CN1037314C - 甜脆型甜玉米自交系及杂交种的选育方法 - Google Patents

Abstract

本发明包括甜脆玉米自交系和杂交种的选育方法，杂交种选育有隔离条件、适宜行比、错期播种、合理密植、去杂去劣、母本去雄和授粉、分收分藏措施。以遗甜bt₁-11×遗甜bt₁-13为母本，以遗甜bt₁-15为父本，育成科甜111号甜脆玉米改良单交种。本发明选育的自交系性状稳定快、产量稳定性好，配合力高；杂交种亩产青穗684Kg，亩产笋1.2万支，分别比对照增产15-20%和14%，还有品质好，抗病，制种成本低等优点。

Description

甜脆型甜玉米自交系及杂交种的选育方法

本发明涉及一种玉米特别是甜脆型(bt₁)甜玉米自交系及杂交种的选育方法，属于农作物杂种优势利用技术领域。

人类对甜玉米的栽培和食用仅有100多年的历史。甜玉米单交种的应用首推美国人琼斯于1924年育成的“瑞德格林”，接着1927年史密斯育成著名单交种“高登彭顿”并于1931年被应用于加工成甜玉米罐头，而后大量的甜玉米单交种相继育成。以上提及的甜玉米均属普通型甜玉米，基因型为sul sul。1959年一种基因型为sh2 sh2的特甜玉米(英文Extra sweet翻译而来)单交种开始育成；1975年超甜玉米(英文Super-Sweet译名)单交种问世；而1976-1979年双隐性甜(acWX)、多隐性甜(aedu WX)单交种相继投放市场，给甜玉米家族增添了重要的成员。

超甜玉米包括两种基因型，即bt₁ bt₁，bt₂ bt₂。bt₁，bt₂基因由埃默逊(Emerson et al.1935)分别定位在5L-42和4S-67座位上。长期来未被玉米生产上所利用。到了1975年B rewbaker.]始报道选育超甜玉米单交种的情况，并相继于1975年和1977年，分别育成夏威夷人超甜9号(Hawaiian super-sweet 9#(bt₂)、夏威夷人超甜6号(Hawailan super-sweet6#(bt₁))。适宜于热带地区种植，食味品质特点是脆性，风味别具一格。缺点是制种产量低，种子成本高，经营效益低。选育方法是常规系谱选育法，选育材料为适应热带气候的bt₁复合种。此后国外没有别的作者发表有关bt₁型超甜玉米选育报道。我国在这方面做的工作很少，1989年前没有育成bt₁自交系及(改良)单交种，没有专论。仅有的是，曾孟潜(1989)，曾孟潜(1991)，刘雅楠(1991)等，分别在中国科学院遗传所研究工作年报上发表的有关bt₁型玉米的信息。

bt₁型超甜玉米，白于具有独特的风味，而备受消费者欢迎。在适宜热带种植的bt₁型超甜玉米单交种(指夏威夷人超甜9号)发放后，探索适宜温带地区栽培的bt₁型超甜玉米的选育方法，及选育出保持bt₁型超甜玉米的风味，制种产量高，优势更强的杂交种，必然成为下一步工作的主攻目标。本研究开始进行时国内外还没有别的作者，迄今为止，仍没有别的作者提供有关适宜温带地区bt₁型超甜玉米配套的选育方法，及选育出新杂交种并应用于生产。

本发明的目的是提供一种选育甜脆型优良玉米自交系及杂交种的方法，利用选育的自交系配制强优势杂交组合，选出优质、高产、抗病、抗逆性强、适应性广、生育期适宜的优良杂交种。

本发明的甜脆玉米自交系的选育方法，是将从美国引进的bt₁甜脆玉米基因导入适宜温带种植的VC²-1、海7-1、Mo17、Mo17Ht、O103、旅28、旅9宽、二南24、吉63、泰401等普通玉米系。经自交、分离，选出bt₁籽粒混合播种混合授粉，形成轮回选择群体，又经过一轮选择获得轮回选择群体C1。再从中分别选择株型类似的优良株，经5代自交并同工酶测定、化学药剂(EMS，甲基磺酸乙酯)处理育成遗甜bt₁-11、遗甜bt₁-13两个姊妹系。将从上海农科院引进的“145”品系，经遗传测定属bt₁型，又经混合授粉，形成选育群体，从后代中选择优良株，经5代自交并同工酶测定、化学药剂(EMS，甲基磺酸乙酯)处理育成遗甜bt₁-15自交系。

本发明的甜脆玉米杂交种的选育方法，包括隔离条件、适宜行比、错期播种、合理密植、去杂去劣、母本去雄和授粉、分收分藏措施。以遗甜bt₁-11×遗甜bt₁-13为母本，以遗甜bt₁-15自交系为父本，育成科甜111号甜脆玉米改良单交种。

本发明的优点和积极效果如下：

本发明应用一种选育技术实现了优良系的选育及改良单交种的育成。选育技术上运用轮回选择群体，选育群体选育优良系，应用早代系或基本株测交、亲本选配原理、多点鉴定繁殖、配制、试种及同工酶测定、化学药剂处理方法，及早选育出优良改良单交种。由于国际上尚未育成供温带地区种植的甜脆型玉米杂交种，前已有的热带种夏威夷人超甜9号在温带种植抽雄停滞，最后产量过低，单株青穗不及150克，不能在北京地区作对照种。因此，本发明对照种改选同为改良单交种，生育期相当，有一定推广面积，产量正常的普甜型(sul)玉米8701号。况且我国长江中下游及长江以北、长城以南地区的甜玉米品比试验，多数也以它作对照种，特此予以说明。主要优点如下：

1、自交系性状稳定快，产量稳定性好。遗甜bt₁-11，遗甜bt₁-13来自轮选群体C1株型相似的优良株。因为轮选群体来自许多性状相同、株型类似的自交系及组成C1轮的早代系，故群体本身性状较整齐，通过选优良株自交分离，早代系就较整齐，S5已整齐一致，单产稳定在130-150Kg。比8701号亲本系A单产96Kg，增产35-56％。

2、自交系特殊配合力高。由于温带地区尚未发放bt₁型自交系，故不能测定选系的一般配合力。从特殊配合力看，科甜111号与遗甜bt₁-11×遗甜b1₁-15亩产很接近，青穗产量为684，691K9，差异不大。而与亲本系平均值比较优势明显，优势率分别达到103.6％，105.7％，较之对照种8701号提高14.8％。

3、产量高。科甜111号亩产青穗684Kg，较之8701号增产15-20％，亩产笋(10-12cm长)1.2万支以上，较之对照增产14％(在北京条件下)。广州试验表明，科甜111号亩产青穗608Kg，比当地对照种金穗3号增产33.3％，即增产152Kg。浙江安吉试验表明，出苗至采笋期67天，比穗美1号多采笋1100支/亩，增产21％。上海、山东济宁、陕西华县、武汉等地试验也有类似的增产效果。

4、品质好。科甜111号在测定的各种生化成份中除淀粉、维生素C及Fe含量低于8701号对照外(上述淀粉、维生素C的降低是基因型决定的)，其它各种成份都增高。特别值得提及的是，脂肪和精氨酸含量提高近1倍。甜脆风味独特。

5、抗病、抗逆性强、适应性广。科甜111号抗4种病，耐一种病，均比8701号提高1-2个级别。抗倒伏(折)性、耐阴、耐密植性、耐热性俱佳。适应性与8701号一样，都具广泛的适应性。

6、制种成本低，经济效益好。科甜111号改良单交种较之遗甜bt₁-11×遗甜bt₁-15单交种制种成本低，经济效益高。(1)改良单交亲本繁殖多一道工序，亲本成本摊给改良单交制种，每亩多耗费2元；(2)姊妹系杂交制种，它的拔雄是改良单交额外增加的一道工序，摊给改良单交制种每亩多耗费15元；(3)改良单交制种，它的拔雄费用与单交制种类似；(4)改良单交制种产种量与单交产种量的比较：遗甜bt₁-11×bt₁-13姊妹系杂交组合作母本，亩产157Kg，而遗甜bt₁-11作母本，亩产128Kg。每亩增产量29Kg，即增产22.7％，合增值145元(每Kg以5元计)。这样一来，每制一亩改良单交种估算纯增值：145-2-15＝128元。根据类似条件得到的资料，比8701号制种，每制一亩改良单交种估算纯增值40元。

图1：为科甜111号选育系谱图

下面叙述本发明的实施例：

1、自交系遗甜bt₁-11，遗甜bt₁-13姊妹系的选育：首先将从美国引进的玉米甜脆基因(bt₁)导入适宜温带种植的VC²-1、海7-1、Mo17、Mo17Ht、C103、旅28、旅9宽、二南24、吉63、泰401等10个普通玉米系，经自交、分离，选出bt₁籽粒混合播种混合授粉，形成轮回选择群体，又经过一轮选择获得轮回选择群体C1。再从中分别选择株型类似的优良株，经5代自交并同工酶测定、化学药剂(EMS，甲基磺酸乙酯)处理育成。

2、自交系遗甜bt₁-15的选育：从上海农科院引入“145”品系，经遗传测定属bt₁型.又经混合授粉，形成选育群体，从后代中选择优良株，经5代自交并同工酶测定、化学药剂(EMS，甲基磺酸乙酯)处理育成。

3、科甜111号杂交种的选育：经早代系或基本株测交，选定的遗甜bt₁-11和遗甜bt₁-13为姊妹系，具有类似株型，彼此间杂种优势不很明显，为姊妹系杂交组合，作为改良单交种科甜111号的母本。经多次遗传测定，选定遗甜bt₁-15作为改良单交种科甜111号的父本。育成科甜111号甜脆玉米杂交种。其杂交组合为【(遗甜bt₁-11×遗甜bt₁-13)×遗甜bt₁-15】。

4、特征特性：

(1)遗甜bt₁-11

籽粒甜脆型、干粒易脆、胚乳皱折。幼苗叶绿色，第一片叶卵形，叶鞘浅绿色叶片稍宽，较直立，波纹少，泡泡沙较多。成株株高164cm，穗位高72cm，叶片总数19-21片，根系发达，气生根多，雄穗分枝数11个，直立集中，花粉量大，雄花枝梗和颖壳绿色，穗长18cm，单株双穗，但授粉后发育一般单株单穗，穗行数14行，行粒数40粒。穗型园柱形，穗轴白色，籽粒黄色、粒型甜脆，果穗一般不秃尖或有1cm的轻微秃尖。平均单穗风干穗重809，穗粒重649，出籽率80％左右，千粒重120g，平均单株穗重809，单株粒重为649。遗甜bt₁-11在北京从出苗到抽雄58天，至吐丝62天，至籽粒成熟97天左右。幼苗长势较强。耐肥水抗倒伏(折)，抗热性稍差，耐阴、耐密植性中等。抗大小叶斑病，中抗青枯病、矮花叶病、穗粒腐病，耐丝黑穗病。一般中等肥力条件下，每亩种植5000株，亩产130-150Kg，高产繁殖田可达170-180Kg。适应于长江中下游广阔地区，长城以南长江以北地区应用。

(2)遗甜bt₁-13

粒型特点、幼苗叶片形状、色泽长相与遗甜bt₁-11类似。但可从它叶色深绿，叶面有白霜的特点上予以区分。成株株高165cm，穗位高75cm，叶片总数19-21片。根系、雄穗、花粉情况同遗甜bt₁-11。穗长17cm，穗行数14行，行粒数36粒。双穗性、穗型、穗轴、籽粒色泽、秃尖情况同遗甜bt₁-11。平均单穗风干穗重759，穗粒重619，出籽率81％左右，千粒重115g，平均单株穗重759，单株粒重619 。生物学特性、产量表现、适应性等同遗甜bt₁-11。

(3)遗甜bt₁-15

籽粒甜脆型，胚乳有大皱折。幼苗第一片叶椭园形，叶鞘浅绿色，叶色较绿，较遗甜bt₁-11深一些。叶片较窄，直立一些，叶片波纹多，无泡泡纱。成株株高151cm，穗位高62cm，叶片总数20片。根系发达，气生根多，雄穗直立集中，分枝数8个，花粉量中等，雄花枝梗和颖壳绿色。穗长17cm，穗行数12-14行，行粒数34粒。穗型园柱形，穗轴白色，籽粒黄色、粒型甜脆，果穗一般不秃尖。平均单穗风干穗重759，穗粒重609，出籽率80％左右，千粒重120g，平均单株穗重75g，单株粒重609。一般每株有两个幼穗(果穗)，采笋时每株可采两个，但结实果穗，发育成果穗的只有1个，即单株单果穗(结实果穗)。遗甜bt₁-15在北京条件下，从出苗至抽雄59天，至吐丝63天，至籽粒成熟100天左右。幼芽顶土力较强，其他各项生物学特性、产量表现、适应性同遗甜bt₁-11。

(4)科甜111号改良单交种

粒型属甜脆型。幼苗第一片叶为椭圆形，叶鞘颜色浅绿，叶片颜色正常绿色，稍宽，较直立，波纹和泡泡纱较多。株型较紧凑，穗位以下叶片较密集，穗位以上叶片叶距较大，利于通风透光。株高214cm，穗位73cm，叶片总数20片左右。根系发达，气生根多。雄穗直立集中，分枝数10个左右，雄穗和颖壳颜色为绿色，花粉量大。一般单株2-3花，采笋时可采2-3个笋，但授粉后发育一般单株单穗，单穗大穗。穗长21cm，穗粗4.5m，穗行数14行，行粒数45粒左右。采收青穗，一般授粉后20-22天，采收的青穗在没有完全剥去苞叶，尚留数片苞叶情况下称重，约280g左右。科甜111号改良单交种在北京条件下，从出苗至抽雄期为56天，至吐丝期为60天，到采收期为82天左右。幼芽顶土力中等强度，与su1型甜玉米杂交种的幼芽顶土力类似。幼苗生长势较强。耐肥水抗倒伏(折)，耐阴、抗热、耐密植性中等。抗大水叶斑病，中抗青枯病、矮花叶病、穗粒腐病，耐丝黑穗病。一般亩产青穗600-700Kg，比对照种8701号增产量20％左右。单穗重280g。产笋情况，一般亩收10-12cm的青笋1.2万支以上，比对照种8701号增产14％。适应长江中下游广阔地区，长城以南沿长江中下游地区应用。授粉后21天取样，分析青穗籽粒生化成份，结果表明，科甜111号含蛋白质、脂肪、淀粉(单位：每1009干物重中含该物质的9数)分别为2.63，9.03，24.50，较之对照种8701号增减百分率为28.3％，96.3％和-50.0％；总糖和纤维素为15.34，2.51，较之对照增加14.1％，19.0％；微量元素和维生素C(单位：每100mg于物重中含该物质的mg数)中，Ca，P，Zn，K，Mn增加3.9-62.4％，而维生素C，Fe则减少7.6-39.6％；氨基酸分析(单位：每100g于物质中含该物质的9数)，科甜111号籽粒各种氨基酸含量都比对照增多，增长值达8.3-97.9％，其中精氨酸、酪氨酸、丙氨酸增长值较高，分别达到97.9％，54.5％，42.7％。

5、遗甜bt₁-11、遗甜bt₁-13、遗甜bt₁-15自交系的繁殖与科甜111号制种技术：

本发明的自交系繁殖和杂交种制种技术有许多共同点，在此将一起叙述。

(1)选地与隔离

甜脆型玉米属于蔬菜类玉米，宜选肥沃、壤土、有水浇条件、排水设施的土壤种植。选择隔离区注意安全。空间隔离，自交系原种繁殖不少于500米，杂交种制种不少于350米；时间隔离，春播40天以上，夏播30天以上；高杆作物隔离，高杆作物种植100米以上。

(2)规格播种

自交系繁殖行距为60cm，亩种5000株左右。杂交种制种地母本间行距60cm，母本与父本间行距50cm，亩种植母本5000株左右，父本可加大到5500株/亩。母本与父本行比3-4∶1。错期播种，母本播种后4天，再播种父本，过7天再在制种区四周播第二期父本。

(3)去杂去劣

田间分两次去杂去劣，第一次在定苗时根据长相、叶色、叶形、叶鞘色、生长势等性状去杂，去劣苗，第二次在抽雄前根据自交系和姊妹系杂交组合(遗甜bt₁-11×遗甜bt₁-13)的典型特征特性留苗去杂株。在收获前、收获后，还要根据果穗特征决定去留。

(4)母本去雄：要求做到及时、彻底、干净，在一周内拔完母本雄穗。

(5)分收分藏：一般在授完粉后，及早割除父本植株。如未割除父本植株，那么，收获时要先收父本，父本果穗当饲用粮食处理，后收母本(即F₁种子)。分收、分晒、分装、分存，谨防混杂。

(6)原种的标准：

性状典型一致，杂株率0.05％以下；保持原自交系的配合力；保持原自交系的生长势和生产力，每亩130Kg；种子质量好，籽粒饱满千粒重120g，发芽率、纯度、净度达国家标准。

6、栽培技术要点：(1)选择肥沃土地，能灌能排、旱涝保收。(2)适时播种、规格播种：地温稳定在12℃以上时沟播，撒毒谷，施种肥，覆土深度3-4cm。播种量1.5-1.75公斤/亩，行距60cm。(3)苗期管理：3-4片叶定苗，每亩留苗5000株(采收玉米笋条件下)，或4000株(采收青穗条件下)。在施足底肥和墒情好条件下，苗期无需追肥、灌溉。(4)中后期管理：拔节期追肥灌水二次，小喇叭口期开始连续治虫二次。亩施N15-16Kg，P₂O₅ 5Kg，K2O 14-15Kg。(5)及时采收：吐丝授粉前采笋；授粉后20-22天采青穗。

Claims (7)

1、一种甜脆玉米自交系的选育方法，其特征在于：将从美国引进的bt₁甜脆玉米基因导入适宜温带种植的VC²-1、海7-1、Mo17、Mo17Ht、C103、旅28、旅9宽、二南24、吉63、泰401普通玉米系中，经自交、分离，选出bt₁籽粒混合播种混合授粉，形成轮回选择群体，又经过一轮选择获得轮回选择群体C1，再从中分别选择株型类似的优良株，经5代自交并同工酶测定、化学药剂甲基磺酸乙酯处理育成遗甜bt₁-11、遗甜bt₁-13两个姊妹系；另从上海农科院引进的“145”品系，经遗传测定属bt₁型，又经混合授粉，形成选育群体，从后代中选择优良株，经5代自交并同工酶测定、化学药剂甲基磺酸乙酯处理育成遗甜bt₁-15自交系。

2、一种甜脆玉米杂交种的选育方法，包括隔离条件、适宜行比、错期播种、合理密植、去杂去劣、母本去雄和授粉、分收分藏措施，其特征在于：以遗甜bt₁-11×遗甜bt₁-13为母本，以遗甜bt₁-15自交系为父本，育成科甜111号甜脆玉米改良单交种。

3、根据权利要求2所述的选育方法，其特征在于：隔离条件是指空间隔离为：杂交种制种不少于350米；时间隔离为：春播40天以上，夏播30天以上；高杆作物隔离为：高杆作物种植100米以上。

4、根据权利要求2所述的选育方法，其特征在于：适宜行比是指母本与父本行比为3-4∶1。

5、根据权利要求2所述的选育方法，其特征在于：错期播种是指母本播种后4天，再播种父本，过7天再在制种区四周播第二期父本。

6、根据权利要求2所述的选育方法，其特征在于：去杂去劣是指在田间分两次去杂去劣，第一次在定苗时根据植株长相、叶色、叶形、叶鞘色、生长势特征进行去杂去劣苗，第二次在抽雄前根据自交系和姊妹系杂交组合的典型特征特性留苗去杂株，在收获前、收获后，还要根据果穗特征决定去留。

7、根据权利要求2所述的选育方法，其特征在于：分收分藏是指一般在授完粉后，及早割除父本植株，如未割除父本植株，那么，收获时要先收父本，父本果穗当饲用粮食处理，后收母本上的F₁种子，分收、分晒、分装、分存，谨防混杂。

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