天泰中国玉米育种的核心种质和杂种优势利用模式的改良与创新

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1、1、玉米育种的核心种质概念和意义种质资源是在漫长的历史过程中，由自然演化和人工创造而形成的一种重要的自然资源，它蕴藏着各种性状的遗传基因。作物育种成效的大小，决定于育种者掌握种质资源的多少。丰富多样的种质资源在作物产量、品质和抗逆性等的改良上，常起着关键性的作用。玉米起源于中南美洲，然后逐步向高纬度扩散，通过驯化、杂交、人工选择形成了适应温带环境的早熟、耐旱、对光周期反应迟钝的各种生态类型。其中ReidYellowDent和Lancaster是19世纪末和20世纪初美国玉米生产上应用面积较大的2个地方品种，ReidYellowDent是早熟黄硬玉米与Gordo

2、nHopkins的南方玉米品种的杂交产物；Lancaster是由晚熟大穗与黄硬玉米杂交混合选育而成，其中至少6个未知的早熟品种添加到这个混合群体中去（Wallace和Brown，1988；Troyer，1999）。这两个品种作为优良的种质资源在20世纪温带玉米生产中起到了非常重要的作用。玉米传入我国虽然不足500年的历史，但经过在我国特殊复杂的生态环境条件下的栽培驯化和人工选择，形成了多种多样的生态适应性的地方品种。据中国农科院品种资源研究所统计（1996），我国现有种质资源样本15961份，其中，国内地方品种11743份，群体57份，自交系2112份，国外引

3、进品种资源1989份。从我国玉米育种和生产的历史来看，当品种成为主栽品种大面积生产应用后，育成该品种的自交系及其选系种质材料则为育种家高度重视，上升为核心种质。核心种质突出特点是配合力和综合抗性特别突出，遗传基础丰富，能够直接组配出有强优势的杂交组合或者为广大育种者作为选系基础材料与其它种质杂交，选育不同生态类型的衍生自交系。随着中国玉米育种的商业化的加快和国际间竞争的加剧，一个育种机构能否构建起自己的核心种质将成为今后竞争成败的关键。2、杂种优势群和杂种优势模式概念和意义20世纪植物遗传学对发展农业生产最突出的贡献就是开发利用利用杂种优势。孟德尔遗传规律重新

4、发现之后，提出了自交系间杂交种的概念，育种家选育了大量的自交系，配制出大量杂交组合，使玉米杂交种的商业利用有了突飞猛进地发展（Hallauer,1999）。在分析了大量自交系在杂交组合中的表现以后，人们发现有些种质在杂交组合中的表现要比其它种质要好，这就是一般配合力（GeneralCombiningAbility）的概念。进一步研究发现，即使是比较好或比较差的自交系相互杂交，后代表现也各不相同，有的自交系之间表现出很强的杂种优势，而有的组合却没有优势，这就是特殊配合力（SpecialCombiningAbility）的现象。于是，研究杂种优势就要把杂交组合的表

5、现分解为自交系的一般配合力和特殊配合力。根据配合力的概念，对杂种优势现象进行深入研究，发现自交系在杂交组合中的表现有一定规律性，杂种优势与亲本自交系的来源有密切关系。最初人们归纳为硬粒型╳马齿型，本国系╳外国系（曾三省，1990）。这就是育种家对杂种优势群与杂种优势模式的初步认识。1947年后，美国人通过对杂交种的系谱追踪发现，大部分商品杂交种的双亲分别来源于Reid和Lancaster种质，这两类种质间杂交是优异的杂种优势配对。于是人们根据种质来源将玉米自交系分类，每一类为一个杂种优势群，群间组合具有较强的杂种优势。欧洲国家沿用上述方法，依照地理来源和籽粒类

6、型划分杂种优势群，并建立杂种优势模式：美国马齿型╳欧洲硬粒型。处于热带的发展中国家利用本地资源，探索了一些很有发展潜力的杂种优势模式，如Tuxpeno╳ETO,和Tuson╳Tuxpeno,古巴硬粒╳Tuxpeno等（Vasal,etal.,1999）。中国从20世纪80年代中期开始对国内玉米杂交种的种质基础进行研究。吴景锋（1983）和曾三省（1990）先后分析了当时国内主要玉米杂交种的亲缘关系和种质基础。王懿波（1997，1999）对“八五”期间全国各省审（认）定的115个杂交种及其234个亲本自交系进行遗传分析，结合育种实践，将我国主要自交系分为5大杂种

7、优势群、9个亚群；将我国玉米主要种质的杂种优势模式概括为10中主模式、16种子模式。认为在1980-1994年间我国生产上用的主要种质是改良瑞得、改良兰卡斯特、唐四平头和旅大红骨等4个杂种优势群；利用的主要的杂种优势模式是：改良瑞得╳唐四平头、改良瑞得╳旅大红骨、改良兰卡斯特╳唐四平头、改良兰卡斯特╳旅大红骨。由此可见，杂种优势群不是泛指一般的人工合成群体和开放受粉品种群体，也不是任何杂种优势群之间均能组配成杂种优势模式。对杂种优势群和杂种优势模式的研究是玉米育种工作中一项具有战略意义的基础性建设工作。开发和创新杂种优势群和杂种优势模式已成为各国玉米育种发展的

8、新动向。3、中国玉米育种的核心种质及主