一种玉米杂交种的田间除杂保纯方法

摘要

本发明公开了一种玉米杂交种的田间除杂保纯方法，该方法选择对除草剂烟嘧磺隆具有敏感致死性状的自交系作母本，对其具有抗性的玉米自交系作父本，按照常规的方法生产玉米杂交种；当玉米杂交种苗发育至三叶一心到五叶一心期时，结合玉米田间除草，选择除草剂烟嘧磺隆或含有烟嘧磺隆的混合除草剂对田间杂草和杂交种苗的茎叶进行喷雾，除去母本自交系植株，然后根据田间苗情进行间苗定苗。该方法在玉米田除草的同时，也实现了杂交种除杂保纯的效果，保证了玉米杂交种的田间纯度，也可为玉米杂交种提供一种简单、直观、准确的纯度检验方法。

说明书

技术领域

本发明属作物杂种优势利用技术领域，具体涉及一种玉米杂交种的田间除 杂保纯方法。

背景技术

玉米是农业生产中利用杂种优势最早最广泛的农作物之一。长期以来，利 用作物的杂种优势已经成为增加玉米产量和改善品质的一项重要措施。一般地， 玉米杂交种的生产可通过以下两种途径获得：

(1)人工抽雄法；

(2)细胞质雄性不育三系法等。

然而在玉米杂交种子的实际生产当中，由于各种原因，人们不可能完全彻 底干净及时地将玉米自交系母本雄花抽干净，或者有时因气候等原因致使母本 自交系的雄性不育度不能达到完全不育的程度，致使生产的玉米种子纯度不能 达到100％，从而影响了玉米品种杂种优势的利用，造成玉米杂交种产量降低或 大量玉米种子因纯度问题而报废。

玉米种子是玉米生产最基本也是最关键的生产资料.纯度的降低特别是玉 米杂交种中母本自交苗的增加，它会显著降低玉米的产量和品质。有关玉米杂 交种种子纯度与大田玉米产量的关系研究较多。例如，李成德【作物杂志，2004 (2)46～48】研究认为：玉米杂交种纯度与大田玉米产量之间有着极显著的消 长关系。母本自交系株率在0.67％～16％范围内，纯度每提高1％，可增产0.4751％， 每公顷可增产量达40.25kg。丹东市农业科学研究所等六个单位1978年进行的 丹玉6号玉米纯度联合试验表明，纯度94.6％的种子比纯度99.66％的种子减产 14.9％，亩减产67.8公斤；沈阳农业大学等单位1981年以沈单3号进行的玉米 种子纯度对产量影响试验的结果是：纯度96.5％、95.6％的种子比纯度98.6％的 种子分别减产10.5％和11.1％；山东农科院玉米研究所1980年以中单2号、鲁 原单4号为试材进行的试验也得出了相似的结果。试验表明，纯度94％的铁单 10号玉米种子比纯度99％的铁单10号玉米种，每亩减产67.5公斤。尽管各地 各单位的研究因所选用的品种不同，得到的结果不完全一致，但有一点是相似 的，即玉米杂交种种子纯度显著地影响着玉米作物的产量。在我国实际玉米生 产当中，因纯度低而造成的产量损失是非常惊人的，因此应予以高度重视。

在我国，目前用于防除玉米田杂草的除草剂品种较多，但具有杀草效果好、 环境安全性强和操作施用方便的药剂很少。在研究中发现，除草剂烟嘧磺隆 (nicosulfuron)，化学名称：2-(4，6-二甲氧基嘧啶-2-基氨基甲酰氨基磺 酰)-N，N-二甲基烟酰胺，是内吸性除草剂，可为杂草茎叶和根部吸收，随 后在植物体内传导，造成敏感植物生长停滞、茎叶褪绿、逐渐枯死。在芽后 4叶期以前施药药效好，苗大时施药药效下降。该药具有芽前除草活性，但 活性较芽后低。除草剂烟嘧磺隆具有以下优点：

(1)生物活性高，施用剂量少。每亩有效成分用量仅2.3～4.7克，活性是 现有常规药剂的几十倍，对玉米和环境安全可靠；

(2)防除效果好，可杀灭玉米田杂草达90％以上，可有效防治一年生和多 年生禾本科杂草和某些阔叶型杂草；

(3)选择性强，残留时间短，对后茬作物和环境的影响极小；

(4)毒性低，无致癌、致畸、致突变作用，属低毒农药；

(5)操作施用方便，它既能够苗前封闭除草，又可苗后茎叶喷施。

正是由于烟嘧磺隆的种种优势，使得烟嘧磺隆成为目前玉米田应用最广泛 的一种磺酰脲类除草剂。

中国专利申请(申请号：200910219549.9)公开了陕单8806玉米杂交种 的田间除杂保纯方法，该方法利用除草剂烟嘧磺隆可使玉米杂交种陕单8806的 田间纯度得到大幅度提高。但它仅适用于玉米杂交种陕单8806，而对于其它玉 米杂交种来说其应用受到限制。

发明内容

本发明的目的是提供一种玉米杂交种的田间除杂保纯方法，该方法可应用 于任何一个玉米杂交种，而且能够使任何一个玉米杂交种的田间纯度大幅度增 加，以提高玉米杂种优势利用水平，保持玉米品种固有的产量潜力，减少玉米 品种因纯度问题对产量的降低。

为了实现上述任务，本发明采取如下的技术解决方案予以实现：

一种玉米杂交种田间除杂保纯方法，其特征在于，该方法包括下列步骤：

第一步，首先测定玉米杂交种母本和父本对于烟嘧磺隆的抗性反应；

在测定过程中，如果一个玉米杂交种的母本对烟嘧磺隆反应敏感，而父本 对烟嘧磺隆具有良好抗性，则直接进入第二步；

如果一个玉米杂交种的父本对烟嘧磺隆反应敏感，而母本对烟嘧磺隆具有 良好抗性，则进行反交制种后进入第二步；

如果一个玉米杂交种的父母本双亲对烟嘧磺隆均有良好抗性，将玉米杂交 种陕单8806的母本自交系L102作为敏感基因源，将母本转育成对烟嘧磺隆敏 感的玉米自交系，然后进入第二步；

第二步，选择对除草剂烟嘧磺隆具有敏感致死性状的自交系作母本，对其 具有抗性的玉米自交系作父本，按照常规的方法生产玉米杂交种；

第三步，当玉米杂交种苗发育至三叶一心到五叶一心期时，结合玉米田间 除草，选择除草剂烟嘧磺隆或含有烟嘧磺隆的混合除草剂对田间杂草和杂交种 苗的茎叶进行喷雾，除去母本自交系植株，然后根据田间苗情进行间苗定苗。

所述的含有烟嘧磺隆的混合除草剂是指烟嘧磺隆与其它除草剂的复配制 剂，其中烟嘧磺隆的亩用量不少于3.0克。

所述的间苗定苗在喷施除草剂烟嘧磺隆或含有烟嘧磺隆的混合除草剂的 7～8天后实施。

本发明具有以下优点和有益效果：

(1)本发明可应用于任何一个玉米杂交种。

(2)能够保证和提高任何一个玉米杂交种的田间纯度，保持玉米品种固有 的产量潜力，提高玉米杂种优势利用水平，避免因种子纯度低而造成的大田生 产损失。

(3)利用该方法也可对任何一个玉米杂交种提供一种简单、直观、准确的 纯度检验方法。

(4)在不增加投入的情况下，在玉米田除草的同时，也能够实现杂交种除 杂保纯的目的。

具体实施方式

申请人在中国专利“陕单8806玉米杂交种的田间除杂保纯方法”(申请号： 200910219549.9)的基础上，进行了更加深入的试验研究。以下为申请人的主 要试验结果：

(1)抗性种质分布试验。在我国现有的玉米种质中，大部分玉米自交系种 质对烟嘧磺隆具有良好抗性，仅有少部分自交系对烟嘧磺隆反应敏感。在各个 杂种优势类群中，不同程度均含有对烟嘧磺隆反映敏感的玉米自交系。试验分 析了1520个玉米自交系种质，其中1485个玉米自交系对烟嘧磺隆具有良好抗 性，135个自交系对烟嘧磺隆反应敏感。敏感自交系种质占所分析自交系总数的 9.09％，其敏感性与玉米田主要杂草的敏感性无显著差异。

(2)显隐性遗传试验。将抗性自交系与敏感自交系进行相互杂交，杂种F1 代的抗性结果显示：

抗×抗＝抗；感×感＝感；抗×感＝抗或较抗

上述结果说明抗性自交系对敏感自交系而言，具有遗传上的显性或部分显 性作用。对不同的玉米自交系材料来说，按照除草剂烟嘧磺隆的常规用量(除 草剂销售商推荐剂量)进行喷施，除草剂烟嘧磺隆对玉米自交系无显著地生长 抑制作用的则为抗性种质；除草剂对玉米自交系具有致死作用的则为敏感种质； 除草剂对玉米自交系具有显著地生长抑制作用的则为较抗种质。

(3)基因数量遗传试验。由于玉米杂交种陕单8806的母本自交系L102对 除草剂烟嘧磺隆具有敏感致死性状，父本自交系K22对烟嘧磺隆具有良好抗性， 将L102与K22分别进行正交和反交，其F1代均表现为抗性反应，再将F1代 自交，在F2代分离群体中，抗性植株与非抗性植株的分离比例符合孟德尔遗传 规律，其分离比率为3∶1。将玉米杂交种陕单8806与母本自交系L102进行回交， 其回交一代群体对烟嘧磺隆的抗性分离比率符合1∶1。该试验证明了玉米种质对 烟嘧磺隆的抗性由一个单基因调控。

(4)敏感基因的等位性试验。由于玉米杂交种陕单8806的母本自交系L102 对除草剂烟嘧磺隆具有敏感致死性状，试验以L102为标准试验种，与其它不同 杂种优势类群的非抗性自交系进行杂交，其F1代和F2代群体均表现为敏感性 反应，无遗传分离现象。该试验结果充分说明，决定其它非抗性玉米自交系的 敏感基因与L102是同一位点基因。

(5)敏感自交系种质抗性差异试验。采用相同剂量的烟嘧磺隆处理具有不 同遗传背景的敏感自交系材料，尽管敏感自交系均表现为致死反应，但在致死 的时间上存在明显差异，因此，敏感自交系种质对烟嘧磺隆的敏感反应不仅受 到一个主效单基因地调控，而且受到诺干微效基因的修饰作用。

依据上述试验结果，本发明能够应用于任何一个玉米杂交种，对其实施田 间除杂保纯技术，以提高玉米杂交种的田间纯度。其具体方法如下：

第一步，测定玉米杂交种母本和父本对于烟嘧磺隆的抗性反应。

如果一个玉米杂交种的母本对烟嘧磺隆反应敏感，而父本对烟嘧磺隆具有 良好抗性，则可直接进入第二步；

如果一个玉米杂交种的父本对烟嘧磺隆反应敏感，而母本对烟嘧磺隆具有 良好抗性，则可进行反交制种进入第二步；

如果一个玉米杂交种的父母本双亲对烟嘧磺隆均有良好抗性，可将玉米杂 交种陕单8806的母本自交系L102作为敏感基因源，将母本系转育成对烟嘧磺 隆敏感的玉米自交系，然后进入第二步。

母本系转育成对烟嘧磺隆敏感的玉米自交系按照如下步骤实施：

(A)杂交：以被转育的玉米杂交种的母本自交系做母本，以玉米杂交种陕 单8806的母本自交系L102做父本进行杂交，得到F1代杂交种子。

(B)自交：种植步骤A中获得的F1代种子，进行自交，获得自交种子。

(C)回交：种植步骤B中获得的自交种子和被转育的玉米杂交种的母本自 交系种子。以步骤B中获得的自交植株做母本，被转育的玉米杂交种的母本自 交系做父本，进行回交，得到BC1种子。回交株数不少于20株。

(D)再自交：依据不同株行，种植步骤C中的BC1种子，进行自交，收 获自交种子。每个株行自交不少于5株。

(E)继续回交：种植被转育的玉米杂交种的母本自交系种子，以及步骤D 中获得的自交种子。自交种子按照区组方式种植不同株行，重复两次。重复一 作为回交植株备用，重复二在玉米苗三叶一心到五叶一心期，喷施烟嘧磺隆。 这样，重复二中不同的株行，对烟嘧磺隆反应敏感的植株比例不同，淘汰分离 比率低的株行。在重复一中选择敏感植株比率高的相应株行作母本，被转育的 玉米杂交种的母本自交系作父本进行回交，回交株数应大于敏感植株的分离比 率。

(F)继续自交：按照步骤D再行自交。

(G)继续回交：按照步骤E再行回交。

如此重复自交和回交交替进行，从而选育出农艺性状与被转育的玉米杂交 种的母本自交系一致的新的玉米自交系，而且该新的玉米自交系对烟嘧磺隆反 应敏感。

第二步，选择对除草剂烟嘧磺隆具有敏感致死性状的自交系作母本，对其 具有抗性的玉米自交系作父本，按照常规的方法生产玉米杂交种。

第三步，当玉米杂交种苗发育至三叶一心期到五叶一心期，结合玉米田间 除草，选择除草剂烟嘧磺隆或含有烟嘧磺隆的混合除草剂，对田间杂草和杂交 种苗的茎叶进行均匀喷雾，除去母本自交系植株，7～8天后根据田间苗情进行 间苗定苗。

在除草剂烟嘧磺隆或含有烟嘧磺隆的混合除草剂施用过程中，切勿与有机 磷农药混合使用，若有必要，其用药间隔期应不少于7天。

以下是发明人给出的实施例，本发明不限于这些实施例。以下实施例中， 除草剂的组分含量以及大田喷雾浓度均按照除草剂销售商推荐剂量施用。

实施例1：

陕单22玉米杂交种是由西北农林科技大学农学院采用自交系M3026作母 本，340x作父本杂交组配而成。2010年通过陕西省品种审定委员会审定(陕审 玉2010005)。该品种2010年申请国家植物新品种保护，其品种权申请号为： 20100014.8，公告号为：CNA006373E。

选择在苗期对除草剂烟嘧磺隆具有敏感致死性状的自交系340X作母本，对 其具有良好抗性的玉米自交系M3026作父本，按照常规的方法生产玉米杂交种 陕单22反交种子。

当玉米陕单22反交杂交种苗发育至三叶一心到五叶一心期(优化方案为三 叶一心期)，结合玉米田间除草，采用含有烟嘧磺隆混合除草剂(悬浮剂，其中 烟嘧磺隆含量2.5％，莠去津含量19.5％)，每亩按120克的药量对杂草和陕单22 反交玉米植株进行均匀全面的茎叶喷施。

由于陕单22反交玉米杂交种的母本340X植株对除草剂烟嘧磺隆反应敏感， 它在施药后即可停止生长，4～5天顶部叶片失绿，7～8天后顶部叶片干枯，变 为矮化苗，然后整株逐渐死亡。除草剂烟嘧磺隆对玉米杂交种陕单22反交植株 无明显影响，然后可根据田间苗情进行间苗定苗，这样，既可将不正常的顶部 干枯的矮化苗去除，也可将其视为不正常杂株在间苗定苗时予以保留，最后矮 化的不正常小杂株自动死亡，从而正确地消除了玉米自交系340X植株，提高了 玉米杂交种田间纯度。

实施例2：

郑单958由河南省农业科学院粮食作物研究所选育，母本自交系为郑58， 父本自交系为昌7-2，2000年通过国家审定(国审玉20000009)，植物新品种保 护授权号为：CNA20000053.5。

由于郑单958的父本昌7-2和母本自交系郑58对烟嘧磺隆均具有抗性。以 母本系郑58做母本，陕单8806的母本系L102做父本，进行杂交和回交。以郑 58作为轮回亲本进行饱和回交，将L102中对烟嘧磺隆敏感的主效基因导入郑 58玉米自交系中，从而选育出对除草剂烟嘧磺隆反应敏感，而其它农艺性状相 同的新的郑58。

敏感基因的转育按照如下步骤实施：

(A)杂交：以被转育的玉米杂交种的母本自交系郑58做母本，以玉米杂 交种陕单8806的母本自交系L102做父本进行杂交，得到F1代杂交种子。

(B)自交：种植步骤A中获得的F1代种子，进行自交，获得自交种子。

(C)回交：种植步骤B中获得的自交种子和郑58自交系种子。以步骤B 中获得的自交植株做母本，郑58为父本，进行回交，得到BC1种子。回交株数 不少于20株。

(D)再自交：依据不同株行，种植步骤C中的BC1种子，进行自交，收 获自交种子。每个株行自交不少于5株。

(E)再回交：种植郑58自交系种子，以及步骤D中获得的自交种子。自 交种子按照区组方式种植不同株行，重复两次。重复一作为回交植株备用，重 复二在玉米苗三叶一心到五叶一心期，喷施烟嘧磺隆。这样，重复二中不同的 株行，对烟嘧磺隆反应敏感的植株比例不同，淘汰分离比率低的株行。在重复 一中选择敏感植株比率高的相应株行作母本，郑58作父本进行回交，回交株数 应大于敏感植株的分离比率。

(F)重复自交：按照步骤D再行自交。

(G)重复回交：按照步骤E再行回交。

如此重复自交和回交交替进行，从而选育出农艺性状与郑58自交系一致的 新的郑58玉米自交系，而且该新的郑58自交系对烟嘧磺隆反应敏感。

选择在苗期对除草剂烟嘧磺隆具有敏感致死性状的新自交系郑58作母本， 对其具有良好抗性的玉米自交系昌7-2作父本按照常规的方法生产玉米杂交种 郑单958。

当玉米郑单958杂交种苗发育至三叶一心到五叶一心期(优化方案为三叶 一心期)，结合玉米田间除草，用烟嘧磺隆除草剂(油悬浮剂，有效成份含量为 40克烟嘧磺隆/升)，按照每亩70～100克用量对杂草和玉米植株进行均匀全面 的茎叶喷施。

由于新的母本自交系郑58植株对除草剂烟嘧磺隆反应敏感，它在施药后即 可停止生长，4～5天顶部新叶失绿，7～8天后顶部生长点死亡，成为矮化苗， 然后整株逐渐死亡。除草剂烟嘧磺隆对新的玉米杂交种郑单958植株无明显影 响，然后可根据田间苗情进行间苗定苗，既可将不正常的矮化小个体植株拔除， 也可将其视为不正常杂株在间苗定苗时予以保留，最后不正常小杂株自动死亡， 从而正确地消除玉米自交系郑58植株，提高了玉米杂交种郑单958的田间纯度。