热带玉米Suwan种质资源创制与应用

1 热带玉米种质资源

玉米起源于墨西哥、美洲中部的热带地区。热带地区全年均可种植玉米，包括温度高的夏季，也包括温度相对较低的冬季。大多数热带玉米既耐高温，也耐低温；同时，抗病虫能力强。热带玉米种质有效地促进了热带、亚热带地区玉米育种和生产的发展。

热带种质主要包括Tuxpeno、Suwan、Antigua、ETO、Cuba flint等。其中，Tuxpeno和其近亲系加勒比及美国马齿型、古巴硬粒型、热带海岸硬粒型和ETO复合种杂种优势强，为培育热带改良遗传型发挥了重要作用。同时，Suwan与Tuxpeno构成了热带、亚热带地区强优势模式。

2 热带玉米Suwan群体前世今生

2.1 Suwan群体组装构成过程

玉米由葡萄牙商人1687年引入泰国，鲜穗食用。1932年，泰国农业部（MA）和农业厅（DOA）Prince Sithiporn引入Nicholson黄马齿和Mexican June两个品种到东北部进行商业生产。20世纪50年代，DOA于1953年发放引入和经过改良的Guaternala ( Tequisate Golden yellow flint），适应性广，耐虫，硬粒，籽粒橙黄色。

1966年，为纪念肯色萨大学（Kasetsart）首任校长Suwan，将泰国肯色萨大学的校办农场命名为Suwan农场，该农场也是Suwan群体的发源地。Suwan群体共由36份来自世界各地的材料构建而成（表1），分别是来自加勒比的4个群体16份材料；来自墨西哥和中美洲的4个群的6份材料；来自南美洲的5个群的5份材料；来自印度的4个群的5份材料以及来自其它地区的4个群的2份材料。

表1 组建Suwan群体的36份种质材料

1960年，Kasetsart大学开始玉米自由授粉品种选育，到1972年，泰国综合种1号C3形成，命名为Suwan 1群体，到目前为止已完成15轮改良工作。同时，在Suwan 1群体的基础上，根据生态环境和市场的需要，加入不同的种质形成了Suwan 2、Suwan 3和Suwan 5，其组装的大致过程如图1所示。

2.2利用Suwan种质创制的自交系Suwan 1有较好的品质、适应性广、产量稳定、抗霜霉病好，被各地广泛用于育种计划，在发展中国家直接用于生产。当时Suwan 1主要在亚洲（缅甸、中国、印度、老挝、柬埔寨、马来西亚、尼泊尔、菲律宾、斯里兰卡和越南等）、太平洋（斐济、毛里求斯、巴布亚新几内亚等）、非洲（喀麦隆和尼日利亚等）、南美洲（巴西、玻利维亚、哥伦比亚、厄瓜多尔、秘鲁和委内瑞拉等）等地使用（表3）。

自1970年代末，Suwan种质通过CIMMYT向亚洲各国、美国和中美洲发放和扩散、释放。1978年，广西农业厅覃宝龙（副厅长）访问秦国时，带回Suwan 1，Suwan 2各一个果穗；回来后，交给了广西玉米研究所原所长程剑萍，交待给苏作琴带回单位进行隔离区繁殖后发放；后来扩散到四川、贵州、云南等地区。随之育种家们围绕Suwan种质展开相关的研究并创制出了许多核心自交系（图2），对我国的玉米育种有着重要的意义。

3温热玉米种质改良的策略与育种实践热带玉米具有遗传丰富、抗性强等优点，但是也存在光周期敏感、利用难度大，难以在我国温带地区直接利用，因此，我们围绕热带玉米Suwan种质开展了相关的研究。

3.1热带资源直接驯化西南区玉米育种要解决品种抗性和适应性均需热带种质，但杂交种因亲本光周期敏感难以在西北制种，种子生产是西南区优良杂交种推广应用的重大技术障碍。因此，可将Suwan等热带种质在甘肃、河南等地进行多年就地繁殖驯化，例如，热带Suwan自交系QB2182经3年的连续就地驯化，其开花时间提早7-10天以上。同时，不同的性状所驯化的难易程度存在一定的差异。以不同农艺性状为评价指标，在不同纬度（海南乐东、贵州贵阳和河南安阳）种植，实验表明，将热带种质从低纬度向高纬度驯化改良难易程度指数依次为：叶部性状>开花期>根部>株型>抗性>果穗性状。

3.2种质资源收集、鉴定与评价种质资源是培育优质、高产、抗病（虫），抗逆玉米新品种的物质基础。筛选和鉴定出优异种质是育种工作最重要的、最基础的核心内容。自2012年以来，对3000份收集热、温热、温带种质进行引进、鉴定和评价，其中包含Suwan、Tuxpeno、Maiz Amargo、ETO、Cateto和CIMMTY热带玉米种质。鉴定出一批抗白斑病、南方锈病和穗腐病、茎腐病、耐高温、矮杆等具有明显优良性状的种质资源。

3.3热带玉米种质改良与创新群体改良是前育种的基础性工作，对扩增玉米遗传多样性具有十分重要意义。自2005年以来，贵州省旱粮研究所人工合成和构建Tuxpeno-Reid、Suwan-Lancaster、Suwan-Iodent、BSSS-Tuxpeno、Tuxpeno-Lancaster等温热群体，并从这次群体中选育出QB6231、QB5725、QB5746、QB5910等自交系。同时，利用温热种质培育出金玉506、金玉818、康农玉8009、YD819等高产稳产、广适和多抗的新品种。

种质改良技术策略关键要点：

（1）基础核心种质选择是首要条件。遵循温热种质互补性强，起点高。将分离群体进行大群体鉴定选择。但在不同生态区选择自交系是完全不同表型结果。温热种质很难进行一轮就达到选择目的；

（2）分离群体样本量是成败关键。温热玉米群体改良群体个体规模小是很难选择出优良单株的。大群体优良单株选择是温热种质改良最有效方法，挑选优株晋级；

（3）多环境鉴选。变换筛选材料是选择稳定性杂交种的重要策略之一；

（4）对称性测配和多点鉴定。根据不同生态区按照杂种优势模式选择不同单位或者育种家合适的测验种对筛选杂交种至关重要。非常感谢智种网的CEO叶剑、广西玉米研究所时成俏研究员等专家提供和资料。