玉米育种实战笔记

      在丹东农科院从事育种至今已十年有余，最大的收获应该是从失败中积累了一些经验和认知。也得益于上学期间我的恩师黄长玲老师的悉心指导，以及工作后单位前人建立的良好科研基础，我的育种起步阶段就拥有较好的科研平台。

      今天谈谈我对育种实践中几个关键环节的认识。

      一、方案组材。如何组材、制作方案是重中之重，决定了未来的成败。这项工作需要花费主要精力耐心细致的完成，有时也需要突发的灵感，我经常给自己发微信，因为某刻突发的想法必须马上记录下来，否则转瞬即逝。在公认的几类杂优模式下，这些年基本上形成一套自己的细化模式,①中熟-中晚熟模式[(SS +其它资源）×(NSS+旅系+热源）]；②中晚-晚熟模式[（外杂选X群+P群）×（旅系+黄改）]；自己在这两套模式内循序改进。我的做法是组配的二环基础材料早代尽可能完成两个生长季的混粉杂交，尽可能打破基因连锁，磨刀不误砍柴工，这样做后代选系效果更好；EDV制度下，为保障原创度，不管是群内还是群间改良，基础材料尽可能设计成三交种或双交种。等到田间授粉时，基本都是按照方案机械式的操作，如果此时再去想组材组配，效果不会太好。

      二、间苗定苗。选系材料的间苗、定苗工作尽可能由育种者亲自动手完成。玉米苗期有很多性状是通过间苗环节记录的。比如：种子芽势强弱，耐低温、耐旱、耐涝、耐瘠薄、耐盐碱、耐除草剂能力，离乳期是否死苗等。稳定自交系在间苗过程中可以确定种子纯度，其中是否有杂株或变异株，晋代材料间苗时能够对芽鞘色性状进行把控取舍。

      三、测配原则。组配杂交种，我的原则是筒型×锥型，粗穗×长穗，坚秆×柔秆，硬粒×马或半马齿。要求母本产量尽量高，商品品质好，穗下无大粒、穗尖无小粒；要求父本株高等于高于母本，花粉量大、持续时间长，生育期等于或略早于母本。

      四、倒伏倒折。倒伏倒折对玉米生产的影响是致命的，不同材料在不同的发育时期对倒伏倒折的耐受能力也存在差异。有的材料苗期至拔节期根系不发达易产生根倒；有的材料茎秆韧性差、宁折不弯，在营养生长到生殖生长过渡期遇到强风天气在穗上节易发生茎折，有的材料在灌浆期根系和茎秆质量性状差，易发生复合型倒伏等。选系时就应注意上述问题，我的经验是植株全生育期根系要发达；成株地上部前三个茎节节间要短于10公分；灌浆期茎秆韧皮组织要发达，用手拉拽回弹性好；茎秆相对细、外皮坚韧、髓腔充盈、含糖量高。满足以上条件的材料抗倒伏倒折的能力较强。

      经销商在品种宣传上强调紫秆紫叶品种如何的好是有一定科学道理的。我的理解是茎秆糖分积累较多，秋季低温后糖分转化为花青素或花色苷，使得茎秆和叶片着色。植株活杆成熟，生活力强，籽粒灌浆充分、容重高，果穗成熟后仍然有较高的光合产能，茎秆糖分积累多，碳水化合物多的材料茎秆髓腔填充紧实，生育后期不易发生倒折和茎腐病。

      五、苞叶性状。苞叶性状非常关键。自交系收获时，我不建议雇用临时工来剥皮（扒苞叶），雇工剥皮确实提高收获效率，但是往往把苞叶的重要性状忽视了。雇工剥皮错过了考察苞叶长短、松散度这两个非常关键的指标，苞叶特性很大程度上决定穗腐和粒腐的发生程度。有的材料苞叶包不住、包不严、果穗顶部外露易遭受玉米螟或昆虫啃食，后期湿度大易发生穗粒腐；有的材料苞叶能够保住，但勉强包裹，这种材料受气候环境影响较大，如果对手材料苞叶也包不严，那么组配的组合容易发生秃尖；有的材料苞叶完全能够包裹住，而且花丝吐丝也非常顺畅，这种材料进入完熟期也分为两种类型，苞叶紧实型和苞叶松散型，这个性状用手直接去握果穗就一目了然，紧实的握不动，松散的有回弹，苞叶紧实的果穗脱水慢，如遇雨水浸入易发生穗腐和穗萌，苞叶松散的材料发生穗腐的比率较低，在我的材料决选过程中入选率较高。

      六、穗柄性状。材料收获时，基本上我都是亲自掰果穗，这一过程可以了解穗柄坚硬程度，整个9月份科研人员都比较忙，除了科研试材的收获，更多的精力是放在杂交种的评价上，所以科研材料收获的时间基本上是乳熟末期或刚刚完熟，由于气候的原因有的年份茎腐病发病很轻，有的材料未等到茎腐病发生的时候就已经收获，我认为收获时穗柄坚硬、比较难掰的材料抗茎腐病的能力较好。

      七、考种脱粒。每个成型的自交系，收获后3-4天能够手工脱粒时，以及完全晾干可以机器脱粒时，我都要亲自上手亲手脱几穗，感知这个自交系脱粒的难易程度。有些玉米籽粒排列整齐、分行明显，在半干不干状态下，往左或往右整行脱粒对玉米种皮和胚的损伤程度是有差别的，逆分行进行脱粒效果更好。据我的经验，从脱粒难易程度看，部分马齿类的（NSS和旅系）较容易，部分半马齿类的（黄系、瑞德和SS）中等，部分硬粒型的（P群、苏湾、黄旅）不易落粒。当然不是绝对的，各种资源群内个体间的差异还是很大的。这种特性对构建直收籽粒的试材有一定的参考意义，避免机收过程田间过多的落粒损耗。

      八、对照设置。杂交种测试我一般会设置两个以上对照，分别用来卡熟期和比产量。针对中熟、中晚熟等不同熟期的材料通常用先玉335、先玉1483、迪卡159、铁391、东单1331等，不同年份不同对照的丰产性有差异，最终以丰产性最优的对照比照产量。

      九、组合考察。一般八月中下旬我便开始考察初级鉴定试验（初配新组合），一直到收获会考察六七遍，期间倒伏倒折的组合全部淘汰，前三遍每十天左右考察一次，后几遍每隔三五天考察一次，且收获前要把计划入选的材料剥皮，调查果穗性状，最后一次考察决选确定收获区号。前期只能考察株型优劣、穗头大小、植株穗位高度、是否外秃等，一般组合入选率在20%左右；中后期重点考察大斑、灰斑、白斑、茎腐等重要病害，此时组合入选率降到5-8%；果穗剥皮主要考察穗腐、乱行花粒、封顶情况、外观品质、籽粒颜色深浅等性状，剥皮后经过最后一次决选，组合入选率一般在3%左右。入选的小区收获后全区果穗堆在地头，装袋称鲜重，我认为鲜重指标非常关键，因为自己对组合双亲的来源很清楚，同一批同一类型的组合含水量和出籽率不相上下，很大程度上鲜重产量的排序接近于脱粒折成14个水的单产排序，而且脱粒测产的组合数量庞大，基本上是流水线作业，过程中难免会有错误，所以我基本以鲜重产量指导海南复配方案，实践看效果比较不错。

      十、边际效应。品种适应性强弱可以通过边际效应直观的反映出来。某一品种边行优势不明显，里外果穗大小、穗位高度均匀一致，则该品种具有相对较好的适应性；反之，边行优势较强的品种适应性相对较窄，这样的品种比较适合间作套种、带状复合种植，充分发挥产量潜力优势。

      十一、抗性和丰产的选择。丹东地区是北方农作物发病的“病窝子”，得天独厚的气候环境为玉米抗病育种提供了非常有利的条件。我始终在思考一个问题，是抗性中选择丰产，还是丰产中选择抗性。在丹东这样的环境下，实践的回答是抗性中选择丰产。丰产是基础，抗性是保障。品种表现就是基因+环境互作的结果，品种本身为了提升抗病能力，势必会舍弃一定的产量优势，这就要找到一个平衡点，甚至是针对不同生态区域找到不同的平衡点，病害重的区域要向抗性倾斜，病害轻的区域在保证抗性的基础上充分挖掘丰产性，配合多年份多点次测试筛选，这样选拔的品种稳定性会更好。

      以上是自己从业以来的实践总结，难免会有些片面，希望各位老师不吝批评指教。回首翻看自己5年前的试验方案，感觉特别幼稚，或许五年后再看今天的方案亦是如此，育种就是一个经验积累、循环上升的过程，也希望每一位育种老师在科研道路上不断总结，不断提升，多有成绩，少有遗憾。

      作者：丹东农业科学院 丰光