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Method and Application Effect of Recurrent Selection for Restoring Line Breeding of Rice

水稻恢复系选育的轮回选择法及其应用效果研究



全 文 :Vol. 30 , No. 12
pp. 1204 - 1209  Dec. , 2004
作  物  学  报
ACTA AGRONOMICA SINICA
第 30 卷 第 12 期
2004 年 12 月  1204~1209 页
改良 HS 相互轮回选择法对两个玉米群体的改良
彭泽斌 田志国 刘新芝 Ξ
(中国农业科学院作物育种栽培研究所 ,北京 100081)
摘  要  对 MZZ3 (改良中综 3 号) 、MZZS4(经 4 轮 MS1 改良的中综 4 号群体)完成了 2 轮改良半同胞 (HS)相互轮回选择。
结果表明 ,两群体以籽粒产量为主要选择目标 ,经两轮改良 HS相互轮回选择 ,与各测验种间的测交组合产量、杂种优势
都获得了逐轮提高。测交组合产量每轮增益 (ΔG)在 285 kgΠhm2 (5. 5 %)到 688 kgΠhm2 (13. 0 %)之间。同时 ,两群体ΔG都
以 MZZS4C2 ×MZZ3Cn 和 MZZ3C2 ×MZZS4Cn 最大 ,其次为掖 478 ×MZZ3Cn、P178 ×MZZ3Cn 及黄早四 ×MZZS4Cn、丹 340 ×
MZZS4Cn ;杂种优势每轮增益 (ΔG)在 193kgΠhm2 到 421 kgΠhm2 之间。两群体一般配合力均得到了显著改良 ,MZZ3 从 C0
的 - 517 提高到 C2 的 510 ,MZZS4 从 C0 的 - 509 提高到 C2 的 494。同时 ,两群体间的特殊配合力也逐轮提高。不仅如此 ,
还改良了群体与测交种 (含同类种质)的特殊配合力。从特殊配合力的获得量看 ,MZZS4C2 ×MZZ3Cn、MZZ3C2 ×MZZS4Cn
最大 ,其次为掖 478 ×MZZ3Cn、P178 ×MZZ3Cn 及黄早四 ×MZZS4Cn、丹 340 ×MZZS4Cn。杂种优势、测交组合产量的变化与
配合力完全一致。改良 HS相互轮回选择可同时改良群体 S1、S2 后代的产量 ,MZZ3 每轮群体 S1 后代获得 1012 %的增
益 ,S2 后代获得 12. 7 %的增益 ;MZZS4 每轮群体 S1 后代获得 11. 8 %的增益 ,S2 后代获得 17. 8 %的增益。同时 ,随着选择
轮次的增加 ,改良群体的近交衰退逐轮减弱。这表明改良 HS相互轮回选择法是玉米育种和种质改良的有效途径。
关键词  玉米 ;群体改良 ;改良 HS相互轮回选择
中图分类号 :S513
Studies on the Application of Modif ied HS Reciprocal Recurrent Selection in
Maize Population Improvement
PENG Ze2Bin , TIAN Zhi2Guo , LIU Xin2Zhi
( Institute of Crop Breeding and Cultivation , Chinese Academy of Agricultural Sciences , Beijing 100081 , China)
Abstract  Tow cycles of modified HS reciprocal recurrent selection aiming at improvement of grain yield in MZZ3 and
MZZS4 maize ( Zea mays L. ) populations was completed in northern China. The objective was to evaluate improvement ef2
fects for MZZ3 and MZZS4 via NCⅡmating design at four locations in 2002. Analysis of variance indicated that significant
progress( P < 0. 01) was available among populations for all traits. The GCA of grain yield were increased from - 517 and
- 509 of C0 to 510 and 494 of C2 for MZZ3 and MZZS4 populations , respectively. There were the first response to SCA of
grain yield in MZZS4C2 ×MZZ3Cn ,MZZ3C2 ×MZZS4Cn ,and the second one in 478 ×MZZ3Cn , P178 ×MZZ3Cn and
Huangzao4 ×MZZS4Cn , Dan340 ×MZZS4Cn. There were similar results in the gains of heterosis and grain yield for test2
crosses per cycle. The gains of heterosis were from 193 kgΠha to 421 kgΠha. The increment of grain yield for testcrosses was
from 285 kgΠha (5. 5 %) to 688 kgΠha (13. 0 %) . Just like the SCA , there were the maximum responses to heterosis and
grain yield for testcrosses in MZZS4C2 ×MZZ3Cn , MZZ3C2 ×MZZS4Cn ,and then in 478 ×MZZ3Cn , P178 ×MZZ3Cn and
Huangzao 4 ×MZZS4Cn , Dan340 ×MZZS4Cn. The grain yields of S1 and S2 progenies in MZZ3 and MZZS4 populations at
the cycle 2 were significantly( P < 0. 01) increased as compared with the original cycle(C0) . The gains of grain yields per
cycle were 10. 2 % , 12. 7 % and 11. 8 % , 17. 8 % for MZZ3 and MZZS4 populations , respectively.
Key words  Maize ( Zea mays L. ) ; Population improvement ; Modified HS reciprocal recurrent selection
  群体改良是现代玉米育种的重要组成部分 ,国
外称之为前育种 (Pre2breeding) 。玉米群体改良的方 法很多 ,但均有不足之处[1 ] 。彭泽斌等 (1988) 根据这些方法的优点与不足 ,提出了改良 S1 后代选择Ξ基金项目 :国家“九五”玉米育种攻关项目 (962002202205202) 。
作者简介 :彭泽斌 (1962 - ) ,男 ,农学硕士 ,中国农业科学院作物育种栽培研究所副研究员 ,主要从事玉米遗传育种研究。Tel : 0102
62185743 E2mail : pzebin @x263. net
Received(收稿日期) :2003207217 ,Accepted (接受日期) : 2004201205.

法[2~5 ] ,该法具有选择效果好、周期短、改良后的群
体遗传基础丰富等优点 ,但缺乏对改良后代的测交
鉴定 ,对改良群体的配合力 ,尤其是特殊配合力的效
果有限。为此 ,1991 年又提出了改良 S12半同胞联
合家系选择法 (简称MS12HS) [5 ] 。CIMMYT自把玉米
育种目标转向杂交种选育以来 ,就把群体改良方法
转向改良 HS 相互轮回选择。此法把群体内与群体
间改良有机地结合在一起 ,通过对 S1、S2 穗行的鉴
定选择 ,提高了群体的耐自交能力 ;对测交后代的鉴
定与选择 ,提高了群体的一般配合力 ;相互轮回选择
提高了群体的特殊配合力。因此 ,通过此法改良后
的群体能够和杂交种选育有机结合。我国育种家正
在划分现有国内外群体的杂种优势群及杂种优势利
用模式 ,积极地为全面转向相互轮回选择做准备。
本研究以改良的玉米群体中综 3 号 (以下简称
MZZ3) 和经 4 轮 MS1 改良的中综 4 号 (以下简称
MZZS4)群体为相互轮回选择基础群体 ,通过 2 轮改
良 HS相互轮回选择 ,探讨改良效果。
1  材料与方法
1. 1  基础材料
  用经过 3 轮 MS1 后代选择法改良的 ZZ3 群体
C3 作母本 ,7 个新选育的旅大红骨类自交系的混合
花粉作父本 ,组配 300 个杂交组合 ,再经过 2 轮自由
串粉、混合选择形成基础材料 1 MZZ3 C0。ZZ3 及其
新加入的自交系均是以旅大红骨血缘为主的群体 ,
因此 MZZ3 C0 属于旅类种质。基础材料 2 MZZS4C0
是经 4 轮 MS1 改良的中综 4 号玉米群体[4 ] ,是以美
国 PN 血缘为主的群体 ,属于 Reid 类种质。两类种
质间特殊配合力及杂种优势较强 ,可作为杂种优势
利用模式。
1. 2  研究方法
选择方法见图 1。第一年第一季作 800 个 S1 自
交果穗 ,第二季进行 S1 穗行鉴定 ,同时 S1 后代加代
成 S2 ,依据产量、抗性等指标 ,从 S1 穗行中选择 80
个优良穗行 ,再从每个穗行中选择 5 个优良果穗 ,共
400 个 S2 果穗参加 S2 穗行鉴定。第二年第一季进
行 S2 穗行鉴定 ,同时用 MZZ3 (C0) 、MZZS4 (C0) 作相
互轮回亲本形成 300 个测交组合 ,从中选择 200 个
测交组合 ,第二季进行测交组合鉴定 ,根据测交鉴定
的结果 ,选择 40 个 S2 优良果穗在下一季混合种植 ,
自由授粉 ,组成下一轮群体 (图 1) 。从 1995 年冬开
始经过 5 年 10 季的南繁北育 ,于 2000 年冬完成了 2
轮 MZZ3 与MZZS4 的改良 HS相互轮回选择。同时 ,
将各轮的 S1、S2 自交果穗的部分种子组成均匀的混
合样保留。
                   MZZ3 (C0)                 MZZS4(C0)
第一年第一季 作 800 个 S1 自交果穗 作 800 个 S1 自交果穗
       
S1 后代穗行鉴定 S1 后代穗行鉴定
   第二季 将 S1 后代加代成 S2 将 S1 后代加代成 S2
从中选 400 个 S2 果穗 从中选 400 个 S2 果穗
       
第二年第一季 S2 后代穗行鉴定 S2 后代穗行鉴定
S2 ×测验种 MZZS4 S2 ×测验种 MZZ3
选 200 个测交组合 选 200 个测交组合
       
   第二季 测交后代鉴定 测交后代鉴定
       
第三年第一季 选择 40 个 S2 优良果穗重组 选择 40 个 S2 优良果穗重组
       
MZZ3 (C1) MZZS4(C1)
图 1 改良半同胞相互轮回选择流程
Fig. 1 Program of modified HS reciprocal recurrent selection
5021 12 期 彭泽斌等 :改良 HS相互轮回选择法对两个玉米群体的改良    

1. 3  鉴定方法
2001 年 夏 在 北 京 将 MZZ3C0、C1、C2 和
MZZS4C0、C1、C2 6 个群体 ,用掖 478、黄早四、P178、
丹 340、MZZ3C2、MZZS4C2 作测验种 ,进行 NC Ⅱ交
配 ,得到 36 个测交组合。同时 , 得到 MZZ3C2、
MZZS4C2 的自交 S1 果穗。2001 年冬在海南三亚得
到 MZZ3C2、MZZS4C2 的自交 S2 果穗。
2002 年分别在北京昌平、安徽濉溪、河南省郑
州、山东省滨州 4 个点将 MZZ3C0、C1、C2 和
MZZS4C0、C1、C2 6 个群体 ,及其对应的 S1 后代、S2
后代 ,36 个 NC Ⅱ测交组合、及其测验种进行田间鉴
定。田间设计采取随机区组排列 ,2 行区 ,4 次重复 ,
行长 5 m ,行距 0. 7 m ,株距 0. 25 m ,每行 21 株 ,取中
间 15 株定点观察记载和收获后考种 ,计算小区产
量。利用 SAS软件 (SAS Manual ,1990)对各试验点的
数据进行方差分析 ,再综合汇总各点的数据处理结
果 ,进行联合方差分析。杂种优势、配合力等遗传参
数均按郭平仲 (1987)的方法计算[6 ] 。
2  结果与分析
2. 1  测交组合的产量
  玉米育种的最终目的之一是利用杂交种的产
量。配合力的高低、杂种优势的大小都与高产杂交
种的获得相关。群体 MZZ3、MZZS4 经两轮改良半同
胞相互轮回选择后 ,随着选择轮次的增加 ,各轮群体
测交组合的产量均逐渐提高 (表 1) 。各轮 MZZ3、
MZZS4 群体与测验种的测交后代产量 ,平均每轮增
加 285 kgΠhm2 (5. 1 %) ~688 kgΠhm2 (13. 0 %) 。杂交
组合产量 = 总体平均值 + 群体 Cn GCA + 测验种
GCA + 群体 Cn ×测验种 SCA 。式中测验种 GCA 为
衡值 ,群体 Cn GCA 在各轮次内也是固定的 ,因此群
体与测验种间杂交组合产量的差异 ,取决于特殊配
合力。从 杂 交 组 合 产 量 获 得 增 益 ΔG 看 ,
MZZS4C2 ×MZZ3Cn、MZZ3C2 ×MZZS4Cn 的值最大 ,
分别为 688 kgΠhm2 、623 kgΠhm2 。这说明改良 HS 相
互轮回选择对改良群体间的特殊配合力十分有效。
表 1 MZZ3、MZZS4 各轮群体测交组合的产量
Table 1 Grain yield of testcrosses for MZZ3 and MZZS4 population per cycle( unit : kgΠhm2)
轮次 Cycle 掖 478 Ye478 黄早四 Huangzao4 丹 340 Dan340 P178 MZZ3C2 MZZS4C2
MZZ3C0 5 984 5 681 5 436 5 872 5 214 5 318
MZZ3C1 6 584 6 231 6 026 6 402 5 518 5 888
MZZ3C2 7 143 6 708 6 356 6 982 5 782 6 694
LSD0. 05 405. 3 394. 2 416. 8 384. 5 345. 2 512. 3
LSD0. 01 532. 5 517. 9 547. 7 505. 2 453. 5 673. 2
ΔG 579. 5 513. 5 460. 0 555. 0 285. 0 688. 0
% 9. 7 9. 1 8. 5 9. 5 5. 5 13. 0
MZZS4C0 5 428 6 032 5 718 5 413 5 436 5 015
MZZS4C1 5 948 6 698 6 317 5 988 6 016 5 218
MZZS4C2 6 358 7 249 6 890 6 362 6 682 5 521
LSD0. 05 378. 5 516. 3 454. 3 412. 6 406. 1 304. 3
LSD0. 01 497. 3 678. 4 596. 9 542. 2 533. 6 399. 9
ΔG 465. 0 608. 5 586. 0 474. 5 623. 0 253. 0
% 8. 6 10. 1 10. 3 8. 8 11. 5 5. 1
2. 2  群体杂种优势
玉米是杂种优势利用最成功的作物之一 ,现代
玉米育种的核心是杂种优势的利用。从基础种质的
创新到自交系的选育 ,再到杂交组合的组配 ,都是围
绕着杂种优势的利用展开的。因此 ,玉米群体改良
作为玉米育种的重要组成部分 ,必须考虑杂种优势
的变化。
表 2 给出的是各轮选择群体与测验种间的杂种
优势值。从中可见 ,两群体与各测验种间的杂种优
势都呈逐轮提高的趋势 ,每轮选择增益 (ΔG) 在
6021    作   物   学   报 30 卷  

193~421 kgΠhm2 之间。按公式中亲优势 = 杂交种
F1 产量 - 1Π2 (亲本 1 产量 + 亲本 2 产量) ,杂交种
(测交组合) F1 产量的每轮增益是由亲本 1 (各轮群
体) 、亲本 2 (黄早四等测验种) 决定的。亲本 1 产量
是逐轮提高的 ,亲本 2 的产量是固定的。因此 ,杂种
优势的提高主要来自亲本 1。这说明改良 HS 相互
轮回选择在有效地改良群体自身产量的同时 ,可有
效地提高群体与测验种间的杂种优势潜力。在所有
测验种中 ,MZZ3C2 与群体 MZZS4C0、C1、C2 的杂种
优势及 MZZS4C2 与 MZZ3C0、C1、C2 间的杂种优势
的每轮增益是最大的 ,ΔG 分别为 421、377 kgΠhm2 。
说明两群体经过 2 轮改良 HS相互轮回选择 ,特殊配
合力得到了改良。
表 2 MZZ3、MZZS4 各轮群体与测验种的中亲杂种优势值
Table 2 Mid2parent heterosis for MZZ3 and MZZS4 populations per cycle ( unit : kgΠhm2)
轮次 Cycle 掖 478 Ye478 黄早四 Huangzao4 丹 340 Dan340 P178 MZZ3C2 MZZS4C2
MZZ3C0 1 334 1 443 1 240 1 559 - 34 201
MZZ3C1 1 704 1 782 1 565 1 824 4. 5 505
MZZ3C2 1 994 1 936 1 626 2 135 0 1 043
LSD0. 05 197. 5 178. 9 165. 5 201. 3 207. 1
LSD0. 01 259. 5 235. 1 217. 5 264. 5 272. 1
ΔG 330 247 193 288 421
MZZS4C0 902 1 883 1 611 1 189 277 - 14
MZZS4C1 1 189 2 316 1 977 1 531 624 - 44
MZZS4C2 1 340 2 608 2 291 1 646 1 031 0
LSD0. 05 178. 6 217. 8 248. 6 206. 3 278. 4
LSD0. 01 234. 7 286. 2 326. 7 271. 1 365. 8
ΔG 219 363 340 228 377
  我国温带玉米区玉米育种核心种质主要集中在
Dom.类 (包括塘四平头类、旅大红骨类)和新 Reid 类
(包括 PA 类、PB 类) [5 ] 。因此 ,改良群体与这几类种
质的配合力是衡量改良群体利用价值的重要指标。
本研究选用的测验种黄早四为塘四平头类种质的代
表系 ,丹 340 为旅大红骨类种质的代表系 , P178 为
PA 类种质的代表系 ,掖 478 为 PB 类种质的代表系。
从 MZZ3 与 4 类核心种质代表系间每轮获得的杂种
优势增益ΔG看 ,与掖 478 和 P178 间的ΔG 比与黄
早四及丹 340 间的ΔG 大得多 ;反之 ,MZZS4 与黄早
四、丹 340 间的ΔG 要比与掖 478、P178 间的ΔG 大
得多。换言之 ,MZZ3 改良群体与新 Reid 类 ( PA、PB
类)种质、MZZS4 改良群体与 Dom. 类 (塘四平头、旅
大红骨类)种质获得了较高的杂种优势。MZZ3 群体
是以旅大红骨类种质为核心合成的 ,属于旅大红骨
类种质 ,MZZS4 群体是以美国 PN 血缘为主的 ,属于
Reid 类种质。张世煌、彭泽斌等把塘四平头、旅大红
骨类种质同归为 Dom. 类 ,把 PA、PB 类同归为 Reid
类[5 ] 。看来 ,改良 S1 半同胞相互轮回选择在改良两
群体间的杂种优势的同时 ,还改良了群体与测验种
同类种质间的杂种优势。
2. 3  产量配合力的变化
产量配合力是衡量玉米群体改良效果的核心指
标。评价改良 HS 相互轮回选择法对群体 MZZ3、
MZZS4 的改良效果应从两方面衡量。一是看对两群
体一般配合力的改良效果 ,二是看两群体间特殊配
合力的改良效果。本研究的 MZZ3、MZZS4 群体 ,经
过两轮改良 HS 相互轮回选择 ,一般配合力均得到
了显著的提高。MZZ3 从 C0 的 - 517 提高到 C2 的
510 ,MZZS4 从 C0 的 - 509 提高到 C2 的 494。同时 ,
两群体间的特殊配合力逐轮提高 , MZZS4C2 与
MZZ3C0、C1、C2 的特殊配合力依次为 - 132、- 86、
217 ,MZZ3C2 与 MZZS4 C0、C1、C2 的特殊配合力依
次为 - 100、- 44、143 (表 3) 。这与 S1 后代、S2 后代
选择法结果一致[1 ,8~10 ] 。此外 ,MZZ3 各轮群体与
P178、掖 478 及 MZZS4 各轮群体与黄早四、丹 340 的
特殊配合力也均呈逐轮提高的趋势。
7021 12 期 彭泽斌等 :改良 HS相互轮回选择法对两个玉米群体的改良    

表 3 各轮改良群体配合力的变化
Table 3 Combining ability of grain yield of for populations per cycle ( unit : kgΠhm2)
轮次 Cycle 掖 478 Ye 478 黄早四 Huangzao 4 丹 340 Dan 340 P178 MZZ3C2 MZZS4C2 GCA
MZZ3C0 - 69 - 9 14 - 30 226 - 132 - 517
MZZ3C1 7 17 80 - 24 6 - 86 7
MZZ3C2 63 - 9 - 93 53 - 233 217 510
MZZS4C0 26 - 119 - 81 1 - 100 273 - 509
MZZS4C1 22 23 - 6 52 - 44 - 48 15
MZZS4C2 - 47 95 86 - 53 143 - 224 494
2. 4  各轮群体 S1 和 S2 产量的变化及籽粒产量的
近交衰退效应
  MZZ3、MZZS4 两群体 ,经过 2 轮改良 HS 相互轮
回选择 ,随着选择轮次的增加 ,各轮群体 S1 和 S2 的
产量均逐轮提高 ,MZZ3 平均每轮分别增加 411. 1
kgΠhm2 (或 10. 2 %) 、448. 8 kgΠhm2 (或 12. 7 %) ;MZZS4
平均每轮分别增加 436. 7 kgΠhm2 (或 11. 8 %) 、572. 0
kgΠhm2 (或 17. 8 %) (表 4) 。因此 ,改良 HS 相互轮回
选择法继承了 S1 后代、S2 后代的选择可提高群体
产量性状的耐自交能力的优点[1 ,3 ,4 ,9 ] 。MZZ3、MZZS4
的各轮改良群体均出现了很多 S1、S2 后代产量高于
基础群体 C0 产量平均值的单株 ,且随着选择轮次的
增加 ,这种单株逐轮增多 (表 4) 。对于玉米杂交种
的选育 ,制种产量非常重要 ,不少优良玉米杂交种 ,
因制种产量低而得不到良好的推广。改良 HS 相互
轮回选择法分别对群体 S1 后代、S2 后代的表现进
行鉴定 ,可有效淘汰群体隐性不良基因 ,有利于加性
基因的积累 ,提高改良群体产量性状的耐自交能力 ,
从改良群体中有望选出高产自交系。
随着选择轮次的增加 ,MZZ3、MZZS4 的近交衰
退逐轮减弱。MZZ3 基础群体 C0 的 S1 产量近交衰
退值为 702 kgΠhm2 ,S2 产量的近交衰退值为 1194. 9
kgΠhm2 ,到了 C2 轮分别为 671. 3 kgΠhm2 、1088. 4 kgΠ
hm2 ,平均每轮分别减少 2. 2 %和 4. 5 %。MZZS4 基
础群体 C0 的 S1 产量近交衰退值为 694. 7 kgΠhm2 ,S2
产量的近交衰退值为 1186. 7 kgΠhm2 ,到了 C2 轮分
别为 542. 4 kgΠhm2 、763. 4 kgΠhm2 ,平均每轮分别减少
11. 0 %和 17. 8 % (表 4) 。这进一步说明改良 HS 相
互轮回选择提高了群体产量性状的耐自交能力。
表 4 MZZ3 和 MZZS4 各轮群体 S1、S2 籽粒产量平均值及近交衰退值
Table 4 Average grain yield and the value of inbreeding depression of S1 , S2 population per cycle in MZZ3 and MZZS4
轮次
Cycle
S1 和 S2 后代籽粒产量
Grain yield of S1and S2
(kgΠhm2) NHY (S1 and S2) 1)(No.Πhm2) 近交衰退值2)Value of inbreeding depression(kgΠhm2)
S1 S2 S1 S2 S1 S2
MZZ3C0 4 012. 6 3 520. 1 423 12 702. 4 1 194. 9
MZZ3C1 4 454. 4 3 979. 7 1 421 49 662. 6 1 137. 3
MZZ3C2 4 834. 7 4 417. 6 2 106 122 671. 3 1 088. 4
LSD0. 05 171. 3 160. 2 51. 1 11. 2 63. 2 121. 5
LSD0. 01 225. 1 210. 5 67. 1 14. 7 83. 0 159. 7
ΔG 411. 1 448. 8 841. 5 55. 0 - 15. 6 - 53. 2
% 10. 2 12. 7 198. 9 458. 3 - 2. 2 - 4. 5
MZZS4C0 3 709. 3 3 217. 2 307 8 694. 7 1 186. 8
MZZS4C1 4 179. 8 3 698. 3 807 32 603. 4 1 084. 7
MZZS4C2 4 582. 6 4 361. 6 1025 78 542. 4 763. 4
LSD0. 05 153. 2 142. 6 37. 8 7. 1 51. 3 82. 4
LSD0. 01 201. 3 187. 4 69. 7 9. 3 67. 4 108. 2
ΔG 436. 7 572. 0 359. 0 35 - 76. 2 - 211. 7
% 11. 8 17. 8 116. 9 437. 5 - 11. 0 - 17. 8
注 :1) NHY指 S1 和 S2 产量超过基础群体 C0 单株平均产量的耐自交株数。2)近衰退值 = Cn 的平均值 - CnS1 或 S2 的平均产量。
Notes : 1) NHY means the number of S1 or S2 plants which grain yield surpass that of the C0 population. 2) Value of inbreeding depression = Average grain yield
of population per cycle - Average grain yield of S1 or S2 progeny per cycle.
8021    作   物   学   报 30 卷  

3  讨论
3. 1  改良 HS 相互轮回选择在现代玉米育种中的
作用
  玉米育种的核心技术路线是利用杂种优势 ,利
用杂种优势群与杂种优势模式可以提高玉米育种效
率。美国的 Reid Yellow Dent (瑞得黄马牙) ×Lan2
caster Sure Crop (兰卡斯特) 杂种优势模式 ,主导美国
玉米育种几十年 ,并被世界各国广泛引用。到目前
为止仍是温带地区基础杂种优势群和杂种优势模式
之一。开发和创新杂种优势群和杂种优势模式已成
为世界各国玉米育种发展的新动向。我国从 20 世
纪 80 年代中期开始对国内玉米杂交种的种质基础
进行研究。先后从系谱分析、分子标记等多方面对
我国玉米种质进行杂种优势群划分及杂种优势模式
构建 ,目前已形成比较清晰的适合我国不同生态区
的杂种优势群和杂种优势利用模式。在杂种优势群
之间构建杂种优势利用模式 ,进而进行玉米育种 ,相
互轮回选择技术就显得异常重要。为了使种质改良
与杂交育种研究紧密衔接 ,按杂种优势模式 ,在杂种
优势群之间施行相互轮回选择 ,可提高群体间的特
殊配合力。近几年 ,CIMMYT 已经全面转向相互轮
回选择 ,而很少使用沿用了几十年的全同胞、半同
胞、S1、S2 及改良穗行法。美国、印度、津巴布韦、巴
西等国也逐渐转向应用相互轮回选择。
3. 2  改良半同胞相互轮回选择程序的优化
改良 HS相互轮回选择主要应用于玉米育种的
初期 ,是育种基础种质改良、创新的重要手段。但该
方法选育周期过长 ,5 个玉米生长季才能完成一轮
选择 ,只适合于对基础材料进行长期的战略性的改
良。对于商业育种单位 ,笔者认为有必要简化做法。
首先 ,改 S2 果穗重组为 S1 穗行重组 ;其次 ,将 S1 后
代鉴定与合成结合进行 ,用参加合成的 S1 穗行混合
籽粒作父本 ,S1 穗行作母本 ,按 4 母∶1 父种植 ,母本
去雄 ,父本不良株亦去雄 ,最后根据 S1、S2 穗行及测
交鉴定的结果 ,从 40 个优良穗行中选择 100 个优良
果穗组成下一轮群体。
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