玉米br-2矮生基因型杂交种

矮单268的选育

崔绍平

（河北冀南玉米研究所，永057102）

摘要：自1935年发现玉米br-2矮生基因以来，国内外广泛开展了矮生玉米育种工作。但因该基因型的矮生玉米材料具有一些难以克服的不良性状，诸如植株节间短、叶片密集重叠、授粉不良、结实不好等，未能育成理想的矮生玉米杂交种。1976年至今，我们利用玉米br-2基因的致矮特性，根据基因重组的原理，反复采用“高、矮杂交，定向选择”的做法，较好的解决了上述不良性状，，并于2010年育成比较理想的矮生玉米杂交种矮单268。

关键词：玉米br-2矮生基因；矮生玉米育种；高矮杂交；定向选择

玉米br-2矮生基因，自1935年埃默森（Emerson）发现以来，国内外专家学者对其进行了大量应用和遗传方面的研究。美国20世纪50年代末出现利用高潮，但未能育成理想的br-2矮生基因型玉米杂交种（简称矮生玉米杂交种）[1]。我国对br-2矮生基因的研发利用始于1965年，20世纪70年代中期全国范围内广泛开展了矮生玉米育种工作。先后育成登攀号、成矮号等矮生玉米杂交种，但推广面积都不大。到70年代末，由于br-2矮生基因型玉米具有一些难以克服的不良性状，诸如植株节间短、叶片密集重叠、雌雄不协调、授粉不良、结实不好等，许多科研单位停止了这项工作[1]。

对于玉米br-2矮生基因的研发利用，本所是1976年开始的。在国内外多年研究的基础上，利用br-2基因的致矮特性，根据基因重组的原理，反复采用“高、矮杂交，定向选择”的做法，较好的解决了该基因型玉米的不良性状[2]，于1982年育成矮生玉米杂交种矮单88，1986年通过河北省审定，定名为冀单20，但推广面积不大，产量不够突出。2010年育成比较理想的矮生玉米杂交种矮单268，亲本组合是永126×永872，2014年春通过河北省审定，审定编号为冀审玉2014014号。

1. 矮单268的亲本选育

1.1 母本永126的选育  本自交系历经12个世代育成。

选育过程  2004年冬，冀159和8112各播1行，开花期以冀159作母本、8112作父本，组成冀159×8112高矮秆单交组合，成熟后选留1个优良植株果穗，晒干脱粒作种，即杂交一代种子（F1）。

2005年夏，播种F1，1行区，拔节后植株表型均为高秆，开花期全部自交，成熟后选留1株穗晒干脱粒作种，即自交一代种子（S1）。

2005年冬，S1和郑58各播1行，拔节后S1植株出现高、矮分离，其高、矮株的比例为3:1。开花期选果穗下部节间短，叶片密集重叠，果穗上部节间长、叶片疏散的优良矮生株（简称优良矮生株）作母本，郑58作父本，组成矮生株×郑58杂交组合，成熟后选留1株穗作种，即矮生株×郑58的杂交一代种子（F1）。

2006年夏，播种矮生株×郑58的F1代种子，1行区，拔节后植株表现均为高秆，开花期全部自交，成熟后选留1株穗晒干脱粒作种，即矮生株×郑58杂交组合的自交一代种子（S1）。

2006年冬，当年夏获得的S1种子和郑58各播1行，拔节后S1的高、矮株亦呈3:1分离，开花期仍然选优良矮生株作母本，郑58作父本，组成郑58的回交种质，成熟后选留1株穗作种，即回交种质的一代种子（F1）。

2007年夏，播种回交种质F1，1行区，拔节后植株表现均为高秆，开花期全部自交。为增加选择优良矮生株的频率，成熟后选留3个自交株穗作种，即3个自交一代果穗种子（S1）。

2007年冬，3个自交S1，各播一行，拔节后，高、矮株亦呈3:1分离，仍然选择优良矮生株自交，成熟后选取1个优良自交矮生株穗作种，即自交二代种子（S2）。

S2及其后各自交世代植株均为矮生株，不再有高、矮分离，至自交6世代育成矮生玉米自交系永126（图1）。

图1  矮单268选育示意图

特征特性  夏播生育期100d。幼苗叶鞘紫色，株型紧凑，株高130cm，穗位43cm。果穗下部节间短，叶片密集重叠；果穗上部节间长，叶片疏散。花药黄色，花丝红色。果穗圆筒型，穗长17cm，行粒数14～16，粒深轴细，结实好，穗轴白色。粒黄色，马齿型。

1.2 父本永872的选育  本自交系亦经12个世代育成。

选育过程  背景材料为矮生玉米自交系冀35-8，普通玉米自交系连1538和昌7-2。首先组成冀35-8×连1538的高、矮秆杂交组合，杂交一代进行自交，自交一代分离出的矮生株与昌7-2杂交，组成矮生株×昌7-2的高、矮秆杂交组合，其F1再自交，自交后的S1矮生株再用昌7-2回交，组成昌7-2的回交种质，以该回交种质为基础材料自交分离筛选，育成矮生自交系永872。具体方法与永126的选育相同（图1）。

特征特性  夏播生育期96d。幼苗叶鞘紫色，株高83cm，穗位38cm，果穗下部节间短，叶片密集重叠；果穗上部节间长，叶片疏散。花药黄色，花丝红色。果穗短筒型，穗长12.5cm，行粒数14～16，穗轴白色。粒黄色，中间型。

2. 矮单268杂交种的选育

2.1 选育过程  2010年春在海南以永126作母本、永872作父本，组成永126×永872矮生单交组合，当年本所夏播试验（4500株/667㎡），平均亩产636.0kg，比郑单958增产6.8%。植株表现秆矮、抗病、结实好、不秃尖，农艺性状比较优异，暂定名矮单268。

2.2 特种特性  夏播生育期98～100d，与郑单958生育期相同。

株型半紧凑，株高180～210cm，穗位60～70cm。果穗下部节间短，叶片密集重叠；果穗上部节间长，叶片比较疏散。据2012年调查，普通玉米杂交种郑单958的果穗下部节间平均长12.82厘米，果穗上部节间平均长15.38cm；果穗下部节间长相当于果穗上部节间长的85.51%。矮单268果穗下部平均节间长8.03cm，果穗上部平均节间长13.17cm；果穗下部节间长仅相当果穗上部节间长的60.97%，比郑单958少24.54%；尤其是地上1～3节更短，平均长2.92cm，仅相当上部节间长的22.17%。实践表明，矮单268的这一特点，再加上它的根系也比较发达，非常利于其抗倒折的能力。据2011年在玉米灌浆期调查，矮单268抗倒折力为1375g/株，比郑单958（725克/株）的抗倒折力高近1倍。

果穗圆筒型，穗长18～20厘米，16行粒，亩6000株结实好不秃尖，粒深轴细，出籽率89～90%。粒黄色，马齿型，千粒重310～330克。

籽粒品质较优，含粗蛋白10.04%，粗脂肪4.64%，粗淀粉72.9%，

赖氨酸0.29%，均稍高于普通玉米。

抗病性亦较好，接种条件下，抗玉米大斑病、小班病、矮花叶病毒病。

表1  矮单268与郑单958植株地上节间长度    

 

                 注：矮单268试验密度6000株/亩，郑单958试验密度4500株/亩。

2.2  产量表现

2.2.1  区域试验和生产试验：2012年河北省夏播玉米区域试验（简称区试），矮单268平均亩产754.4公斤，比对照郑单958增产2.80%；2013年河北省夏播区试，平均亩产640.3公斤，比对照郑单958减产1.13%；两年区试平均亩产697.4公斤，比对照郑单958仅增产0.84%。2013年河北省夏播生产试验，平均亩产625.4公斤，比对照郑单958增产4.77%。2012年河北省石家庄市生产试验，平均亩产722.6公斤，比对照郑单958增产6.5%（表2）。上述试验表明，矮单268在区试中的产量水平与郑单958相似，但在生产试验中有明显的增产趋势。

表2  矮单268试验产量

 

注：1、区域试验5行区，对照郑单958（4500株/亩）。

    2、生产试验，对照郑单958（4500株/亩），小区面积不少于300㎡，播种行数不少于12行。

矮单268在区试中产量水平低于生产试验的原田，我们认为主要是受四周高秆玉米郁蔽影响的结果。为说明这一情况，特作了如下调查（图2）。

图2是河北省玉米超高密预备试验永年点，矮单268受高秆玉米郁蔽影响程度的测产结果。该试验为间比排列，5行区，密度为5000株/亩，对照品种郑单958为4500株/亩。

测产方法是，高（23号），矮（22号，矮单268）品种各取4行，每行从第2株起，连收20株果穗分别称重，按小区出干率换算产量。矮单268以中间行作对照，23号高秆品种以第4行作对照。

从图2看出，矮单268与高秆相邻的第1行，减产高达11.4%，第2行减产还在9%以上（其实对照行也在减产之列）。相反，与其相邻的23号高秆品种有明显的生长优势，第1行增产高达15.6%，第二行增产7.8%，第3行仍有增产趋势，表明矮单268在区试中受高秆品种郁蔽影响是比较大的。因此，在生产上矮单268的播种行数不能太少了，最少也应在12行以上。

2.2.2  高产示范

2012年矮单268在本所夏播高产示范0.98亩，经省内知名专家实收测产，亩产889.2公斤（表3，下同）。

2013年，河北省永年县刘备村高产示范12亩，经省内专家实收测产853公斤。

2013年，矮单268在本所高产示范1.73亩，经国内多位知名专家实收测产，亩产903.5公斤，创造了我省当今夏播玉米的最高产量记录。

总之，矮单268的农艺性状及生产力等，可谓是比较理想的，但并非完美，尚有缺点或不足。例如，叶片比较宽大，不利通风透光；果穗籽粒着生紧密，机械收获脱粒困难等，均需改进提高。

表3  矮单268高产示范产量

注：河北永年刘备村示范的主持单位为河北省永年县科技局。

3． 结束语

实践表明，育成理想的矮生玉米杂交种是有希望的，可能的。而且矮生玉米还具有秆矮、抗倒、适宜密植、适宜机械收获，以及便于追肥、浇水、防治病虫害等田间作业的优点。因此，研发利用玉米br-2基因，开展矮生玉米育种是很必要的，它应当成为玉米育种的重要途径之一。但是，当前br-2基因型的玉米材料太少了，就现有的材料来说，要想育成更理想的矮生玉米杂交种是比较困难的。今后如果从事矮生玉米育种工作的人多了，矮生玉米材料丰富了，我们相信必将育成更理想的矮生玉米杂交种来，我们期盼迟早有一天，玉米矮生育种也会像常规育种一样广泛开展起来。

展望未来，矮生玉米育种的前景是广阔的。