專利名稱：玉米抗逆高產雜交種的制種技術的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于雜種優(yōu)勢利用領域。
利用雜種優(yōu)勢提高玉米產量，已成為當今國內外玉米育種科研的主攻目標，發(fā)展玉米生產的主要增產措施。自六十年代后，單交種取代雙交種，雜交種類型的更換和雜交組合更新的雙重作用，使玉米單產大幅度提高。單交種整齊度高、優(yōu)勢大、制種程序簡單。但是單交種也存在兩個問題，一是因遺傳基礎相對狹窄，相當部分單交種的抗逆性和適應性受局限，難子適應地區(qū)特殊的不利自然條件，如西南丘陵山區(qū)旱地玉米的耐旱性；二是因親本自交系生活力較弱，一般制種產量偏低，生產成本較高。本發(fā)明突破現有雜種優(yōu)勢模式，挖掘優(yōu)良的地方種質，選育抗逆、高配合力自交系及姊妹系，利用姊妹種制種技術，育成具廣譜適應性的高產雜交種在生產上應用。下面分別介紹國內外玉米抗逆、高產雜交種及種子生產技術的現狀(一)國外玉米抗逆、高產雜交種及種子生產技術改進的研究現代商用玉米雜交種以自交系間單交種為主，強優(yōu)勢雜交種來自相對互補的雜種優(yōu)勢群，如美國的瑞德×蘭卡斯特雜種優(yōu)勢模式。據哈洛威評述，當前美國玉米育種中存在的問題是種質來源狹窄，所用的多數種質只包括5個系的血統(tǒng)，出現一種所謂“瓶頸”現象。為了克服這種現象，一方面改良群體，輪回選擇，不斷提高群體內有利等位基因的頻率，發(fā)掘現有育種中利用的種質的遺傳潛力；另一方面則是開發(fā)新的種質，如80年代在對被認為是“世界上最有價值的玉米育種資源之一”的加勒比種質利用研究中，ohs9(蘭卡斯特占1/2，加勒比血緣占1/2)，ohs10(瑞德系統(tǒng)占1/2，加勒比血緣占1/2)，取得較好改良效果，CIMMYT在聯合國開發(fā)計劃署抗逆計劃下，協調組成國際耐旱玉米育種網，90年代初合成DTP1和DTP2兩個耐旱群體，該網絡1992-1994年在14個國家19個點試驗結果表明，DTP1C5是高產穩(wěn)產耐旱的。從抗逆群體產生的衍生系易于增加得到抗逆雜交種的機率，但目前尚處于抗逆種質群體鑒定階段。
自雙交種被單交種替代以來，國外玉米種子科研在改進種子生產技術上，L.OCopland介紹“單交種因為靠近交親本生產種子，其主要不利條件是種子產量和質量較低。在種子生產中，為了克服這些不利因素，一些單交種是改良單交”。據檢索美國基礎種子公司80-90年代出售的種子目錄中，均有相當比例的姊妹種。然而當進一步檢索姊妹種及改良單交研制技術時，則告知受“PVR”(植物品種權利)和“UPOV”(育成植物保護聯盟)保護，未獲資料。
(二)國內玉米抗逆、高產雜交種及種子生產技術改進的研究李竟雄教授總結我國玉米育種科研實踐，精辟指出“難在選系，重在組配”。概括我國玉米雜交種發(fā)展歷程，70年代初大力推廣單交種，隨著單交種面積擴大，玉米單產顯著提高，發(fā)展速度居世界先列。80年代末以來，因親本自交系遺傳基礎較為狹窄，育成的高配合力自交系少，組配出突破性的強優(yōu)組合難，受此影響，玉米單產出現了徘徊。據王懿波等研究，把我國主產區(qū)的玉米種質分為瑞德、四平頭、旅大紅骨、蘭卡斯特、金皇后、荻嘉白馬牙和其它七大類群。吳景鋒提出目前我國玉米雜交種基本上是四平頭×蘭卡斯特、蘭卡斯特×旅大紅骨、瑞德×四平頭、旅大紅骨×瑞德四大類群的模式。雜種優(yōu)勢模式的提出是玉米育種實踐的提高和總結，是玉米育種基本原則的反映。
四川及西南玉米種植區(qū)域是國內玉米氣候類型復雜多變、地瘠災多的產區(qū)，應選育出適應性廣、配合力高的自交系，組配出抗逆、高產的強優(yōu)勢優(yōu)良雜交種應用于廣大玉米產區(qū)。因此，要考慮到已有雜種優(yōu)勢模式，而不局限于已有模式，要創(chuàng)造新的模式；國外雜交種中選育的二環(huán)系，多數株型好，抗病性強，遺傳基礎上優(yōu)良基因頻率高，但多結合了蘭卡斯特和瑞德血緣，在加性效應基礎上，難于組配出具上位性和顯性效應強的優(yōu)勢組合；對我國(主要是西南地區(qū))特有的地方種質資源重新鑒定篩選，合成并提高地方種質的優(yōu)良基因頻率，充分利用其優(yōu)異性狀，同國外雜交種選育的二環(huán)系，組成新的雜種優(yōu)勢模式，育成突破性的抗逆、高產強優(yōu)勢組合?；谏鲜鲇N方案，本發(fā)明選育一個地方種質為主的自交系，一個國外雜交種的自育二環(huán)系，組成國外種質系×地方種質系新的雜種優(yōu)勢模式，育成具廣譜適應性、高產的強優(yōu)勢優(yōu)良雜交種成單16號本發(fā)明的目的在于提供一種高產、抗逆的強優(yōu)勢玉米雜交種。
本發(fā)明的目的可以通過以下措施來實現用自育系7239或用自育近親姊妹系7239-1×7239-2姊妹種作母本，用自育系7331作父本，配制雜交種成單16號，并配套相應栽培技術，提高玉米產量。
本發(fā)明實現了廣譜適應性與強優(yōu)勢高產性結合，提高了雜種優(yōu)勢利用水平，而且在克服親本自交系近親衰退、生活力降低方面研究出了一整套有效適用能穩(wěn)定提高制種產量，降低生產成本的玉米種子生產技術。其雜交種與現有主推種比較主要有以下突出優(yōu)點1、豐產性突出1994-1995年四川省區(qū)試和1996年省內外百余處生產試驗及大面積生產示范種植結果，成單16號在1995年省區(qū)試(平丘中熟組)中平均畝產442.9公斤，比對照農大65增產14.95％，名列第一。1994-1995年兩年省區(qū)試共34點次平均畝產432.9公斤，比對照農大65平均畝產383.1公斤凈增49.8公斤/畝，增產13％，名列兩年度省區(qū)試第一名，通過省級區(qū)試。據1996年省內外112點生產試驗及大面積生產示范，迄今已收到縣市農業(yè)局、種子公司出具的驗收證明，46點成單16號平均畝產421.59公斤，比相鄰對照平均畝產365.63公斤增產15.31％。
2、穩(wěn)產性好成單16號1993年10點比較試驗結果，8增2平，增產點中5點達極顯著、顯著水平。1994-1995年省區(qū)試34點次中31點次增產，3點次平產，增產點有19點極顯著，4點顯著。三年多生態(tài)栽培條件下試驗結果表明，成單16的遺傳性在與環(huán)境互作上是一個具有高度穩(wěn)定性的雜交種，是經受得起可預測和不可預測環(huán)境變異檢驗的廣譜適應性雜交種。
3、抗(耐)逆性強成單16抗(耐)逆性主要表現在抗病、抗倒、耐旱。據四川省1994-1995年兩年省區(qū)試結果高抗青枯病、矮花葉病、絲黑穗病，中抗紋枯病、大小斑病，即抗四川及西南玉米主產區(qū)三種以上主要病害。根系發(fā)達且氣生根多，無一試點倒伏，抗倒性好。四川省1994-1995年兩年省區(qū)試中，生育期間曾遭受中度以上干旱脅迫的有12點次，成單16號表現卷葉輕，葉片伸長指數大，無灼傷，散粉與吐絲間隔短，結實性好，禿尖度小等耐旱性狀。統(tǒng)計受旱的12點次成單16號平均畝產421.3公斤，較對照農大65平均畝產352.4公斤增產19.55％。
4、籽粒品質優(yōu)成單16號籽粒純黃，中間偏硬，胚乳角質淀粉多，容重高，食口性較好，用作飼料品質優(yōu)；籽粒脫水快，易于貯藏，蟲蛀較少。
5、易繁殖制種成單16號制種，父、母本同期播，父本比母本植株高35-40厘米，且花粉量大，制種田6∶1(母本6行，父本1行)，相間種植，結實率高。繁殖母本姊妹種7239-1×7239-2，同期播，行比4∶1相間種植，結實好。繁殖制種不需調播，父本花粉量足，且較母本稍高，自然授粉結實良好。
6、適合現有栽培水平成單16號上部葉片較窄且上沖，中下部葉片平展是理想的“寶塔形”，適宜種植密度3200-3400株，在目前四川玉米大田生產畝植3000株左右基礎上，僅需略增種植密度即可；在生產試驗中表現不同臺位、不同栽培水平種植的禿尖小、結實好、產量穩(wěn)定；在不同播期生產試驗中，春播、早夏播易高產，夏播育苗移栽控制在三葉一心栽，同樣亦能高產。在栽培上注意保全苗，促早發(fā)，全展葉10-11葉重施攻穗肥，蠟熟后收獲。


圖1為成單16號親本為自交系的制種程序圖；圖2為成單16號母本為姊妹種的繁殖制種程序圖。
下面詳細介紹本發(fā)明1、7239及其姊妹系的來源及特征特性
來源在對Z1份美國雜交種適應性、豐產性及配合力鑒定的基礎上，1987年從78607中選優(yōu)株連續(xù)自交三代，分離出7239-1，-2.....等，再分別繼續(xù)自交至七代，經產量鑒定試驗和配合力測定試驗培育而成。
特征特性7239中熟、硬粒型，幼苗長勢較強，葉色正綠，成株葉片寬窄適中，深綠色，株葉型較好，株型緊湊，株高160厘米左右，穗位高60厘米左右，雄穗分枝3-6個，雌穗花絲量多。7239-1護穎綠帶紫色，花藥紫色，花絲紫色；7239-2植株性狀同7239-1株葉型，色澤等基本相似，僅護穎綠色，花藥黃色，花絲同為紫紅色。果穗筒形，穗尖有退化雄小穗，穗長14-16厘米，穗行數12-14行，穗軸白色，籽粒黃色，硬粒型，百粒重25克左右，姊妹種穗稍長，百粒重略高。全生育期，成都春播110-115天，如1996年4月9日播種，7239-1抽雄6月24日，散粉6月27日，吐絲6月29日；7239-2抽雄6月26日，散粉6月30日，吐絲7月2日。用7239-1×7239-2配姊妹種，同期播花期相遇。自然條件下無大小斑病、絲黑穗病、青枯病和病毒病，抗病性較好，耐旱力較強。
產量表現和適宜地區(qū)宜春播，適宜我省平丘、丘陵及山谷地帶肥力水平中上等田塊繁殖制種，種植密度畝植5000株左右，日照長、輻射量大的地區(qū)可適當增加種植密度，自交系(姊妹系)一般畝產200公斤左右，姊妹種一般畝產250公斤以上。
2、7331來源及特征特性來源1986年從基礎材料(矮廣10×內6-2)×(oh43×交705)，其血緣地方種質包括廣安金黃、內江二馬牙、貴州交705、武陟矮合計占3/4，引進美國種質占1/4。選擇優(yōu)株連續(xù)自交七代，經產量鑒定試驗和配合力測定試驗培育而成。
特征特性幼苗長勢中等，葉片淺綠色，細長，成株葉片寬短，正綠色，株型較松散，株高200厘米左右，穗位高80厘米左右，根系發(fā)達，氣生根多，雄穗中偏大，分枝8-14，護穎、花藥微紫，枝梗尖端小穗略退化，花粉量大，花絲淺紅色，花絲量多，果穗筒形，穗長15-18厘米，穗行數14行左右，穗軸白色，籽粒黃色，中間偏硬，百粒重24-25克。全生育期，成都春播113-118天，如1996年4月9日播種，抽雄6月28日，散粉7月4日，吐絲7月6日。在自然條件下抗大小斑病、絲黑穗病和青枯病，耐病毒病。
產量表現和適宜地區(qū)宜春播，適宜我省平壩、丘陵及山區(qū)河谷地帶肥水條件較好的地區(qū)繁殖制種，種植密度畝植3500-4000株，一般畝產200-250公斤。
3、雜交種成單16號的配制成單16號的配制按照
圖1和圖2示意圖進行。親本為自交系時，父、母本同期播，按6∶1(母本6行，父本1行)比例相間種植。母本為自交系姊妹種時，先配制7239-1×7239-2，父母本同期播，按4∶1行比相間種植。繁殖制種不需調播，父本花粉量足，且較母本稍高，自然授粉結實良好。
配制生產的雜交種成單16號其主要特征特性成單16是近年選育的在產量、抗性、適應性等方面具有重大突破的玉米新雜交種，其突出特點是穗大穗長，無禿尖，產量優(yōu)勢強，適應性廣。1994-1995年參加省區(qū)試，34點次平均畝產432.9公斤，比對照增產13.0％，名列玉米省區(qū)試平丘中熟組產量第一名，其中涪陵、樂山、南充、渠縣、沐川、黔江等試點增產幅度高達24.4-46.4％，有的試點畝產達509.3-565.5公斤，表現出極大的增產潛力，制種產量一般可達200公斤以上。該雜交種全生育期120天左右，株高240厘米左右，穗位高95厘米左右，穗長21厘米左右，禿尖0.7厘米，穗行數14行，每行38粒，籽粒黃色中間型，品質好，高抗青枯病、絲黑穗病，中抗大小斑病，抗矮花葉病。
權利要求
1.一種玉米抗逆高產雜交種的制種技術，其特征在于用自育系7239或用自育近親姊妹系7239-1×7239-2姊妹種作母本，用自育系7331作父本，配制雜交種成單16號。
全文摘要
玉米抗逆高產雜交種的制種技術，屬于雜種優(yōu)勢利用領域。其特征在于用自育系7239或用自育近親姊妹系7239-1×7239-2姊妹種作母本，用自育系7331作父本，配制雜交種成單16號。雜交后代高產、抗逆，具有廣譜適應性。
文檔編號A01H1/02GK1152392SQ96120219
公開日1997年6月25日 申請日期1996年10月21日 優(yōu)先權日1996年10月21日
發(fā)明者蘭發(fā)盛, 黃宜祥, 李遠春, 石永剛 申請人:四川省農業(yè)科學院作物研究所