利用热带材料改良温带玉米种质研究进展

概述了温带地区玉米育种资源狭窄对生产所造成的危害问题,回顾了热带亚热带种质的特点及在温带种质改良中所具有的独特优势及限制因素,介绍了热带种质在温带育种应用所采用的主要方法,以及在种质创新与自交系的选育中所进行的有益尝试和取得的重要成就。     

CIMMYT玉米种质资源的引进与利用评价

玉米种质资源狭窄是玉米新品种选育中存在的主要问题。宁夏地处西北,科技信息相对落后,因此,积极引进和加强玉米种质资源研究,拓宽玉米种质资源,对宁夏玉米新品种选育意义很大。2001—2003年承担自治区自然基金项目时先后从墨西哥小麦玉米育种中心（CIMMYT）引进玉米种质资源近120多份,我们主要对所进行的田间种植、繁种及种质改良工作进行必要的总结,并结合国内外对CIMMYT玉米种质资源的研究进展,探讨宁夏在利用CIMMYT玉米种质改良时应采取的途径和方法,为宁夏玉米新品种选育提供必要的种质材料及种质改良建议,以加快宁夏玉米新品种的选育。     

CIMMYT玉米种质自交系的配合力分析

根据Griffing提出的完全双列杂交法IV,以CIMMYT(国际玉米小麦改良中心)种质选育的5个自交系和我国4个分属不同类群的骨干玉米自交系丹340、Mo17、掖478及黄早四,组配出36个杂交组合,研究了CIMMYT种质在高纬度温带地区的利用价值和利用方法,分析了不同杂交模式的杂种优势和配合力差异,为CIMMYT种质的利用提供理论上的依据。结果表明:组合间各性状的GCA和SCA差异显著;综合植株性状和产量表现,5个供试的CIMMYT材料以铁2805利用潜力最高,其次为铁2812。同时,以铁2805/丹340、铁28012/丹340、铁2805/黄早四、铁2812/黄早四等组合的产量和植株性状特殊配合力综合表现都较为突出。     

三个用CIMMYT种质构建的玉米半外来群体的改良和利用

用来自CIMMYT的热带、亚热带早熟群体和与之杂种优势关系最近的我国温带核心种质代表系杂交构建的半外来群体中的部分选系与测验种测交,通过杂种优势和配合力来分析改良效果。结果表明,半外来群体丹340×Pob70选系的一般配合力较高,与Lancaster群和改良Reid群测验种都有较大的杂种优势;Pob101×掖478选系的一般配合力中等,主要与旅大红骨群和Lancaster群测验种有较大的杂种优势,掖107×Pob69选系的一般配合力较低,但与旅大红骨群测验种有一定的杂种优势。该改良方法为这些半外来群体及其选系的继续改良和利用提供了依据。     

CIMMYT玉米种质在广西玉米育种中的应用

自20世纪70年代以来,广西从国际小麦玉米改良中心（CIMMYT）引进大量玉米种质资源,通过对这些种质资源进行筛选鉴定,筛选出表现较好的墨白1号（Tuxpeno1）和墨白94（Tuxpeno1 P.B.C15）、墨黄9号（Amarillo Dentado-2）、CML161、CML285、CML268等;经改良利用,选育出一系列适宜广西种植的玉米品种如玉美头102、玉美头168、桂单系列、桂顶系列以及黄粒群体等。今后,需继续加强外来种质的引进、保存和利用,保持引进种质的原有种性,利用其有利性状改良本地品种;加强对外来玉米种质进行遗传类群划分,为自交系的改良、杂交优势的组配以及基础材料的选择提供理论依据,以减少育种上的盲目性;协调对外来种质高产和优质性状的筛选,并利用分子生物技术对这些性状进行改良创新,为选育高产优质玉米品系提供优异材料;通过与国内其他研究单位的合作与交流,加强玉米种质的交换,并进行异地培育或鉴定,扩大玉米种质的遗传变异,从而提高玉米新品种的选育效率。     

CIMMYT玉米种质资源的引进鉴定与利用研究

2008年从CIMMYT引进玉米种质资源132份,其中地方种质50份、杂交种21份、基因改良圃中间材料34份、自交系27份。经过两年种植鉴定,大部分材料的株高及雌雄花协调性基本和引种地一致,这些种质材料具有适应广西玉米两季种植模式、生育期适中、茎秆粗壮及籽粒品质优等特点。其中,黄粒CML285表现特优,适应广西气候,产量高,一般配合力高;白粒CML268也表现很好,产量高,穗部性状遗传力高。利用CML204改良玉米自交系南60-1获得＂改良南60-1＂,其籽粒品质明显提高,且与CML268有较高的特殊配合力。对引进的自交系、特别是白粒自交系直接和广西的骨干系组配,获得了较强的杂交优势组合。对引进的地方种质、杂交种及基因圃中间材料进行人工套袋自交,获得了168份趋于稳定的高代材料,大部分高代材料的产量、长势及雌雄花协调性表现很好;采用广西骨干系进行测配,获得600多个组合。此外,将部分材料和广西自交系杂交,可明显改善广西玉米籽粒品质。因此,引进的玉米种质材料丰富了广西玉米种质资源,拓宽了玉米育种材料的遗传基础,利于加快我区玉米新品种的育种进程。     

改良后部分CIMMYT种质的配合力及杂种优势分析

为更好地改良和利用CIMMYT种质资源,从改良后部分CIMMYT亚热带群体中筛选出10份自交系与测验种测交,进行产量配合力和杂种优势分析.结果表明:在供试的10份自交系中,C-2,C-3,C-8是综合表现比较理想的自交系,从其组配的组合中筛选出高产杂交组合的可能性较大,应当充分加以利用;可根据育种目标有针对性地进行自交系的利用与改良,如C-4和C-5可降低株高,C-2可增加穗粗.C-3×Mo17,C-8×黄早4组合产量较高,抗逆性强,可对其作进一步的鉴定试验.     

温带玉米育种利用热带种质的新方法

在继承前人利用热带种质资源经验的基础上,笔者结合自身的育种实践,提出在温带利用玉米热带种质育种的新方法,即不用热带种质群体而直接用优良温—热带、热带杂交种或杂交组合作基础材料,S1-2代不自交,而是混合授粉,之后连续自交,育成优良温—热带、热带自交系;再按适当的杂优模式,与优良温带、热带自交系杂交,育成优良温—热带杂交种。利用热带种质的新方法与国内外已有的对热带种质群体"逐步驯化"、"逐渐导入"利用的方法迥然不同,它开创性育成温—热带自交系,创新自交系选育方法,创立杂优新模式"瑞德×苏湾",显著提高玉米育种效率。运用新方法,已育成优良温—热带自交系YA3237、热带自交系YA8201和优良温—热带杂交种雅玉10号、雅玉889、雅玉青贮26,在我国10多个省(自治区、直辖市)推广种植,成效显著。     

CIMMYT玉米项目的种质改良研究

ＣＩＭＭＹＴ玉米项目的种质改良研究中国农业科学院作物所张世煌，赵琦国际玉米小麦改良中心（ＣＩＭＭＹＴ）的玉米项目总部设在墨西哥，包括驻在各洲的６个地区分部共有研究人员３６名。玉米项目的宗旨是：通过提高玉米的生产力帮助发展中国家摆脱贫困。中心通过４条途...     

热带玉米种质在美国的改良与利用

为拓宽玉米育种种质基础,美国对热带玉米种质进行了深入研究。结果表明,光周期敏感型热带玉米种质在温带直接利用是行不通的,改变热带玉米种质的这种光周期特性是其在温带得以利用的关键。借鉴这套改良利用方法和手段,有望使我们的玉米育种工作取得更大成效。     

几个CIMMYT热带群体与中国温带玉米自交系杂种优势的关系

采用NCⅡ遗传交配设计,研究了来自CIMMYT的5个热带群体与12个中国温带骨干自交系的杂种优势表现。结果显示,热带群体Pop49（Tuxpeno）、Pop32（ETO）、Popstay-green和PooB4与近年来选自外引种质的P群自交系的平均产量表现较突出,其中群体Pop49与之的平均产量表现最突出;热带群体Suwan-1则与中国温带传统骨干系有着较为突出的平均产量表现。配合力分析表明,P群自交系与群体Suwan-1的sca（特殊配合力）水平较低,中国传统温带骨干系与群体Suwan-1的sea水平均较高。这表明P群自交系与群体Suwan-1则有相近的遗传背景。在温带适应性较好的P群自交系可以作为热带种质Suwan-1快速有效导入温带种质的桥梁;中国传统骨干温带骨干系则与群体Suwan-1的遗传关系较远,Suwan-1热带种质在温带可与传统温带种质构成重要杂种优势模式;群体Popstay-green和Pop49的产量gca（一般配合力）为正值较高,表现出较高的利用潜力。研究结果为更好的利用来自CIMMYT的5个热带群体提供了有用的信息。     

CIMMYT牧草与普通玉米杂交后植物学形态变异研究

[研究目的]为发掘利用CIMMYT牧草生长繁茂和抗逆能力强等优良遗传特性,改良普通玉米材料的抗逆性和创制新型饲草材料.[方法]以CIMMYT牧草和4个普通玉米自交系为遗传交配材料,比较研究了CIMMYT牧草和4个杂交(回交)后代材料的植物学形态特征及其与普通玉米的差异.[结果]CIMMYT牧草能将其生长繁茂、分蘖力强、生物产量高的特性遗传给杂交后代材料,并有较强的世代传递能力;该牧草幼苗、植株及其生长习性、花器官、种子特征等与普通玉米差异明显,其与普通玉米的杂交后代基本保持了它的生长发育特性,但花器官和种子特征更偏向于普通玉米;回交后代除保持了一定的分蘖特性、明显的多穗和返祖现象外,其余特征特性与普通玉米基本没有区别.[结论] CIMMYT牧草生长繁茂和生物产量高的特性能遗传给杂交后代,世代传递能力较强,通过遗传改良途径,能将CIM-MYT牧草的优良特性转育到普通玉米中,培育出饲草玉米育种新材料.     

CIMMYT白粒玉米自交系与广西骨干系杂种优势关系的研究

以4份广西白粒骨干玉米自交系(南60-1、改良南60-1、大013和花83-2)与引自国际玉米小麦改良中心(CIMMYT)的6份白粒玉米自交系为材料,按B.Griffing 4模式设计进行配合力分析,研究来自CIMMYT的白粒玉米自交系与广西骨干系的杂种优势情况.研究结果表明,自交系改良南60-1的产量一般配合力效应最高,达到0.58;来自CIMMYT的CML268的产量一般配合力效应次之,其值为0.42.改良南60-1与CML98的产量特殊配合力效应最高,达到1.26.组配的优势杂交组合大部分符合温带系×热带系的杂种优势模式.     

热带、亚热带自交系与中国温带玉米种质杂交种的研究

在春、夏播 2个环境下鉴定评价了代表中国温带玉米主要杂优群的 5个自交系、3个改良群体与 10个热带亚热带自交系间杂交种的产量、农艺性状和配合力。结果表明 :基因型、一般配合力、特殊配合力、基因型×环境互作的方差达到显著 ;在春、夏播环境下均可选出产量高于对照掖单 13的杂交组合 ,说明温热杂交种具有较高的利用潜力 ;散粉吐丝延迟 ,株高和穗位高增加 ,果穗变细、穗行数减少 ,是利用温热杂交种的突出问题 ;果穗长度、千粒重、行粒数是温热杂交种的优点。代表我国主要杂优群的种质对温热杂交种的选择和热带亚热带种质的改良具有不同的利用价值 :自交系 4 78对于降低温热杂交种的株高、穗位高 ,旅 9对于增加果穗粗、穗行数 ,黄早 4对于散粉、吐丝的提早及雌雄协调 ,Mo17对于增加果穗长、行粒数、出籽率 ,豫 5群体对于提高粒重 ,都具有不同程度的改良效果     

广适稳产型玉米种质改良与杂交种选育

利用先锋种质LD6006和Lancaster种质(Mo17),及热带种质峰绿5系和8759系,2000-1118系,并单1号父本H02-68系,定性改良选育出广适、稳产自交系H07-20和H07-21系。用H07-20×H07-21组配的杂交组合再分别在代表不同生态条件的绛县、曲沃、寿阳、太原进行种植观察,在4个地区比先玉335增产5.1%～7.7%,比郑单958增产7.94%～10.36%。     

热带亚热带玉米种质在温带的研究与利用

简要概述了热带亚热带玉米种质的特点及其在温带利用情况、光周期反应、适应性改良方法及杂种优势模式研究。提出了热带种质在温带利用上存在的问题。     

CIMMYT小麦种质在新疆的产量、品质及抗病性研究

介绍了近年新引进新疆的10个CIMMYr小麦种质在两年两个试验点联合试验的情况.发现CIMMYT近年育成的小麦新品种既高产、又具有优良的品质和强的抗病性,对叶锈病的抗性尤为突出.并指出30年前首批CIMMYT小麦引进新疆的直接利用已经基本终结,现在加强了与CIMMYT的合作,在重视产量的同时,以提高品质和抗病性为重点,开始了新一轮直接和间接利用CIMMYT小麦种质的研究工作.     

CIMMYT小麦种质在山东麦区产量和品质性状评价及利用

本试验对226份CIMMYT小麦种质的产量构成因素、籽粒品质、面筋特性、面团揉混特性和淀粉糊化特性等进行了研究分析。结果表明:226份CIMMYT小麦种质的每穗小穗数平均值为16.4个,与当地主推品种济麦22相当;穗粒数平均为41.9个,比济麦22多2.3个,最高达60.2个;千粒重平均为38.7 g。籽粒硬度较高,90的有22份,最高为97。82.8%的材料其籽粒蛋白含量在12.5%~14.5%之间。大部分材料的沉淀值在37~46 ml之间,最大值为64.5 ml;沉淀值40 ml的材料占66.9%,其中7份材料的沉淀值在60ml以上。湿面筋含量变异幅度较大,在25.7%~57.2%之间;干面筋值的变异幅度较小,大部分材料集中在10~13 g,最大值为18.4 g;面筋指数高,94%的材料占66.2%;筛选出湿面筋含量35%、干面筋值13.0g、面筋指数在94%以上的材料10份。揉混仪参数峰值宽度变异幅度较大,在180~440 B.U.之间,有51份材料的峰值宽度300 B.U.;8 cm峰宽分布集中在70~180 B.U.,最宽达320 B.U.;衰落角分布集中在6°~16°;筛选出峰值宽度300 B.U.以上、8 cm峰宽190 B.U.以上且衰落角10°的材料7份。淀粉RVA糊化特性的峰值粘度分布集中在2 800~3 400 cP之间,最高值达3 887 cP;稀懈值集中在900~1 200 cP;回升值集中在1 200~1 500 cP;筛选出峰值粘度高于3 000 cP、稀懈值高于1 300 cP且回升值1 300 cP的材料42份。筛选出的这些材料可作为山东省小麦育种和品质改良的优异亲本,并且部分材料已被用于小麦育种中。