我國不同年代玉米品種及其親本自交系的演變規(guī)律.pdf

1、自1950年代以來，我國玉米生產(chǎn)已進(jìn)行了5-6 輪的品種更替，這對(duì)提高玉米單產(chǎn)和總產(chǎn)起到了關(guān)鍵性作用，但關(guān)于我國玉米產(chǎn)量增益產(chǎn)生的原因以及農(nóng)藝性狀變化趨勢(shì)的研究則鮮有報(bào)道。以美國為代表的玉米育種發(fā)達(dá)國家的經(jīng)驗(yàn)表明，對(duì)推廣品種的回顧性研究可以為進(jìn)一步開發(fā)新品種遺傳產(chǎn)量潛力以及提高產(chǎn)量能力提供參考有益的依據(jù)和指導(dǎo)。因此，本研究試圖通過對(duì)我國玉米主產(chǎn)區(qū)1950-2000 間主要推廣的品種及其親本自交系多年多點(diǎn)多密度試驗(yàn)，探討：（1）分析195

2、0-2000年代以來，我國玉米產(chǎn)量及農(nóng)藝性狀的變化趨勢(shì)，以及農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量的關(guān)系；（2）1970-2000年代以來，我國玉米遺傳產(chǎn)量增益速率以及育種對(duì)總產(chǎn)量增益的貢獻(xiàn)率；（3）1970-2000年代玉米產(chǎn)量及農(nóng)藝性狀雜種優(yōu)勢(shì)的變化趨勢(shì)，以期為我國及世界玉米育種提供可參考的經(jīng)驗(yàn)和有現(xiàn)實(shí)意義的指導(dǎo)。
　　 本研究所采用的試驗(yàn)材料均為玉米主產(chǎn)區(qū)大面積推廣的品種，包括1950年代的農(nóng)家種，1960年代的雙交種以及1970-2000年代的

3、單交種。由于試驗(yàn)材料在不斷的搜集和添加的過程中，本研究的數(shù)據(jù)來自三個(gè)部分：（1）2005-2006年試驗(yàn)分別于北京順義，新疆烏魯木齊以及海南三亞試驗(yàn)基地進(jìn)行，分別種植在30 000 plants ha-1,45 000 plantsha-1和60 000 plants ha-1 三種密度下。（2）2007年試驗(yàn)地點(diǎn)的設(shè)置與上述地點(diǎn)相同，分別種植在15 000 plants ha-1,45 000 plants ha-1和75 000 p

4、lants ha-1 三種密度下；（3）2008-2009年試驗(yàn)在上述三個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)的基礎(chǔ)上，又增加了河南和遼寧兩點(diǎn)。試驗(yàn)密度設(shè)置與2007年相同。主要結(jié)果結(jié)論如下：
　　 （1）1950-2000年代玉米產(chǎn)量持續(xù)增加，但90年代之后出現(xiàn)徘徊狀態(tài)。1950-2000年代雜交種對(duì)綜合逆境的抗性提高。1960-2000年代的雜交種在不同環(huán)境參數(shù)下的直線回歸系數(shù)差異不顯著，但顯著高于1950年代的農(nóng)家種，可見所有不同雜交種在各自年代的高產(chǎn)

5、環(huán)境的反應(yīng)相似，但都高于農(nóng)家種年代。新雜交種ASI 縮短，雄穗長(zhǎng)相對(duì)穩(wěn)定，雄穗分支減少，葉片數(shù)相對(duì)穩(wěn)定，植株越來越直立；抗根倒和莖倒的能力明顯改良；玉米品種總體演變呈植株高大與晚熟的趨勢(shì)，尤其是從1980-2000年代表現(xiàn)最甚。在今后育種的過程中注意減小植株，縮短生育期，提高抗根倒莖倒的能力，改良禿尖和出籽率的選擇。
　　 （2）1970s-2000s 不同年代間平均產(chǎn)量顯著增加，平均增益速率為74 kg ha-1 year-1

6、。
　　 不同產(chǎn)量水平下新雜交種的產(chǎn)量增益均高于老雜交種，在逆境條件下這種趨勢(shì)增加，可見新雜交種在不同產(chǎn)量水平的環(huán)境下都比老品種更高產(chǎn)。產(chǎn)量穩(wěn)定性結(jié)果顯示不同年代雜交種對(duì)高產(chǎn)環(huán)境的反應(yīng)沒有一致的變化規(guī)律。1970-2000年代我國玉米遺傳產(chǎn)量增益為94.7 kg ha-1 year-1。玉米育種對(duì)總產(chǎn)量增益的貢獻(xiàn)率為53％。在60 000 plants ha-1的密度下，玉米抗逆性對(duì)玉米遺傳增益的貢獻(xiàn)率46％；在75 000 p

7、lants ha-1的密度下，抗逆性對(duì)玉米遺傳增益的貢獻(xiàn)率為74％。隨著生產(chǎn)中玉米種植密度的增加，抗逆性對(duì)玉米產(chǎn)量的作用增加。但1970-2000年代，我國玉米耐密性改良較小，到目前為止還不具有對(duì)60 000和75 000 plants ha-1 密度的抗性。今后要想通過高密度提高玉米產(chǎn)量，必須加強(qiáng)玉米雜交種在高密度下的抗逆性改良，例如可以通過增加選擇壓，在高密度下選育自交系以及雜交種來提高雜交種在高密度下的抗逆性。
　　 （3

8、）1970-2000年代我國玉米自交系的產(chǎn)量呈增加趨勢(shì)，且隨著密度增加，這種趨勢(shì)在加強(qiáng)。1970-2000年代雜交種的親本自交系株高保持相對(duì)穩(wěn)定（略降）；穗位高降低，且隨著密度的增加，趨勢(shì)增強(qiáng)。播種-散粉和播種-吐絲的時(shí)間保持相對(duì)穩(wěn)定，但ASI 明顯縮短。自交系抗根倒和莖倒的能力明顯提高，1980-1990年代倒伏率顯著改良，1970-1980年代倒折率改良顯著；抗病性在1980-2000年代之間顯著改良。雄穗長(zhǎng)保持相對(duì)穩(wěn)定，雄穗分支數(shù)

9、減少。自交系葉片數(shù)保持相對(duì)穩(wěn)定，葉夾角增加，最大葉面積增大。自交系穗長(zhǎng)增加，1970-2000年代穗長(zhǎng)改良顯著，穗粗保持相對(duì)穩(wěn)定（略增）。禿尖率保持相對(duì)穩(wěn)定（略降）。行粒數(shù)增加，但1990-2000年代降低；穗行數(shù)保持相對(duì)穩(wěn)定。百粒重持續(xù)顯著增加；出籽率降低，尤其是1980-2000年代。相關(guān)性分析顯示，株高與產(chǎn)量顯著負(fù)相關(guān)，而雄穗分支數(shù)與產(chǎn)量顯著正相關(guān)。散粉-吐絲期天數(shù)（ASI），播種-散粉期天數(shù)以及播種-吐絲期天數(shù)均與自交系產(chǎn)量呈極

10、顯著負(fù)相關(guān)。禿尖率與產(chǎn)量呈極顯著負(fù)相關(guān)，而行粒數(shù)，穗行數(shù)以及出籽率與產(chǎn)量呈極顯著正相關(guān)。
　　 （4）1970-2000年代玉米產(chǎn)量的絕對(duì)雜種優(yōu)勢(shì)以平均38 kg ha-1 year-1的速度增加，且1990-2000年代絕對(duì)雜種優(yōu)勢(shì)顯著增加。且隨著密度的增加，這種趨勢(shì)在加強(qiáng)。相對(duì)雜種優(yōu)勢(shì)保持相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)。雜種優(yōu)勢(shì)因性狀和年代的不同而不同。主成分分析顯示百粒重，行粒數(shù)以及穗粗對(duì)產(chǎn)量相對(duì)雜種優(yōu)勢(shì)的貢獻(xiàn)最大。對(duì)每個(gè)年代分別作主成分