玉米蘭卡種質在東北地區的應用與創新

摘要：玉米（Ｚｅａ ｍａｙｓ Ｌ．）蘭卡種質（美國蘭卡斯特種質）代表系ＭＯ１７引入東北地區種植以后，針對ＭＯ１７在東北地區表現晚熟、雌雄發育不協調等缺點，通過用當地早熟地方品種和骨干材料對蘭卡種質進行改良和創新，育成了丹１３２４、吉１０３７、吉８４６、吉８４２、Ｗ９７０６、“４１２”、“４９５”、“４１６”、“４８５”、４Ｆ１、“４１９”、Ｂ４１４、“四－１４４”、龍抗１１、滬１５０等優良自交系。使蘭卡種質很快成為東北春玉米區核心種質及抗絲黑穗病種質。今后育種戰略應利用蘭卡新種質在蘭卡群內進行改良和創新；利用中國地方種質進行改良；利用“７８５９９”種質重點改良抗葉斑病性差等缺點，形成具有中國特色的優勢群體。

關鍵詞：玉米（Ｚｅａ ｍａｙｓ Ｌ．）；蘭卡種質；ＭＯ１７；自交系；種質改良與創新

中圖分類號：Ｓ５１３；Ｓ３２２．２ 文獻標識碼：Ａ 文章編號：0439－８114（２０12）01－0012-04

Application and Innovation of Lancaster Maize Germplasm Resources in

Northeast China

ＳＵＮ Ｆａ－ｍｉｎｇ，ＪＩＡＯ Ｒｅｎ－ｈａｉ，ＸＵ Ｙａｎ－ｒｏｎｇ，ＺＨＯＮＧ Ｙｉ，ＨＯＵ Ｚｏｎｇ－ｙｕｎ，ＤＡＩ Ｘｉｕ－ｙｕｎ，ＬＩＵ Ｘｉｎｇ－ｅｒ

（ Ｃｏｒｎ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ， Ｊｉｌｉｎ Ａｃａｄｅｍｙ ｏｆ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ， Ｇｏｎｇｚｈｕｌｉｎｇ １３６１００，Ｊｉｌｉｎ， Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ａｆｔｅｒ ＭＯ１７， ｔｈｅ ｒｅｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｖｅ Ｌａｎｃａｓｔｅｒ ｍａｉｚｅ ｇｅｒｍｐｌａｓｍ ｗａｓ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ ｔｏ ｎｏｒｔｈｅａｓｔ Ｃｈｉｎａ， ｌｏｃａｌ ｍａｔｅｒｉａｌｓ ｗｅｒｅ ｕｓｅｄ ｔｏ ｏｖｅｒｃｏｍｅ ｉｔｓ ｌａｔｅ ｍａｔｕｒｉｔｙ ａｎｄ ｕｎ－ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｄ ｍａｌｅ ａｎｄ ｆｅｍａｌｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ， ａｎｄ ｅｘｃｅｌｌｅｎｔ ｉｎｂｒｅｄ ｌｉｎｅｓ ｓｕｃｈ ａｓ Ｄａｎ １３２４， Ｊｉ １０３7， Ｊｉ ８４6， Ｊｉ ８４２， Ｗ９７０６，“４１２”，“４９５”，“４１６”，“４８５”，4F1，“４１９”， Ｂ４１４， Ｓｉ－１４４， Ｌｏｎｇｋａｎｇ １１ ａｎｄ Ｈｕ １５０ ｗｅｒｅ ｒｅｌｅａｓｅｄ ｂｙ ｕｓｉｎｇ ＭＯ１７ ｉｎ ｍａｉｚｅ ｂｒｅｅｄｉｎｇ ｐｒｏｇｒａｍｓ． Ｉｔ ｓｏｏｎ ｂｅｃａｍｅ ａ ｃｏｒｅ ｇｅｒｍｐｌａｓｍ ｍａｔｅｒｉａｌ ｒｅｓｉｓｔａｎｔ ｔｏ ｓｉｌｋ ｓｍｕｔ ｉｎ ｔｈｅ ｓｐｒｉｎｇ ｍａｉｚｅ ａｒｅａ ｏｆ ｎｏｒｔｈｅａｓｔ Ｃｈｉｎａ． Ｉｎ ｆｕｔｕｒｅ ｂｒｅｅｄｉｎｇ ｐｒｏｇｒａｍｓ ｎｅｗ Ｌａｎｃａｓｔｅｒ ｍａｉｚｅ ｇｅｒｍｐｌａｓｍ ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ ａｎｄ ｌｏｃａｌ ｇｅｒｍｐｌａｓｍ ｍａｔｅｒｉａｌｓ ｃｏｕｌｄ ｂｅ ｕｓｅｄ ｔｏ ｆｏｒｍ ａｄｖａｎｔａｇｅ ｇｒｏｕｐｓ ｏｆ Ｃｈｉｎｅｓｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｗｉｔｈ “７８５９９” ａｓ ａ ｄｉｓｅａｓｅ－ｒｅｓｉｓｔａｎｔ ｓｏｕｒｃｅ．

Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： Ｍａｉｚｅ（Ｚｅａ ｍａｙｓ Ｌ．）； Ｌａｎｃａｓｔｅｒ ｇｅｒｍｐｌａｓｍ；ＭＯ１７；ｓｅｌｆ－ｃｒｏｓｓ ｓｙｓｔｅｍ；ｇｅｒｍｐｌａｓｍ ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ ａｎｄ ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ

玉米（Ｚｅａ ｍａｙｓ Ｌ．）蘭卡斯特種質（簡稱蘭卡種質）是美國Ｈｅｒｓｈｅｙ家族１９１０年前后育成的品種群體。１９４９年Ｊｏｎｅｓ育成了一環系Ｃ１０３；１９６４年Ｍａｒｃｕｓ等用具有科魯格血緣的“１８７－２”與具有蘭卡血緣的Ｃ１０３雜交育成二環系ＭＯ１７［１］。中國育種家們在２０世紀５０～６０年代先后從國外引入Ｃ１０３、Oｈ４３（Oｈ４０Ｂ×Ｗ８）、Ｖａ３５（Ｃ１０３×Ｔ８∕Ｔ８）等優良自交系。中國農業科學院作物科學研究所１９７３年從美國引入含有蘭卡種質的自交系ＭＯ１７，國內各育種單位從此便開始了對其進行改良和創新的研究工作，并選育出一批含有蘭卡血緣的改良系，形成了具有中國特色的蘭卡雜種優勢群體。

１ 蘭卡種質的引進與應用

玉米種質的改良與創新是東北地區育種的永恒主題。該區最早引入的蘭卡種質主要有Ｏｈ４３、Ｃ１０３、Ａ６１９和Ｖａ３５等。東北春玉米協作區于１９７６年１月在天津市召開了區試總結及育種經驗交流協作會。會上發放了ＭＯ１７自交系，從此，又一個含有蘭卡成分的新種質進入東北春玉米區［２］。東北地區應用蘭卡種質始于２０世紀７０年代后期，用ＭＯ１７和Ｃ１０３做基礎材料，選育出雜Ｃ５４６、“４８５”、“４１２”、“４９５”、“４１９”、“４１６”、“４２７”、Ｂ４１７、吉１０３７、吉８４６、吉８４２、Ｗ９７０６、龍抗１１、合３４４等優良自交系，使蘭卡種質成為東北地區核心種質。用這批改良系組配的雜交種表現出穩產性好、抗病性強、適應性廣的優點，深受吉林、黑龍江、內蒙古、遼寧東部山區農民歡迎。

２ 對蘭卡種質的綜合評價

蘭卡種質具有葉片數少，株型清秀，耐密植，果穗長、穗軸細，子大粒、馬齒型、出子率高、自身產量高，高抗玉米大斑病、莖腐病和絲黑穗病，抗玉米螟蟲和抗倒伏等優點［３］。宜作母本，制種產量高，熟期適中，選出的改良系配合力高。組配的雜交種耐干旱、耐瘠薄、穩產性好、抗逆性強和適應性廣。

蘭卡種質代表系ＭＯ１７及其改良系在春玉米區已廣泛應用３０多年，是春玉米區推廣面積最大、選育品種數量最多、應用時間最長、最有潛能的自交系，已成為具有東北特點的骨干種質。近年來，ＭＯ１７及其改良系玉米葉斑病、莖腐病發病逐年加重，有的年份雌雄發育不協調，雄穗先開花，雌穗花絲出得慢或晚。用這批改良系組配的雜交種宜發生灰斑病、彎苞菌葉斑病、青枯病和莖腐病，嚴重影響新品種使用壽命和推廣年限。

３ 蘭卡種質的改良與創新

針對蘭卡種質在春玉米區生育期偏長、在早熟和中熟地區不能直接應用、雌雄不協調等缺點，吉林省農業科學院用吉６３×ＭＯ１７育成吉８４６、吉８４２；用（ＭＯ１７ד８１１２”）／ＭＯ１７育成Ｗ９７０６；原四平市農業科學院從ＭＯ１７變異株育成“４１２”；用Ｃ１０３×矮３３１／Ｃ１０３育成“４８５”；用鐵１３３×ＭＯ１７育成“４２７”；用Ｂ６８Ｈｔ×ＭＯ１７／ＭＯ１７育成“４１９”；用ＭＯ１７×Ｌ１０５／ＭＯ１７育成“４９５”；用ＭＯ１７經過６０Ｃｏ－γ射線輻射育成４Ｆ１；黑龍江省農業科學院合江農業科學研究所用地方品種白頭霜×ＭＯ１７／白頭霜育成合３４４，其中在東北地區改良成效大、配制組合最多、應用面積廣的合３４４、“４９５”、４Ｆ１、吉１０３７、丹１３２４已成為東北春玉米區骨干系［４］。

３．１ 將蘭卡種質直接作為選系的基礎材料

原四平市農業科學院由ＭＯ１７變異株中育成的自交系“４１２”比ＭＯ１７果穗多２行，穗長比ＭＯ１７長３～５ cm，熟期比ＭＯ１７早２～３ ｄ。白城市農業科學院由Ｃ１０３變異株中育成的自交系雜Ｃ５４６比Ｃ１０３早３～５ ｄ，具有子粒大、馬齒型、果穗長等特點。

３．２ 利用抗病基因改良ＭＯ１７

丹東市農業科學院針對ＭＯ１７對大斑病抗性差的缺陷，選用抗大斑病新系ＮＮ１４ＢＨｔ對其進行改良，育成抗大斑病新系丹１３２４。

３．３ 利用地方品種改良ＭＯ１７

因ＭＯ１７在高寒地區生育期偏長而不能直接應用，需把早熟性基因導入ＭＯ１７中，黑龍江省農業科學院合江農業科學研究所選用地方品種白頭霜和ＭＯ１７雜交，再用白頭霜回交一次育成合３４４。合３４４具備ＭＯ１７高配合力、抗逆性強的長處，保留了地方品種白頭霜早熟、米質好的優點，克服了地方品種配合力低、抗逆性差的缺點，是ＭＯ１７早熟化改良最成功的自交系之一［５］。

３．４ 利用６０Ｃｏ－γ射線輻射改良ＭＯ１７

原四平市農業科學院用ＭＯ１７通過６０Ｃｏ－γ射線輻射處理，選育出的新系４Ｆ１比ＭＯ１７早５～７ ｄ，通過輻射處理改變了ＭＯ１７不能在高寒地區直接應用的局面［６］。

３．５ 利用當地骨干材料改良ＭＯ１７

２０世紀玉米雜交種吉單１０１在東北春玉米區連續主推１０年以上，豐產性和廣適性特別好。但隨著應用時間的推移，母本自交系吉６３在抗病性方面發生了變化，高感玉米圓斑病，而當時自交系ＭＯ１７高抗大斑病、莖腐病、絲黑穗病和圓斑病。針對這一問題吉林省農業科學院用吉６３×ＭＯ１７為選系材料，育成了高抗圓斑病的吉６３改良系吉８４６；四平市農業科學院針對ＭＯ１７因品質差而嚴重影響雜交種商品品質的缺點，選用商品品質特別優良的自交系Ｌ１０５，以ＭＯ１７×Ｌ１０５／ＭＯ１７為選系基礎材料育成了高配合力、商品品質優良的自交系“４９５”［７］。

４ 蘭卡種質對東北地區玉米育種的影響

４．１ 蘭卡種質對東北地區玉米育種的貢獻

國內各育種單位用ＭＯ１７作為基礎材料選育出一大批改良系，成功解決了生產上耐干旱、耐密植、抗倒伏、廣適性等問題，用這批改良系育成了以四早系列、四單系列、吉單系列、合玉系列、墾單系列、龍單系列為代表的早、中熟系列雜交種，在豐產、耐旱、耐密植、抗病、抗倒伏、耐瘠薄等方面都有重大突破［８］。用蘭卡改良系組配的代表品種如表１，用蘭卡改良系合３４４組配的代表品種如表２。

４．２ 蘭卡種質豐富了東北地區早熟核心種質

種質資源是玉米育種的基礎，改良玉米種質需要遺傳基礎的豐富性，ＭＯ１７引入春玉米區后，東北地區玉米育種家們利用其優缺點進行大量改良與創新，先后育出多個改良系。其中早熟代表系有合３４４、“４８５”、４Ｆ１、“４６５”、“４２７”、龍抗１１、雜Ｃ５４６等；中熟代表系有“４９５”、Ｗ９７０６、“１５０－４”等；中晚熟代表系有丹１３２４、吉１０３７、吉８４６、吉８４２、“４１６”、“４１９”等，形成新的蘭卡類群，豐富了東北地區玉米育種基因庫，提升了東北玉米育種水平。

４．３ 蘭卡種質促進了東北地區抗絲黑穗病育種的發展

育種實踐表明，凡用ＭＯ１７或其改良系作為親本之一，育出的雜交種一般表現抗至高抗玉米絲黑穗病。

２０世紀９０年代，吉林省農業科學院用ＭＯ１７改良系吉１０３７育出吉單３４２、吉單９２、吉單４１９、吉單６１８；用改良系Ｗ９７０６育成吉單２６１、吉單２６２，其中吉單２６１連續多年是東北早熟組、吉林省中熟組區試對照品種。用ＭＯ１７改良系Ｄ１８５育成的吉單１９８連續９年成為吉林省和黑龍江省第一積溫帶主推品種［９］。應用這批高抗絲黑穗病改良種質育出一批抗至高抗玉米雜交種，使東北地區糧食產量又上了一個臺階。

５ 今后東北地區的育種策略

５．１ 組成新的綜合蘭卡群體

選擇１５個左右東北地區蘭卡改良系組配成綜合蘭卡群體，采用半姊妹輪回選擇，邊輪回選擇邊加入國內外新的蘭卡改良系，充分打破不良基因連鎖，讓有利基因重新組合。經過幾輪選擇以后再從中選系。

５．２ 從ＭＯ１７改良系群體內進行改良

生物性狀的穩定是相對的，變異是普遍存在的，否則，就沒有生物的進化。自交系隨著使用時間的延長，一些生理小種也要發生變異和進化，逐漸暴露出一些缺點。采用國內最新育成的蘭卡骨干系對老牌蘭卡改良系進行改良和創新，使其真正形成蘭卡種質新優勢群體。

５．３ 利用中國地方種質改良與創新

要改良與創新具有中國特色的蘭卡新群體，主要應采用以下兩種方式：一個是蘭卡改良系×旅大改良系；另一個是蘭卡改良系×東北地方品種（或一環系）。選出新的蘭卡改良系可直接測配與應用。

５．４ 利用國外蘭卡新種質進行改良

美國有兩大主要優勢群，一群是蘭卡；另一群是瑞德，主要采用蘭卡改良系×國外蘭卡新種質來改良選育自交系，然后與瑞德群組配雜交組合。

５．５ 利用“７８５９９”種質進行改良

把“７８５９９”抗葉斑病、保綠性好、商品品質優良的基因導入蘭卡種質中，形成新的蘭卡種質優勢群體。

參考文獻：

［１］ 鄭大浩，李艷茹，金鋒學，等．中國玉米Ｌａｎｃａｓｔｅｒ雜種優勢群自交系的系譜、種質基礎分析［Ｊ］．中國農業科學，２００２，３５（７）：７５０－７５７．

［２］ 李維岳，才 卓，趙化春．吉林玉米［Ｍ］．長春：吉林科學技術出版社，２０００．

［３］ 楊 鎮，才 卓，景希強，等．東北玉米［Ｍ］．北京：中國農業出版社，２００７．

［４］ 汪黎明，王慶成，孟昭東．中國玉米品種及其系譜［Ｍ］．上海：上海科學技術出版社，２０１０．

［５］ 王 巍．玉米自交系合３４４及其衍生系在早熟玉米育種中的應用［Ｊ］．黑龍江農業科學， ２０１１（６）：３－５．

［６］ 郭海鰲．選育“四早號”系列雜交種的回顧［Ｊ］．玉米科學，２００２，１０（４）：８－９．

［７］ 焦仁海，王紹萍，孫發明，等． 吉林省玉米種質基礎的分析與歸納［Ｊ］．玉米科學，２００６，１４（１）：２１－２５．

［８］ 孫發明，徐艷榮，侯宗運，等．國外玉米種質在東北地區的利用與改良［Ｊ］．農業與技術，２００９，２９（４）：３３－３６．

［９］ 孫發明，李鳳任，陶占山．國外玉米種質資源在吉林的利用與貢獻［Ｊ］，玉米科學，１９９８，６（３）：３５－３８．