现代美国玉米商业育种的种质基础.doc

现代美国玉米商业育种的种质基础 石 雷? 摘要：本文对最近几年发表在《Crop Sci.》上的几篇文章进行了综述，介绍目前马齿型玉米商业育种的种质基础，希望对国内商业育种中拓宽种质基础和公益性科研单位在商业育种中发挥更大作用有所启示。现代商用自交系遗传基础来源广泛，包括衣阿华（Iowa）坚秆综合种，阿根廷Maiz Amargo，兰卡斯特（Lancaster），Oh43，LH82，爱华马齿（Iodent），Oh07-Midland，明尼苏达13（Minn13），商业杂交种以及遗传基础广泛的外来种质、综合种和开放授粉群体等遗传背景。这些亚群之间以特定模式相互改良和杂交，选育了现代商业杂交种。在过去25年里，主要源于B73的SS种质的遗传贡献保持稳定，Holden公司的LH82从1994到2008年稳定在2.5%到2.8%间，而Mo17的遗传贡献由8.6%下降到1.7%；Oh43则有所增长，由1.5%增长到3.9%。近10年来，Iodent对商业育种的遗传贡献保持增长态势。利用商业杂交种选育自交系，大大促进了先锋Iodent种质在先锋之外其他育种公司的广泛利用，其中先锋杂交种3737对现代商业种质提供了15.6%的遗传贡献，其次是3180（3.4%），3535（2.4%）和3558 （1.1%），这些杂交种对现代商业育种产生了巨大影响。 关键词：玉米 种质?商业育种??遗传贡献 ? 50年前，大多数自交系来自公立育种项目，而当代商业杂交种的亲本大都源于企业的专有自交系。Mikel（2006，2011）分析了2004-2008年间商业杂交种的遗传背景，包括种业巨头孟山都（含迪卡、Asgrow、Holden），杜邦先锋和先正达（含Novartis和Northrup King）等种业公司，对这些杂交种的305个亲本自交系PVP及专利资料进行剖析，分析了商业杂交种在现代商业育种中的贡献，以及母本群和父本群的遗传基础及变化趋势等。通过对这些杂交种亲本自交系的系谱分析，现代马齿玉米商业种质大体归结为以下几个类群。 1．母本群的遗传组成 1.1?SS种质 该群主要包括B14（如CM105、A632）、B37（PHB47、LH1）、B73（DKPB80、LH74、LH146、PHG86等）。在SS种质中，公立自交系B73提供了11.7%的遗传贡献（在孟山都12.0%，先锋8.6%，先正达21.0%）。在305个自交系中，由B73衍生的系占126个；B14在先锋和孟山都的遗传贡献相近，但B37主要在先锋应用较多。育种家常利用B14、B37和B73血缘的自交系杂交选系，但由于B73农艺性状较好，最终选择常偏向B73，使得实际中B73的遗传贡献增加，而B14和B37遗传贡献下降。B73偶尔也用来改善B14种质的早熟性，还用来改良B37的抗病性及熟期。孟山都的SS种质多为B73的衍生系，如DKPB80及其培育的DKFBLL和DK2FACC。源于B73的衍生系DK90DJD28、DKFBLL、DK2FACC对孟山都的现代种质基础影响很大，遗传贡献分别达到9.1%、8.6%和5%。DK90DJD28源于DKFBLL×先锋杂交种3180。3180的成功利用，使一些源于先锋但在先锋没有普遍应用的基因得以广泛利用。 1.2 Maiz Amargo种质 阿根廷Maiz Amargo是一个很独特的种质，在先锋公司属于母本群，用得很成功。该种质源于两个公立自交系B96（100% Maiz Amargo）和B64（25% 的Maiz Amargo）。在先锋SS种质中，PHG39遗传贡献最大，由此衍生了PHP38、PHHB9、PHR61、PHW52、PH07D等一大批优良母本系。PHG39含有69%的SS，25%的Maiz Amargo（Smith 等，1997），分子检测结果显示，PHG39接近于B14和B37，而与B73较远（Kahler 等，2010；Nelson 等，2008；Smith 等，1997）。在先锋种质中，Maiz Amargo与B73相互改良，使得先锋的SS种质非常丰富（Smith 等，1997）。随着先锋杂交种的推广，PHG39种质在其他公司的商业育种项目中也得到广泛使用。 现代马齿型玉米商业种质的母本群可以归结为几个经过相互改良的亚群（Mikel，2008）,包括B73/B14（如LH146Ht、LH174、LH202、LH222、LH227），B73/B37（如LH117、LH195、LH200、LH235、LH242、LH198、LH200、PHK29），B73/ Maiz Amargo（PH09B、PHP38、PHHB9、PHW52、PHHB4）和B37/B14/Maiz Amargo（PH07D、PH38D、PH44A、PHKV1、PH1W2