杂种优势效应对中国玉米育种的贡献评价

本试验选取20世纪70年代我国玉米单交种诞生以来在生产上累计推广面积大于1000万hm2具有代表性的20个单交种及其相关的32个自交系为材料, 研究杂种优势变化趋势和促进玉米产量提高的原因, 期望对玉米育种发展提供一些参考。试验选用中国不同时期具有代表性的20个玉米单交种及其32份亲本自交系为材料, 采用3点3种密度3次重复的裂区试验设计, 研究亲本产量、密度和杂种优势对产量的贡献。结果表明:亲本和品种产量随年代推进逐渐提高; 早期品种高密条件下产量下降, 当前品种随密度增加产量逐渐提高; 杂种优势指数随年代呈降--升--降的变化趋势, 当前推广的品种杂种优势较低。杂种优势随年代变化并没有显著提高, 亲本产量的提高、种植密度的增加、是当前中国玉米产量提高的主要原因。

1结果分析

1.1品种和自交系产量变化趋势

图1u0001 不同时期杂交种产量变化趋势

图2u0001 不同时期自交系产量变化趋势

从图1和2可以看出, 随年代的更替单交种和自交系产量整体逐渐提高。从不同密度杂交种比较看, T1和T2时期品种产量低密>高密, T6和T7时期品种产量高密>低密, 说明品种的耐密性逐渐增强。从不同密度自交系比较看, 低密度下产量随时期变化平缓增加, 中高密度下产量增加幅度高于低密。

图3 各个时期不同密度下杂交种产量的变化

在各个时期内, 杂交种产量随种植密度的提高变化不同(图3)。T1和T4时期, 杂交种产量随密度增加逐渐下降; T2和T5时期, 从低密到中密变化中,品种产量略有增加, 从中密到高密变化中,品种产量明显下降; T3时期, 从低密到中密变化中, 杂交种产量逐渐增加,从中密到高密变化中, 品种产量平缓下降; T6和T7时期,品种产量随密度的增大产量均逐渐增加。说明T6和T7时期的品种耐密性好,适宜高密度种植。总体上, 中国不同时期的玉米品系随着年代的推进, 耐密程度逐渐提高,当前推广的品种具有较高的耐密性, 说明增加种植密度、提高品种耐密性是促进当前中国玉米产量增加的主要原因之一。

1.2 各个时期品种杂种优势变化趋势

表1 不同年代玉米单交种产量杂种优势

统计结果由表2所示,我国不同年代的单交种都表现出较强的杂种优势。中亲优势范围为122.26%~ 159.86%, 超低亲优势范围为134.48%~ 191.97%； 超高亲优势范围为104.11%~145. 07%；杂种优势指数范围为222. 26%~259.86%。90年代中期玉米单交种平均杂种优势指数最低, 21世纪初的杂种优势指数最高。

由图4可知, 我国不同年代的单交种并不是随着时间的推进杂种优势得到不断地提高。

从60~70年代到80年代,再到90年代初期和中期, 我国玉米品种的杂种优势基本呈下降趋势; 从90年代中期到90年代末期和21世纪初期, 品种的杂种优势呈上升趋势; 当前推广的品种杂种优势又有所下降, 杂种优势指数与90年代初期相近。整体上, 杂种优势呈u0001 降u0001--升--降u0001的变化趋势, 同比不同的历史时期, 当前的杂种优势指数处于较低的数值, 说明当前推广的品种其杂种优势效应对产量增加的贡献并不大。从各个时期杂种优势指数变化趋势来看, 基本呈现一条与X轴平行的水平线, 总体上各个时期杂种优势没有发生较大变化, 说明在认可玉米生产主要利用杂种优势的前提下, 杂种优势效应并不是促进近40年来我国玉米单产逐渐提高的主要原因。

我国玉米品种随年代更替产量逐渐提高, 品种产量提高的主要原因为亲本产量和品种耐密性逐渐提高等, 而杂种优势效应在产量逐步提高中并没有起主要作用。今后我国玉米高产育种应该重点考虑提高亲本产量和品系的耐密性。