关于玉米与薏米超远缘杂交选育自交系的报告

达尔文创立生物进化论,孟德尔确立了遗传学说,为近代生物科学发展奠定了理论基础。这些理论在农业上应用最早、受益最大的,就要算是杂交玉米了。许多遗传学家和育种学家为培育杂交玉米做出了贡献。然而,直到上个世纪50年代,吉林省的玉米育种工作一片空白,研究手段近乎原始,玉米亩产还不到100千克,遇到自然灾害产量还要低。国家企盼着这座“粮仓”能向全国输送更多的粮食,农民指望着粮食成倍增长、日子越过越富裕。要发展农业生产、提高玉米产量,就需要培育和改良品种、研究栽培技术。杂种优势是杂合体在一种或多种性状上优于两个亲本的现象。例如不同品系、不同品种、甚至不同种属间进行杂交所得到的杂种一代往往比它的双亲表现更强大的生长速率和代谢功能,从而导致器官发达、体积增大、产量提高,或者表现在抗病、抗虫、抗逆力、成活力、生殖力、生存力等的提高。这是生物界普遍存在的现象。

杂种优势的表现应区别两类情况:一类是常出现在某些远缘杂交子代中的杂种优势只表现为个体或某些器官的增大,如同植物在优异的环境中表现的旺盛徒长一样,可是它的生存和繁殖能力并没有提高。这类杂种优势称为杂种旺势。杂种旺势可能有利于生产,可是在进化上不一定有适应意义,所以某些研究生物进化的学者把它称为假杂种优势。另一类杂种优势表现为杂种的生存和繁殖能力的提高,但在个体生长上不一定超过亲本,这类杂种优势才有进化上的适应意义,所以被看成是真正的杂种优势。

吉林省是全国重要的商品粮基地之一,在保证国家粮食安全方面具有重要的战略地位。据统计2008年全省粮食播种面积6860万亩,其中玉米面积4530万亩。玉米在粮食安全生产和我省落实增产百亿斤商品粮工程方面举足轻重,面对国内国际种业的冲击,如何利用我省区域种质资源,创新选育玉米新品种,提高种业核心竞争力,实现种业可持续发展,给我们玉米品种选育单位提出了新的课题。

我们扶余县新春种业成立于2002年,当年就聘请吉林省玉米首席育种专家郭海鳌和刘家云研究员指导公司的玉米品种选育工作,现在我们用薏米为父本和玉米母本进行超远缘杂交,历经六年南北12代选育,已经选育出具有玉米和薏米共同基因的玉米自交系,该自交系的特点:一是保留了玉米所有的特征特性。二是引入了薏米米质好、抗寒、抗病、抗虫、适应性强、抗逆性好的优质玉米种质资源。

一、玉米超远缘杂交选育的可行性

玉米远缘杂交是农业科技工作者数百年来不断追求的课题,近年来玉米远缘杂交有所突破,但是我公司在玉米超远缘杂交的选育上又有了新的突破,我们的做法是:用薏米与玉米进行杂交,因为薏米在植物学分类上属于禾本科薏苡属,与玉米同属于禾本科植物。其远缘程度是同科不同属之间的组配,即当地农家品种薏米和玉米育种材料进行杂交并可育,其后代性状分离,为玉米超远缘杂交育种材料的创新选育开辟了一个新的途径。

我公司的科研人员2004年用薏米与玉米进行杂交,经过六年选育,现已处于稳定状态,今年已开始进行配合力的试验。

二、玉米超远缘杂交的意义

薏米(拉丁名Semen Coicis, 英文名Coix Seed)又名薏仁、苡米、土玉米、草珠子,植物学分类属于禾本科薏苡属,和玉米同属于禾本科植物。薏米是一年生草本植物,在我国栽培历史悠久,是我国古老药食皆佳的良种之一,由于薏米的营养价值很高,被誉为“世界禾本科植物之王”和“生命健康之禾”,在日本最近又被列为防癌食品,身价倍增。薏米的基因转移到玉米之后,第一、提高玉米的营养价值,第二、增强玉米的抗倒、抗病、抗旱、耐寒、耐碱的能力。第三、提高了玉米的抗虫能力。因此,利用薏米和玉米的远缘可育性,对玉米育种的创新选育研究,提高我省玉米的产量及抗性,改良玉米品质,具有不可估量的科研价值。

三、玉米超远缘杂交的前景展望

这种含有薏米基因的玉米自交系,给我国乃至世界玉米杂交选育工作提供了新的种质资源,这个资源的利用将在未来的玉米杂交工作当中大幅度的提高玉米产量,改善玉米的米质,增强玉米的抗逆性和适应性,实现玉米杂交育种历史上的第三次革命。