玉米育种技术

玉米育种技术一、我国玉米种质的遗传基础，主要包括以下几个杂种优势群。

1、改良ReidReid Y.D.是19世纪末，由美国Robert Reid和James Reid父子通过对Gordon Hopkins与Little Yellow天然杂交群体精心选择培育成功的品种群体，经过各地育种家选育后，出现Funk、Osterland、Troyer、Iodent、BSSS等衍生群体。

国内育种工作者对BSSS选系及美国杂交种选系进行了一系列的改良创新，形成了国内的改良Reid群（也有称PA群）。

该类群遗传基础丰富，也是玉米自交系改良的重要基础材料。

引入我国较早并广泛应用的是美国BSSS不同轮回选育出的B14、B37、B73、B84及衍生系A632、A634、A635A、NC250、B68、B14A等自交系，并以部分自交系为基础材料，选育出许多优良自交系及杂交种，初步形成了国内系×国外系这一优良杂交组配模式，但由于这些材料大多感小斑病严重，限制了其应用。

随着美国杂交种的引入，以其为基础选育自交系组配杂交种，成效显著。

如沈阳市农科院从先锋杂交种3147中选育出了5003，铁岭市农科院从先锋杂交种3382中选育出了7922，莱州市农科所从U8（未知名杂交种）中选育出U8112，从XL80中选育了掖107等，在此基础上，莱州市农科所用5003×8112成功地选育出了掖478。

此后全国利用掖478组配并通过审定的紧凑型玉米杂交种有超过40多个，如掖单13号、掖单12、掖单17、掖单19、豫玉18等优良杂交种，掖478也成为公认的改良Reid代表系和测验种。

此外，国内众多育种单位也纷纷以改良Reid系群为材料，选育出了一系列优良自交系，如登海种业选育的3189、4866、832、8681、8723、DH08、DH13、DH15等，河南省农科院从478变异株选育出了郑58，以及郑30（郑20×掖478）、郑32（杂交种3382）、郑653（5003/综31//5003）等，铁岭市农科院、丹东农科院、辽宁农科院等利用5003×7922选育出C8605-2、丹9046、辽2345、辽5114等，丹东农科院育成了丹446（478×9046）、丹703（9046×丹340）等，此外还有陕西省农科院的K22、武109，河北农科院的冀815、冀15-22，北京市农科院的B尖8、9585，山东省农科院的鲁原92，新乡所的独321等。

该群自交系具有以下特点：一般配合力高，叶片上冲、株型紧凑，穗位较低，茎秆坚硬，花粉量偏小，果穗较长，子粒较长，中间或偏马齿，轴粗适中，根系发达，高抗倒伏，耐密植，制种产量高，较抗丝黑穗、大斑病等病害，适应性广，但近年来感染SCMV、茎腐病、锈病、粗缩病、纹枯病，应重点改良其抗病性（大斑、茎腐、SCMV、穗粒腐、锈病、纹枯病、灰斑病、弯孢叶斑病）及抗倒伏性，适当增加穗粗，增加穗长，提高自身产量（该群常作母本）。

除用群内系相互改良外，亦可用PB的适宜系和Tuxpeño种质等进行改良。

如河北省农科院从8112×107中选出冀815，北京市农科院从B73/尖端2号//8112中选出B 尖8，河南农科院利用掖478×Tuxpeño-1选出郑28，等等。

改良Reid×四平头模式在黄淮海应用尤其普遍，该模式的突出特点是中早熟或早熟，高产、稳产，中等果穗，株形紧凑耐密，多粒、不秃尖、不空秆，抗倒抗病，适应性广、制种产量高，非常适合黄淮海夏播区种植。

主要代表性杂交种有郑单958、掖单2号、掖单4号、掖单12号、登海1号等。

掖单2号、掖单4号，株形紧凑耐密，打破了全国种植平展型玉米的格局，开创了我国开展紧凑型玉米杂交种选育和生产的局面。

而郑单958具有高产、稳产、优质、多抗、耐密植、适应性广等特点，被誉为划时代跨世纪的优质高产粮饲兼用型杂交新品种， 2007年超过6000万亩，成为中国第一大玉米品种，目前还呈明显上升的态势。

改良Reid与旅大红骨组合虽然不多，但丰产性好，适应性广，如沈单7号、掖单13号、郑单14等，尤其掖单13号，被全国16个省（市、区）审（认）定，创下全国年种植近5000万亩的纪录，被国家农业部列为八五、九五期间紧凑型玉米的主推品种，也是这一时期全国种植面积最大的玉米杂交种，使我国玉米高产育种迈上了一个新台阶，2004年获得国家科技进步一等奖。

改良Reid×PB模式丰产性好，籽粒较深，株高穗位适中，抗倒性强，株型多半紧凑，抗病性和稳产性都比较好，应用潜力也非常大，如农大108、登海3号、金海5号、鲁单50等。

此外，改良Reid与Lancaster群的Mo17亚群和自330亚群都有一些组合，但主要分布于北方春玉米区，在黄淮海分布不多。

2、唐四平头唐四平头是河北省唐山的地方农家种，白色硬粒型，在华北地区具有广泛适应性。

70年代初，中国农科院（原华北农科所）育种家以唐四平头为基础选一环系，育成了优良自交系唐四平头。

1974年中国农业科学院作物所与北京市农业科学院作物所联合，从唐四平头天然杂株穗行中选优株连续多代自交，成功地育成了黄早四。

该系配合力高，抗病性强，穗部性状好，株型紧凑，叶片挺立，组配的杂交种多为紧凑型或半紧凑型，开创了中国紧凑型玉米大面积种植的局面。

由于长期大量利用，不少玉米育种家，采用交单、复合杂交、回交、自交及辐射诱变处理等方法，主要利用不同类型的温带种质（主要为旅大红骨群、自330、北方地方种质等），对其抗性等方面进行改良利用，育成了一大批（超过70个）优良改良系，如山东莱州市农科所选育的双105、双741、⑦-61、H201、81515、5327、DH05、西502-196-1331等，山东烟台市农科院选育的文黄31413，山东省农科院选育的Lx9801、鲁原133、鲁原33、齐310、齐401、齐137等，莱阳农学院选育的H21，中国农科院选育的多黄27、CN962等，北京农林科学院选育的四自四、京404、京24等，河北唐山农科所选育的白野四、黄野四、D黄212等，河北农林科学院选育的冀35等；河南新乡农科所选育的京7、京7黄等，安阳农科所选育的昌7-2等，陕西省农科院选育K12、武314、天4等，以及吉林农科院选育的吉853、444等，这些黄改系与黄早四一起构成了四平头杂种优势群。

四平头杂种优势群普遍具有以下特点：一般配合力较高，叶片窄短上冲，株型半紧凑，灌浆速度快，中早熟，花粉量大，散粉集中，硬粒，结实性好且遗传力较高，双穗率高，抗旱耐瘠，抗矮花叶病等，综合抗病性好，但近年来易感丝黑穗病、褐斑病、锈病、弯孢菌叶斑病等病害，好多还具有籽粒淡黄（黄白顶）的不足。

虽然目前黄改系非常多，但GCA的改良进展有限，所以应改良重点是提高或保持配合力，提高抗倒伏性、抗病性（小斑病、青枯病、褐斑病、茎腐、锈病等），改善籽粒颜色，并适当增加穗长。

可用旅大红骨群、自330亚群、Suwan 亚群、综台种选亚群等进行改良。

如山东省莱州农科所利用丹340×黄早四育成502-196，吉林省农科院用自330×黄早四育成吉853，四平市农科院用A619×黄早四育成444，河北省农科院用冀多142×黄早四育成冀35，北京市农科院用黄早四×自330育成四自四，陕西省农科院用黄早四×(武302D+黄爆裂)育成武314，安阳所用黄早四×潍95育成昌7-2等等。

四平头杂种优势群是中国玉米最重要的杂种优势类群之一，在国内种质中起主导地位，在我国玉米杂种优势模式中占有重要地位。

据不完全资料统计，以唐四平头自交系组配的郑单2号、白单4号累计推广面积821.9万公顷以上。

黄早四是我国玉米育种利用率最高的自交系，其组配并审定的玉米高产杂交种超过50个，累计推广面积在2000万公顷以上，主要有掖单2号、烟单14、掖单4号、鲁玉3号、京早7号等；以黄早四改良系组配的杂交种有上百个，累计推广面积则超过5000万公顷，主要有郑单958、掖单12、鲁单981、四单19、西玉3号、唐抗5号等。

所以，高配合力、综合性状优良的玉米自交系黄早四获1999年农业部科技进步一等奖和2000年度国家科技进步一等奖，并参加了中华世纪坛封存仪式，是当之无愧的。

四平头杂种优势群与改良Reid群、Lancaster群、外杂选群、其它类群等都具有很强的杂种优势。

除与改良Reid群外，四平头与Lancaster群的Mo17亚群、外杂选群的模式在黄淮海应用较广。

四平头与Lancaster群的Mo17亚群的杂交种主要有烟单14、豫玉1号、四单19等，推广面积都比较大，主要特点是抗病性好，适应性非常广。

四平头与PB模式的代表性杂交种有鲁单981、沈单10、沈单16、中科4号、京科25、京早13等，主要表现为中早熟，株型紧凑半紧凑，耐密，丰产性和适应性好，但应注意其抗倒性。

3、LancasterLancaster S.C.是美国Hershey家族1910年前后育成的品种群体。

在种植过程中，Lancaster S.C.与晚熟马齿型金皇后偶然混粉杂交，杂交后代又与Lancaster S.C.回交，回交过程中不断选择黄色硬粒白轴长穗类型。

用Lancaster S.C.为材料，1949年，D.F. Jones育成一环系C103，1964年M.S. Zuber育成Mo17（187-2×C103）。

此外，Richey家族由Lancaster S.C.得到衍生群体Richey Lancaster，从该群体中筛选初一系列优良自交系，如Oh40B、L289、L317等。

目前指的Lancaster杂种优势群主要指C103和Oh40B选育的二环系及多环系。

20世纪50～70年代，中国玉米育种家先后从国外引入C103、Mo17、Oh43（Oh40B ×W8）、Va35（C103×T8/T8）等优良自交系，选育出一大批优良的Lan选系及其衍生系，形成我国的Lancaster杂种优势群。

但是，应该指出的是，目前Lancaster杂种优势群绝非纯粹的Lancaster种质，该群自交系大约含有12.5%～50%的Lancaster种质，其种质背景中广泛存在Reid、Iowa Goldmine、Minesota13和Creole种质。

理论上讲，Mo17遗传成分中，Lancaster占50%，Reid占25%和Iowa Goldmine占25%；Oh43含有50%的Lancaster，25%的Reid和25%的Minnesota13。

Lancaster群的自交系均为以C103、Mo17、Oh43等自交系直接或间接培育的二环系，除通过C103（如杂C546）和Mo17杂株（如412）或经辐射处理（如4F1等）的Lancaster种质能达到50%外，其余自交系的Lancaster种质含量均不足50%；其次由于Lancaster品种本身在植株性状方面尤其是抗倒伏性方面存在缺陷，致使人们利用其它种质对其进行了改良。