优异玉米自交系Z21141 的选育及应用

雷晓兵 李小东 梁晓伟 宁龙龙 赵保献

（洛阳市农林科学院，河南洛阳 471023）

玉米是我国种植面积最大、总产最高的作物，种植面积常年稳定在4000 万hm2以上，常年产量在2.5 亿t 左右，无论是作为粮食，还是作为工业原料，都具有不可替代的作用[1]。河南省作为玉米的主要产区，常年种植面积保持在366.67 万hm2以上，常年产量保持在2000 万t 以上，为端牢中国饭碗、稳定经济基本盘提供了有力支撑，为保障国家粮食安全持续贡献河南力量。粮食要增产，品种是关键。玉米新品种的贡献率在所有作物中最大，达到了50%以上。近些年来，随着玉米审定渠道的增多，市场上玉米新品种大量涌现，五花八门，生产中玉米品种抗倒性差、耐密性差、抗病性差、不耐高温、结实性不良等问题也蜂拥而至，再加上黄淮海地区气候多变，高温干旱、阴雨寡照、大风暴雨等灾害性天气频发，适宜生产需求的优良品种较为缺乏，严重制约着玉米产业的可持续发展。

优良杂交种的培育离不开优异种质的创制，遗传基础相对狭窄一直是制约我国玉米育种的瓶颈，每次玉米品种的更新换代无不与特殊新种质的应用有关[2-5]。因此，引进、改良和创制新种质是玉米育种的核心问题，培育与推广优质、高产、多抗、广适新品种是保证我国玉米产量持续提高的关键。21 世纪初，美国先锋公司的玉米品种进入我国市场，对我国玉米育种和生产产生了巨大的冲击，同时，也为利用外来新种质资源创造了条件[6-9]。2006 年利用引进的美国先锋公司玉米品种先玉1264，采用传统育种方法，经过南繁北育，通过8 个世代的连续自交选优，终于创制出玉米新种质资源Z21141。Z21141 穗位较低、叶片窄、茎秆坚韧、抗倒伏、耐密、籽粒脱水快，综合抗病能力强，一般配合力高，利用该自交系选育出的玉米新品种洛玉612、洛玉206 先后通过了河南省审定，两品种均具有耐密、结实性好、抗病性好、抗倒性强的特点，适合黄淮海夏播种植，在生产中受到广大群众的认可。

1 选育过程

2006 年春季洛阳市农林科学院玉米研究所育种团队在洛阳育种试验田开始利用美国杂交种先玉1264 进行新自交系的选育，种植密度为90000 株/hm2，2 行区，每行20 株，通过自交在当年秋季获得先玉1264 的优株自交S1种子；2006 年冬季在海南省三亚市崖城镇种植S1，种植密度105000 株/hm2，选择优异单株套袋自交得到S2；2007 年春在洛阳育种基地种植S2，种植密度105000 株/hm2，根据育种目标选择综合性状优良的单株自交得到S3；2007 年冬在海南进行自交加代，获得S4种子的同时利用昌7-2、ZK02-1、郑58 等骨干自交系进行配合力测定；经过2008-2009 年每年2 代的连续自交选优，于2010 年获得一批先玉1264 的后代稳定自交系，其中先玉1264-24621141 具有抗病抗逆性强、自身产量高、配合力高等特点，将其定名为Z21141，作为骨干系进行组合组配。

2 主要特征特性

2.1 植物学特征Z21141 幼苗出土力强，芽鞘绿色，成株后叶色浅绿色，气生根发达、绿色，叶片较窄、上冲，株型紧凑，株高160～185cm，穗位高50～60cm，单株叶片数17～18 片，花药黄色，花丝绿色，雄穗分枝数1～2 个，分枝较长，花粉量中等，散粉期4～6d，雌穗吐丝早，雌雄穗花期协调一致；果穗柱形，结实性好，穗行数14～16 行，出籽率 88.2%，籽粒黄色、中间型，穗轴白色，质地结实；果穗苞叶长而薄，包裹严实，果穗与茎秆夹角小，穗柄短，河南省夏播生育期105d 左右。

2.2 抗性强2011-2012 年在洛阳玉米育种试验田，对Z21141 等12 个新选育自交系进行抗病性鉴定，每个材料种植5 行，每行20 株，4 次重复，其中2个重复自然条件下正常管理，另外2 个重复在关键时期人工接种病菌并增加灌溉次数，保证土壤湿度，后期调查病害发生情况。通过在自然条件下病害调查及人工辅助接菌下病害调查，2 年间Z21141 茎腐病3～5 级，穗腐病1～3 级，小斑病3～5 级，弯孢叶斑病3～5 级，瘤黑粉病3～5 级，南方锈病5～9 级（表1），这说明自交系Z21141 对茎腐病、穗腐病、小斑病、弯孢叶斑病抗性较好，对南方锈病抗性较差，综合抗性较好。

表1 2011-2012 年自交系Z21141 抗病性鉴定结果

2.3 配合力高自交系配合力的高低是衡量自交系的首要指标。在自交系Z21141 的选育过程中，从S3开始利用郑58、昌7-2、ZK02-1 等国内核心种质对其进行配合力测定，试验结果表明，利用Z21141 作亲本组配的杂交组合多表现出株型紧凑、穗位较低、根系发达、抗倒性强、综合抗病性好、产量潜力高等优点，这间接说明了Z21141 具有较高的一般配合力。

3 自交系Z21141 的应用

3.1 洛玉612 的培育以自交系Z21141 为母本、L119A 为父本杂交后选育出洛玉612，2019 年通过河南省审定，审定编号：豫审玉20190046。洛玉612 夏播生育期100～107d。株型半紧凑，株高中等，穗位高较低；果穗粗大，结实性好，千粒重、出籽率高。经河南农业大学植物保护学院2 年综合接种鉴定，洛玉612 表现为抗南方锈病、小斑病、穗腐病，中抗弯孢菌叶斑病、茎腐病。经农业农村部农产品质量监督检验测试中心（郑州）检测，洛玉612 粗淀粉含量74.56%～75.76%，容重741～758g/L，粗蛋白质含量8.59%～9.63%，粗脂肪含量4.1%～4.2%，赖氨酸含量0.31%～0.33%。2017 年参加河南省科企共赢联合体区域试验（4500 株/667m2），13 点汇总，13 点增产，增产点率100%，每667m2平均产量705.8kg，比对照郑单958 增产8.2%，差异极显著；2018 年参加续试，12 点汇总，11 点增产，增产点率91.7%，平均产量653.0kg，比对照郑单958 增产9.2%，差异极显著。2018 年河南省科企共赢联合体生产试验，12 点汇总，10 点增产，增产点率83.3%，每667m2平均产量631.8kg，比对照郑单958 增产7.0%。

3.2 洛玉206 的培育以自交系Z21141 为母本、Z206F 为父本杂交后选育出洛玉206，2023 年通过河南省审定，审定编号：豫审玉20230006。洛玉206株型紧凑，平均株高293.5cm，穗位高88.0cm，抗倒能力强；果穗筒形，较粗大，穗行数多，出籽率高；经河南农业大学植物保护学院2 年综合接种鉴定，洛玉206 高抗镰孢茎腐病，中抗小斑病、镰孢穗腐病、弯孢霉叶斑病，感瘤黑粉病，抗南方锈病。据农业农村部农产品质量监督检验测试中心（郑州）检测，洛玉206 粗蛋白质含量11.0%，粗脂肪含量4.3%，粗淀粉含量74.78%，赖氨酸含量0.32%，容重773g/L。2021 年洛玉206 参加河南省玉米区域试验（4500株/667m2），8 点汇 总，增产点 率100%，每667m2平均产量610.6kg，比对照郑单958 增产14.9%；2022 年续试，10 点汇总，增产点率90%，平均产量662.8kg，比对照郑单958 增产8.5%。2022 年参加生产试验，12 点汇总，增产点率100%，每667m2平均产量683.5kg，比对照郑单958 增产7.9%。特别是在2022-2023 年黄淮海地区南方锈病大暴发的情况下，洛玉206 以高抗南方锈病的独特优势得到了广大育种同行和群众的认可。

4 种质创新的思考

以先玉335 为代表的国外杂交种在国内得以大面积推广应用，一方面是因为这些品种遗传基础丰富，适应性强，具有较高的产量潜力，另一方面是因为这些品种茎秆坚韧，抗倒伏，籽粒脱水快，适宜机械化作业，解放了劳动力，引领了未来玉米产业发展的方向。相反，以郑单958 为代表的国内拳头品种除了抗病性有待进一步改良提升外，不适宜直接进行籽粒收获是限制其推广应用的重要原因。当然，国外杂交种也不是十全十美、毫无缺陷的，比如其抗倒性、耐热性、结实性等还有提升空间；以郑单958 为代表的国内品种则表现出结实性好、耐高温热害等优点，因此，创制新种质成了育种家们的首要任务。大多数育种家通过将国外种质与国内本土种质杂交后选育新自交系，也有专家则直接利用国外杂交种选育自交系，两者都取得了较大成果。不论哪种途径，其根本都是将国内外种质进行融合，创制出新的种质材料，然后探索新的杂种优势模式，组配强优势组合，这也将是今后需要继续深入研究的课题。