搜索
我国玉米雄性不育应用类型划分、作用及生产应用情况分析玉米是世界上最早利用雄性不育杂交种的主要作物之一。我国玉米雄性不育的研究早在60年代初就开始了，并且选育出了如“双26”等一些玉米雄性不育系，40多年来，在广大玉米育种工作者的共同努力下，目前已基本掌握了玉米雄性不育遗传机理及选育方法，并选育出了一大批优良的雄性不育系，并且在生产上进行了大面积的尝试性应用，效果显著。随着雄性不育系选育技术的不断完善与提高，大批不育系将不断涌现，生产应用前景十分广阔。1玉米雄性不育的类型划分贝克特（Beckett，1971）将玉米细胞质雄性不育划分为C组、S组、T组，同一组别内测交后代的育性反应以及对小斑病Ｔ小种的测交抗性反应十分接近，又据扬州大学生物工程实验室的最新报道，又发现一种不同于上述三种组别的胞质不育类型，定名为YII－1型。因此目前的玉米胞质不育可划分为四个类型，即C、T、S、YII－1。以后Pring根据线粒体DNA酶切图谱分析，将Ｃ群划分为三个亚群，即ＣⅠ、ＣⅡ、ＣⅢ。四川农业大学玉米研究所对C、T、S三种雄性不育组别进行了线粒体DNA的RELP分析，结果发现，在coxII/BamHI探针/酶组合下，正常胞质（Ｎ）在6.0kb有一条带，T组不育胞质则在5kb有一条带，从而说明了这三种不同胞质不育类型在mtDNA的RELP图谱上的不同反应。2玉米雄性不育系应用的作用分析2.1增加对抗病性的遗传弹性由于群体内约有50%的细胞质为异质性，因此对某一病害的生理小种的侵染具有一定的缓冲作用。我们于2001年做了如下试验，将丹9046A与丹9046B每份种植两行，每行10株，以纹枯病为调查项目，调查日期9月3日，结果可以看出雄性不育系的细胞异质性对玉米病害具有很大的缓冲作用，对纹枯病的抗性表现中，丹9046A比丹9046B的抗性高出25个百分点。2.2增加了自交系繁殖与杂交种生产田的产量刘春增等（1996）对丹1324A、B及丹玉18号A、B进行了去雄试验可以看出，丹1324A留雄比CK增产6.3%，丹玉18A比CK增产5%，通过室内考种发现，增产的原因在于雄性不育的果穗增大、单穗粒重增加，果穗大而均匀，其中大穗率占88.1%。从生理角度来说，玉米雄穗散粉期正值雌穗发育需要养分的重要时期，雄性不育使之节省了大量的养分消耗，从而使雌穗发育得到充足的养分，导致最终增产的结果。从经济效益角度看，在自交系繁殖方面，按5%增产率计算，可增产150～200kg/hm2；在制种方面，可增产130kg/hm2左右；在生产田方面，可增产粮食200kg/hm2以上，大大地增加了农民的收入。另据涿鹿县种子公司报道，雄性不育系掖478的应用，使产量增加225kg/hm2，效益显著。2.3利用雄性不育系制种，大大地提高了种子的纯度雄性不育系应用的原始原因就在于这一方面，由于其本身不育，在制种过程中不必抽雄，从而避免了由于抽雄不及时或遗漏而造成自交的现象，提高了种子的纯度。2.4节省了制种费用目前国内应用不育系制种大多采用掺合法，在其制种过程中，采用雄性不育制种地块就节省了人工去雄的用工费用，尤其恢复型的雄性不育利用完全节省抽雄环节。一般情况下，按去雄费用3个工时计算，节约费用达450元/hm2，如果制种200hm2，可节约9万多元，不但降低了种子成本，且省工省力。3掺和型雄性不育利用在生产田中不育株与可育株比例的确定在玉米杂交种制种田中，父母本的行比一般为1∶4或1∶5，即4行或5行全部去雄的母本，由1行父本来提供花粉，这说明在群体中有80%的花粉是多余的，但由于受温度、光照、降水等环境影响，在保证大田生产百分之百结实的情况下，不育株在群体内所占比例不能超过70%，而最低又不能低于50%，否则达不到理想效果，基于这样的一个事实依据，田间不育株的比率应为60%最为适宜，即3∶2为宜。4玉米胞质雄性不育的应用类型及繁制种程序我国目前玉米胞质雄性不育的应用类型可划分为三大类型：掺和型、自然掺和型和恢复型，在其应用中各有其优点。4.1掺和型以掖478不育系的应用为例加以说明。4.1.1亲本繁殖过程在一具有隔离条件的隔离区内，按行比4∶4种植掖478B和掖478A，即掖478B∶掖478A＝4∶4种植，成熟后分别收获478B和478A，待制种用。在此之前原繁一代的种子可采用2块地同时进行，其中一块采用B∶A＝1∶4繁A系，另一块地清种B繁B系。4.1.2制种过程选具备隔离条件的两个地块，一块用478A和正常的父本杂交生产杂交种，此过程478A不必去雄，所产杂交种不能直接用于生产，另一块用478B和正常的父本杂交生产杂交种，然后用上述所生产的种子按A∶B=3∶2进行人工掺和，掺和时一定要均匀。然后用于大田生产。4.2自然掺和型这一类型又称为玉米杂种雄性不育节养增产技术，以丹玉18号（丹1324×Ｅ28）的成功应用为例，其繁殖及种子生产过程比较容易掌握，通过繁殖过程与制种过程的3次自然混和从而达到了A、B均匀混和的目的，同样在生产田中表现有60%的不育株，比混和型更加简便，易操作。可以看出，方法十分简洁，如按正常自交系的产量，一个15万hm2的玉米杂交种生产田，只需0.8hm2的丹1324A与丹1324B等行繁殖田即可，但应注意正常A、B混和繁殖不能超过2代，否则将造成生产田中不育株率超过70%，结实率下降，造成损失。4.3恢复型玉米雄性不育恢复型的利用，是玉米生产继杂种优势利用以后又一次重大的变革，它实现了众多广大玉米育种者多年的希望，首先它向社会提供了国际标准的优质良种，其次创造了巨大的社会效益和经济效益，第三对知识产权的合法保护更加有利。这一方面的研究，华中农业大学玉米研究室刘继麟博士率先选育出了华玉4号唐双（HZ85唐双×S7913），取得重大突破性进展，该品种已在生产上得以广泛应用和推广。其程序如下。第一阶段：在母本套袋选择区中经严格选株套袋成对授粉，获得HZ85自交穗、HZ85cmS唐徐、HZ85cmS双及成对测交穗。在父本套袋选择区中套袋经严格选株套袋授粉，获得S7913自交穗。第二阶段：在母本隔离繁殖区中，按1∶4种植HZ85和HZ85唐双，分收待制种用。同时在父本隔离繁殖区内，经严格去杂去劣获取高纯度的S7913。第三阶段：选两隔离地块，一块用于HZ85唐双×S7913制种，行比为4∶1，制种阶段不必抽雄，获得大田生产用种HZ85唐双×S7913。另一块用于HZ85×S7913制种，行比相同，制种阶段，母本全部抽雄，获得大田生产用种华玉4号（HZ85×S7913）。其操作过程十分简单，在研究单位提供原种的情况下，同时可以生产雄性不育恢复型的华玉4号唐双，又可以生产正常的华玉4号，即省工省力，又节省了大量的去雄费用。但其中雄花育性的鉴定及父本的严格筛选必须由研究单位来执行，制种阶段可以由种子生产单位来执行。5结束语玉米雄性不育利用是我国玉米育种的方向，它同转基因技术等具有同等重要的地位。在目前的四种不育类型中，Ｃ群、S群已经用于生产，但由于认识上、技术上、管理上的种种原因，雄性不育技术并未得到足够的重视，由此以来就拉大了我国与国际的差距，因此必须唤起广大玉米育种者对这一领域的高度重视，在育种手段、发掘、整理方面加大力度，使我国玉米雄性不育利用上一个新的台阶，赶上或超过世界领先水平。