以下文章來源于南北學(xué)苑 ,作者樊榮峰
今天與大家回顧一下引種在中國玉米育種中的重要作用,不妥之處肯請批評指正。
一)引種貫穿于中國玉米育種的歷程
玉米的起源地不在中國,中國近代育種實踐表明,引進外來優(yōu)良種質(zhì)一直是我國玉米育種和拓寬種質(zhì)資源的主旋律,引種成就了中國種業(yè)的發(fā)展壯大,我們一起梗概地回顧過去的育種歷史,致敬他們的豐功偉績,踔厲奮發(fā),篤行不怠,鑄力前行。
二)我國玉米引種的歷史及類型的形成
1927 年公主嶺農(nóng)業(yè)試驗場從美國引入“美稔黃“和“白鶴“;1930 年山西太谷銘賢學(xué)校從美國引入“金皇后;1931 年引入“意大利白”;后經(jīng)選擇形成現(xiàn)在的“白馬牙”品種;1943 年由歐洲引入“英粒子”。
50 年代初期“金皇后”和“白馬牙”品種曾在北方推廣一定面積。這些引進的馬齒型品種經(jīng)在各地條件下長期栽培與選擇,分化為適應(yīng)于當(dāng)?shù)貤l件的品種,其與當(dāng)?shù)赜擦P推贩N通過漸滲雜交產(chǎn)生新的粒型為中間品種。
在 1760 年以前由云南、廣西一帶的硬粒型地方品種經(jīng)突變和選擇形成糯質(zhì)的品種,云南、廣西一帶是糯質(zhì)玉米的起源中心。
曹鎮(zhèn)北和徐文偉(1978年)將我國玉米品種劃分為 5 個”種族“(即 race)”和 4 個可能是獨立種族的類群。5 個”種族“是:1)北方馬齒種族;2)硬粒和馬齒品種間雜交的衍生種族;3)北方八行硬粒種族;4)寬扁穗玉米種族;5)南方糯質(zhì)玉米種族。4 個待確定的類群是:中晚熟硬粒類型、早熟橙色硬粒類群、中早熟白硬粒類群、墩子黃硬粒類群。另外還有些品種未包括在上述種群和類群中,我國玉米類型的研究工作有待深入開展.
三)建國后我國玉米引種及育種實踐
20 世紀 50-60 年代丹東農(nóng)科院景奉文主持整理優(yōu)良農(nóng)家品種“英粒子”、“白鶴”選育出品種間雜交種鳳雜 1 號、鳳雜 4 號、鳳雜 5 號和鳳雙號雙交種、丹玉 6 號(弧28×330)等單交種共計 10 余個,丹玉 6 號在全國 24 個省、市、自治區(qū)種植,最高年份種植面積達 2200 萬畝,是當(dāng)時推廣面積最大、使用年限最長的品種。
1)玉米自交系自 330,1962-1967 年間丹東農(nóng)科院由景奉文、高興德、李艷天、羅登禮、周寶林等人組成的科研團隊用外引的自交系 oh43 × 可利 67,經(jīng) 6 代自交和兩次測交選育而成。
2)景奉文團隊選育的優(yōu)良玉米自交系自 330 是 20 世紀 70 年代廣泛應(yīng)用的骨干系。丹東市農(nóng)科所從 1968 年開始利用自 330,到 1972 年選育成一批丹玉系列雜交種。全國有 41 個玉米雜交種直接利用自 330 作為親本,累計推廣面積 8.4 億畝,例如,吉單159 (吉846×自330)。
3)1974 年中國從美國引入 Mo17,國內(nèi)多家單位用其組配育成雜交種,例如,中國農(nóng)科院育成中單 2 號(Mo17×330)、中單 14(Mo17 × 中黃 64)。四平農(nóng)科院育成四單 14(446×Mo17)、四單 19(444×Mo17)。吉林農(nóng)科院育成吉單 141(蘇80-1×Mo17)、吉單156(吉84-2×Mo17)、吉165(吉856×Mo17)、吉單180(吉853×Mo17)。
4)1974 年李登海去萊陽農(nóng)學(xué)院(現(xiàn)青島農(nóng)業(yè)大學(xué))深造,老師劉恩訓(xùn)副教授送他 20粒來自美國的分離自交系基本材料“XL80”,幾年潛心努力,他從中分離選育出“掖107”自交系。用其組配選育雜交種,育成掖單 2 號(掖107×黃早四)。
用其衍生系 DH351 組配選育出登海 605(DH351×DH382,母本 DH351 是以DH158×掖 107 為基礎(chǔ)材料選株自交選育,父本 DH382 是以外國雜交種 X1132 為基礎(chǔ)材料連續(xù)多代自交選育而成)、登海 661(DH351×DH372,父本 DH372 是自交系5003 雜株選系)。
5)1978 年沈陽市農(nóng)科院引入美國雜交種“3147”,用其選育成多基因矮生系 5003,利用 5003 和 5003 衍生系育成的雜交種廣泛應(yīng)用于我國春玉米及夏玉米地區(qū)。截至到1996 年,直接用 5003 組配的雜交種在生產(chǎn)上累計推廣面積 1.38 億畝,例如,沈單 7(5003×E28)、農(nóng)大 60(5003×綜31)、川單 9 號(48-2×5003),掖單 11(5003×52106)等等。
截至到 1996 年,利用 5003 衍生系組配的雜交種累計推廣 1.8 億畝。全國種子站統(tǒng)計,1994、1995兩年含 5003 血緣的雜交種分別占全國主要推廣雜交種面積的21.2%, 26.9%。至今,含 5003 血緣的自交系,比如 478、鄭 58,仍然在科研和生產(chǎn)上使用并發(fā)揮作用。
6)1985 年山東登海種業(yè)股份有限公司引入 5003,用 8112×5003 選育而成了玉米自交系 478 自交系(山東省萊州市農(nóng)科所呂華甫等同志從美國自交系中選育出 8112 自交系,山東萊州市農(nóng)科所用 8112 × 黃早四選育出掖單 4 號)。
7)478 自交系株型清秀,葉片上沖,抗病性好,具有多基因控制的矮稈性,植株矮,穗位低,且受環(huán)境影響小,能夠穩(wěn)定遺傳,自身產(chǎn)量高,受到玉米育種工作者的廣泛關(guān)注,據(jù)不完全統(tǒng)計, 478 為親本育成的雜交種有 41 個通過省級和國家審定,累計推廣面積已達 5.9355 億畝。例如,掖單12號(478×515)、掖單13號(478×丹340)。育種者用其與其它系組配選育二環(huán)系,其二環(huán)系組配的雜交種有 19 個通過省級和國家級審定,累計面積達1.194 億畝。
8)1988 年河南滎陽廿鋪種子站張發(fā)林在 478 親本繁殖中,發(fā)現(xiàn)變異株并經(jīng) 7 代自交分離,于 1995 年 9 月選育出自交系鄭 58,河南農(nóng)科院作物所堵純信研究員用鄭 58×昌 7-2 選育出鄭單 958 雜交種,2003 年種植 0.2135 億畝、2004 年 0.43 億畝、2005 年 0.54 億畝、2006 年 0.5895 億畝,2007 年、2008 年超 0.6億畝,截至到2009 年全國累計推廣面積 5 億畝。用鄭 58 育成眾多品種,例如如中國農(nóng)科院育成中單 909(鄭58×HD568)。
9)1979 年鐵嶺農(nóng)科院用美國雜交種“3382”選育出二環(huán)系鐵 7922。利用其組配的雜交種通過國家和省級審定的有 30 余個,例如鐵單 8 號(鐵7922×旅9寬)、雅玉 2 號(7922×YA3792)。直接或間接利用其選育的自交系 30 余個,例如 C8605-2、丹9026、遼 2345、G39、DH4866、LD175、A801 等,組配的雜交種通過國家和省級審定有 50 余個,例如鐵單 10、鐵單 12、鐵單 19、東單 60、丹 2109、丹 2100、登海 1 號。
10)鐵嶺市農(nóng)業(yè)科學(xué)院用鐵 7922 × 沈 5003 為基礎(chǔ)材料育成了自交系鐵 C8605-2,截至到 2005 年底,以 C8605-2 組配的組合有 14 個通過國家及省審定。
11)利用鐵 C8605-2 做中間材料育出的衍生系有 16 個。鐵 C8605-2 自育成以來得到了廣泛應(yīng)用,直接或間接參與選系組配了眾多品種, 經(jīng)歷近 40 年仍為許多育種者使用。例如吉林省通遼市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院,吉林吉農(nóng)高新技術(shù)發(fā)展股份有限公司育成吉通 100(C8605-2 × 吉 853)。
C8605-2 的成功選育是近年來我國自交系選育的一個重要突破,C8605-2 含有純正的北美種質(zhì)血緣,綜合了雙親優(yōu)良性狀,繼承了鐵 7922 株型緊湊、稈強和沈 5003 矮稈、大粒的特點,表現(xiàn)株高穗位適中,株型緊湊,抗倒性強,抗病,抗逆性突出,雌雄協(xié)調(diào),結(jié)實良好,制種產(chǎn)量高,,一般配合力高。以 C8605-2 為親本培育的玉米雜交種,產(chǎn)量高,穩(wěn)產(chǎn)性好,適應(yīng)性廣,抗倒性,抗病性強,推廣面積大,品種生命周期長。C8605-2 是國內(nèi)選育玉米雜交種和自交系的骨干自交系,已成為國內(nèi)十分寶貴的優(yōu)異種質(zhì)資源。
四)20 世紀 80 年代中期至 90 年代中期
1)中國育種者利用美國先鋒種子公司雜交種 6JK111、78599 及其同類雜交種選育自交系。1986 年沈陽市農(nóng)科院利用美國雜交種 6JK111 選系,經(jīng)多代自交選育出二環(huán)系沈137,用其育成沈單 10(Q1261×沈137)、沈單 13 (沈137×沈2805)、沈單 14(沈試30,沈137×丹341)、沈單16(K12×沈137)、沈單17 (沈151×沈137)、沈單18(沈152×沈137)等多個優(yōu)良雜交種,累計推廣面積 5100 萬畝。
2)山東登海種業(yè)有限公司用沈 137 育成登海 3686(沈137xDH41)雜交種。山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院玉米研究所利用美國玉米雜交種 78599,經(jīng)多代自交選育出二環(huán)系齊 319,用其育成魯單 981(齊319×LX9801)雜交種。威海市農(nóng)科所用其育成威玉 17(齊319×H564)雜交種。
3)中國農(nóng)業(yè)大學(xué)利用美國玉米雜交種 78599 選育出 P138、178 自交系,用其育成農(nóng)大 3138 = 綜31×P138、農(nóng)大 063 8= 52106× P138、農(nóng)大 2238 =7922×P138、農(nóng)大 1738 = Mo17 × P138 、農(nóng)大 108(178 × 黃C) 雜交種。
4)河南農(nóng)科院糧做所育成鄭單 19(P138×鄭35)雜交種。河南農(nóng)業(yè)大學(xué)利用美國玉米雜交種 78599 選育出 87-1 自交系,用其育成豫玉 2 2號(豫單 8703,綜3X87-1)雜交種。河南省浚縣農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所用國外材料 6JK 選系導(dǎo)入 8085 泰(含熱帶種質(zhì))選育出自交系 9058,用父本浚 92-8(昌7-2×5237),育成雜交種浚單 20(9058×浚92-8)。
5)1999 年蠡縣玉米研究所育成蠡玉 16 號(953×91158),953 是蠡縣玉米研究所以農(nóng)系 531×P35(美國先鋒雜交種 78698 選系)雜交后經(jīng) 6 代自交選育而成。91158是蠡縣玉米研究所以農(nóng)大 108 為基礎(chǔ)材料,連續(xù)自交 7 代選育而成的二環(huán)系。
6)吉林省農(nóng)業(yè)科學(xué)院玉米研究所育成吉單 196(吉 D185 × 599-20-1),599-20-1 引自中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院,是以美國雜交種 78599 早代材料自交 5 代選育而成。
7)美國 78599 雜交種含熱帶和亞熱帶種質(zhì),遺傳基礎(chǔ)十分豐富,選育出的優(yōu)良自交系普遍具有配合力高,抗病,抗旱耐濕,抗倒,保綠度高,品種優(yōu)良等諸多優(yōu)點,已成為國內(nèi)應(yīng)用最廣泛的血緣和相對獨立的遺傳類群,稱其為 P 群種質(zhì)。其衍生系也傳承了其優(yōu)點,比如沈陽農(nóng)科院選育的沈 3336(7922 X 沈137),用其育成沈玉 21(沈3336 X 沈3265)、沈玉 31(沈3336 X 沈3115)、沈玉33(沈 3336 X 沈 3117)。
8)丹東農(nóng)科院選育出丹 598 自交系(采用 OH43Ht,丹 340,丹黃 02,丹黃 11,78599,經(jīng)過 11 個年頭,幾個世代,采用多系雜交、回交、定向選擇等相結(jié)合的手段,于 1995 年育成)。用其育成丹玉 26 號(丹 2100)(丹 9046 × 丹 598)、丹玉 39 號(丹科 2109、富友 1 號)(C8605-2 × 丹598)。鐵嶺農(nóng)科院用其育成鐵研27(C8605-2×丹598)。
9)這波對先鋒雜交種的選系除了優(yōu)良的產(chǎn)量基因得到利用外,還成功地引進了國外的優(yōu)良熱代種質(zhì)資源,以及這些熱帶資源中擁有優(yōu)良的葉部病害抗性基因,育成的品種抗葉部病害,保綠度高。
五)20 世紀末期至 21 世紀初
20 世紀末至 21 世紀初,國外公司在中國開展玉米育種研究,又一次為中國引進國外最新研究成果創(chuàng)造了條件,并促成中國現(xiàn)代玉米種質(zhì)資源引進利用浪潮。據(jù)不完全統(tǒng)計,國外企業(yè) 2000-2010 年通過國家和省級共審定了 113 個玉米品種(其中先鋒 31個、正大 38 個、孟山都 9 個、利馬格蘭 10 個、先正達 16 個、KWS 公司 7 個、農(nóng)友2 個)。占全國(國家和省級)玉米審定數(shù)量(4659)的 2.4%。主要是先玉 335、先玉 696、迪卡 007、正大 619、正大 12、迪卡 656 應(yīng)用面積較大。
1)先玉 335(PH6WC×PH4CV),美國先鋒種子公司 2000 年以自選系 PH6WC 為母本,PH4CV 為父本組配而成。PH6WC 是從 PH01N × PH09B 雜交組合選育而成,來源于 Reid 種群;PH4CV 是從 PH7V0 × PHBE2 雜交組合選育而成,來源于Lancaster 種群。原代號 X1132X,于 2004 年在夏播區(qū)通過國審,2006 年在春播區(qū)通過國審。
2)我國育種工作者利用先玉 335 進行選系,利用 PH6WC、PH4CV 組配新組合育成新品種,用 PH6WC、PH4CV 開展選系育成衍生系,大批含先玉 335 血源的新品種通過審定。
例如:北京華農(nóng)偉業(yè)種子科技有限公司育成華農(nóng) 887(B8-2-1 × 京66),以自選系 B8-2-1 為母本,京 66 為父本雜交選育而成。B8-2-1 是以(PH6WC × 鄭58)為基礎(chǔ)材料,經(jīng) 5 代自交選育而成;京 66 是以(PH4CV x 昌7-2)F1 為母本,PH4CV 為父本回交 1 代后,連續(xù)自交 5 代選育而成。北京金色豐度種業(yè)科技有限公司育成農(nóng)華 187(PH6WC × ZS472 )。
3)北京金色農(nóng)華種業(yè)科技股份有限公司育成農(nóng)華 213(NH07M × NH004),以NH07M 為母本、NH004 為父本選育而成。母本 NH07M 是用美國雜交種 X1132X(先玉 335)開放果穗籽粒種植后,采用系譜法,選優(yōu)良單株連續(xù)自交 6 代育成。父本是以早期南斯拉夫雜交種吉引 704 為基礎(chǔ)材料選育而成。
5)吉林吉農(nóng)高新技術(shù)發(fā)展股份有限公司、吉林省農(nóng)業(yè)科學(xué)院玉米研究所育成吉單53 (四-287 X 吉 A5302),吉 A5302 是以四-144 × PH4CV 為基礎(chǔ)材料選育而成。
從以上可以看出,中國玉米育種的歷史是一部伴隨著引進外來種質(zhì)資源并進行選育改良應(yīng)用的歷史。我國玉米育種工作者通過長期不懈努力奮斗,取得了輝煌成績,很多優(yōu)良自交系和雜交種獲得獎勵,為我國玉米育種事業(yè)和種業(yè)的發(fā)展,糧食增產(chǎn),農(nóng)民增收,做出了貢獻,建立了豐功偉績,是值得稱道和傳承的。
育種的基本要素是種質(zhì)資源、是基礎(chǔ)材料,通過獲取有利基因、基因重組、育成優(yōu)良自交系、組配雜交組合、篩選出優(yōu)良品種。雖然過去(近百年來)中國育種者已對本土種子資源(最初也是外來種質(zhì))的改良利用達到了相當(dāng)高的程度及水準,成效斐然,但客觀講國外尤其是美歐在科技水平、創(chuàng)新能力(諸如基因編輯、基因重組、轉(zhuǎn)基因技術(shù)等等)、研究成效等方面依然優(yōu)勢明顯,有很多可以學(xué)習(xí)借鑒利用之處。
今后我國育種者除了對現(xiàn)有的種質(zhì)資源持續(xù)改良提升外,在符合規(guī)則的前提下,仍需不斷及時引進國外新的優(yōu)良種質(zhì)資源并加以選育改良利用,使中國玉米育種材料起點始終處于世界前沿,為中國玉米育種事業(yè)可持續(xù)發(fā)展注入新鮮血液,提供新動能。