玉米自交系ZK02-1的選育及其應用

陳潤玲，趙保獻，雷曉兵，梁曉偉，李 林，衛勇強，趙合林

（洛陽農林科學院，河南 洛陽 471023）

玉米自交系ZK02-1是一個優良的黃早四衍生系。該系配合力高，抗病性強，穗部性狀好，株型緊湊，葉片挺立，灌漿速度快，中早熟，花粉量大，散粉集中，硬粒，結實性好且遺傳力較高，抗旱耐瘠，抗矮花葉病等。用玉米自交系ZK02-1組配的玉米品種已有4個通過河南省審定，還有2個正在參加省級試驗。自交系ZK02-1對當前玉米育種及生產有著積極意義，其作為優良種質資源在玉米育種中有著良好的應用前景。

1 研究背景

20世紀90年代，黃淮海地區生產上應用的玉米雜交種種質主要有：Reid類群、黃早四類群、旅大紅骨類群及Lancaster類群。主流雜種優勢模式是：Reid類×旅大紅骨類、Lancaster類×旅大紅骨類、Reid類×黃早四類[1]。通過對這4大類群種質及3大雜優模式的代表自交系和雜交種的優缺點進行研究發現，旅大紅骨系統材料及其組配的雜交種雖然果穗粗大，穗行數多，但其株型松散，葉片寬，生育期長，穗軸粗，籽粒容重低，結實性差，如繼續作為主要種質利用，其育成的品種很難取得突破；Reid系統及其改良材料，果穗較長，中粗，株型緊湊，耐密植，較抗倒伏，花粉量中，制種產量高，籽粒較長，出籽率高，抗性較好，適應性廣；黃早四類群材料雄穗發達，花粉量大，結實性好，出籽率高，灌漿速度快，成熟早。Reid和黃早四類群將是今后黃淮海地區玉米品種利用的主要種質，“Reid類×黃早四類”雜種優勢模式是目前適應黃淮海地區生態條件的最優雜優模式。根據河南省玉米生產的生態條件和資源優勢，借鑒國內外玉米育種的理論經驗，并針對當前玉米主導品種的主要缺點制定了育種目標，即選育“高產穩產、抗病抗倒、葉片上沖、耐密性強、適應性廣、生育期適中”的單交種。

2 選育經過

20世紀90年代后期，黃早四類自交系已成為黃淮海地區夏玉米應用的主流種質，但黃早四衍生系數量繁多，優劣難辯。洛陽農林科學院采用NCII遺傳交配設計對部分黃早四衍生系的配合力進行了測定，結果表明昌7-2和H21的配合力最為突出[2]。考慮到昌7-2和H21在出籽率、早熟性等性狀存在互補性，結合玉米育種的實際效果，選用這2個自交系進行雜交來選育新的二環系。在選育過程中，利用河南夏季高溫高濕易發玉米病害的生態條件進行抗病性選擇，海南冬季干旱少雨的生態條件進行抗旱性選擇，通過河南與海南一年兩地抗病性與抗旱性的交替選擇，從而增強玉米自交系的抗逆性。此外，還特別注意選擇穗位相對較低的穗行和單株，以期新選育出的自交系能克服昌7-2穗位太高的缺點。經多代連續自交選優，最終選育出一批可見性狀整齊一致、綜合性狀優良的自交系昌21（ZK02）。其中ZK02-1與昌7-2相比，表現穗位較低、成熟較早、根系發達。在2005～2006年的配合力測定試驗中，ZK02-1單株粒重的一般配合力相對效應為2.86%，而昌7-2的一般配合力相對效應為2.73%，表明該自交系具有較高的一般配合力。

3 ZK02-1自交系特征特性

3.1 植物學與生物學特征

ZK02-1自交系幼苗拱土力中等，葉鞘淺紫色，第一葉尖端為匙狀，葉片紫綠色，葉片上沖；散粉期、吐絲期中等，雄穗分枝數量和長度中等，分枝與主軸夾角中等，新鮮花藥黃色，花絲粉紅色；成株株高1.7 m左右，穗位中等，葉片數18～19，穗上葉與莖稈夾角較大，氣生根較發達，抗病性較強；果穗錐形，籽粒偏硬粒型，籽粒黃色，穗軸白色，抗倒折性較強[3]。

ZK02-1玉米自交系在河南地區出苗到成熟約為92 d，比昌7-2早3～5 d。出苗至抽雄58～60 d，抽雄至散粉1～2 d，散粉至吐絲1 d，抽絲至成熟34 d。株高中等，株型緊湊，莖基部綠色略帶紫，幼苗葉片紫綠色，新鮮花藥黃色，花絲綠色略帶粉，雄穗中等，散粉期中等。其主要優點是：配合力高、花粉量大、抗倒性強、果穗結實性好、出籽率高。

3.2 配合力測定

2005～2006 年采用NCII遺傳交配設計進行的配合力測定試驗[4]，結果如表1所示，ZK02-1的一般配合力相對效應超過了昌7-2，其主要原因是ZK02-1GCA的穗長、穗粗及千粒重GCA高，此外，自交系ZK02-1的株高、穗位高GCA均很低，克服了昌7-2的主要缺點，在玉米育種中有較大利用價值。由此可見，ZK02-1是產量性狀一般配合力高的自交系。

4 ZK02-1制種技術要點

自交系繁殖和制種時應選擇土質肥、排水良好的有500 m以上隔離條件的田塊種植[5]。ZK02-1玉米自交系繁種密度8.5萬株/hm2，施足底肥，追施尿素450 kg/hm2。苗期、拔節期和抽雄期要嚴格去雜去劣，以保證純度[6]。其產量可達6 750～7 500 kg/hm2。成熟時，及時晾曬降水以保證種子的發芽率。要及時更換原種，不能超代繁殖。ZK02-1散粉好，花粉量適中，既可做母本，也可做父本。一般父母本行比為1∶5 或 1∶6。

5 ZK02-1組配的雜交種在生產上的應用

以ZK02-1為父本組配的玉米新品種有洛玉1號、洛玉7號、洛玉8號和洛玉818，這些品種均已通過河南省級審定。通過與國內實力雄厚的種業公司進行聯合，成功地實施了經營權的轉讓，加速了新品種的推廣步伐。

5.1 洛玉 1號（ZK01-1×ZK02-1）

用鄭58、中72雜交后連續自交5代選優選育成新的二環系ZK01-1，以自選系ZK01-1和ZK02-1雜交選育成洛玉1號（原名洛202），雜優模式屬于“瑞德系類群×塘四平頭類群”。2004年通過河南省審定，編號為豫審玉2004005號，還通過了陜西、山西、內蒙、湖南等省（區）認定。同年被列為科技部農業科技成果轉化資金項目。該品種高產穩產，抗病性強，品質優良，制種技術簡便，制種產量高，種子生產成本低，市場競爭力強。洛玉1號適宜在我國黃淮海夏玉米區及內蒙、湖南種植。該品種選育成功后，及時在適應區域進行了示范推廣，目前累計推廣面積達100.73萬hm2。“玉米新品種洛玉1號”項目也于2008年獲洛陽市科技進步一等獎，河南省科技進步二等獎。

5.2 洛玉 7號（LZ05-1×ZK02-1）

246在類群劃分上屬于蘭卡斯特系統，673在類群劃分上屬于P群，用673和246雜交后連續自交5代選優選育新的二環系ZK04-1，自交系鄭58和ZK04-1雜交后連續自交6代選優選育新的自交系LZ05-1，LZ05-1與ZK02－1雜交選育成洛玉7號（原名洛06-1），雜優模式屬于“改良外雜選亞群×塘四平頭群”。該品種產量高，穩產性好，抗逆性強，而且制種簡單，易操作，制種產量高。2009年通過河南省品種審定委員會審定，編號為豫審玉2009017號。該品種獲國家農業科技成果轉化資金項目重點支持，已向農業部植物新品種保護辦公室申請品種保護，公告號為20090580.5。

表1 各自交系所測性狀GCA相對效應值 （%）

5.3 洛玉 8號（LZ06-1×ZK02-1）

用鄭58和鐵7922雜交后，連續自交6代選育出優良自交系LZ06-1，以自選系LZ06-1和ZK02-1雜交選育成洛玉8號（原名洛06-2），雜優模式屬于“瑞德系類群×塘四平頭類群”。2009年通過河南省審定，編號為豫審玉2009027號。該品種株形緊湊，品質優良，結實性好。該品種已向農業部植物新品種保護辦公室申請品種保護，公告號為20090581.4。

5.4 洛玉 818（L2135×ZK02-1）

用鄭58和248雜交后經連續自交選優，選育出優良自交系L2135，以自選系L2135和ZK02-1雜交選育成洛玉818（原名洛07-6），雜優模式屬于“瑞德系類群×塘四平頭類群”。2012年通過河南省審定，編號為豫審玉2012009號。該品種株形緊湊，品質優良，結實性好。

6 討論與結論

近年來玉米易感絲黑穗病、褐斑病、銹病、彎孢菌葉斑病等病害，組配的雜交種多為緊湊型或半緊湊型。改良黃改系重點應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、莖腐、銹病等），改善籽粒顏色，并適當增加穗長。把PB類群種質優良基因導入塘四平頭類群，這樣既符合雜種優勢模式，又有利于強優勢雜交組合的組配，同時也能改良塘四平頭類群材料的致命缺陷——根系不發達，抗病抗倒性差，后期早衰。可選用旅大紅骨群、自330亞群、Suwan亞群、綜臺種選亞群等進行改良[7]。四平頭雜種優勢群與改良Reid群、Lancaster群、外雜選群及其他類群等都具有很強的雜種優勢。

玉米自交系ZK02-1是一個優良的黃早四衍生系。該系配合力高，抗病性強，穗部性狀好，株型緊湊，葉片挺立，灌漿速度快，中早熟，花粉量大，散粉集中，硬粒，結實性好且遺傳力較高，抗旱耐瘠，抗矮花葉病等。利用黃早四衍生系選育的二環系，與我國常用的骨干系雜交，可以選育出具有一定增產潛力的雜交種，同時也能夠拓寬我國玉米種質基因庫，推動我國玉米育種和生產的發展。

[1]趙保獻.河南主要優良玉米自交系利用潛力分析[J].中國農學通報，2003，（4）：25-29.

[2]陳潤玲，趙保獻，雷曉兵，等.優良玉米自交系ZK02-2的選育及應用[J].雜糧作物，2009，（1）：1-4.

[3]劉紀麟.玉米育種學[M].北京:中國農業出版社，2002.

[4]劉來福，毛盛賢，黃遠樟.作物數量遺傳[M].北京:農業出版社，1982.

[5]陳中赫，劉敬娟，賈德濤.玉米自交系鐵C8605-2的選育及應用[J].中國種業，2008，（8）：62-63.

[6]高偉政，張萬志，徐 韶，等.玉米自交系鐵0255選育研究[J].中國種業，2010，（4）：63-64.

[7]蘇 俊，鐘占貴，張 坪，等.玉米自交系的選育和改良與基礎材料創新的研究[J].玉米科學，1995，（4）：16-19.