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揭秘玉米育种发展的“基因”

 大漠孤烟扬 2018-05-08


▨ 摘要


本文将“最大年推广面积过 1000 万亩”的玉米品种定义为“大品种”;梳理了 1982-2016 35 年间玉米品种的种植面积,发现共出现 28 个“大品种”,其中 19 个进入前三名,第一名由中单2号、丹玉13、掖单13、农大108、郑单958 分别占据 5,8,5,4,13 年。


作者建议,将新的第一名品种出现确定为“品种更新换代”的标志。按此原则,1982 年以来,玉米在1987,1995,2000,2004 年经历了 4 次更新换代,考虑到 1982 年的第一次玉米品种更新换代,现在第 6 次更新换代正在进行,第七代大品种在诞生之中,京科968 有望取代郑单 958 而成为新的第一名大品种。


为什么讨论“大品种”(点击查看本文的上半部分)


玉米大品种的“爹妈”和祖先都是谁?


经过作者梳理,1982 年以来,至 2016 年出现了 28 个年推广面积过千万亩的玉米杂交品种,这些大品种的亲本来源及首次审定或育成时间列于表 3

表3 1982-2016年玉米大品种的亲本及育成时间


根据表 3,我们还追踪了这 28 个大品种的亲本来源,为了揭示这些大品种亲本来源之间的关系,绘制成图 4



从图 4 清楚可见,除了鲁原单 4 号、吉单 101、德美亚1号等 3 个品种以外,其余 25 个品种分别与塘四平头(黄早四、昌7-2)、Mo17、自330、掖478、丹34078599 和先玉335X1132X)的衍生系之一或之二有关。这说明,玉米大品种几乎都是“出自名门”,少有“寒门子弟”!


所谓“名门”,就是“骨干亲本”。 关于“骨干亲本”,很多学者进行了讨论。庄巧生(2003)提出,骨干亲本是指那些在杂交育种中起着骨干作用、衍生的推广品种数目较多、对生产贡献较大的育种材料。刘旭(2009)认为,农作物骨干亲本除本身具备优良性状外,还具有高配合力的特点,易与其他亲本杂交育成优良品种。在各种作物的育种中均广泛存在骨干亲本现象。骨干亲本有3个特点:综合性状优良、一般配合力高、适应性广,这类亲本又可称为“基础骨干亲本”;还有一类可称为“供体骨干亲本”,它们在育种中主要利用其独特的性状。


玉米领衔换代大品种来自“5大家族”!


我国自 1970 年代初推广玉米单交种以来,玉米品种出现了 5 次更新换代,5 大领衔换代品种是中单2号、丹玉13、掖单13、农大108、郑单958,它们的亲本来源详见表 4


4 5 大领衔换代品种的血缘

由图 3 可见,五大换代领衔品种无一例外地来自自330(黄C)、Mo17(Mo17Ht)、掖478(郑58)、丹340、黄早四(昌7-2)等“五大名门”之一或之二。


黎裕、王天宇(2010)把衍生自交系 20 个以上、组配的杂交种(通过审定)30个以上的玉米自交系称为“骨干亲本”。按照这一标准,中国玉米的骨干亲本包括丹340、黄早四、自330Mo17、掖478。这 5 个自交系直接配制了至少 336 个品种!非常有意思的是,中单2号、丹玉13、掖单13、农大108、郑单9585 大领衔换代品种正是来自这五大“骨干亲本”!


关于玉米大品种的讨论


1.“骨干亲本”就是大品种的“基因”


从以上分析清晰可见,骨干亲本”就是大品种的“基因”,不是骨干亲本就很难育成大品种!当然,这里有关于“骨干亲本”和“大品种”如何定义的问题。这就只能靠育种家个人把握和理解了,本文不再继续向下深入讨论。


2.玉米“骨干亲本”现象普遍存在


中农博思(2018)发布了《中国玉米品种育种分析报告(1949-2017)》,梳理了 8152 个审定品种,整理了 3624 个有系谱的自交系,其中,用作父本、用作母本和组配出杂交种最多的前 20 个自交系如表 5 所示。

5 可见,“骨干亲本现象”在玉米品种中广泛存在。例如,7-2 直接配制的杂交种多达 100 个,其衍生自交系至少 146 个,衍生系配制的杂交种就更多。


3.如何培育出“大品种”?


“骨干亲本现象”似乎告诫我们,玉米育种必须围绕“骨干亲本”开展工作!所以,杂交玉米育种的成功之路就是:发现、创造或改良骨干亲本,用其配制杂交组合似乎没有其他的道路,或者说其他的道路都是弯路、甚至是死路,至少是一条羊肠小道!玉米育种要出品种,品种要上面积,作者认为最为有效的途径是就是利用“骨干亲本”。


4.骨干亲本的初创在基层


杂交玉米育种从 1970 年代初算起,至今也快 60 年了!在这半个多世纪的时间里,导致重大突破的核心资源和骨干亲本就是黄早四、Mo17、自330、丹340478、昌7-2 等,代表性的品种是中单2号、丹玉13、掖单13、农大108、郑单958 等,这些成果的发明人和出成果时的工作单位见表 6


6 核心自交系及换代大品种育种人及单位

从表 6 可见,多数核心自交系是由地级科研机构的专家完成的,省级机构包括大学占少数!这似乎表明,玉米育种接地气是最重要的!这也从另一个角度说明,玉米育种家只要方向正确,坚持努力,不少人有成为大专家的可能,至少是具备培育出一流品种的可能!所以育种人不要气馁,出大品种并不一定要高精尖的仪器设备、高大上的实验室、吓死人的头衔学位等等,只需要知识和智慧、信念和毅力!其实,你也行!


5.大品种多半出自小育种家


根据中国的育种实践,许多大品种都是小育种家甚至是农民选育而成的,玉米也不例外。种业界无人不知的李登海,就是农民育种家,被称为中国紧凑型杂交玉米之父,选育的掖单系列玉米新品种,曾获国家科技进步奖一等奖。年推广面积最大的玉米品种郑单958 的第一育种人堵纯信,是在他 1996 年退休之后培育出这一品种的,他退休时也只是河南省农科院粮食作物研究所的副研究员。小育种家培育出大品种似乎是一种规律。


6.下一代大品种是什么?


根据目前品种推广情况,作者认为,可以预见,下一代大品种可能是京科968等,下一代骨干亲本可能是先玉335 的衍生系。是否真的如此,只能由时间来作出裁判!不过,作为育种家,一定要善于学习,善于思考,善于分析,善于总结,善于应用!没有一定预判能力的育种家,是不能走在他人前头的。





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