無(wú)葉舌自交系選育研究

無(wú)葉舌自交系選育研究

近年來(lái)，由于對(duì)各種疾病的高度重視，雜交玉米的產(chǎn)量也與葉距大、通風(fēng)良好的品種有關(guān)。為進(jìn)一步探討提高玉米種植密度的育種方法,山西大豐種業(yè)有限公司從2000年以來(lái)開展了無(wú)葉舌性狀育種研究。無(wú)葉舌種質(zhì)是葉舌葉耳消失、葉鞘包莖、葉片窄而直立、光合面積大、光能利用率高我國(guó)從20世紀(jì)70年代已開始無(wú)葉舌自交系的轉(zhuǎn)育研究,但成效不顯著,其主要原因是未能克服無(wú)葉舌植株出現(xiàn)的抽雄不暢,進(jìn)而影響傳粉及莖稈質(zhì)地軟,導(dǎo)致植株易倒伏等不良性狀;其次是用作自交系作導(dǎo)入無(wú)葉舌基因的遺傳背景狹窄,在重組中獲得有利基因的頻率低,不足以改良無(wú)葉舌供體的不良性狀本試驗(yàn)利用X178自交系中的變異無(wú)葉舌植株(X178/lg)與華綜2號(hào)群體中的無(wú)葉舌植株(綜2/lg)作父本,以非無(wú)葉舌、耐密植自交系鄭85、昌7-2作母本,進(jìn)行多代回交選擇,選出具有不同遺傳背景的無(wú)葉舌鄭85和昌7-2自交系,達(dá)到選育既保證較高配合力且遺傳背景豐富,又具有較小莖葉夾角自交系育種的目的。1材料和方法1.1試驗(yàn)材料1.1.1/lg來(lái)源鄭58來(lái)源于掖478變異株,由河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院育成;昌7-2來(lái)源于黃改系,由河南省安陽(yáng)市農(nóng)業(yè)科學(xué)院育成;綜2/lg來(lái)源于華綜2號(hào)群體,由山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所育成;X178/lg來(lái)源于X178變異株,由山西大豐種業(yè)有限公司育成;X178來(lái)源于P群種質(zhì),由中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)育成。1.1.2試驗(yàn)的混合組合1.2測(cè)試方法1.2.1無(wú)葉舌自交系的構(gòu)建以非無(wú)葉舌自交系鄭58和昌7-2為母本(輪回親本),無(wú)葉舌自交系X178/lg和綜2/lg(非輪回親本)為父本,分別進(jìn)行雜交和多代回交,再經(jīng)自交選擇不同遺傳背景的無(wú)葉舌鄭58/lg和昌7-2/lg自交系。1.2.2田間試驗(yàn)設(shè)計(jì)2011年冬在海南以昌7-2、昌7-2/lg作父本,綜58/lg、鄭58/lg和鄭58作母本,以NCⅡ方法雜交組成2×3測(cè)交6個(gè)組合。2012年分別在山西大豐種業(yè)有限公司(太原春播)和河南豫藝種業(yè)有限公司(鄭州夏播)試驗(yàn)田進(jìn)行試驗(yàn)。田間設(shè)計(jì)采用4行區(qū)、3次重復(fù)、隨機(jī)區(qū)組排列。行長(zhǎng)為5m,行距為50cm,株距為22.6cm,密度為7.5萬(wàn)株/hm田間調(diào)查項(xiàng)目:株高、穗位高、雄穗分枝數(shù)、雄穗分枝夾角、穗上葉夾角、穗上葉面積。2結(jié)果與分析2.1非葉舌自交系gs的繁殖過(guò)程和結(jié)果2.1.1昌7/lg選育2001年在海南以昌7-2為母本,無(wú)葉舌X178/lg為父本進(jìn)行雜交,2002—2006年在太原、海南進(jìn)行連續(xù)4次回交,4次自交選擇,育成性狀穩(wěn)定的自交系昌7-2/lg(表3)。2.1.2綜2/lg與鄭58/lg的選育為使玉米無(wú)葉舌單基因和多基因抗性的非無(wú)葉舌玉米自交系相結(jié)合,2006年在太原以鄭58為母本與父本X178/lg和綜2/lg分別雜交,每組合各雜交5穗為基礎(chǔ)材料;同年冬在云南元謀縣進(jìn)行單穗編號(hào)種植,每行自交6株,選擇S2.2在lg自交系中的葉面積以昌7-2為輪回親本、X178/lg為供體通過(guò)回交轉(zhuǎn)育選育的昌7-2/lg無(wú)葉舌自交系,除穗上葉面積比昌7-2大14.6cm由此可見,lg自交系(綜58/lg、鄭58/lg、昌7-2/lg)與非lg自交系(昌7-2、鄭58)相比,lg自交系葉片夾角、雄穗分枝夾角小,雄穗分枝數(shù)少,但其株高、穗位高、葉面積參數(shù)略有增加。2.3組合力的表現(xiàn)2.3.1配合性效應(yīng)分析對(duì)自交系綜58/lg、鄭58/lg、鄭58、昌7-2/g、昌7-2測(cè)交組合的春、夏播試驗(yàn)配合力測(cè)定表明,綜58/lg、鄭58/lg(春播)、鄭58(夏播)和昌7-2的一般配合力(GCA)效應(yīng)為正向效應(yīng),其中,綜58/lg和昌7-2的正向效應(yīng)值最高,說(shuō)明綜58/lg是一個(gè)高配合力lg自交系。鄭58/lg×昌7-2、鄭58×昌7-2/lg、綜58/lg×昌7-2、綜58/lg×昌7-2/lg特殊配合力為正向效應(yīng)。其中,鄭58/lg×昌7-2、鄭58×昌7-2/lg這2個(gè)組合的春、夏播平均正向效應(yīng)值分別達(dá)10.5和10.1(表6)?？梢?鄭58/lg×昌7-2、鄭58×昌7-2/lg的特殊配合力比較高。2.3.2生產(chǎn)力的表現(xiàn)和特征2.3.2.測(cè)種產(chǎn)量lg以昌7-2/lg和昌7-2為父本,分別與綜58/lg、鄭58/lg和鄭58母本進(jìn)行測(cè)交,2012年進(jìn)行春播和夏播試驗(yàn)。由表7可知,春、夏播鄭58/lg×昌7-2的公頃產(chǎn)量最高,達(dá)11151.30kg,比對(duì)照鄭單958增產(chǎn)20.87%;綜58/lg×昌7-2次之,為10533.00kg,比對(duì)照增產(chǎn)14.17%;鄭58/lg×昌7-2/lg產(chǎn)量最低,僅為8075.85kg,比對(duì)照減產(chǎn)12.47%。lg自交系綜58/lg、鄭58/lg與昌7-2雜交,鄭58與lg自交系昌7-2/lg雜交,雜種優(yōu)勢(shì)均較強(qiáng);lg自交系綜58/lg、鄭58/lg與lg自交系昌7-2/lg雜交,雜種優(yōu)勢(shì)較弱。說(shuō)明在Reid×唐四平頭雜優(yōu)模式下,lg與非lg自交系雜交雜種優(yōu)勢(shì)強(qiáng);雙親均為lg遺傳背景其雜交雜種優(yōu)勢(shì)弱。2.3.2.抗倒伏四抗倒伏時(shí)抗倒伏法由表8可知,無(wú)葉舌雜交種在其生育后期表現(xiàn)為輕倒伏和重倒伏,有葉舌雜交種田間均表現(xiàn)為抗倒伏;無(wú)葉舌組合、有葉舌×無(wú)葉舌雜交種比有葉舌×有葉舌雜交種的平均株高、雄穗分枝數(shù)分別增加1.5~3.1cm,1.7~3.4枝,穗位高、穗上葉葉面積、穗上葉莖葉夾角、雄穗分枝夾角分別減少1.5~13.7cm,17.9~118.2cm2.4無(wú)葉舌l(xiāng)g玉米品種綜58/lg、鄭58/lg、昌7-2/lg這3個(gè)無(wú)葉舌玉米自交系具有株高、穗位適中,葉片窄而直立,抗病(含有自交系X178遺傳背景),抗倒伏,配合力高等特點(diǎn)。現(xiàn)已組配出鄭58×昌7-2/lg、鄭58/lg×昌7-2、綜58/lg×昌7-2、綜58/lg×ZJ220、綜58/lg×ZJ210共5個(gè)優(yōu)良的玉米雜交種和苗頭組合。以鄭58為母本、昌7-2/lg(WZ-16)無(wú)葉舌自交系為父本雜交組配的玉米新品種大豐133,2012年通過(guò)山西省審定。該品種生育期120d左右。葉片與主莖夾角、雄穗主軸與分枝夾角小,株形緊湊,適宜密植7.5萬(wàn)~9.0萬(wàn)株/hm鄭58/lg×昌7-2、綜58/lg×昌7-2、綜58/lg×ZJ220、綜58/lg×ZJ210這4個(gè)耐密植組合已參加我國(guó)山西省市的區(qū)試和預(yù)試。3討論3.1回交和自交交替選育無(wú)葉舌性狀受1對(duì)主效隱性基因控制,是可遺傳的,不受環(huán)境因素影響。采用回交方法把隱性無(wú)葉舌性狀導(dǎo)入輪回親本選育自交系時(shí),要將回交1代自交,在分離的自交后代中選擇無(wú)葉舌性狀植株回交,然后自交、回交、再自交,直至飽和回交5代后,再選擇性狀與輪回親本相似的無(wú)葉舌植株自交2代,即可獲選性狀穩(wěn)定的無(wú)葉舌自交系。采用回交和自交交替的方法選育隱性無(wú)葉舌自交系,世代多,延長(zhǎng)了育種年限。為加快育種速度,縮短育種年限,采用多株雜交,連續(xù)回交5代,然后自交2代的方法即可獲選主要性狀與輪回親本一致的無(wú)葉舌自交系,可縮短1/3的育種年限,達(dá)到事半功倍的效果。3.2高穗系1979/lg加強(qiáng)種質(zhì)創(chuàng)新研究,不斷挖掘和引進(jìn)新的種質(zhì)資源是選育強(qiáng)優(yōu)勢(shì)玉米品種的基礎(chǔ)。2000年在X178自交系繁殖田發(fā)現(xiàn)無(wú)葉舌變異株,經(jīng)自交2代后育成穩(wěn)定的X178/lg自交系,該系株高、穗位適中,葉片窄,莖稈與葉片夾角小,雄穗分枝少,抗病抗倒伏,但雄穗外露近1/2,散粉不通暢。2001,2006年分別以昌7-2、鄭58為輪回親本,X178/lg為非輪回親本,進(jìn)行雜交、連續(xù)回交和自交,獲選了在保持鄭58、昌7-2高配合力基礎(chǔ)上,穗上部葉片與莖稈夾角小,雄穗分枝數(shù)目少和夾角小,抗病抗倒伏,雄穗外露好的昌7-2/lg、鄭58/lg無(wú)葉舌自交系,為選育耐密植雜交種奠定了新的種質(zhì)基礎(chǔ)。3.3無(wú)葉舌種質(zhì)雜