-“萬裏挑一”選育玉米好品種
作者:張晴丹
發布時間:2021-02-23
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-“萬裏挑一”選育玉米好品種

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趙久然(右二)與(yu) 團隊育種骨幹成員在試驗地觀摩鑒評京科968等雜交種。北京市農(nong) 林科學院玉米研究中心供圖

氣溫回暖,春玉米播種的腳步近了,全國多地農(nong) 民開始忙著新一年的農(nong) 活,春播地區正在提前購買(mai) 玉米種子。玉米品種繁多讓人眼花繚亂(luan) ,一款多抗廣適、高產(chan) 優(you) 質的玉米品種脫穎而出,市場非常火熱。

這便是由北京市農(nong) 林科學院玉米研究中心排除萬(wan) 難選育出的玉米新品種京科968,並實現良種良法配套和大規模產(chan) 業(ye) 化應用,增產(chan) 潛力大,為(wei) 糧食增產(chan) 和農(nong) 民增收提供了重要科技支撐。

國際競爭(zheng) 來勢凶猛

糧食安全與(yu) 種子密不可分,種子是源頭,是基礎。玉米是全球及我國總產(chan) 最高、種業(ye) 市值最大的作物,有著非常重要的意義(yi) 。

“然而,我國玉米雜優(you) 模式單一、種質基礎狹窄、模仿育種突出等問題限製了發展。並且,本世紀以來,國際種業(ye) 巨頭相繼進入我國參與(yu) 玉米市場競爭(zheng) ,勢頭凶猛,占據比例大。我國玉米品種在高產(chan) 優(you) 質方麵與(yu) 國際種業(ye) 巨頭有較大差距。”農(nong) 業(ye) 農(nong) 村部玉米專(zhuan) 家指導組組長、北京市農(nong) 林科學院研究員趙久然在接受《中國科學報》采訪時指出。

不僅(jin) 如此,在生產(chan) 上對綠色增產(chan) 、節本增效以及玉米品種性狀方麵提出了更高的標準和要求。“主要體(ti) 現在抗病蟲節藥、耐幹旱節水、耐瘠薄節肥等。”趙久然說。

針對這些情況,科研人員把目標定在要選育出能與(yu) 國外品種相抗衡同時又能滿足實際生產(chan) 需要的自主創新優(you) 良品種上。

“有兩(liang) 個(ge) 品種引起了我們(men) 的注意,一個(ge) 是國內(nei) 推廣麵積最大的主栽品種鄭單958,具有適應性好、抗逆性強的優(you) 點;一個(ge) 是2003年引入中國的外來品種先玉335,高產(chan) 優(you) 質、籽粒脫水快。”北京市農(nong) 林科學院研究員王元東(dong) 告訴《中國科學報》。

這兩(liang) 個(ge) 品種具有各自的優(you) 點又都有缺點和不足之處,課題組找到了重要突破口——把國內(nei) 外兩(liang) 種優(you) 點眾(zhong) 多的品種相結合,可以實現互補。

“高大嚴(yan) ”選育新方法

一個(ge) 品種的選育過程要經曆很多個(ge) 環節,第一步就是種質的創製,選育優(you) 良自交係。這是培育出經得起大麵積以及各種生態條件生產(chan) 實踐檢驗的品種的基礎。“重在組配,難在選係”。

“於(yu) 是,我們(men) 確立了黃改群種質‘多抗廣適’與(yu) 國外優(you) 新種質‘高產(chan) 優(you) 質’相結合的組配思路,率先鑒選並利用外引新種質X1132x選育出係列優(you) 良自交係,形成新的核心種質群‘X群’。”趙久然說。

在這個(ge) 過程中,課題組采用一種“高大嚴(yan) ”的自交係選育新方法,即“高密度”“大群體(ti) ”“嚴(yan) 選擇”。

趙久然介紹,“高密度”指的是提高早代選係群體(ti) 密度,增強選育自交係抗逆性。改變傳(chuan) 統育種每畝(mu) 3000多株的低密度選係法,將材料種植密度提高到6000多株每畝(mu) ,加大環境脅迫,強化選擇壓力,從(cong) 而選育出抗逆性更強自交係。

“大群體(ti) ”則是增大選係群體(ti) 規模,實現在大群體(ti) 中優(you) 中選優(you) 。以往一些育種人員是從(cong) 幾十棵至幾百棵群體(ti) 中挑選,而本課題組將S1選係群體(ti) 的植株數量上升到萬(wan) 株規模,實現從(cong) “百裏挑一”到“萬(wan) 裏挑一”,增大選中優(you) 良個(ge) 體(ti) 概率。

“嚴(yan) 選擇”是指嚴(yan) 格選擇標準,堅決(jue) 淘汰生產(chan) 中可能導致嚴(yan) 重減產(chan) 隱患的不良性狀。“我們(men) 在各選係世代變換不同生態環境,擴大對生態區和生產(chan) 條件適應性。”趙久然舉(ju) 例,比如第一代在東(dong) 北春玉米主產(chan) 區吉林選係,第二代在黃淮海夏玉米主產(chan) 區河南選係,第三代在春、夏玉米交匯帶的北京選係,第四代在海南熱帶南繁育種基地選係,第五代在我國主要繁製種基地甘肅進行易製種性狀鑒定和測試,經受的考驗越多,適應性和抗逆性越強。

王元東(dong) 介紹,課題組基於(yu) 優(you) 新種質X1132x所構建的基礎群體(ti) ,按照“高大嚴(yan) ”方法,創製選育出京724、京725、京4055等20多個(ge) 母本自交係;基於(yu) 3個(ge) 優(you) 良黃改群自交係所構建的基礎群體(ti) ,創製選育出京92等6個(ge) 父本自交係。為(wei) 高產(chan) 優(you) 質、多抗廣適強優(you) 勢雜交種組配奠定了堅實材料基礎。同時,他們(men) 還探索出一種新的雜優(you) 模式“X群×黃改群”,使雜交種的組配選育成功率大幅度提高。

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京科968早春播耐低溫,出苗整齊生長茁壯。   北京市農(nong) 林科學院玉米研究中心供圖

最終培育的突破性品種京科968,集“高產(chan) 優(you) 質、多抗廣適、易製種”於(yu) 一體(ti) 。國家品種試驗近百個(ge) 點次平均比對照增產(chan) 10%以上,並創出畝(mu) 產(chan) 1362.07公斤機械實收籽粒高產(chan) 紀錄。主要品質指標均達國標一級,對大斑、絲(si) 黑穗及莖腐等5種主要病害均達中抗以上,高抗玉米螟,對紅蜘蛛等害蟲具有廣譜抗性,並對幹旱、鹽堿、瘠薄、寡照等多種逆境有良好耐抗性。

創科企聯合體(ti) ,加快產(chan) 業(ye) 化應用

2011年,京科968通過國家審定。為(wei) 了更好地推向市場,課題組采用科企合作的方式,創建“1+N”科企聯合體(ti) ,“牽手”中種集團、德農(nong) 種業(ye) 、登海種業(ye) 、屯玉種業(ye) 、現代種業(ye) 等7家國內(nei) 骨幹種子企業(ye) ,加快產(chan) 業(ye) 化應用。

“我們(men) 不僅(jin) 僅(jin) 是轉讓品種,還為(wei) 企業(ye) 全程提供技術保障和支持,配套製種技術、栽培技術,並每年對企業(ye) 進行技術指導,向農(nong) 民大規模開展培訓。”趙久然表示,已實現製種大麵積畝(mu) 產(chan) 超過600公斤,種子質量達國標一級,其中發芽率達95%以上,為(wei) 全麵實現精量播種和節本增效等綠色生產(chan) 提供良種和技術支撐。

“目前,京科968成為(wei) 我國當前年推廣麵積超過2000萬(wan) 畝(mu) 、累計推廣超過億(yi) 畝(mu) 的主導大品種,增產(chan) 糧食100多億(yi) 公斤,被農(nong) 業(ye) 農(nong) 村部連續多年遴選為(wei) 主導品種。”趙久然介紹。

在現有基礎上,課題組仍在不斷對該品種進行“優(you) 種提升”,增加其科技含量。比如通過母本京724的雄性不育和“三係”配套,已經實現大規模玉米雄性不育製種的應用,比起以往大部分采用人工去雄的手段,現在快速實現母本雄性不育,製種過程中大大節省成本,也消除了因去雄不及時跑粉自交所導致的質量隱患,提高種子質量。

“接下來,我們(men) 還會(hui) 對這個(ge) 品種進行‘升級’,把生產(chan) 上表現出的小缺點作進一步完善和改良,以促進這個(ge) 品種發揮更大潛力。”王元東(dong) 說。

“品種培育,貴在持續創新,要源源不斷地選育出更多更好更符合生產(chan) 和市場需求的品種。”趙久然說。課題組選育和推廣的玉米品種數量已連續多年居全國前列。僅(jin) 2020年最新通過國家審定的玉米品種就50多個(ge) ,得到眾(zhong) 多合作企業(ye) 和廣大農(nong) 戶的認可和讚譽。



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