玉米c型雄性不育三系配套技术应用研究

玉米c型雄性不育三系配套技术应用研究

玉米是水稻科植物中广泛使用的不良性育种品种之一，尤其是大面积的混合和育种。要实现母种及时、全面、真实，这是不容易的。在玉米种子的混合生产中，由于不良性育种错误造成的损失是罕见的。目前，玉米种子的生产迫切需要解决这个问题。采用非生殖性生育系统制作是提高种子质量的有效途径。采用雄性不育系作为母本配制杂交种,不但能减少制种劳动强度,降低种子生产成本,而且能够有效地防止自交,提高杂交种子的纯度质量,促进玉米大面积增产。国外实践证明,T群、C群和S群玉米雄性不育胞质,曾经大量用于生产,2006年在美国,C群和S群不育胞质的杂交种应用,已超过玉米种植总面积的40%,在前苏联地区,已普及不育胞质玉米杂交种,在我国C群和S群玉米雄性不育胞质的杂交种,2009年应用面积仅占全国玉米播种面积的3%左右。但存在的问题,首先是有的不育系类型中,如T型不育系严重感染小斑病,典型例子是1970年美国由于大面积种植T型胞质的杂交种导致玉米小斑病暴发流行,损失约30亿美元;其次是不育性的遗传较复杂,育性和恢复性不易稳定,如1986年四川省种植20多万亩C型玉米杂交种C73(C77A×自330)单交曾出现恢复性散粉能力较差而造成了较大的损失。并对上述问题,当时由于存在认识上的、技术上的、管理上的种种原因,使我国玉米雄性不育杂种优势的研究和推广应用受到严重挫折,国家“八·五”攻关期间研究课题被取消,拉大了我国与国际的差距。尽管如此,由于玉米雄性不育特性的利用在杂交种制种上的明显优越性,国内外玉米育种家仍坚持探索,旨在让这种特性更好地为人类服务,1986年以来我所在西南山区开展玉米不育特性的研究应用,先后鉴定了T、C、S型不育胞质在本区生态条件下的育性表现,并对很多自交系进行不育系的转育和恢复系的筛选工作。目前已有三个组合实现三系配套使用。因此,利用玉米细胞质雄性不育特性以提高杂交种质量,仍不失为当前一项十分切实而有效的措施。又在玉米细胞质雄性不育类型中,C型细胞质不育特性属较为稳定的类型之一,因此,我们结合杂交玉米育种工作,先后对自交系B107,V811,M206和M丹1511等进行C型雄性不育的转育和利用转育成功的不育系选育三系配套杂交种的研究应用。1u3000来源用外引C型不育系材料(Cb37)为母本与本所正在育种上重点使用的11个自交系杂交,观察它们测交一代的育性表现,对其中不具备恢复性能B107,V8112,M206和M丹1511等优良系继续采用回交方法进行核转换,以转育同型不育系。在回交转育过程中,对纯度不足的自交系单株成对测验法筛选留种。所用的C型不育系,使用前曾经两年三代育性鉴定,其雄性不育特性十分稳定,B107是从夜107的杂株自交选育而成的,M206是从MO17Ht1中分离选育而成的,V8112和M丹1511是从省内引入的自交系。恢复系是从不育系转育后第3代开始测配筛选,每代用20～30个材料,3年5代共测配107份材料,其中,高代系34个,中低代材料73个。选育的重点放在有苗头组合上。对共测材料中某些纯合度较差,但配合力和恢复力较好的系采用“单株花粉两分法”测交选育。育性的鉴定(包括不育系的雄花不育性和杂交种的恢复性鉴定)办法:早代进行穗行观察,中晚代进行大面积多点生产鉴定。针对自330对C型组合恢复性不稳定的问题。在恢复性测定中,特别用自330为对照系与自育的强恢复系保103、Ab46和SC24的恢复能力进行对比试验。为了加速育种进程,1989年以来,我们利用本区低热河谷区冬播加代。2主要结果2.1同型正常系的制备转育成功稳定不育系C107、CM206、CV8112和CM丹1511。所育成的不育性不论植株长势或籽粒生产力均比其同型正常系略有优胜,这与前人研究结果相符,如在1992年和1999年的对比试验中,CB107和CM206,CV8112和CM丹1511的单株子粒产量,比其同行保持系高4.2%～5.92%。这四个系的雄花不育性状,经多年生产鉴定,不育株率在99.6%～99.8%之间。2.2不同保玉7号、保玉5号、sc2c恢复率结果从107份材料中共筛选出14个具有强恢复力的材料,这里所谓“强恢复力”的标准是指在C型不育系的杂交组合的小群体(40～80株)中,全部植株都恢复散粉,而且花粉量与其同型正常系大体相似。其中,以自育自交系保103、Ab46和引进的SC24表现交突出。经多年多点鉴定,保103恢复率99.8%～100%,Ab46恢复率97%～98.5%,SC24恢复率96%～98.5%,而对照自330恢复力只有33%～57%(每株的花粉量特别少),保103、Ab46和SC24恢复力极显著的高于自330。为了对中选恢复系进一步加于验证,把用它们组配的三个C型组合保玉7号、保玉5号、保玉12号安排到不同生态条件下进行育性观察,经多年多点调查证明,它们的恢复力是比较稳定的。C型保玉7号恢复率为96.3%～100%,C型保玉5号为97%～98.5%,C型保玉12号为96%～97.3%。1994年,对前两个组合C型杂交种在保山市试验示范8640亩,普遍恢复良好。1999—2010年,C型保玉7号在保山市应用面积20万亩左右/年,近几年在云南省150万亩～200万亩/年,多点跟踪调查结果,恢复散粉株率在96%以上,同它们的正常细胞质的同型组合相比,表现自交株少,整齐度好,结实率高,稳产高产。C型保玉12号的大面积恢复散粉株率与C型保玉7号基本相同。2.3c型诱导的不同时种选育经多年多种生态的较大面积生产试验,可以确定上述三个三系配套的C型组合,在生产上有较好的使用价值。其中保玉7号、12号已通过云南省审定。这两个组合采用C型三系配套的不育化制种,都是母本先于父本播种,因此花期调节较为方便,在种籽生产上有较好的实用性。经对比试验,用C型不育化制种所得的杂交一代种,其经济性状和产量性状和产量潜力与它们的正常胞质的同型组合相似,没有显著差异。经多年大面积生产鉴定,这两个组合恢复性都较稳定。所以,不必掺常规杂交种即可提供生产应用。3结论3.1推广不成功杂交的种植减轻制种的劳动强度,保证制种田生产安全,避免由于去雄失误造成损失,并能最大限度的提高杂交种籽的纯度质量,保证大田增产,具有较大经济效益,值得大力开发应用。3.2散粉株的产生就不加过问。实践证明,即使很稳定的C型不育系,由于各种原因,在大面积制种和繁殖过程中,仞会产生0.2%～0.4%的散粉株,如不及时除去,使自交株增加,从而降低杂交种质量。特别是在繁殖不育系时,抽穗期间,必须彻底除掉不育系中的散粉株(未散粉前,其雄穗形态与不育株有明显区别,极易辩认),以防不育株率降低。3.3比较粤保103、sc24和ab46的恢复能力结果表明,自330对C型细胞质雄不育的恢复力不高,只是中偏弱型,由此看来,对于用自330来作为C型不育系的恢复材料必须慎重。3.4环境对工夫恢复的影响系”配套技术生产的杂交一代种,不需要掺合常规杂交种,在大面积生产种植,恢复散粉能力保持稳定在96%以上,最关键的问题是在筛选强恢复材料方面下工夫,环境