智種網NOVOSEED 2024年07月21日

前言

      玉米（Zea mays L.）已成為我國第一大作物。我國不是玉米原產地，存在玉米種質遺傳基礎狹窄、基因庫貧乏等問題 。引進和利用國外玉米種質資源對我國玉米進行品種改良是玉米育種過程中必不可缺的環(huán)節(jié) ?？v觀我國玉米育種歷程，外來種質資源對我國玉米育種研究產生了重大影響。研究表明，美國玉米種質利用率在我國每增加 1%，我國玉米平均產量提高約 10kg/hm2。

      21 世紀初，美國先鋒公司憑借其豐富的種質資源基礎和長期的種質資源研究，選育出許多優(yōu)良玉米雜交種，并在我國迅速推廣。尤其是先玉335 進入我國以后，很快成為東北地區(qū)主栽品種，短短幾年時間成為我國第二大玉米品種，這對我國玉米育種和生產帶來巨大沖擊和挑戰(zhàn)，同時也給我國育種者帶來啟示，需要改變傳統(tǒng)育種理念，對我國玉米育種研究提出新要求。

      本研究基于中國種業(yè)大數據平臺（http：//202. 127.42.145/home/index/），查詢美國先鋒公司玉米品種在我國的品種審定、推廣應用情況，并進行分析，以期明確美國先鋒公司玉米種質資源在我國玉米產業(yè)中的發(fā)展歷程和優(yōu)勢。為我國培育優(yōu)良的突破性玉米新品種、提高國際競爭力提供經驗和依據。

1.玉米品種審定情況分析

      1) 審定品種數量分析

      截至 2018 年，美國先鋒公司共有 107 個玉米品種通過了我國審定，其中，國審品種 7 個，省審品種 100 個。以先玉335、32D22、33B75、先玉696 和先玉1225 等為代表的 16 個品種多次被審定（圖1）。尤其是先玉335，在2004-2012 年被審定 9 次，該品種具有生育期適中、產量高、品質好、株型緊湊、出子率高和子粒脫水速率快等優(yōu)點，特別是在生育后期其子粒脫水速率快，成熟時子粒含水量比其他品種低 10%  左右，使其更適應機械化收獲。2014-2018 年，也有多個品種多次通過審定，如先玉1225 在不同的省份審定4次，先玉1266、先玉1321 和先玉1366 均通過了3 次審定。這些品種具有先鋒玉米種質優(yōu)良的產量基因和出眾的子粒商品性等特點 ，在各級區(qū)域試驗和生產試驗中表現良好，具有較好的廣適性。

      2) 各年審定情況分析

      自 2001 年美國先鋒公司品種33G05 和33B75被遼寧省審定以來，至2018 年（除2003 和2007年），每年都有新品種通過審定（圖2）。2001-2006 年，審定品種數量總體呈穩(wěn)定增長趨勢，尤其是2004-2006 年共審定了23 個品種，占總數的21.5%。2009-2014 年呈現穩(wěn)定增長趨勢，在2017和2018 年分別審定了12 和10 個品種，占總數的20.6%，達到兩個峰值。

      3) 各地區(qū)的審定情況分析

      由于先鋒公司玉米品種普遍具有“五小一大”（雄穗小、葉片小、個子小、節(jié)間小、植株小，果穗大）、“五快一壯”（子粒灌漿脫水快、苞葉蓬松快、果穗脫?？?、播種后種子吸水快、出苗快，植株幼苗健壯）的特點 ，因而在全國多個區(qū)域通過了審定，特別是在我國東北、華北、黃淮海等區(qū)域。其中，東北地區(qū)的吉林省和遼寧省由于地處世界三大“黃金玉米帶”之一，適宜玉米的種植與推廣，所以先鋒公司在這兩個省份審定的玉米品種最多，均有 13 個品種通過了審定。其中，32D22、33G05、33B75 和32F20 在這兩省均通過了審定。黑龍江和內蒙古也分別有 8  和 10 個品種通過了審定。在華北和黃淮海區(qū)域，河北審定最多（9  個），山東和河南均審定了 6  個品種，北京市和天津市分別審定了 4  和 3 個品種。在西北區(qū)域，陜西、山西、甘肅和寧夏分別有4、4、7 和1 個品種通過了審定。而在我國西南區(qū)域，先玉系列的玉米品種也在多個省份通過審定并推廣（圖3）。

      國審方面，共有 7 個玉米品種通過審定，以先玉335 為例，該品種在 2004 和 2006 年分別通過了國家黃淮海和東華北區(qū)域的審定，在 2005 和 2009 年分別通過遼寧和黑龍江的審定，2008 和2011 年在甘肅、寧夏和內蒙古通過審定，在 2012 年通過了云南審定。這充分說明了先玉335 在我國大部分地區(qū)均能表現出優(yōu)良的豐產性和廣泛的適應性。

2.品種推廣面積情況分析

      1) 累計推廣面積分析

      先鋒玉米品種自 2006 年在我國推廣以來，截止到 2016 年，已累計推廣 2 056.4 萬hm2。其中，先玉335 累計推廣 1 876.4  萬hm2，占先鋒公司品種總推廣面積的 91.42%（圖4）。

      緊隨其后的先玉 696 和 32D22，分別為66.3 萬和29.7 萬hm2，只占總面積的 3.10% 和 1.44%。排在第 4 位的38P05 推廣面積為 22.5 萬hm2，占總面積的 1.10%。此外，先玉420 和先玉698 的推廣面積也都超過了6.7 萬hm2。雖然先鋒公司也有一批優(yōu)良品種推廣面積在 6.7 萬hm2以上，但是與先玉335 相比還是有很大的差距，說明先鋒公司的其他品種相較于先玉335 沒有絕對的優(yōu)勢，表明先玉335 對先鋒公司的玉米推廣有著舉足輕重的地位。

      2) 品種年度推廣面積分析

      2006 年先鋒公司的玉米品種種植面積為 1.7 萬hm2，僅占全國玉米種植面積的 0.11%。但從 2007 年開始，其品種種植面積每年都以幾十萬甚至上百萬平方公頃的速度快速增長，在 2012 年達到了歷史最高 298.2 萬hm2，占當年全國玉米面積的 8.51%，隨后的 3 年內一直保持在 266.7 萬hm2以上，2016 年面積為 246.5 萬hm2（圖5）。

      先玉335 自 2006 年每年的種植面積增長迅速，至 2012 年種植面積為 277.1 萬hm2，隨后雖然有所下降但一直保持穩(wěn)定，使先鋒公司玉米品種在我國的種植面積得以維持在 233.3 萬hm2以上。

      分析其原因，除了品種性狀優(yōu)異外，還有兩方面原因，一是先玉335 的生產加工模式的先進性，該品種由山東登海先鋒種業(yè)有限公司和敦煌種業(yè)先鋒良種有限公司合資生產經營，具備世界領先的加工設備、配套技術及管理的生產流水線，生產出的品種質量優(yōu)、商品綜合性能好、種子標準化率和精品化率高；二是先玉335 的營銷模式采用訂單直銷模式，每年通過會議培訓，不僅能讓農民親身感受先玉335 的優(yōu)點，也能讓公司全方面了解農民真正的需求，主動掌握了營銷網絡的控制權，憑借“獨家銷售、利潤高、缺口經營”的營銷策略，在我國快速推廣。

      3) 各?。ㄊ?、區(qū)）推廣面積分析

      2006-2016  年，先鋒公司系列品種在全國 21 個?。ㄊ?、區(qū)）推廣，累計面積達 2084.8 萬hm2。其中，吉林、山西和黑龍江是推廣面積最大的 3 個省份，均超過 266.7 萬hm2，累計 1230.3 萬畝，占總面積的 59%。尤其吉林多個品種累計推廣 578.1 萬hm2，占總面積的 27.72%，其中，先玉335 就達到 515.1 萬hm2。

      玉米是吉林第一大糧食作物，隨著玉米產業(yè)的國際化，先鋒公司等跨國種子企業(yè)提供的品種優(yōu)勢明顯，產量高，品質好，得到廣大農民的認可，在吉林得到大規(guī)模推廣應用。此外，內蒙古、河南、河北、遼寧和山東的推廣面積也都在  100 萬hm2以上。寧夏、陜西和安徽的推廣面積都在 33.3 萬至 66.6 萬hm2之間。其他省份的推廣面積均低于 33.3 萬hm2（圖6）。

3.玉米品種系譜關系及其種質應用分析

      美國先鋒公司玉米品種商品性好、適宜機收，在進入中國后迅速占領市場，許多品種被大面積推廣應用，先進的育種理念和優(yōu)良的種質資源是其高效育種的保障。因此，分析先鋒公司玉米品種的系譜關系，了解其育種思路、種質利用途徑和組配關系，對我國玉米種質的改良和利用具有實際的推動作用。

      先鋒公司實行商業(yè)化育種模式，把玉米種質劃分成母本（SS）一群、父本（NSS）一群而形成自己的技術核心，不管來自世界哪個地方的種質資源，均根據與測驗種的雜種優(yōu)勢分入這2 個群，保證了群間的遺傳多樣性增加。建立的母本（SS群）×父本（NSS）群雜種優(yōu)勢模式，育種模式一般為瑞德×Iodent，以及Leaming 雙穗、Minnesoda13 及蘭卡斯特等父本改良群體。                                                                   

      先鋒公司種質的母本群包含 SS 群和 MaizAmargo 群種質，具有莖稈堅韌，穗位適中、易脫粒、發(fā)芽率高、脫水快等特點。核心母本自交系 PHP38 與PHHB9 組配選育出 PH09B，以其為母本與 Lancaster 群雜交選育出品種33G05、32D22 和 32T24，其中 PHHB9 衍生出的系列自交系成為PH1KR5 在早熟玉米育種先鋒公司在我國審定并推廣品種的核心資源（圖7，表1）。

      以我國推廣面積居前兩位的先玉335、先玉696 為例，均利用了母本系PH6WC 是 PHHB9 的衍生系，遺傳背景包含 SS群中 B37 和 B73 等核心血緣。近 3 年，先鋒公司圍繞著 PHHJC、PH1DP8 等核心母本群組配商業(yè)雜交種，例如，以核心自交系育出的先玉1321、先玉1225、先玉027 雜交種遺傳背景含有 Oh43 類種質和 SS 群質等，該自交系在我國中熟玉米區(qū)的先玉1446、先玉 1263 等品種的共同母本，熱帶材料 PHG0A 血緣，故該自交系在夏播玉米區(qū)和青貯類型玉米育種中均發(fā)揮較大作用；另外，母本系PH1CPS 和PH2GAA 在春玉米中晚熟區(qū)應用廣泛，先后育成先玉1266、先玉1224、先玉1526等9 個品種，PH1DK5、PH1KR5 在早熟玉米育種中優(yōu)勢明顯，在黑龍江、新疆等早熟區(qū)域共育成4個品種。

      父本群為NSS 群，其中不乏 Lancaster 群的 Mo17 血緣和 Oh43 類種質等，該類種質普遍抗逆、抗病，花粉量大。先鋒 Iodent 種質的代表系 PH207 及其衍生系如 PHG29、PHG50、PHR25、PHTD5 等幾乎達到先鋒現代自交系的一半，其對現代種質的遺傳貢獻高達15.1%，極大地推動了先鋒商業(yè)育種的發(fā)展。

△表 1  先鋒玉米品種親緣關系

      先玉335 父本PH4CV 含有 15% 的Iodent 種質血緣、14% 的Southern U. S. Landrance Synthetic 及FunkG4949、黃馬牙等多種背景；先玉696父本PHB1M 選自PH2KN×PH2KR，來源于Lancaster 雜種優(yōu)勢群。2016-2018 年，先鋒公司構建了以PH11VR、PH1N2D 等為核心的父本群，如夏播品種先玉042、先玉1420、先玉1650 的共同父本PH11VR 是由PHA9B×PHB1V 雜交選育而來，是一個融入Iodent（PH207）、Oh43 等種質的又一個NSS 群核心自交系。此外，PH1N2D、PH1W86作為父本在先鋒育種過程中也被廣泛利用。

      4.展望

      自美國先鋒公司玉米雜交種進入我國以來，以先玉335 為代表的優(yōu)良玉米品種迅速占領我國玉米種業(yè)市場，對我國玉米育種造成了強大的沖擊。與國內大部分品種相比，先鋒系列品種具有更高的產量、更好的品質、更強的抗逆性。隨著我國對玉米的各方面需求越來越大、法律體系的完善和種業(yè)開放程度的擴大等，美國先鋒公司在我國玉米市場仍將占有一定的主導地位。

      由于我國不是玉米的發(fā)源地，種質資源基礎相對狹窄，因此，先鋒公司為我國提供了獲得優(yōu)良玉米種質資源的途徑，將這些玉米種質資源合理應用，建立資源共享體系，從而選育出綜合性狀優(yōu)良的玉米新種質。同時還要加強科企之間的交流與合作，加快科研成果轉化和產業(yè)化，以促進我國玉米產業(yè)發(fā)展。另外，先鋒公司為我國的玉米育種單位提供了先進的育種理念，其商業(yè)化育種模式和營銷模式給我國玉米品種的應用與推廣提供了參考依據，這對逐漸縮小與國外的差距，提高我國玉米品種的種業(yè)競爭力有重要意義。

      注：內容來源于2019（4）：24-29《作物雜志》，感謝原作者的辛勤付出，本文僅供大家交流、討論，不對數據和結論的真實性負責。