專利名稱：一種氮高效玉米的雜交制種方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種氮高效玉米的雜交制種方法。
背景技術(shù)：
玉米是重要的飼料、經(jīng)濟(jì)及生物能源作物，其在國(guó)內(nèi)外的需求量與日俱增。隨著 人口增長(zhǎng)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展，我國(guó)的糧食需求仍將呈現(xiàn)持續(xù)剛性增長(zhǎng)。要實(shí)現(xiàn)2030年中國(guó)糧食 安全，總產(chǎn)必須在現(xiàn)有基礎(chǔ)上提高40 %以上，單產(chǎn)增加45 %以上，即年均增長(zhǎng)率要達(dá)到 2.0%。因此，實(shí)現(xiàn)糧食持續(xù)穩(wěn)定增產(chǎn)、保障國(guó)家糧食安全是我國(guó)農(nóng)業(yè)當(dāng)前及今后相當(dāng)長(zhǎng)時(shí) 期的重大任務(wù)。玉米這一重要的糧食資源正在扮演著重要的角色。高產(chǎn)氮高效品種是未來解決我國(guó)糧食安全和資源、環(huán)境問題的重要途徑之一。吳 永常等(1998)研究表明，我國(guó)1985-1994年間，化肥在玉米增產(chǎn)總額中發(fā)揮了 51. 5%的作 用，其中以氮肥的貢獻(xiàn)最大。目前，高產(chǎn)品種對(duì)化肥的依賴程度加大致使我國(guó)化肥用量逐年 增加。1980年以來，我國(guó)化肥消費(fèi)量平均每年增加156. 4萬t (純養(yǎng)分)，居世界首位，目前 每年已接近5000萬t。張福鎖等Q008)總結(jié)近年來在全國(guó)糧食主產(chǎn)區(qū)進(jìn)行的1333個(gè)田間 試驗(yàn)結(jié)果表明，玉米的氮肥利用率只有沈.1%。在化肥使用過程中，出現(xiàn)了過量施用和肥料 利用效率低下，使大量養(yǎng)分流失到了環(huán)境中，造成了大量的環(huán)境問題。糧食安全和資源環(huán)境 安全的雙重壓力注定了我國(guó)農(nóng)業(yè)必須走出一條既能不斷提高作物單產(chǎn)同時(shí)又能大幅度提 高資源利用效率的新途徑。高產(chǎn)氮高效品種是充分挖掘作物的遺傳潛力，提高氮效率的方法。氮高效品種可 以分為兩種，一種是對(duì)氮肥投入敏感的高氮投入下的高產(chǎn)品種，即高氮高效型品種；另一種 是對(duì)氮肥投入不敏感的節(jié)氮高產(chǎn)品種，即低氮高效型品種。結(jié)合兩種高效特征的品種即為 氮雙高效型品種。在實(shí)際應(yīng)用中要根據(jù)其品種特性，合理施肥，最終達(dá)到高產(chǎn)高效、節(jié)肥的 目的。因此，高產(chǎn)氮高效品種在兼顧高產(chǎn)資源高效兩個(gè)目標(biāo)中發(fā)揮著重要作用，是未來解決 我國(guó)糧食安全和資源、環(huán)境問題的重要途徑之一。農(nóng)作物養(yǎng)分高效品種的遺傳改良工作已經(jīng)受到各國(guó)的重視，國(guó)際玉米小麥改良中 心(CIMMYT)最早開展了玉米耐低氮研究(低氮高效型品種)，美國(guó)杜邦、德國(guó)KWS、瑞士先 正達(dá)等知名跨國(guó)育種公司都在投入大量資金進(jìn)行相關(guān)研發(fā)工作。國(guó)際上的研究更集中于低 氮投入下的中產(chǎn)水平的研究。我國(guó)在糧食需求大、耕地少的情況下，生產(chǎn)上更多的是需要高 氮高效型和雙高效型品種的研究和選育，而在丘陵、山區(qū)可以發(fā)展低氮中產(chǎn)型品種的選育 研究。在我國(guó)，中國(guó)科學(xué)院遺傳所李振聲小組在耐低磷育種工作方面開展了多年系統(tǒng)工作， 選育出了氮磷高效小麥品種小偃討、小偃81。張啟發(fā)(2005,2007)領(lǐng)導(dǎo)的課題組篩選了大 批養(yǎng)分高效吸收利用的水稻種質(zhì)資源，鑒定了一些氮、磷高效基因WTL)。他認(rèn)為通過轉(zhuǎn)基 因技術(shù)和分子標(biāo)記輔助選擇相結(jié)合，可望在8 10年內(nèi)培育出氮、磷高效的綠色超級(jí)稻。因 此，為促進(jìn)我國(guó)玉米氮高效育種，良好的、高效的高產(chǎn)氮高效玉米自交系種質(zhì)創(chuàng)新及其選配 雜交種的方法十分重要。技術(shù)原理植物對(duì)礦質(zhì)養(yǎng)分的吸收與利用能力受基因控制。原則上講，當(dāng)前作物育種的各項(xiàng)技術(shù)均可以借用到作物營(yíng)養(yǎng)高效性狀的改良，這主要包括傳統(tǒng)田間育種方法和借 助細(xì)胞和分子生物學(xué)技術(shù)的現(xiàn)代育種方法。然而，不論是哪種途徑，都必需從篩選營(yíng)養(yǎng)高效 種質(zhì)資源著手，然后選擇最佳的育種方法，將這些優(yōu)良性狀轉(zhuǎn)移到目標(biāo)作物上。地球生物遺傳資源中，目前被人類利用的還僅僅是少數(shù)。就營(yíng)養(yǎng)性狀而言，由于長(zhǎng) 期以來高產(chǎn)育種過程一般均在滿足養(yǎng)分的條件下進(jìn)行，因而所選出的品種多適應(yīng)于高肥水 條件，而相對(duì)耐養(yǎng)分脅迫或高養(yǎng)分效率的種質(zhì)沒有得到充分的開發(fā)與利用。所幸的是，世界 各國(guó)均十分重視各種遺傳資源的保存工作，在不同國(guó)家和地區(qū)的建立了百余個(gè)作物種質(zhì)保 存庫(kù)，這些種質(zhì)庫(kù)收集了大量野生與栽培種質(zhì)。由于世界各地的生態(tài)土壤條件有很大不同， 在長(zhǎng)期自然進(jìn)化過程中，總有一些具有特殊營(yíng)養(yǎng)性狀的植物或品種存活下來，在適宜的選 擇壓力下，將其中具有優(yōu)良營(yíng)養(yǎng)性狀的材料，或直接在某些特定逆境土壤中利用，或納入到 育種程序中，將該優(yōu)良性狀轉(zhuǎn)移到綜合農(nóng)藝性狀較好的品種中。提高有限資源的利用率，促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展，是當(dāng)今世界各國(guó)發(fā)展戰(zhàn)略的主題，節(jié)約 型農(nóng)業(yè)也要求降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本，以達(dá)到農(nóng)民增收、農(nóng)業(yè)增效和提高農(nóng)產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力的目的。 同時(shí)，還可減輕因不合理施肥帶來的環(huán)境問題。因此，營(yíng)養(yǎng)高效品種將在解決節(jié)肥增效中發(fā) 揮重要的作用。目前我國(guó)在水稻、玉米、小麥、大豆等作物的營(yíng)養(yǎng)高效基因的研究方面已經(jīng)有了較 好的基礎(chǔ)，篩選出了一批營(yíng)養(yǎng)高效的種質(zhì)資源，鑒定了一些氮、磷等重要營(yíng)養(yǎng)元素的高效基 因，并對(duì)其生理和分子功能進(jìn)行了較為深入的研究。在此基礎(chǔ)上，利用轉(zhuǎn)基因、分子標(biāo)記輔 助選擇技術(shù)與常規(guī)育種技術(shù)相結(jié)合，將加快營(yíng)養(yǎng)高效育種效率，育成更多的新型營(yíng)養(yǎng)高效 新品種。骨干自交系，配制過大量已審定推廣的雜交種，被育種家普遍利用和認(rèn)可的自交 系。雜種優(yōu)勢(shì)是一種自然現(xiàn)象，即來自不同血緣、不同地理位置自交系之間存在雜交后超過 親本的現(xiàn)象，育種就是利用和選擇這種雜種優(yōu)勢(shì)最強(qiáng)的組合。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種氮高效玉米的制種方法。本發(fā)明所提供的氮高效玉米的制種方法，包括如下步驟將玉米父本和玉米母本 進(jìn)行雜交，得到雜交組合Fl代種子，將所述雜交組合Fl代種子進(jìn)行種植篩選，選擇滿足(1) 所示條件的雜交組合Fl代植株，其對(duì)應(yīng)的雜交組合Fl代種子即為高氮高效型玉米雜交種， 選擇滿足( 所示條件的雜交組合Fl代植株，其對(duì)應(yīng)的雜交組合Fl代種子即為氮雙高效 型玉米雜交種；所述雜交組合Fl代植株由所述雜交組合Fl代種子發(fā)育而成；(1)包括如下Cl-I和C1-2所示條件Cl-I (高氮條件下所述高氮高效型玉米雜交種的玉米產(chǎn)量-高氮條件下對(duì)照品 種I的玉米產(chǎn)量)/高氮條件下對(duì)照品種I的玉米產(chǎn)量> 5% ；(即高氮條件下相對(duì)于對(duì)照 品種I產(chǎn)量增加5%以上)Cl-2 所述高氮高效型玉米雜交種的減產(chǎn)幅度-所述對(duì)照品種I的減產(chǎn)幅度 ^ 5% (即相對(duì)于高氮條件下，自身在低氮條件下的減產(chǎn)幅度高于或等于對(duì)照品種的減產(chǎn) 幅度5%以上)；所述高氮高效型玉米雜交種的減產(chǎn)幅度=[(高氮條件下所述高氮高效型玉米雜交種的玉米產(chǎn)量-低氮條件下所述高氮高效型玉米雜交種的玉米產(chǎn)量)/高氮條件下所述 高氮高效型玉米雜交種的玉米產(chǎn)量]X 100% ；所述對(duì)照品種I的減產(chǎn)幅度=[(高氮條件下所述對(duì)照品種I的玉米產(chǎn)量-低氮 條件下所述對(duì)照品種I的玉米產(chǎn)量)/高氮條件下所述對(duì)照品種I的玉米產(chǎn)量]X100% ；(2)包括如下C2-1和C2-2所示條件C2-1 (高氮條件下所述氮雙高效型玉米雜交種的玉米產(chǎn)量-高氮條件下對(duì)照品 種I的玉米產(chǎn)量)/高氮條件下對(duì)照品種I的玉米產(chǎn)量> 5% ；(即高氮條件下相對(duì)于對(duì)照 品種產(chǎn)量增加5%以上)C2-2 所述對(duì)照品種I的減產(chǎn)幅度-所述氮雙高效型玉米雜交種的減產(chǎn)幅度> 5% ;(即相對(duì)高氮條件下，自身在低氮條件下的減產(chǎn)幅度比對(duì)照品種I減產(chǎn)幅度低5%以 上)所述氮雙高效型玉米雜交種的減產(chǎn)幅度=[(高氮條件下所述氮雙高效型玉米雜 交種的玉米產(chǎn)量-低氮條件下所述氮雙高效型玉米雜交種的玉米產(chǎn)量)/高氮條件下所述 氮雙高效型玉米雜交種的玉米產(chǎn)量]X100% ；所述對(duì)照品種I的減產(chǎn)幅度=[(高氮條件下所述對(duì)照品種I的玉米產(chǎn)量-低氮 條件下所述對(duì)照品種I的玉米產(chǎn)量)/高氮條件下所述對(duì)照品種I的玉米產(chǎn)量]X100%。上述雜交制種方法中，所述(1)中包括如下C1-3所示條件C1-3 所述高氮高效型玉米雜交種的減產(chǎn)幅度> 20%，所述對(duì)照品種I的減產(chǎn)幅 度彡20% ；上述雜交制種方法中，所述O)中包括如下C2-3所示條件所述對(duì)照品種I的減 產(chǎn)幅度> 20%，所述氮雙高效型玉米雜交種的減產(chǎn)幅度> 20% ；上述雜交制種方法中，所述玉米產(chǎn)量為單位面積內(nèi)玉米籽粒的干重；上述雜交制種方法中，所述高氮條件包括供氮水平為Q00-300)kg N/hm2;所述 低氮條件包括不施加氮肥。(所述對(duì)照品種I為當(dāng)前各省市或國(guó)家區(qū)試中規(guī)定的對(duì)照品種，并已商業(yè)化)。上述雜交制種方法中，所述高氮條件包括供磷水平為100kg P205/hm2和供鉀水平 為 IOOkgK2OAm2 ；上述雜交制種方法中，所述低氮條件包括供磷水平為100kg P205/hm2和供鉀水平 為 IOOkgK2OAm2 ；上述雜交制種方法中，所述低氮條件和所述高氮條件中的種植密度及行距及株距 均相同。上述雜交制種方法中，所述(1)或(2)所示條件中還包括如下B-I、B-2和B_3所 示條件中的至少一種B-I、吐絲期根系滿足如下a)至d)中所示條件中的至少一種a)、層數(shù)7-10 層；b)、總根條數(shù)為60-100條；c)、根的上部平展和側(cè)根總長(zhǎng)達(dá)到8000-12000cm ；d)、根的下部與莖間夾角小于25° ；B-2、熟相為中間型或綠熟型。
B-3、生育期積溫為2700°C _2750°C，和/或散粉期與吐絲期間隔小于2天。上述雜交制種方法中，所述(1)或⑵所示條件中還包括如下A-I至A-IO所示條 件中的至少一種A-1、株型莖與植株上位穗上葉夾角小于20° -30° ；A-2、株高:240-280cm ；A-3、穗上莖間距16-18cm ；A-4、穗下莖間距12-15cm ；A-5、穗位:80-110cm 或穗位高 / 株高=0. 36士0. 03 ；A-6、果穗穗行數(shù)14 16行，千粒重350_420g，結(jié)實(shí)性好，果穗禿尖小和/或果 穗不缺粒；A-7、穗軸直徑2. 6_3cm ；A-8、玉米籽粒顏色黃色；A-9、莖稈強(qiáng)度和韌性至人為彎曲到地面不折斷；A-10、抗逆性抗至少三種病害和/或抗蟲害；所述蟲害為玉米螟蟲害。上述雜交制種方法中，所述將所述雜交組合Fl代種子進(jìn)行種植篩選的方法包括 如下步驟將所述雜交組合Fl代種子分別在低氮條件下和高氮條件下種植；上述雜交制種方法中，述將所述雜交組合Fl代種子進(jìn)行種植篩選的方法包括如 下步驟將所述雜交組合Fl代種子分別在低氮低密和高氮高密條件下種植，選擇在低氮低 密和高氮高密條件下均滿足所述B-I至B-3、A-I至A-IO和如下D所示條件中的至少一種 的雜交組合Fl代植株，其對(duì)應(yīng)的雜交組合Fl代種子記作初篩雜交組合；將所述初篩雜交組 合種子分別在低氮條件下和高氮條件下種植；D 在相同供氮水平下，初篩雜交組合與對(duì)照品種I的玉米產(chǎn)量滿足如下條件(初 篩雜交組合的玉米產(chǎn)量-對(duì)照品種I的玉米產(chǎn)量)/對(duì)照品種I的玉米產(chǎn)量> 10% ；上述雜交制種方法中，所述低氮低密條件中，供氮肥水平為90kg N/hm2，供磷肥水 平為100kg P205/hm2 ；供鉀肥水平為100kgK20/hm2，種植密度為60000株/hm2，行距為60cm 或50cm,株距為28cm或33cm ；上述雜交制種方法中，所述高氮高密條件中，供氮肥水平為MOkg N/hm2，供磷肥 水平為100kg P205/hm2 ；供鉀肥水平為IOOkgK2OAm2,種植密度為80000株/hm2,行距為 60cm，株距為 21cm ；上述雜交制種方法中，所述低氮條件中，供氮肥水平為Okg N/hm2，供磷肥水平為 100kg P205/hm2 ；供鉀肥水平為IOOkgK2OAm2,種植密度為60000株/hm2,行距為60cm或 50cm,株距為 28cm 或 33cm ；上述雜交制種方法中，所述高氮條件中，供氮肥水平為MOkg N/hm2，供磷肥水平 為100kg P205/hm2 ；供鉀肥水平為100kgK20/hm2，種植密度為60000株/hm2，行距為60cm，株 距為28cm。上述雜交制種方法中，所述低氮低密條件中，所述氮肥、磷肥和鉀肥作為基肥一次 性施加；上述雜交制種方法中，所述高氮高密條件中，所述磷肥和鉀肥作為基肥一次性施 加；所述氮肥作為基肥施加，施加量為90kg N/hm2 ；所述氮肥作為追肥施加，施加量為150kgN/hm2，施加時(shí)期為拔節(jié)前期； 上述雜交制種方法中，所述低氮條件中，所述磷肥和鉀肥作為基肥一次性施加；
上述雜交制種方法中，所述高氮條件中，所述磷肥和鉀肥作為基肥一次性施加；所 述氮肥作為基肥施加，施加量為90kg N/hm2;所述氮肥作為追肥施加，施加量為150kg N/ hm2，施加時(shí)期為拔節(jié)前期。上述雜交制種方法中，所述玉米父本和/或玉米母本為滿足如下I、II和III條件 中至少一種的玉米自交系將所述玉米父本和玉米母本均記作親本玉米；I、如下條件中的至少一種1-1、株型莖與植株上位穗上葉夾角小于20° -30° ；1-2、株高160cm-200cm ；1-3、穗上莖間距12-14cm ；1-4、穗下莖間距7-1 Icm ；1-5、穗位45-65cm，或穗位高 / 株高=0.3 士0.02 ；1-6、果穗穗行數(shù)12-16行，千粒重280_350g，結(jié)實(shí)性好，果穗禿尖小和/或果穗 不缺粒；1-7、玉米籽粒顏色黃色；1-8、莖稈強(qiáng)度和韌性人為彎曲莖稈到地面也不折斷；1-9、抗逆性抗至少三種病害和/或抗蟲害；所述蟲害為玉米螟蟲害；II、如下條件中的至少一種11-1、根系性狀為如下a、b和c中的至少一種a、吐絲期根系中大，根層數(shù)為7-10層和/或總根數(shù)60-100條；b、根上部平展，側(cè)根總長(zhǎng)達(dá)到6000-10000cm ；C、根下部深扎，根與莖間夾角小于25° ；11-2、熟相中間型或綠熟型；11-3、生育期生育期積溫為2700°C _2750°C，和/或散粉期與吐絲期間隔小于2 天；11-4、產(chǎn)量在相同的氮素施加量的條件下，親本玉米自交系的玉米產(chǎn)量與對(duì)照自 交系II的玉米產(chǎn)量的關(guān)系滿足如下條件(親本玉米自交系的玉米產(chǎn)量-對(duì)照自交系II的 玉米產(chǎn)量)/對(duì)照自交系II的玉米產(chǎn)量> 5% ；(所述對(duì)照自交系為掖478 ；)III、親本玉米自交系的配合力滿足如下條件(親本玉米自交系與各骨干自交系雜交得到的Fl代的玉米平均產(chǎn)量-對(duì)照品種I 的玉米產(chǎn)量)/對(duì)照品種I的玉米產(chǎn)量彡10% ；所述各骨干自交系為掖478、丹340、黃早4或齊319 ；(對(duì)照品種I可為各省市或國(guó)家區(qū)試的對(duì)照品種，具體可為農(nóng)大108)；所述玉米產(chǎn)量為單位面積內(nèi)玉米籽粒的干重。上述雜交制種方法中，所述親本玉米自交系是按照包括如下步驟的方法篩選得到 的將待篩選玉米自交系在低氮高密條件下進(jìn)行種植，觀察種植得到的玉米的性狀， 符合所述I、II和III條件中至少一種的玉米自交系即為親本玉米自交系；
所述低氮高密條件包括如下施加的氮肥水平為4^gN/hm2，施加的磷肥水平為 100kg P2O5Am2，施加的鉀肥水平為100kg K20/hm2 ；種植密度為100，000株/公頃；行距為 50cm-60cm 或 50cm 或 60cm，株距為 17cm_20cm 或 17cm 或 20cm ；上述雜交制種方法中，所述父本為玉米自交系掖478或玉米自交系沈137 ；所述母 本為玉米自交系4-1或玉米自交系T63 ；所述對(duì)照品種為農(nóng)大108。本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種篩選氮高效玉米的方法。本發(fā)明所提供的篩選氮高效玉米的方法，包括如下步驟將待篩選玉米自交系在 低氮高密條件下進(jìn)行種植，觀察種植得到的玉米的性狀，符合I、II和III條件中至少一種 的玉米自交系即為氮高效玉米自交系；所述低氮高密條件包括如下施加的氮肥水平為45kg N/hm2，施加的磷肥水平為 100kg P2O5Am2，施加的鉀肥水平為100kg K20/hm2 ；種植密度為100，000株/公頃；行距為 50cm-60cm 或 50cm 或 60cm，株距為 17cm_20cm 或 17cm 或 20cm ；所述I、II和III條件為如下所示I、如下條件中的至少一種1-1、株型莖與植株上位穗上葉夾角小于20° -30° ；1-2、株高160cm-200cm ；1-3、穗上莖間距12-14cm ；1-4、穗下莖間距7-1 Icm ；1-5、穗位45-65cm，或穗位高 / 株高=0.3 士0.02 ；1-6、果穗穗行數(shù)12 16行，千粒重^0_350g，結(jié)實(shí)性好，果穗禿尖小和/或果 穗不缺粒；1-7、玉米籽粒顏色黃色；1-8、莖稈強(qiáng)度和韌性人為彎曲莖稈到地面也不折斷；1-9、抗逆性抗至少三種病害和/或抗蟲害；所述蟲害為玉米螟蟲害；II、如下條件中的至少一種11-1、根系性狀為如下a、b和c中的至少一種a、吐絲期根系中大，根層數(shù)為7-10層和/或總根數(shù)60-100條；b、根上部平展，側(cè)根總長(zhǎng)達(dá)到6000-10000cm ；C、根下部深扎，根與莖間夾角小于25° ；11-2、熟相中間型或綠熟型；11-3、生育期生育期積溫為2700°C _2750°C，和/或散粉期與吐絲期間隔小于2 天；11-4、產(chǎn)量在相同的氮素施加量的條件下，氮高效玉米自交系的玉米產(chǎn)量與對(duì)照 自交系II的玉米產(chǎn)量的關(guān)系滿足如下條件(氮高效玉米自交系的玉米產(chǎn)量-對(duì)照自交系 II的玉米產(chǎn)量)/對(duì)照自交系II的玉米產(chǎn)量彡5% ；(所述對(duì)照自交系為掖478；)III、氮高效玉米自交系的配合力滿足如下條件(氮高效玉米自交系與各骨干自交系雜交得到的Fl代的玉米平均產(chǎn)量-對(duì)照品種 I的玉米產(chǎn)量)/對(duì)照品種I的玉米產(chǎn)量彡10% ；
所述各骨干自交系為掖478、丹340、黃早4或齊319 ；(對(duì)照品種I可為各省市或國(guó)家區(qū)試的對(duì)照品種，具體可為農(nóng)大108)；所述玉米產(chǎn)量為單位面積內(nèi)玉米籽粒的干重。所述氮高效玉米品種為高氮高效型玉米品種或氮雙高效型玉米品種。所述高氮高效型玉米品種為在高氮供應(yīng)條件下，與對(duì)照玉米品種相比，氮利用率 高且玉米產(chǎn)量高的玉米品種。所述氮雙高效型玉米品種為在高氮供應(yīng)條件下或低氮供應(yīng)條件下，與對(duì)照玉米品 種相比，氮利用率均高且玉米產(chǎn)量均高的玉米品種。 本發(fā)明的篩選氮高效玉米自交系的方法及氮高效玉米制種方法，均得到了氮利用 效率高的自交系和雜交種，雜交種對(duì)氮的利用效率大大提高，且產(chǎn)量也可以明顯超過對(duì)照。 因此，本發(fā)明方法有利于提高玉米氮高效新品種的選育效率，在玉米的育種領(lǐng)域有廣闊的 應(yīng)用前景。


圖1為2005年中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)昌平試驗(yàn)站20年長(zhǎng)期定位施肥試驗(yàn)田中農(nóng)99與農(nóng) 大108對(duì)比照片。圖2為兩個(gè)實(shí)例中親本自交系田間表現(xiàn)。圖3為NE9田間表現(xiàn)。圖4為NE9田間表現(xiàn)。
具體實(shí)施例方式下述實(shí)施例中所使用的實(shí)驗(yàn)方法如無特殊說明，均為常規(guī)方法。下述實(shí)施例中所用的材料、試劑等，如無特殊說明，均可從商業(yè)途徑得到。文中所述玉米產(chǎn)量均為單位面積內(nèi)玉米籽粒的干重。玉米產(chǎn)量檢測(cè)方法品種達(dá)到生理成熟期(籽粒乳腺消失、黑層形成)，去除邊行 選行，收獲全部果穗，稱取鮮重，取10穗果穗樣品稱鮮重后風(fēng)干(籽粒含水量達(dá)12-14% )， 考種(測(cè)定穗長(zhǎng)、穗粗、百粒重)、脫粒，并稱取籽粒風(fēng)干重，換算成小區(qū)產(chǎn)量或公頃產(chǎn)量。玉米產(chǎn)量的計(jì)算公式產(chǎn)量(公斤/公頃)={[(樣品籽粒干重X小區(qū)鮮重)/ 樣品籽粒鮮重]/(小區(qū)面積)} X 10000平方米；1公頃=10000平方米。熟相定義是個(gè)相對(duì)概念，即成熟時(shí)綠葉葉片占全株葉片的比例，成熟時(shí)70%以 上為綠色葉片就為綠熟；黃熟概念相反，即80%以上葉片枯黃；介于之間的為中間型，即穗 部上下三片葉及穗部以上葉片為綠色，占全株葉片的20-70%之間。玉米自交系掖478、丹340、黃早4、齊319以及美國(guó)玉米雜交種“78599”均購(gòu)自甘 肅省敦煌種業(yè)股份有限公司。西玉3號(hào)購(gòu)自北京中農(nóng)種業(yè)有限責(zé)任公司。農(nóng)大108購(gòu)自北京思農(nóng)種業(yè)有限公司。自交系4-1在文獻(xiàn)“陳范駿，米國(guó)華，張福鎖.氮高效玉米新品種中農(nóng)99的選育， 作物雜志，2009，(6) :103-104”中公開過，公眾可從中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)獲得。
自交系T63在北京、天津、河北、山東的區(qū)域試驗(yàn)中公開過，公眾可從中國(guó)農(nóng)業(yè)大
學(xué)獲得。實(shí)施例1、氮雙高效型雜交種的制備一、篩選氮高效玉米自交系作為親本(1)、親本篩選方法在低氮高密條件下種植待篩選玉米自交系，種植管理方法如下施肥處理-氮肥為45kg N/hm2，磷肥為 100kg P205/hm2，鉀肥:100kg K20/hm2。全部 肥料作為基肥一次性施入。種植密度為100，000株/公頃，根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整行株距(可 以選擇行距60cm，株距17cm ；或者行距50cm，株距20cm)。O)、親本篩選標(biāo)準(zhǔn)選擇滿足如下I、II和III條件中的至少一種的自交系，即為氮高效玉米自交系I、具有如下綜合農(nóng)藝性狀中的至少一種1-1、株型莖與植株上位穗上葉夾角小于25° 士5° ；1-2、株高中等160-200cm ；1-3、穗上莖間距大12-Hcm，透光良好；1-4、穗下莖間距小7-llcm ；1-5、穗位偏低:45-65cm,即穗位高/株高=0. 3士0. 02 ；1-6、果穗中大穗行數(shù)12-16行，千粒重280_350g，結(jié)實(shí)性好，果穗禿尖小和/或 果穗不缺粒；1-7、玉米籽粒顏色黃色；1-8、莖稈強(qiáng)度大和韌性好至人為彎曲到地面不折斷；1-9、抗逆性強(qiáng)抗三種以上主要病害、抗玉米螟等主要蟲害，依據(jù)王曉鳴等著《玉 米病蟲害田間手冊(cè)》判定是否具有抗性。II、具有如下氮高效特異性狀中的至少一種11-1、根系性狀為如下a、b和c所示，在選系晚代選擇重點(diǎn)株系調(diào)查根系性狀。a、吐絲期根系中大，根層數(shù)為7-10層和/或總根數(shù)60-100條；b、根上部平展，側(cè)根總長(zhǎng)達(dá)到6000-10000cm ；C、根下部深扎，根與莖間夾角小于25° ；11-2、熟相中間型或綠熟型；11-3、生育期生育期適中(不同地區(qū)生育期差異很大，但所需積溫是固定的)，生 育期積溫為2700°C，和/或散粉期與吐絲期間隔小于2天(ASI)；11-4、產(chǎn)量在相同的氮素施加量的條件下，氮高效自交系的玉米產(chǎn)量與對(duì)照自交 系的玉米產(chǎn)量的關(guān)系滿足如下條件(氮高效玉米自交系的玉米產(chǎn)量-對(duì)照自交系的玉米 產(chǎn)量)/對(duì)照自交系的玉米產(chǎn)量≥5% ；對(duì)照自交系為掖478。III、配合力親本自交系的配合力滿足如下條件配合力=(氮高效自交系與各骨干自交系雜 交得到的Fl代的玉米平均產(chǎn)量-對(duì)照品種的玉米產(chǎn)量)/對(duì)照品種的玉米產(chǎn)量> 10% ；自交系配合力的鑒定方法用1個(gè)自交系與幾個(gè)骨干自交系組配成雜交組合，以這些組合比對(duì)照品種增產(chǎn)百分?jǐn)?shù)的平均值表示這個(gè)自交系的一般配合力，即參照配合力。 概念來源于(金鏞，曹祖波，寧家林，等.通過遼寧省玉米品種試驗(yàn)評(píng)估其親本自交系[J]. 國(guó)外農(nóng)學(xué)-雜糧作物，1997，(2) :4-8)。各骨干自交系為掖478、丹340、黃早4、齊319。對(duì)照品種為農(nóng)大108。(3)篩選結(jié)果利用美國(guó)玉米雜交種“78599”自交形成二環(huán)系群體，從其群體中選擇了一株農(nóng)藝 性狀優(yōu)良的特異株，利用上述篩選方法和選擇標(biāo)準(zhǔn)，通過連續(xù)自交6代，育成穩(wěn)定目的自交 系作為母本。二環(huán)系群體每個(gè)單株都是不同的，選中的特異株是其中一個(gè)農(nóng)藝性狀都優(yōu)良 的一株，但其基因型是雜合的，需要自交6代后，基因型及農(nóng)藝性狀才能夠穩(wěn)定遺傳。將得 到的親本自交系命名為自交系4-1。自交系4-1的田間表現(xiàn)如圖2所示。自交系4-1的各性狀如下1)綜合農(nóng)藝性狀如下株高199厘米；穗位64厘米；果穗穗長(zhǎng)14厘米，穗行數(shù)14-16行，千粒重330克，穗性狀為筒狀，穗軸為白軸， 馬齒型淺黃粒。2)氮高效特異性狀吐絲期根層數(shù)7層，總根數(shù)68條。上部平展，側(cè)根總長(zhǎng)達(dá)到7500cm。下部深扎， 根與莖間夾角小于25° ；熟相為中間型，光合功能期長(zhǎng)。生育期105-110天；生育期積溫 2700°C ；散粉期與吐絲期間隔小于2天。在相同的氮素施加量的條件下，(自交系4-1的玉米產(chǎn)量-對(duì)照自交系掖478的玉 米產(chǎn)量)/對(duì)照自交系掖478的玉米產(chǎn)量=5.4%，滿足> 5%的條件，即氮素利用效率高。3)配合力(自交系4-1與骨干自交系雜交得到的Fl代的玉米平均產(chǎn)量-對(duì)照品種農(nóng)大108 的玉米產(chǎn)量)/對(duì)照品種農(nóng)大108的玉米產(chǎn)量=10%，滿足彡10%的條件；骨干自交系為掖478、丹340、黃早4、齊319。二、雜交制種(一)、制種思路及雜交將步驟一得到的母本自交系4-1分別與骨干自交系或者按照雜種優(yōu)勢(shì)模式選擇 的不同血緣的自交系相互雜交組配，得到大量組合的Fl代種子。將每種組合的Fl代種子分別單行種植，對(duì)照品種間隔種植，采取低氮低密(鑒定 其耐低氮能力)、高氮高密(鑒定高產(chǎn)耐密潛力)同時(shí)篩選的方法進(jìn)行第一次篩選，選擇滿 足選擇標(biāo)準(zhǔn)A、B和D中至少一種的雜交組合Fl代，作為初篩雜交組合；將初篩雜交組合Fl 代種子分別單行種植，對(duì)照品種間隔種植，采取在低氮條件和高氮條件同時(shí)篩選的方法進(jìn) 行第二次篩選(即氮效率評(píng)價(jià))，選擇滿足選擇標(biāo)準(zhǔn)C且滿足選擇標(biāo)準(zhǔn)A和B中至少一種的 雜交組合，即為雙高效型雜交種。(二)、初篩以農(nóng)大108為對(duì)照。
1、篩選方法2000年，將每種組合的Fl代種子分別單行種植，對(duì)照品種間隔種植，采取低氮低 密(鑒定其耐低氮能力)、高氮高密(鑒定高產(chǎn)耐密潛力)同時(shí)篩選的方法進(jìn)行第一次篩 選。低氮低密篩選條件供氮水平為90kg N/hm2，磷肥為100kg P205/hm2，鉀肥為 100kgK20/hm2。施肥方式磷鉀肥作為基肥一次性施入，氮肥基肥一次性施入90kgN/hm2。種 植密度為60000株/hm2 (行距60cm，株距^cm)；高密高氮篩選條件供氮水平為MOkg N/hm2,磷肥為100kg P2O5Am2,鉀肥為 100kgK20/hm2。施肥方式磷鉀肥作為基肥一次性施入，氮肥基肥施入90kg N/hm2，拔節(jié)前期 (6-9葉)追施氮肥150kg N/hm2。種植密度為80000株/hm2 (行距60cm,株距21cm)。2、篩選標(biāo)準(zhǔn)選擇在低氮低密篩選條件和高密高氮篩選條件均滿足如下A、B和D條件中至少一 種的雜交組合作為初篩雜交組合A、具有如下綜合農(nóng)藝性狀中至少一種A-1、株型莖與植株上位穗上葉夾角小于25° 士5° ；A-2、株高240-280cm ；A-3、穗上莖間距(大):16-18cm，透光良好；A-4、穗下莖間距(小):12-15cm ；A-5、穗位偏低:80-110cm,即穗位高 / 株高=0. 36士0. 03 ；A-6、果穗中大穗行數(shù)14 16行，千粒重350_420g，結(jié)實(shí)性好，果穗禿尖小、果穗 不缺粒；A-7、穗軸直徑2. 6_3cm ；A-8、玉米籽粒顏色黃色；A-9、莖稈強(qiáng)度大、韌性好至人為彎曲到地面不折斷；A-10、抗逆性強(qiáng)抗至少三種病害和/或抗玉米螟等主要蟲害。B、具有如下氮高效特異性狀中的至少一種B-1、根系滿足如下a)至d)所示條件中的至少一種在根系發(fā)育最完整的吐絲期
調(diào)查，a)根層數(shù)7-10 層;b)總根條數(shù)為60-100條；c)根的上部平展和側(cè)根總長(zhǎng)達(dá)到8000-12000cm ；d)根下部與莖間夾角小于25° ；B-2、熟相中間型或綠熟型。B-3、生育期適中(不同地區(qū)生育期差異很大，但所需積溫是固定的)，生育期積溫 2700°C，散粉與吐絲期間隔小于2天(ASI)。D、產(chǎn)量評(píng)價(jià)指標(biāo)滿足如下條件初篩雜交組合與對(duì)照品種(農(nóng)大108)在氮素施加量相同條件下，產(chǎn)量滿足如下條 件(初篩雜交組合的玉米產(chǎn)量-對(duì)照品種的玉米產(chǎn)量)/對(duì)照品種的玉米產(chǎn)量彡 10%。(三)、復(fù)篩(氮效率評(píng)價(jià))以農(nóng)大108為對(duì)照。1、方法在2004-2008年分別在北京海淀東北旺、農(nóng)大昌平實(shí)驗(yàn)站、北京農(nóng)學(xué)院，將初篩得 到的初篩雜交組合Fl代按照如下方法進(jìn)行復(fù)篩將初篩雜交組合Fl代種子與對(duì)照品種間隔種植。采取低氮、高氮、同一密度同時(shí) 篩選的方法，按照選擇標(biāo)準(zhǔn)A、B、C進(jìn)行評(píng)價(jià)，得到氮雙高效型雜交種。低氮篩選設(shè)置三個(gè)重 復(fù)，高氮篩選設(shè)置三個(gè)重復(fù)，小區(qū)面積為10-20平米。低氮篩選條件供氮水平為Okg N/hm2，種植密度為60000株/hm2 (行距60cm，株距 28cm)；磷肥為100kg P205/hm2，鉀肥為100kgK20/hm2。施肥方式磷鉀肥作為基肥一次性施 入。高氮篩選條件供氮水平為MOkg N/hm2,種植密度為60000株/hm2 (行距60cm，株 距28cm)。磷肥為100kg P205/hm2，鉀肥為100kgK20/hm2。施肥方式磷鉀肥作為基肥一次 性施入，氮肥基肥施入90kg N/hm2，拔節(jié)前期(6-9葉)追施氮肥150kgN/hm2。2、選擇標(biāo)準(zhǔn)A 與步驟(二)中所述一致。B 與步驟(二)中所述一致。C 氮效率評(píng)價(jià)指標(biāo)滿足如下C2-1和C2-2和C2_3條件C2-1 (高氮條件下所述氮雙高效型玉米雜交種的玉米產(chǎn)量-高氮條件下對(duì)照品 種的玉米產(chǎn)量)/高氮條件下對(duì)照品種的玉米產(chǎn)量> 5% ；(即高氮條件下相對(duì)于對(duì)照品種 產(chǎn)量增加5%以上)C2-2 所述對(duì)照玉米品種的減產(chǎn)幅度-所述氮雙高效型玉米雜交種的減產(chǎn)幅度 > 5% ；(即相對(duì)高氮條件下，自身在低氮條件下的減產(chǎn)幅度比對(duì)照品種減產(chǎn)幅度低5%以 上)；C2-3 所述對(duì)照玉米品種的減產(chǎn)幅度> 20%，所述氮雙高效型玉米雜交種的減產(chǎn) 幅度彡20% ；所述氮雙高效型玉米雜交種的減產(chǎn)幅度=[(高氮條件下所述氮雙高效型玉米雜 交種的玉米產(chǎn)量-低氮條件下所述氮雙高效型玉米雜交種的玉米產(chǎn)量)/高氮條件下所述 氮雙高效型玉米雜交種的玉米產(chǎn)量]X100% ；所述對(duì)照玉米品種的減產(chǎn)幅度=[(高氮條件下所述對(duì)照玉米品種的玉米產(chǎn) 量-低氮條件下所述對(duì)照玉米品種的玉米產(chǎn)量)/高氮條件下所述對(duì)照玉米品種的玉米產(chǎn)
fi] X100%o(四)、雜交制種結(jié)果通過以上方法，篩選到一個(gè)以自交系4-1為母本，以掖478為父本，進(jìn)行雜交，得到 的氮雙高效型雜交新組合，將其定名為中農(nóng)99。中農(nóng)99的性狀如下1、綜合農(nóng)藝性狀株型莖與植株上位穗上葉夾角小于25° 士5°，即半緊湊；葉色淡綠，葉片窄長(zhǎng)；穗上莖間距大16cm，透光良好、穗下莖間距小Hcm ；株高240cm ；穗位Mcm，即穗位高/株高=0. 39 ；果穗中大穗行數(shù)16行，千粒重350g，結(jié)實(shí)性好，不缺粒；果穗筒型，穗長(zhǎng)19. 6cm，穗軸直徑2. 8cm。玉米籽粒黃色，玉米籽粒半馬齒型，花絲淡紅色?？鼓嫘詮?qiáng)該雜交種經(jīng)抗病性田間表現(xiàn)中抗紋枯病、大斑病和小斑病，高抗莖腐 病。經(jīng)農(nóng)業(yè)部谷物品質(zhì)監(jiān)督檢驗(yàn)測(cè)試中心(哈爾濱)分析容重720g/L、粗蛋白 9. 32%、粗脂肪5. 02%、粗淀粉72. 34%、賴氨酸0. 33%。2、氮高效特異性狀吐絲期根系中地下根層數(shù)為8層，地上部氣生根2-3層；吐絲期根系中總根數(shù)為 60-70條；吐絲期根的上部平展、吐絲期根的側(cè)根總長(zhǎng)達(dá)到8600cm ；熟相為中間型，穗部上下三片葉及以上葉片保持綠色不衰老。生育期103d，比對(duì)照品種農(nóng)大108早熟2d ；生育期積溫2700°C ；散粉期與吐絲期間隔小于2天。3、雙高效型高產(chǎn)表現(xiàn)下述實(shí)驗(yàn)中，對(duì)照品種都是農(nóng)大108。3. 1初篩結(jié)果產(chǎn)量評(píng)價(jià)指標(biāo)(D)滿足如下條件低氮低密(中農(nóng)99的玉米產(chǎn)量-農(nóng)大108的玉米產(chǎn)量)/農(nóng)大108的玉米產(chǎn)量 =15.6% (滿足彡 10% )。高密高氮(中農(nóng)99的玉米產(chǎn)量-農(nóng)大108的玉米產(chǎn)量)/農(nóng)大108的玉米產(chǎn)量 =11. 7% (滿足彡 10% )。3. 2復(fù)篩結(jié)果氮效率評(píng)價(jià)指標(biāo)(C)如下C2-1 (高氮條件下中農(nóng)99的玉米產(chǎn)量-高氮條件下對(duì)照品種的玉米產(chǎn)量)/高 氮條件下對(duì)照品種的玉米產(chǎn)量=10. 5% (滿足彡5% )；C2-2 中農(nóng)99減產(chǎn)幅度=(高氮條件下中農(nóng)99的玉米產(chǎn)量-低氮條件下中農(nóng)99 的玉米產(chǎn)量)/高氮條件下中農(nóng)99的玉米產(chǎn)量X 100%= 30% ；滿足> 20% ；對(duì)照品種減產(chǎn)幅度=(高氮條件下農(nóng)大108的玉米產(chǎn)量-低氮條件下農(nóng)大108的 玉米產(chǎn)量)/高氮條件下農(nóng)大108的玉米產(chǎn)量X 100%= 36% ；滿足> 20% ；中農(nóng)99比對(duì)照品種減產(chǎn)幅度低6% (滿足低于5%以上)。圖1為中農(nóng)99與農(nóng)大108對(duì)比照片。3. 32004-2005年參加北京市品種審定委員會(huì)組織的區(qū)域試驗(yàn)(區(qū)試編號(hào)氮高效1 號(hào))，證明其確有高產(chǎn)潛力。平均畝產(chǎn)達(dá)8955kg/hm2，比對(duì)照品種農(nóng)大108增產(chǎn)5. 1 %，其中 2004年居春播區(qū)試B組16個(gè)參試組合的第9位，畝產(chǎn)9230kg/hm2，比對(duì)照增產(chǎn)1. 5%；2005 年居春播區(qū)試A組15個(gè)參試組合的第8位，畝產(chǎn)8679kg/hm2，比對(duì)照增產(chǎn)8. 6%。2005年生產(chǎn)試驗(yàn)平均畝產(chǎn)9000kg/hm2，比對(duì)照增產(chǎn)14. 7%，列14個(gè)參試組合的第3位。3. 42006-2007兩年參加廣東省品種審定委員會(huì)組織的區(qū)域試驗(yàn)(區(qū)試編號(hào)NEl)， 同樣證明其確有高產(chǎn)潛力。平均畝產(chǎn)分別為6390kg/hm2和7400kg/hm2，2006年與對(duì)照種 農(nóng)大108產(chǎn)量基本持平，2007年比對(duì)照種增產(chǎn)5. 73%。2007年生產(chǎn)試驗(yàn)平均畝產(chǎn)7581kg/ hm2，比對(duì)照種農(nóng)大108增產(chǎn)8. 34%，參加匯總的3個(gè)試點(diǎn)有2個(gè)點(diǎn)畝產(chǎn)超過7500kg/hm2，最 高產(chǎn)的信宜點(diǎn)畝產(chǎn)達(dá)到93Mkg/hm2。(五)栽培技術(shù)要點(diǎn)適時(shí)足墑播種，行距60cm，株距33cm左右；一般種植密度52500株/hm2左右，不 宜超過60000株/hm2。肥水管理適中即可，基肥施足磷、鉀肥，可少施或不施氮肥，大喇叭口 追施尿素，注意不要過量施用氮肥，施尿素總量不超過37^g/hm2。及時(shí)防治病蟲害，適時(shí)晚 收。加強(qiáng)肥水管理可爭(zhēng)取高產(chǎn)，并注意深培土防倒伏。(六)保持品種種性和種子生產(chǎn)的技術(shù)要點(diǎn)(雜交種含親本)在甘肅地區(qū)制種，父本與母本同期播種，花期相遇80%以上，但為確保授粉良好， 需保留20%的父本延遲5-7天播種。父母本行比4 6 1。密度4000-4500株/畝。也 可反交，父母本行比4 1。父本與母本同期播種，父本自交系4-1花粉量稍小，為確保授粉 良好，需保留30%的父本延遲5-7天播種。密度4500-5000株/畝。父、母本親本自交系嚴(yán)格隔離自交，提純、繁殖，按自交系典型性狀，嚴(yán)格田間去雜 去劣。母本4-1特點(diǎn)為株型半緊湊，節(jié)間較大，上部葉片上舉、平直、葉片較窄，下部葉片下 彎。雄穗中軸長(zhǎng)，分枝較少。株高250厘米，穗位100厘米，穗長(zhǎng)14厘米，穗行數(shù)16-18行， 千粒重330克，筒狀穗，白軸，馬齒型淺黃粒。生物量較大，保綠性較好。實(shí)施例2、高氮高效型雜交種的制備一、母本篩選將西玉3號(hào)連續(xù)自交8代，將每代得到的自交系按照如下方法進(jìn)行種植，再按照實(shí) 施例1中步驟一中( 親本篩選標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行篩選。種植管理方法施肥處理-氮肥為45kg N/hm2，磷肥為100kg P205/hm2，鉀肥: 100k^(20/hm2。全部肥料作為基肥一次性施入。種植密度為100，000株/公頃，根據(jù)實(shí)際情 況調(diào)整行株距(可以選擇行距60cm，株距17cm ；或者行距50cm，株距20cm)。結(jié)果得到滿足所述篩選標(biāo)準(zhǔn)的目的自交系，將其作為母本，命名為自交系T63。自 交系T63的田間表現(xiàn)如圖2所示。自交系T63的各性狀如下1)綜合農(nóng)藝性狀株型莖與植株上位穗上葉夾角小于15° ；株高160cm;穗上莖間距平均11cm;穗下莖間距平均8. 3cm ；穗位50cm，即穗位高/株高=0. 31 ；果穗中大穗行數(shù)12行，千粒重平均280g，結(jié)實(shí)性好，果穗禿尖小，果穗不缺粒；玉米籽粒顏色黃色；莖稈強(qiáng)度大、韌性好至人為彎曲到地面不折斷；
抗逆性強(qiáng)抗三種以上主要病害(紋枯病、大斑病、小斑病和莖腐病)、抗玉米螟蟲害。2)氮高效特異性狀在選系晚代選擇重點(diǎn)株系調(diào)查根系性狀，吐絲期根系中大，根層數(shù)8層，總根數(shù) 70-80條。上部平展，側(cè)根總長(zhǎng)達(dá)到7500cm左右。下部深扎，根與莖間夾角小于25° ；熟相為綠熟型，穗部上下三片葉及以上葉片保持綠色不衰老，穗下部葉片也為綠 色。生育期適中，生育期積溫2700°C，散粉與吐絲期間隔小于2天(ASI)。在相同的氮素施加量的條件下，(自交系T63的玉米產(chǎn)量-對(duì)照自交系掖478的 玉米產(chǎn)量)/對(duì)照自交系掖478的玉米產(chǎn)量=5% (滿足彡5% )。3)配合力測(cè)定(自交系T63與各骨干自交系雜交得到的Fl代的玉米平均產(chǎn)量-對(duì)照品種農(nóng)大 108的玉米產(chǎn)量)/對(duì)照品種農(nóng)大108的玉米產(chǎn)量=12% (滿足彡10% )；各骨干自交系為掖478、丹340、黃早4、齊319。二、雜交制種初篩和復(fù)篩方法與實(shí)施例1中所述基本一致。不同的是復(fù)篩標(biāo)準(zhǔn)如下Cl-I (高氮條件下所述高氮高效型玉米雜交種的玉米產(chǎn)量-高氮條件下對(duì)照品 種的玉米產(chǎn)量)/高氮條件下對(duì)照品種的玉米產(chǎn)量> 5% ；(即高氮條件下相對(duì)于對(duì)照品種 產(chǎn)量增加5%以上)C1-2 所述高氮高效型玉米雜交種的減產(chǎn)幅度-所述對(duì)照玉米品種的減產(chǎn)幅度 ^ 5% (即相對(duì)于高氮條件下，自身在低氮條件下的減產(chǎn)幅度高于或等于對(duì)照品種的減產(chǎn) 幅度5%以上)；C1-3 所述高氮高效型玉米雜交種的減產(chǎn)幅度> 20%，所述對(duì)照玉米品種的減產(chǎn) 幅度彡20% ；所述高氮高效型玉米雜交種的減產(chǎn)幅度=[(高氮條件下所述高氮高效型玉米雜 交種的玉米產(chǎn)量-低氮條件下所述高氮高效型玉米雜交種的玉米產(chǎn)量)/高氮條件下所述 高氮高效型玉米雜交種的玉米產(chǎn)量]X100% ；所述對(duì)照玉米品種的減產(chǎn)幅度=[(高氮條件下所述對(duì)照玉米品種的玉米產(chǎn) 量-低氮條件下所述對(duì)照玉米品種的玉米產(chǎn)量)/高氮條件下所述對(duì)照玉米品種的玉米產(chǎn)
fi] X100%o得到高氮高效型雜交種(命名為NE9)，其母本為自交系T63，父本為自交系沈137。玉米自交系沈137的田間表現(xiàn)如圖2。玉米自交系沈137滿足實(shí)施例1中步驟一 中(2)親本篩選標(biāo)準(zhǔn)。NE9田間表現(xiàn)如圖3和圖4。以農(nóng)大108為對(duì)照。NE9的性狀如下1、NE9的綜合農(nóng)藝性狀株型莖與植株上位穗上葉夾角小于25°，即緊湊；葉色淡綠，葉片寬大；穗上莖間距17cm，透光良好，穗下莖間距15cm ；株高280cm ；穗位:110cm,即穗位高/株高=0. 39 ；
果穗中大穗行數(shù)16行，千粒重350g，結(jié)實(shí)性好，不缺粒；果穗筒型，穗長(zhǎng)18-21cm，穗軸直徑2. 9cm。玉米籽粒黃色，玉米籽粒半馬齒型，花絲淡紅色，雄穗分枝5-6個(gè)，花粉黃色?？鼓嫘詮?qiáng)該品種經(jīng)抗病性田間表現(xiàn)抗紋枯病、莖腐病、大斑病和小斑病。2、氮高效特異性狀吐絲期根系中地下根層數(shù)為9層，地上部氣生根2-3層；吐絲期根系中總根數(shù)為 70-80條；吐絲期根的上部平展、吐絲期根的側(cè)根總長(zhǎng)達(dá)到9500cm ；熟相為綠熟，穗部上下三片葉及以上葉片保持綠色不衰老，穗下部葉片也為綠 色。生育期與比對(duì)照品種農(nóng)大108相同；生育期積溫2750°C ；散粉期與吐絲期間隔小于2天。3、氮高效型表現(xiàn)3.1 初篩產(chǎn)量指標(biāo)結(jié)果如下(NE9的玉米產(chǎn)量-農(nóng)大108的玉米產(chǎn)量)/農(nóng)大108的玉米產(chǎn)量=20% (滿足 彡 10% )。3. 2 復(fù)篩氮效率評(píng)價(jià)指標(biāo)如下Cl-I (高氮條件下NE9的玉米產(chǎn)量-高氮條件下農(nóng)大108的玉米產(chǎn)量)/高氮條 件下農(nóng)大108的玉米產(chǎn)量=5. 4% (滿足> 5%)；(即高氮條件下相對(duì)于對(duì)照品種產(chǎn)量增 加5%以上)Cl-2 :NE9的減產(chǎn)幅度-農(nóng)大108的減產(chǎn)幅度=14% (滿足高于或等于5%以 上)(即相對(duì)于高氮條件下，自身在低氮條件下的減產(chǎn)幅度高于農(nóng)大108的減產(chǎn)幅度5%以 上)；NE9的減產(chǎn)幅度=[(高氮條件下NE9的玉米產(chǎn)量-低氮條件下NE9的玉米產(chǎn)量)/ 高氮條件下NE9的玉米產(chǎn)量]X 100%= 44% ；滿足大于等于20%。農(nóng)大108的減產(chǎn)幅度=[(高氮條件下農(nóng)大108的玉米產(chǎn)量-低氮條件下農(nóng)大108 的玉米產(chǎn)量)/高氮條件下農(nóng)大108的玉米產(chǎn)量]X 100 % = 30 % ；滿足大于等于20 %。
權(quán)利要求
1.氮高效玉米的制種方法，包括如下步驟將玉米父本和玉米母本進(jìn)行雜交，得到雜 交組合Fl代種子，將所述雜交組合Fl代種子進(jìn)行種植篩選，選擇滿足(1)所示條件的雜交 組合Fl代植株，其對(duì)應(yīng)的雜交組合Fl代種子即為高氮高效型玉米雜交種，選擇滿足(2)所 示條件的雜交組合Fl代植株，其對(duì)應(yīng)的雜交組合Fl代種子即為氮雙高效型玉米雜交種；所 述雜交組合Fl代植株由所述雜交組合Fl代種子發(fā)育而成；(1)包括如下Cl-I和C1-2所示條件Cl-I (高氮條件下所述高氮高效型玉米雜交種的玉米產(chǎn)量-高氮條件下對(duì)照品種I 的玉米產(chǎn)量)/高氮條件下對(duì)照品種I的玉米產(chǎn)量> 5% ；Cl-2 所述高氮高效型玉米雜交種的減產(chǎn)幅度-所述對(duì)照品種I的減產(chǎn)幅度> 5% ； 所述高氮高效型玉米雜交種的減產(chǎn)幅度=[(高氮條件下所述高氮高效型玉米雜交種 的玉米產(chǎn)量-低氮條件下所述高氮高效型玉米雜交種的玉米產(chǎn)量)/高氮條件下所述高氮 高效型玉米雜交種的玉米產(chǎn)量]X 100% ；所述對(duì)照品種I的減產(chǎn)幅度=[(高氮條件下所述對(duì)照品種I的玉米產(chǎn)量-低氮條件 下所述對(duì)照品種I的玉米產(chǎn)量)/高氮條件下所述對(duì)照品種I的玉米產(chǎn)量]X 100% ；(2)包括如下C2-1和C2-2所示條件C2-1 (高氮條件下所述氮雙高效型玉米雜交種的玉米產(chǎn)量-高氮條件下對(duì)照品種I 的玉米產(chǎn)量)/高氮條件下對(duì)照品種I的玉米產(chǎn)量> 5% ；C2-2 所述對(duì)照品種I的減產(chǎn)幅度-所述氮雙高效型玉米雜交種的減產(chǎn)幅度> 5% ； 所述氮雙高效型玉米雜交種的減產(chǎn)幅度=[(高氮條件下所述氮雙高效型玉米雜交種 的玉米產(chǎn)量-低氮條件下所述氮雙高效型玉米雜交種的玉米產(chǎn)量)/高氮條件下所述氮雙 高效型玉米雜交種的玉米產(chǎn)量]X 100% ；所述對(duì)照品種I的減產(chǎn)幅度=[(高氮條件下所述對(duì)照品種I的玉米產(chǎn)量-低氮條件 下所述對(duì)照品種I的玉米產(chǎn)量)/高氮條件下所述對(duì)照品種I的玉米產(chǎn)量]X 100%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于 所述(1)中包括如下C1-3所示條件C1-3 所述高氮高效型玉米雜交種的減產(chǎn)幅度> 20%，所述對(duì)照品種I的減產(chǎn)幅度 彡 20% ；所述O)中包括如下C2-3所示條件所述對(duì)照品種I的減產(chǎn)幅度> 20%，所述氮雙高效型玉米雜交種的減產(chǎn)幅度> 20% ； 所述玉米產(chǎn)量為單位面積內(nèi)玉米籽粒的干重；所述高氮條件包括供氮水平為O00-300)kg N/hm2 ；所述低氮條件包括不施加氮肥。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于所述高氮條件包括供磷水平為100kg P2O5Am2和供鉀水平為100kgK20/hm2 ； 所述低氮條件包括供磷水平為100kg P2O5Am2和供鉀水平為100kgK20/hm2 ； 所述低氮條件和所述高氮條件中的種植密度及行距及株距均相同。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一所述的方法，其特征在于所述方法中，所述(1)或(2)所 示條件中還包括如下B-l、B-2和B-3所示條件中的至少一種B-I、吐絲期根系滿足如下a)至d)中所示條件中的至少一種 a)、層數(shù)7-10層；b)、總根條數(shù)為60-100條；c)、根的上部平展和側(cè)根總長(zhǎng)達(dá)到8000-12000cm；d)、根的下部與莖間夾角小于25°； B-2、熟相為中間型或綠熟型。B-3、生育期積溫為2700°C -2750°C，和/或散粉期與吐絲期間隔小于2天。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一所述的方法，其特征在于所述方法中，所述(1)或(2)所 示條件中還包括如下A-I至A-IO所示條件中的至少一種A-1、株型莖與植株上位穗上葉夾角小于20° -30° ； A-2、株高:240-280cm ； A-3、穗上莖間距16-18cm; A-4、穗下莖間距12-15cm;A-5、穗位:80-110cm 或穗位高 / 株高=0. 36 士0. 03 ；A-6、果穗穗行數(shù)14 16行，千粒重350-420g，結(jié)實(shí)性好，果穗禿尖小和/或果穗不 缺粒；A-7、穗軸直徑2. 6-3cm ；A-8、玉米籽粒顏色黃色；A-9、莖稈強(qiáng)度和韌性至人為彎曲到地面不折斷；A-10、抗逆性抗至少三種病害和/或抗蟲害；所述蟲害為玉米螟蟲害。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一所述的方法，其特征在于所述將所述雜交組合Fl代種子 進(jìn)行種植篩選的方法包括如下步驟將所述雜交組合Fl代種子分別在低氮條件下和高氮 條件下種植；或，述將所述雜交組合Fl代種子進(jìn)行種植篩選的方法包括如下步驟將所述雜交組合 Fl代種子分別在低氮低密和高氮高密條件下種植，選擇在低氮低密和高氮高密條件下均滿 足所述B-I至B-3、A-I至A-IO和如下D所示條件中的至少一種的雜交組合Fl代植株，其 對(duì)應(yīng)的雜交組合Fl代種子記作初篩雜交組合；將所述初篩雜交組合種子分別在低氮條件 下和高氮條件下種植；D 在相同供氮水平下，初篩雜交組合與對(duì)照品種I的玉米產(chǎn)量滿足如下條件(初篩雜 交組合的玉米產(chǎn)量-對(duì)照品種I的玉米產(chǎn)量)/對(duì)照品種I的玉米產(chǎn)量彡10% ；所述低氮低密條件中，供氮肥水平為90kg N/hm2，供磷肥水平為100kg P2O5Am2;供鉀 肥水平為100kgK20/hm2，種植密度為60000株/hm2，行距為60cm或50cm，株距為^cm或 33cm ；所述高氮高密條件中，供氮肥水平為240kg N/hm2，供磷肥水平為IOOkgP2O5Am2 ；供鉀 肥水平為100kgK20/hm2，種植密度為80000株/hm2，行距為60cm，株距為21cm ；所述低氮條件中，供氮肥水平為Okg N/hm2，供磷肥水平為100kg P2O5Am2 ；供鉀肥水平 為100kgK20/hm2，種植密度為60000株/hm2，行距為60cm或50cm，株距為^cm或33cm ；所述高氮條件中，供氮肥水平為MOkg N/hm2，供磷肥水平為100kg P2O5Am2 ；供鉀肥水 平為100kgK20/hm2，種植密度為60000株/hm2，行距為60cm，株距為^cm。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一所述的方法，其特征在于所述低氮低密條件中，所述氮 肥、磷肥和鉀肥作為基肥一次性施加；所述高氮高密條件中，所述磷肥和鉀肥作為基肥一次性施加；所述氮肥作為基肥施加， 施加量為90kg N/hm2;所述氮肥作為追肥施加，施加量為150kg N/hm2，施加時(shí)期為拔節(jié)前 期；所述低氮條件中，所述磷肥和鉀肥作為基肥一次性施加；所述高氮條件中，所述磷肥和鉀肥作為基肥一次性施加；所述氮肥作為基肥施加，施加 量為90kg N/hm2;所述氮肥作為追肥施加，施加量為150kg N/hm2，施加時(shí)期為拔節(jié)前期。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一所述的方法，其特征在于所述玉米父本和/或玉米母本 為滿足如下I、II和III條件中至少一種的玉米自交系將所述玉米父本和玉米母本均記作 親本玉米；I、如下條件中的至少一種1-1、株型莖與植株上位穗上葉夾角小于20° -30° ； 1-2、株高:160cm-200cm ； 1-3、穗上莖間距12-14cm ； 1-4、穗下莖間距7-1 Icm;1-5、穗位45-65cm，或穗位高/株高=0.3 士 0.02 ；1-6、果穗穗行數(shù)12-16行，千粒重^0_350g，結(jié)實(shí)性好，果穗禿尖小和/或果穗不缺粒；1-7、玉米籽粒顏色黃色；1-8、莖稈強(qiáng)度和韌性人為彎曲莖稈到地面也不折斷；I-9、抗逆性抗至少三種病害和/或抗蟲害；所述蟲害為玉米螟蟲害；II、如下條件中的至少一種II-1、根系性狀為如下a、b和c中的至少一種a、吐絲期根系中大，根層數(shù)為7-10層和/或總根數(shù)60-100條；b、根上部平展，側(cè)根總長(zhǎng)達(dá)到6000-10000cm；c、根下部深扎，根與莖間夾角小于25°； 11-2、熟相中間型或綠熟型；11-3、生育期生育期積溫為2700°C -2750°C，和/或散粉期與吐絲期間隔小于2天； 11-4、產(chǎn)量在相同的氮素施加量的條件下，親本玉米自交系的玉米產(chǎn)量與對(duì)照自交系 II的玉米產(chǎn)量的關(guān)系滿足如下條件(親本玉米自交系的玉米產(chǎn)量-對(duì)照自交系II的玉米 產(chǎn)量)/對(duì)照自交系II的玉米產(chǎn)量彡5% ；III、親本玉米自交系的配合力滿足如下條件(親本玉米自交系與各骨干自交系雜交得到的Fl代的玉米平均產(chǎn)量-對(duì)照品種I的玉 米產(chǎn)量)/對(duì)照品種I的玉米產(chǎn)量彡10% ；所述各骨干自交系為掖478、丹340、黃早4或齊319 ； 所述玉米產(chǎn)量為單位面積內(nèi)玉米籽粒的干重。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-8中任一所述的方法，其特征在于所述親本玉米自交系是按照包 括如下步驟的方法篩選得到的將待篩選玉米自交系在低氮高密條件下進(jìn)行種植，觀察種植得到的玉米的性狀，符合 所述I、II和III條件中至少一種的玉米自交系即為親本玉米自交系；所述低氮高密條件包括如下施加的氮肥水平為45kg N/hm2，施加的磷肥水平為 100kg P2O5Am2，施加的鉀肥水平為100kg K20/hm2 ；種植密度為100，000株/公頃；行距為 50cm-60cm 或 50cm 或 60cm，株距為 17cm_20cm 或 17cm 或 20cm ；所述父本為玉米自交系掖478或玉米自交系沈137 ；所述母本為玉米自交系4-1或玉 米自交系T63 ；所述對(duì)照品種為農(nóng)大108。
10.一種篩選氮高效玉米的方法，包括如下步驟將待篩選玉米自交系在低氮高密條 件下進(jìn)行種植，觀察種植得到的玉米的性狀，符合I、II和III條件中至少一種的玉米自交 系即為氮高效玉米自交系；所述低氮高密條件包括如下施加的氮肥水平為45kg N/hm2，施加的磷肥水平為 100kg P2O5Am2，施加的鉀肥水平為100kg K20/hm2 ；種植密度為100，000株/公頃；行距為 50cm-60cm 或 50cm 或 60cm，株距為 17cm_20cm 或 17cm 或 20cm ； 所述I、II和III條件為如下所示 I、如下條件中的至少一種1-1、株型莖與植株上位穗上葉夾角小于20° -30° ； 1-2、株高:160cm-200cm ； 1-3、穗上莖間距12-14cm; 1-4、穗下莖間距7-1 Icm;1-5、穗位45-65cm，或穗位高/株高=0.3 士 0.02 ；1-6、果穗穗行數(shù)12 16行，千粒重280-350g，結(jié)實(shí)性好，果穗禿尖小和/或果穗不 缺粒；1-7、玉米籽粒顏色黃色；1-8、莖稈強(qiáng)度和韌性人為彎曲莖稈到地面也不折斷；I-9、抗逆性抗至少三種病害和/或抗蟲害；所述蟲害為玉米螟蟲害；
11、如下條件中的至少一種II-1、根系性狀為如下a、b和c中的至少一種a、吐絲期根系中大，根層數(shù)為7-10層和/或總根數(shù)60-100條；b、根上部平展，側(cè)根總長(zhǎng)達(dá)到6000-10000cm；c、根下部深扎，根與莖間夾角小于25°； 11-2、熟相中間型或綠熟型；11-3、生育期生育期積溫為2700°C -2750°C，和/或散粉期與吐絲期間隔小于2天； 11-4、產(chǎn)量在相同的氮素施加量的條件下，氮高效玉米自交系的玉米產(chǎn)量與對(duì)照自交 系II的玉米產(chǎn)量的關(guān)系滿足如下條件(氮高效玉米自交系的玉米產(chǎn)量-對(duì)照自交系II的 玉米產(chǎn)量)/對(duì)照自交系II的玉米產(chǎn)量彡5% ；III、氮高效玉米自交系的配合力滿足如下條件(氮高效玉米自交系與各骨干自交系雜交得到的Fl代的玉米平均產(chǎn)量-對(duì)照品種I的 玉米產(chǎn)量)/對(duì)照品種I的玉米產(chǎn)量彡10% ；所述各骨干自交系為掖478、丹340、黃早4或齊319 ； 所述玉米產(chǎn)量為單位面積內(nèi)玉米籽粒的干重。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種玉米的雜交制種方法。該方法包括如下步驟選擇具有如下(1)、(2)和(3)所示玉米自交系作為親本，進(jìn)行雜交，得到F1代，選擇滿足如下A、B和C所示條件的玉米F1代，即得到目的玉米新組合(或新品種)。利用本發(fā)明方法得到了玉米新品種，不但提高了氮的利用效率，而且產(chǎn)量比對(duì)照也有明顯的提高。因此，本發(fā)明方法有利于提高玉米氮高效新品種的選育效率，在玉米的育種領(lǐng)域有廣闊的應(yīng)用前景。
文檔編號(hào)A01H1/02GK102106254SQ201010597888
公開日2011年6月29日 申請(qǐng)日期2010年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月21日
發(fā)明者張福鎖, 米國(guó)華, 袁力行, 陳范駿, 顧日良 申請(qǐng)人:中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)