抗病抗逆与高产广适协同改良是玉米育种的重大技术难题，前人已有大量研究[6
1 材料与方法
1.1 试验材料
浚单168以自育自交系浚M6968为母本、浚NQ33为父本，于2018年育成，该品种表现株高中等、中早熟、丰产、稳产、抗倒伏性强、耐旱、耐高温、抗茎腐病、抗锈病和适应性广等特点。
母本浚M6968是以“郑58//（PH6WC/PH09B）/ （PH6WC/郑58）”为基础材料选育而成，具有株高低（162 cm）、穗位低（68 cm）、散粉早、熟期中等、制种产量高、配合力高、耐滞涝、耐高温和适应性广等特点，并获得植物新品种权（CNA20173276.8）；父本浚NQ33是以优良单交种豫单112为基础材料，通过二环系选育方法选育出的优良自交系，该自交系具有植株较高（272 cm）、穗位中等（95 cm）、中熟、高配合力、茎秆韧性好、抗倒伏能力强，高抗南方锈病、高抗茎腐病、耐旱、耐高温、适应性广和品质优等特点，并获得植物新品种权（CNA20201003050）。
1.2 试验设计
试验于河北（高阳、藁城、邯郸、鸡泽、晋州、靳庄、内乡、深州和武强）、河南（鹤壁、辉县、临颍、洛阳、孟州、南阳、西华、荥阳、原阳、柘城和驻马店）、山东（昌邑、茌平、德州、寒亭、济宁、莱州、聊城、宁津、泰安、郓城和章丘）、安徽（阜南、濉溪、宿州）、江苏（丰县、睢宁）、陕西（蒲城、杨凌）、山西（新绛、盐湖）和湖北（襄州、宜城）8个省，合计42个试点进行。
区域试验采用随机区组设计，3次重复，5行区，小区面积20 m2，实收中间3行（面积12 m2）。生产试验不设重复，间比法排列，小区种植面积≥300 m2，种植密度均为67 500株/hm2。黄淮海主导玉米品种郑单958为对照。
1.3 测定项目与方法
农艺性状按照《国家级玉米品种审定标准》（2021年修订）[10]规定的黄淮海普通玉米审定标准进行调查。
抗病性鉴定与区域试验同步进行，委托河南农业大学植物保护学院和山东农业大学植物保护学院，通过田间调查结合人工接种的方式，按照《玉米抗病虫性鉴定技术规范》（NY/T 1248-2006）[11]对黄淮海区茎腐病、小斑病、弯孢霉叶斑病、瘤黑粉病、穗腐病和南方锈病6大病害进行鉴定。
1.4 数据处理
采用Excel 2010和DPS 16.05（LSD法）进行数据统计和显著性分析。
2 结果与分析
2.1 浚单168的植物学特征分析
黄淮海夏玉米浚单168出苗至成熟共102.8 d，比对照郑单958早熟0.1 d；幼苗叶鞘紫色，花丝浅紫色，花药浅紫色，颖壳绿色；株型半紧凑，株高275 cm，穗位高97 cm，成株叶片数19片；果穗筒型/长筒型（图1），籽粒为偏硬粒型，黄色，穗轴红色，穗长18.5 cm，穗粗5.0 cm，秃尖长0.2 cm，穗行数14~18行，穗粒数33~38，百粒重33.9 g，出籽率87.3%。浚单168后期植株持绿性较好，果穗成熟前下部叶片先落黄，然后顶部叶片落黄，最后棒三叶落黄，这与目前玉米品种从下部逐渐向上部叶片落黄的顺序存在明显差异。从物质运输分析认为这一特征为玉米后期棒三叶上、下部叶片物质向棒三叶回流，提高了棒三叶持绿性，有利于品种高产[16-17]。
图1
图1
浚单168花期植株群体形态和成熟后果穗特征
Fig.1
Plant population morphology during flowering stage and ear characteristics of Xundan 168 after grain ripening
2.2 浚单168的产量表现分析
2.2.1 多点比较试验
2019-2020年，参加国家玉米产业技术体系组织的黄淮海玉米新品种多点（河南、山东、河北、安徽共22个试点）联合比较试验（表1），2019年平均产量10 734.0 kg/hm2，比对照郑单958增产10.8%，居第2位，在22个试点中，21点增产，1点减产，增产点率95.4%。2020年，平均产量11 944.5 kg/hm2，比对照郑单958增产13.4%，居第1位，在22个试点中，21点增产，1点减产，增产点率95.4%。
表1 浚单168各级试验产量
Table 1
| 年份 Year | 试验组别 Test group | 平均产量 Average yield (kg/hm2) | 比对照 Compare with CK (%) | 位次 Rank | 总试验点次 Total test sites | 增产点率 Percentage of yield increase sites (%) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 2019 | 黄淮海区域联合比较试验 | 10 734.0 | 10.8 | 2 | 22 | 95.4 |
| 2020 | 黄淮海区域联合比较试验 | 11 944.5 | 13.4 | 1 | 22 | 95.4 |
| 2021 | 黄淮海夏玉米区域试验 （河南农科联合体） | 9447.0 | 17.6 | 1 | 41 | 100.0 |
| 2022 | 黄淮海夏玉米区域试验 （河南农科联合体） | 10 045.5 | 7.9 | 2 | 41 | 92.7 |
| 2022 | 黄淮海夏玉米生产试验 （河南农科联合体） | 9789.0 | 7.4 | 2 | 41 | 97.6 |
2.2.2 区域试验
2021-2022年，参加黄淮海夏玉米组区域试验（河南农科联合体），2021年平均产量9447.0 kg/hm2，比对照郑单958增产17.6%，居参试品种第1位，在参试的41个试点中全部增产，增产点比例100%；2022年平均产量10 045.5 kg/hm2，比对照郑单958增产7.9%，居参试品种第2位，在41个试点中38个试点增产，增产点率92.7%。
2.2.3 生产试验
2022年参加黄淮海夏玉米组生产试验（河南农科联合体），平均产量9789.0 kg/hm2，比对照郑单958增产7.4%，居参试品种第2位，在41个试点中40个试点增产，增产点率97.6%。
由结果分析发现，浚单168在所参加的各级试验中产量均排本组试验前2位，比对照增产均超过7.0%，最高达17.6%，表现出较好的丰产性；多年多点各级试验共计167个点次，平均增产点率达96.4%，各级试验增产点率均超过90.0%，表明该品种具有极好的稳产性和广适性。
2.3 浚单168的抗病性鉴定
2021-2022年连续2年参加国家夏玉米区域试验（河南农科联合体），由接种鉴定结果（表2）可以看出，浚单168对黄淮海区的6种主要病害鉴定均无高感。结果表明，浚单168在多年多点病害接种鉴定试验中，对主要病害茎腐病均达到中抗以上水平；对南方锈病也表现出突出的抗病水平，尤其2021年黄淮海区南方锈病大爆发，浚单168在多点试验中表现出突出的抗锈病能力。在实际生产示范中发现，浚单168对小斑病表现出十分突出的抗性水平。综合接种鉴定与田间表现，浚单168抗病性较好，尤其对黄淮海区茎腐病、南方锈病和小斑病三大主要病害具有较好的抗性水平。
表2 浚单168病害田间接种鉴定结果
Table 2
| 年份 Year | 鉴定机构 Appraisal department | 茎腐病 Stem rot | 小斑病 Southern corn leaf blight | 弯孢霉叶斑病 Curvularia leaf spot | 瘤黑粉病 Common smut | 穗腐病 Ear rot | 南方锈病 Southern rust |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 2021 | 河南农业大学植物保护学院 | HR | R | S | S | S | MR |
| 山东农业大学植物保护学院 | MR | R | S | S | S | MR | |
| 2022 | 河南农业大学植物保护学院 | HR | R | MR | HR | R | R |
| 山东农业大学植物保护学院 | HR | R | S | HR | MR | MR |
HR：高抗；R：抗病；MR：中抗；S：感病。
HR: high resistance; R: disease resistance; MR: moderate resistance; S: susceptible.
2.4 浚单168的品质分析
2022年对参加国家黄淮海区夏玉米生产试验（河南农科联合体）的浚单168进行籽粒品质测定。结果（表3）表明，其籽粒容重为776.0 g/L，粗淀粉含量74.66%，粗蛋白含量10.26%，粗脂肪含量3.80%，赖氨酸含量0.29%。浚单168的容重、粗淀粉含量、粗蛋白含量和赖氨酸含量均优于对照郑单958，说明浚单168具备优异的品质特性。
表3 浚单168籽粒品质测定
Table 3
| 品种 Variety | 容重 Bulk density (g/L) | 粗蛋白含量 Crude protein content (%) | 粗脂肪含量 Crude fat content (%) | 粗淀粉含量 Crude starch content (%) | 赖氨酸含量 Lysine content (%) |
|---|---|---|---|---|---|
| 浚单168 Xundan 168 | 776.0 | 10.26 | 3.80 | 74.66 | 0.29 |
| 郑单958 Zhengdan 958 | 759.6 | 9.33 | 3.98 | 73.02 | 0.25 |
3 讨论
3.1 玉米种质资源创新
本研究选育的浚单168，其母本浚M6968是利用主推品种郑单958的母本郑58和先玉335的母本PH6WC作为选系材料，采取多次聚合、复合和杂交的育种思路，将优良基因进行聚焦，通过定向测配和世代择优选择单株，育成的优良自交系。该自交系保持了两大自交系产量和一般配合力高的优点，同时聚合了郑58的广适性和耐密性，及PH6WC的品质优、穗行多和叶片稀的优良性状。由该自交系先后选育出浚单168、浚单58、浚单1618、浚单1718和浚单203共5个优良杂交种，且通过国家或省级审定；组配出4个优良杂交种浚单188、浚单90、浚单916和浚单568，正在参加审定试验。这些杂交种普遍具备丰产、稳产和广适等突出特性，在生产推广应用中呈快速增长趋势。
浚单168的父本浚NQ33是鹤壁市农业科学院以国内优良杂交种豫单112采用二环系选育法创制的优良自交系，该自交系具备了配合力高、花粉活力强、品质优和抗病能力突出的特征。目前以浚NQ33选育的浚单168通过国家农作物品种审定委员会审定，组配的3个优良组合（浚单138、浚单918、浚单933）正在参加国家、省级审定试验途径。经多年对浚NQ33测配发现，该自交系与改良Reid类种质具有较高的配合力。此外，其组配的组合普遍具备了高抗锈病、高抗茎腐病和耐高温等特征，该自交系的创制和利用可大幅提升黄淮海区域玉米种质的抗病水平。对其血缘研究发现，豫单112双亲分别为L217和L119A，其中L217为利用外引杂交种X1132X采用二环系选育方法选育而成；L119A为美国杂交种M119群体选单株选育而成[22]，2个亲本均为外引材料，其中美系成份较多，一定程度上解释了浚NQ33与改良Reid类种质具有较高配合力的原因。
3.2 玉米杂优模式的理解
自上世纪20年代玉米杂交试验开始，许多学者系统研究并全面总结了玉米杂优类群和杂优模式。当前，黄淮海地区的主要杂优模式为“改良Reid×塘四平头”（郑单958，浚单20）、“P群×塘四平头”（鲁单981）和“X群×塘四平头”（京科968）[7]。近年来，随着热带种质在黄淮海地区的驯化与利用，部分育种家尝试打破传统类群界限，创造新类群并构建新的杂优模式，取得了一定成效[6]。在浚单168的选育过程中发现，继续遵循传统的杂优模式已经不能解决本区域玉米品种的抗病性、广适性与丰产性协同选育的问题。本研究中，浚单168的母本在种质上属于改良Reid，具备了黄淮海地区种质丰产性和广适性优势；父本浚NQ33不同于现有的塘四平头类群，血缘具有部分美国兰卡斯特种质类群基因，且具备高抗锈病性和耐高温等特性。本研究认为浚NQ33可视为具备独特优势的新型玉米类群[23]，从杂优类群和杂优选育模式划分，可以将浚单168归纳为“改良Reid×美二环”，这一模式可能会是当前和未来一段时间黄淮海地区抗病性育种的新型杂优模式。实践表明，在黄淮海地区玉米生产的新形势下，杂交种选育的母本需要具有适应性广和丰产性好的特性；父本需要具备抗逆性强和品质优等特点。因此，在玉米育种工作中，根据不同时期的育种目标打破原有杂优模式，并创制适应新形势的新杂优模式，是选育突破性品种的关键。
3.3 外来玉米种质的利用
外来玉米种质遗传资源的引进和综合利用是丰富我国玉米遗传多样性、促进玉米品种更新换代的重要途径之一。前人[24
回顾浚单168亲本的进一步改良过程，本研究认为，在外来种质的利用过程中，应坚持以本土自交系为主导，严格控制外来成分占比，维持本土种质的核心优势；同时需循序渐进地引入外来种质，提升本土种质的抗病性与品质特性。在杂交种选育过程中，除关注其丰产稳产性外，需注重实践创新，增加抗病耐逆研究并提高筛选标准，最终实现突破性新品种的选育。
4 结论
本研究通过杂交、回交和自交等方法，将PH6WC种质渗透到郑58中，创制出成熟期早、抗性高、产量高和配合力高的母本自交系浚M6968；在种质创新和外来种质利用中，本研究认为驯化后的Suwan种质和ST群体对提高浚M6968的品质和抗病性具有较好的优势。通过二环系选育方法创制出配合力高、花粉活力强、品质优和抗病能力突出的父本自交系浚NQ33。利用浚M6968和浚NQ33，经过多年测试及审定试验，最终选育出兼具高产、抗病、耐高温和广适性的玉米新品种浚单168。
参考文献
中国玉米栽培研究进展与展望
DOI:10.3864/j.issn.0578-1752.2017.11.001
[本文引用: 1]
玉米是全球也是中国第一大作物，在保障国家粮食安全中占有重要地位。当前，面对经济社会的快速发展和人增地减、资源紧缺、生态环境恶化等一系列突出问题，玉米栽培学科正面临着严峻挑战和新的历史发展机遇，在此重要历史关头，回顾中国玉米栽培研究历程和科技进展，探索未来发展方向具有重要的意义。分析表明，经过60年不懈努力，玉米栽培研究的目标已由产量为主向高产、优质、高效、生态、安全等多目标协同发展，研究内容不断拓宽与深入，形成了具有显著中国特色的玉米栽培科学与技术体系。进入21世纪以来，玉米栽培研究进入黄金发展期，在栽培理论、关键技术创新与应用方面取得一系列重要突破，在保障国家粮食安全中发挥了重要的作用。围绕未来玉米生产对科技的需求，依据现代科技的发展趋势，笔者认为高产、优质、高效、生态、安全仍将是未来玉米栽培研究的主要目标，并提出今后20年重点研究的方向与任务：一是继续探索不同生态区玉米产量潜力及突破技术途径，努力提高单产水平；二是转变生产方式，围绕籽粒生产效率，以提高资源利用效率和劳动生产效率为目标，降低生产成本，提高商品质量，增强玉米市场竞争力；适度发展青贮玉米和鲜食玉米等，促进玉米生产向多元化方向发展；三是应对全球气候变化，开展抗逆、减灾、稳产理论和技术研究，实施保护性耕作，实现玉米可持续生产；四是依托现代信息技术，开展智能化栽培技术研究，实现玉米精准生产与管理；五是强化栽培学科基础研究，玉米设计栽培，夯实玉米科技研究和生产发展基础。
超高产玉米‘浚单29’选育的创新思路
DOI:10.11923/j.issn.2095-4050.cjas18030026
[本文引用: 1]
‘浚单29’是河南省鹤壁市农业科学院（浚县农业科学研究所）以自选系‘浚313’作母本，‘浚66’作父本组配而成的玉米单交种，具有超高产、耐密植、抗逆性强、生育期适中、品质优、易制种等特点。为了更好地促进黄淮海地区玉米品种的选育，本研究对国审玉米品种‘浚单29’的选育背景、育种思路、选育过程等进行了回顾，提出了在黄淮海区域进行种质改良、自交系选育、杂种优势模式等方面的创新思路。
玉米新品种荃科玉900的选育与栽培制种技术
玉米新品种‘金泉6028’的选育及配套栽培技术
基于轮回选择的玉米自交系J1644、杂交种选育及配合力分析
优良玉米自交系新01A3及其改良系选育与应用
玉米优良自交系辽3258选育及应用
玉米优良自交系辽3258配合力及遗传重组研究
