主要方向。通过将本地优良种和外来优质种质相互融合，对种质进行改良和创新，创制出新型的优良种质资源，然后将其应用于育种工作中，是一个非常有效的改良措施。我国玉米育种工作者也逐渐意识到种质资源创新的重要性，也取得了一定的成效。目前，我国两个种植面积最大的杂交种郑单958因其父本昌7-2以黄改系种质为基础材料，导人外来种质而具有良好的抗性和适应性；农大108亲本之一P178，则来源于美国种质的选育，进而具有优质、多抗和广适性的特点。由此看出，种质扩增、改良和创新是玉米育种过程中需要首先解决的核心问题。农业科技的创新是农业发展的有力支撑，在过去的60多年里，我国玉米育种能力和育种技术取得了很大的进步，正逐步追赶世界先进水平，但还有很大差距。面对严峻的形势，一定要加大地区间的交流，特别是在种质资源的创新方面。由于生态环境的恶化，我国的土地土壤的肥力逐年降低，不同区域的品种应该具有不同的遗传基础多样性，从而适应不同的生态环境，如果将不适应的种质进行跨区种植，就有可能将病害传递到新的地区，所以我们应当依靠科技力量，对现有的种质资源进行扩增、改良和创新，为高产、多抗和广适玉米新品种的选育提供基础保障。

2玉米自交系的选育

2.1制定育种目标

育种目标作为育种工作的第一步，是指在一定的自然、栽培和经济条件下，对计划选育的新自交系或新品种提出应具备的优良特征特性。育种目标性状很多，凡能通过育种进行改良的性状都可以列为育种的目标性状，如产量、品质、生育期、抗性等。目标性状是由许多性状指标和因素构成，不同目标性状之间相互制约、相互促进、相互包含。因此，对诸多需要改良的性状因分清主次，在现有种质资源的基础上，抓住需要解决的主要问题，整合资源，创新育种手段和技术方法，突出地改良一两个限制产量、品质或其他主要性状的因素，提出具体的切实可行的解决法方案，提高玉米育种的针对性和高效性。例如，广西青青农业科技有限公司育成的玉米自交系ZH04和ZH141，充分利用广西玉米正常种植季节的高温、高湿、多雨、北部地区土壤瘠薄的自然条件，利用基因重组技术将玉米温、热种质优良基因进行重组、聚合，丰富玉米育种材料遗传基础。对ZH04和ZH141进行系统的全面的农艺调查，抗病性鉴定，耐阴湿与耐高温程度异地综合筛选评鉴。具有一般配合力好，容重高等特点，2015年经四川省农业科学研究院植物保护研究所接种鉴定，ZH04高抗“大斑病、小斑病、灰斑病、锈病”，中抗“茎腐病、纹枯病、穗粒腐病”。已组配的新品种（ZH04/ZH141）于2015年通过广西农作物品种审定委员会审定。

2.2优良自交系材料筛选

玉米自交系是玉米单株经过连续多代自交和选择而形成一个基因型相对纯合、性状整齐一致的单株后代群体。通过不同自交系进行组配选择产生的杂交种能表现出较强的杂种优势，可以在很大程度上提高玉米抗性和适应能力以及产量水平。育种要有大突破，首先要有新的优异种质和以新种质为基础材料选育的核心骨干自交系。自交系的选育材料包括地方品种和杂交品种，然后通过选育分别产生一环系自交系和二环系自交系。另外，为了能够得到更为优质的自交系，还可以通过人工干预的方式对材料进行筛选合成综合品种，从而可以增强基因突变的几率，聚集优质基因产生更为优良的自交系。具体途径如下。

2.2.1在现有自交系中选育新系 已有自交系由于环境条件的变化诱发基因的突变而产生表型多样化变异的个体植株，在这其中可以选择符合育种需要的可遗传变异植株，通过自交、回交或者杂交等方式，将变异基因进行固定和利用，获得某一性状得到改良的新的优良自交系。如黄早四自交系就是由塘四平头自交系中产生的变异株经过定向选择而成的。除此之外，利用相同优势群体中血缘较为相近的多个近缘系进行杂交、回交和自交及选择，也可以选育出较为优良的自交系；如北京市农林科学院用黄早四与自334的杂交后代自交3代后，在与黄早四回交1代再自交育成的四自四。同时，将原有的多个自交系进行群体杂交后分离选系，也可以达到种质资源的创新，为自交系的筛选提供基础材料。

2.2.2引进国外优良单交种进行选育 一般情况下，杂交种特别是单交种，都可以用作选系的种质资源，单交种具有较多的有利基因，所以也是自交系选育的重要材料。通过试验，利用同纬度相近气候和生态条件的单交种进行选系，比较容易获得与国内系组配优良的自交系。实践证明，来自与美国的二环系，效果最为明显。另外，国外的杂交种还能够与国内品系组成三交种或群体进行后代分离选系，以选出优良的自交系。因此，选择国外的品种作为选系的基础材料是进行自交系选育的一个非常便捷的途径。

2.2.3在商品粮、杂交种中选育优良自交系 随着改革开放和经济的发展，国外贸易和国际贸易的交流，使得国外的携带了许多未知优良基因的商品玉米进入国内，这些材料同样可以被用来进行自交系的选育，从而扩增了我国的种质资源，为自交系的选育提供了一条重要途径。

3筛选过程

3.1农艺性状的筛选

对以农艺性状为指标进行选育，早代需要注重穗行间的选育。由于不同的穗行其决定因素来源于前一年的不同个体植株，其穗行间的差异比穗行内要明显，因此，选育要对其性状表现在穗行间进行筛选。在田间的筛选，应当选择性状表现一致、株型好、抗病性好、生长势好的单株结合双穗率以及抗倒伏等方面进行考量。室内主要对丰产性状进行调查，对田间人选植株进行再筛选。另外，还应当注意自交各代在性状上的统一性，以加快其性状遗传的培育。依据育种目标进行条件筛选植株的基本性状可以侧面提高选育的压力，从而能够使优良的遗传性状得以充分表现，从而达到培育优良品种的目的。

3.2配合力的筛选

自交系的配合力可以分为两种，一般配合力和特殊配合力，其决定分别来自于基因型中的加性效应和非加性效应。由于高配合力是培育高产品种的必要条件，所以在进行玉米自交系选育中必须对配合力进行测定。配合力像其他性状一样具有遗传性，可以进行逐代遗传。在对高配合力的自交系的不同世代进行测验，发现其都能够产生较高的产量。所以在进行自交系的选育时，一定要注重高配合力的筛选，以便于在培育优良杂交品种时，可以获得较高配合力的自交系和较强杂交优势的杂交品种。对于配合力的测定工作，分为早代测定和晚代测定两种方式。其中早代测定是指在自交当代到自交三代之内进行测定；晚代测定是指对自交四代以后进行测定。与早代测定相比较而言，晚代测定的工作量比较大，而且其确定配合力水平的时间较为漫长，客观上延缓了高配合力自交系的利用时间。在进行配合力测验中所使用的测验种相应可分为早代测验种和晚代测验种。早代测验种可以选择使用当地品种或者是杂交种进行一般配合力的测定，晚代测验种则要选择几个优良自交系检测特殊配合力。当前来说，大部分都是采用当地综合性状好、且与被测系血缘较远的优良自交系作为测验种，对待测系进行一般配合力与特殊配合力同时进行检测。从而可以更为直接地确立优良品种的配合，使育种工作的效率和效果得到大幅提高。一般来说，测定配合力的流程是首先利用顶交法测定一般配合力，然后使用轮交法对筛选出的高配合力自交系实施特殊配合力的测定，从而确立优良自交系，随后就可以将其利用到育种工作中去。

4结束语

文章着重陈述了玉米育种过程中种质资源的创新和利用，结合已有的育种经验，针对“难在选系，重在组配”的玉米育种工作，阐述了玉米自交系选育过程中种质来源途径、创新手段和优良自交系选育的途径和方法，并介绍了如何通过农艺性状和配合力的筛选来获得优良的自交系。

伴随着科学技术的不断发展和社会的不断进步，会有越来越多的可供选择的方式和途径进行种质资源的创新和利用，我们在实际工作中，应当不断地总结经验，积极探索更为便捷有效的育种新方法，完善种质交流机制，扩增可利用的种质资源，从而培育出更为高产的玉米种子，为我国农业的发展贡献力量。