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我国利用国外杂交种进行选育的历程

放大字体  缩小字体 发布日期:2022-08-22  来源:智种网NOVOSEED  浏览次数:1475
 
      编辑 | 新锐恒丰研究院
 
      作者 | 玉米田(已授权)
 
      我国玉米种质基础薄弱,从遗传基础丰富和农艺性状优良的国外杂交种分离二环系,不受商业限制,不失为一项可取的育种策略。我国近代利用美国玉米杂交种,大致分为以下三次过程。
 
      上世纪 80 年代,从美国引入杂交种为基础分离二环系组配杂交种,如沈阳市农科所从 P3147 选育出沈5003,铁岭农科所从 P3382 选育出 铁7922,莱州市农科所从美国商品玉米选育出U8112 等,在此基础上,进一步用这些自交系杂交,培育出以掖478、郑58 等为代表的一批优秀自交系,这些材料大多表现且株型紧凑、茎秆坚硬、耐密植,抗倒伏,子粒偏马齿,根据配合力效应称之为改良 Reid 或 PA。
 
      1990 年代以来,利用 PA 自交系育成了掖单2号、掖单4号、沈单7、掖单13、西玉3等一系列紧凑型耐密高产杂交种。郑单 958 的成功推广,更是把 PA 种质利用推向新高潮。
 
 
      上世纪 80 到 90 年代,育种单位从 P78599、P78698、P78641 等美国商业杂交种中选育了一大批优良自交系,如齐319、X178、P138、沈137等,其中从 P78599 选育的自交系数量最多、类型最丰富。该类群自交系含有热带遗传背景,植株、穗位较高,生育期偏晚,耐旱、百粒重和容重较高,高抗南方锈病多种病害和玉米螟,国内称作 P 群或 PB 群,利用这些自交系育成了沈单16、豫22、鲁单981、农大108等品种,得到大面积推广应用。
 
      近些年来,一些跨国公司在中国投资玉米育种研究,许多商业杂交种被用来分离二环系,2004 年随着 先玉335 的审定,许多单位以该杂交种选育二环系,如北京市农林科学院的京724、京725、京464、京MC01 等,登海种业的 DH382、良玉种业的 M54、M03 等,这些自交系被称为X类新种质,与国内黄旅系或PA系组配,涌现了京科968、登海605、农华101 为代表的一批优秀品种,这种模式也被称为新的杂种优势模式。
 
      在黄淮海,最初一批X系选成后首先与当时主推的郑58组配出第一批杂交种,表现产量高,株型好,品质好,但此类模式存在年际问差异大,对环境敏感的问题,随后用 PB 群材料改良 PA 的系与之组配形成第二批 X 系组合,有效地改善了抗性敏感问题,同时 X 系与黄旅及 PB 群的组合也脱颖而出,登海 605 系列、良玉系列、京农科系列等都是这系列模式,品种达上百个,覆盖黄淮,东华北,京津唐,东南,西北几大区,至今仍然是登海、京科、良玉、丰垦、农大 、新单等系列的主模式,出的品种最多,大品种也不少,2017 年京科 968 和登海 605 成为仅次于郑单 958 和先玉 335 之后的大品种。
 
      那么进一步应该怎么走?是保持X系对黄旅或 PA,群内继续相互改良?还是继续从先玉335 等更新更优秀的国外商业杂交种中选二环,来个第四次杂交种利用浪潮,创造个 Y 种质?还是根据现有 X 系的特点,把 X 系融入 SS 或 NSS 种质体系?
 
      实际上,X 系之间相互改良,许多单位已经进行到第二轮(如京724,京464等)甚至第三轮,黄改、旅系和 PA 单独或相互融合改良,也在不断进行中。这种改良有两个需要关注的问题,一是 X 系是从 SS/NSS 的杂交种中选育的,亲本之间遗传距离大,分离群体变异大,所以现有 X 系有偏父 4CV 的,也有偏母的(这与采用的测验种有很大关系),遗传变异大,所以相互之间继续改良难度较大;二是国内黄改、旅系和PA单独或相互改良,进展相对非常缓慢。
 
      纵观国外商业玉米种质的发展,受限于商业自交系保护,商业杂交种对选育新自交系也起到了非常重要的作用。来自先锋及其他公司的诸多杂交种,曾被应用到育种计划中分离新二环系,其中先锋杂交种 3737 的遗传贡献最大,通过 3737 培育了自交系 3IIH6 等是孟山都公司主要的 Non-SS 杂种优势群,其次是先锋杂交种 3180 和 3535,但是这些杂交种选育的自交系,最终分别融入于 NSS 的 IDT (3737)、兰卡(3535)和SS(3180)。
 
      在我国,PA 种质除了含有 SS 类,虽也含有对立面 Oh7 和C103 等种质,但我们更倾向于与SS类种质改良,虽然黄淮海有育种家也把这类种质与 4CV 等改良。PB 种质也一样,我们一般把它与 NSS 类改良(虽然含有B37类,在黄淮海也有成功融入母本的诸多例子)。分子检测结果X类种质好多偏向 4CV,但也有一些偏向母本群的,把这些种质根据测配结果,融入父本群或母本群,对于现有 X 种质的利用,以及进一步利用 SS 和NSS 类新种质,也是一种可行的选择。
 
      跨国公司利用 SS-NSS 模式群内相互改良,通过整合全球资源,利用南繁、DH、分子育种等加速循环进程,杂交种推进速度很快,所以自先玉335 以后,每年系统推出一批又一批配合力得以提高的自交系和经过多环境测试的优秀杂交种,如果把这些杂交种作为改良和选系的基础,仍存在遗传变异大选择困难的问题,基础杂交种的选择和来源也存在问题。
 
      杂种优势模式是育种家为了更好地利用种质和杂种优势,人为通过循环改良形成的,经过跨国公司商业育种家多年的努力,形成了适合作父母本的 SS 和 NSS,逐步提高了群内的一般配合力,并扩大了彼此之间的遗传距离(为了利用特殊配合力)。实际上,从杂交种选系,本来就是特定历史阶段受种质资源和商业限制,不得已的一种选择。X 系的选择,打乱了多年来商业育种形成的杂优模式,非常不利于现代 SS 和 NSS 类种质的进一步改良利用。
 
      随着国内外育种资源的日益丰富,国内育种家通过育种合作授权协议和解密自交系(Ex-PVP)等途径,可以获得大量 SS 和 NSS 类商业资源,依据国际上多年来形成的 SS/NSS 模式,把国内现有种质融入全球资源,也许是商业育种种质利用的上策。
 
 
 
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