玉米自交系01A3和姊妹系A01、新6的选育及其衍生系在玉米杂交种选育中的利用

刘经纬，周联东，魏 锋，王玲燕，王 蕊，张瑞平

（河南省新乡市农业科学院，河南 新乡 453000）

1 01A3的选育过程

2001年，新乡市农业科学院承担两组河南省玉米生产试验（A、B两组），试验安排在新乡市农业科学院辉县试验站1号试验地西北角，在调查参试组合散粉期、吐丝期的时候，发现A组试验（4 000株组）参试组合代号3中有1个长势较弱单株，并立即套袋，3 d后取粉自交，收获时命名为01年示范A3（曾用名01SFA3、01sfA3），经连续自交6代，2004年选育而成优良玉米二环系，命名为01A3［1］。同年冬天，在海南三亚育成其姊妹系A01和新6。01A3和A01、新6均属于塘四平头杂种优势类群。2016年，01A3获植物新品种权保护证书，品种权号CNA20120305.4。该自交系在中国玉米育种中已经利用17年，成为应用较为广泛的玉米自交系。

2 01A3的生物学特性

01A3自交系种子出苗能力中等，幼苗发育较慢，喇叭口期以后，植株生长发育较快，叶色深绿，叶鞘红色，叶片上冲，株型紧凑，有利于光能利用。株高150～160 cm，穗位高65～70 cm。雄穗分枝2～4个，花丝红色，花药黄色，护颖绿色，雌雄协调，散粉期长，一般5～7 d（海南4～5 d）。花粉粒细小、饱满，粉量较大。果穗筒型，穗长14～16 cm。穗粗4.2～4.6 cm，穗行数14～16行，子粒硬粒型、橘黄色，千粒重280 g左右。01A3高抗大斑病、小斑病、丝黑穗病、青枯病和纹枯病，易感蚜虫。在河南种植，从出苗到成熟共需108 d左右。

3 新01A3的改良和创新

利用01A3和姊妹系A01、新6及其衍生系和京7、丹598、京7黄、Lx9801、S121、浚926、PH4CV、K12、昌7-2、京24、H863、LHC645、H865、AHCX、新77、PHB1M等国内外优异种质资源，通过阶梯式复合杂交育种、回交育种、循环育种等育种手段，对新01A3及其姊妹系A01、新6进行了改良和创新，使有利基因不断累加，从而选育出了一系列优良衍生系，如新4095、PHA458、PH401、AC177、LH222、新913、H1858、AHCX、H581、HCL667等（表1）。

表1 01A3和姊妹系A01、新6及其衍生系的系谱

4 01A3和姊妹系A01、新6及其衍生系在生产中的应用

以高产优质为目标，以丰富核心种质资源为基础，以优化主体育种模式为关键，以抗逆稳产为突破口［2］，采用逆境鉴定、定向选系、南繁北育、测配结合的育种策略，在选育01A3和姊妹系A01、新6及其衍生系的同时，利用优良种质资源进行测配，选育出多个玉米新品种，在生产上大面积推广应用（表2）。

豫单606是由河南农业大学利用自选系豫A9241作母本、01A3作父本选育的玉米单交种［3］，2014年通过河南省玉米品种审定（豫审玉2014009），在两年黄淮海夏玉米品种区试中，平均产量10 189.5 kg/hm2，比对照增产4.5%。生产试验中，平均产量10 185.0 kg/hm2，比对照郑单958增产6.2%。居试验第一位，2015年通过国家农作物品种审定委员会审定，审定编号为国审玉2015018。

新单58是由河南省新乡市农业科学院和吉林省鸿翔农业集团鸿翔种业有限公司利用新美09作母本、01A3的衍生系新4095作父本共同选育的耐高密、宜机收子粒的玉米新品种［4］。该品种株高265 cm，穗位高96 cm，抗倒性达标，子粒破碎率为5.6%。2017—2018年参加国家玉米良种联合攻关黄淮海夏玉米机收组区域试验，两年平均产量8 472.0 kg/hm2，比对照郑单958增产5.4%。2018年生产试验，平均产量8 386.5 kg/hm2，比对照郑单958增产10.6%。2019年通过国家农作物品种审定委员会审定，审定编号为国审玉20190238。2018年10月，吉林省鸿翔农业集团鸿翔种业有限公司以480万元的价格独家买断郑单58的品种经营权。

2019年12月9日，中国工程院院士戴景瑞在全国现代种业发展暨南繁硅谷建设工作会议上，围绕玉米种业做报告指出，新单58等31个机收子粒类型品种取得了各项突破性进展，引领了玉米育种发展方向［5］。

表2 利用01A3和姊妹系A01、新6及其衍生系选育的玉米杂交种

5 01A3和姊妹系A01、新6及其衍生系所选育品种的杂优模式分析

01A3和姊妹系A01、新6及其衍生系作为塘四平头种质类型［6］，与美杂选群和Reid类群种质有较高的配合力，比较典型的杂优模式主要有美群×塘四平头类，选育的品种有新单58、新单65、新单68、新科891等；Reid类×塘四平头类，选育的品种有新单33、新单36、新科1903等。01A3以其株型紧凑、结实性好，配合力高、抗大、小斑病等优点，已被中国农业大学，河南农业大学，新疆、甘肃、河北、辽宁、内蒙古、吉林等多家高校、科研院所和种子企业利用，这些单位与河南省新乡市农业科学院签订使用协议，育成了一批通过审定、大面积应用的玉米新品种；还有一些正在参加各级试验、表现突出的玉米新组合；在一年两熟，雨热同期、自然灾害频发黄淮海夏玉米区，利用01A3和姊妹系及其衍生系组配的玉米组合表现优异，充分说明01A3是一个应用广泛、明晰有效和不可多得的优秀玉米种质（表3）。

表3 01A3和姊妹系A01、新6及其衍生系选育杂交种的来源及杂优模式

6 01A3存在的缺陷及对其改良再利用的建议和思考

在01A3的选育过程中，选育出了一批优良的姊妹系和衍生系，并组配了一些优良的玉米杂交种，但是01A3也存在一些缺点，比如多年的连续自交，导致了01A3和姊妹系种质严重退化，雄穗分枝偏少，并且被叶片包裹隐藏，抽雄不畅，散粉不畅，与P78599类种质组配组合易受蚜虫危害导致空棵等。同时改良所用的种质亲缘比较集中，选系组材多为二环系［7］，雌穗苞叶层多、偏紧、后期脱水速度慢，导致晚熟和高温、高湿环境下容易出现粒腐、不适合机械化收获等问题。

对01A3的利用改良，首先是在保留其紧凑株型、高配合力、结实性好等优良性状基础上［8］，通过引进、驯化和筛选国内外优异的塘四平头类种质，与01A3组成单交种、双交种、综合种等群体，在高温、高湿、高密度等逆境条件下，利用分子辅助育种技术、单倍体育种技术、轮回选择育种技术、回交转育［9］等技术选育苞叶薄、苞叶松、层数少、行数多、耐密性好、抗倒能力强、后期子粒脱水快、适宜于机械化收获的玉米自交系［10］。其次，针对01A3种质退化的问题，可以采取选择农艺性状优良的单株，利用穗行法进行扩繁［11］，也可以采用A01、新6等姊妹系交提高群体的结实性和抗性。第三，由于01A3是由单交种选育的二环系，应该弄清楚01A3种质的来源和各种质类型所占成分比例，以便进一步挖掘该自交系的应用潜力，使其继续为中国玉米育种和生产创造新的更大的贡献。