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玉米自交系“三繁原种更新”探讨

杨多贤  杨晓慈  责州省农业管理干部学院

1玉米杂交种是提高玉米产量的现代科学技术措施。玉米杂交种的增产作用，是由杂种优势的存在所决定的。除了良好的栽培技术措施外。种子的纯度是优势存在和发挥前提。在长期生产实践中，以纯度为第一标志的种子质量，越来越被人们视为杂交种的生命，也早种子生产经营部门和广大用种农户的根本利益所在。

2当前，玉米杂交种和自交系的混杂现象相当严重，与它应有的突出作用极不相称。据国家技术监督局1993年抽查七省数十家经销单位的88份玉米杂交种纯度，无一份达到国家规定的2级(最低)标准；20份自交系的纯度，只有3份合格。各地使用混杂的杂交种造成减产引起的经济纠纷屡有发生，并造成不良的社会影响。有的被据理索赔，有的遭到群众的遗弃。如兴玉1号、黔单4号、73单交、黔西4号、改良中单2号等，就是几个在一些地方因严重混杂被拒绝使用的优良杂交种。一桩科技兴农的大好事情，就这样被种子混杂变形为坑农的坏事。情况严峻，教训深刻，很有必要加以改变。

3定型推广利用的自交系间杂交种，是由人工长期精心选育确定的专门自交系配制而成。这些自交系是经过多代自交，使遗传因子纯合，个体间主要性状整齐一致，并通过测交鉴定确认为配合力好产量高的高纯度材料。因此，各个杂交种的每个自交系材料，既不能任意更换或取代，也不能混入其它玉米的遗传基因造成混杂。定型的杂交种纯度，是杂交种产量优势为代表的综合优良性状的保证。

导致杂交种混杂的主要原因，一是基础材料混杂，即杂交亲本自交系混杂；二是制种过程中防杂去杂保纯技术措施不严，造成异品种飞花授粉，或未去掉的杂株授粉，以及去雄不及时干净彻底造成母本自交。近年来，又出现了“野粉”制种混杂造成“公害”；三是种子处理、包装、贮藏和转移过程中的机械混杂。无论何种原因造成的混杂，都要影响杂交种遗传性状的变化，造成个体间形态不一，生长不整齐，群体杂种优势削弱，产量降低。

在各种混杂原因中，亲本自交系混杂造成的后果特别严重。因为亲本自交系是杂交制种的基础材料。自交系的纯度是杂交种纯度的决定因素。如果自交系混杂，不仅自交系本身要引起遗传性状改变，而且通过繁殖和制种，把混杂的遗传基因带入下代自交系和杂种一代中，形成杂交种遗传组成多样化。多样化的遗传组成。在后代中要发生分离，分离出来的个体性状也是多样的，优劣并存，生长发育中竞争激烈，群体混乱，最终削弱以致破坏了原有的杂种优势。

自交系混杂的原因和途径。除机械混杂外，主要有：

(l)天然杂交：是在繁殖过程中受自交系以外的其他玉米品种飞花授粉造成的生物学混杂。玉米是雌堆同株异位异花的常异交作物，雄穗花粉量大，质量轻，飘飞远，天然杂交率高达95％以上，凡隔离不安全，去杂不及时、干净、彻底，都会发生天然杂交。如果当代天然杂交率高。当代种子就可能报废，即使飞花杂交的很少，一但掺进了异品种的遗传基因也会形成混杂。混杂的种子，通过繁殖，逐代扩大散粉杂交和回交，很快就会失去自交系的使用价值。据观察，在杂株附近4米内接受杂株授粉的值株达30%以上，甚至更多。这些杂株种子再分散再扩大，就会不可收拾地造成整批种子混杂，尤其多代繁殖，会增加天然杂交的机会和条件，形成混杂扩散和累加，加快自交系的覆没。

(2)微小差异的繁殖积累和扩大：种子的纯度是相对的，再纯的自交系种子，群体中株间遗传性总存在一些微小的差异，只是不以为患而不足以引起注意和重视。但一经多代混合繁殖，株间相互自由传粉授粉，微小差异就会逐渐积累以致扩大，自交系也就由纯向杂转化。发生“自我恢复”现象。以致失去原来的典型性状。繁殖代数越多，微小差异积累扩大的机率就越高，后果亦越严重，最终将会一导致种子不能利用。

(3)遗传性突变：自交系在繁殖中，受各种自然和人为的条件刺激和影响，会引起遗传性突变。突变个体的性状，与原来自交系的典型性状发生了改变。若不及时处理，在继续繁殖中就会蔓延扩大，导致自交系混杂。繁殖代数越多，混杂会不断加重。直至完全改变自交系。当然，突变个体在育种上是可能被利用的材料。有时甚致可能是很好的材料。但这是另当别论的事情，与种子纯度利用是相对事物的不同方面。

综上所述。自交系混杂系多种因素造成，是十分普遍的自然现象，而且随时随地都有混杂的可能。所以防杂保纯是一项重要的经常性的长期工作，非短暂和简单行为所能杜绝。必须坚持防杂重于去杂，保纯重于提纯的原则，采取安全有效稳妥的措施，才能保证有高纯

度亲本种子配制纯度高的杂交种子用于生产。

4纯度既然是种子质量的核心问题，并视为生命。应该有其防杂治杂保纯的措施。作者从80年代初的种子“多、乱、杂”中得到启示，立念构思除杂，为了获得理想的实践效果，到1988年高产优质杂交种“交3单交”，通过审定推广时。立即对它实施配套的防杂保纯措施，全力抓好自交系的纯度，保证杂交种的纯度。通过精心保护原种。坚持少代足量保纯繁殖原种，快速更扩制种亲本种子，缩短原种传用周期，从而保持了自交系的高纯度。得以配制纯度高的杂交种。具体作法概括起来是实行“三繁原种更新”（开始时称“一套二繁三制种”）。共分3个步骤：

第一步，套袋自交保持原原种：每年都在高纯度繁殖隔离区中，严格按照白交系的典型性状选株套袋自交100株以上，收获后经过考种鉴定筛选果德。留纯去杂，留优去劣，单穗脱粒保存作下代播种材料。

第二步，原原种穗行繁殖鉴定：在安全隔离条件下，将单穗保存扩：原原种进行穗行播种，在全生育期中进行系统观察记载，保留典型性状一致的穗行。淘汰性状有异的穗行。淘汰方法是及时干净彻底去雄。并认真拔出微小差异株、变异株和杂株。保留的穗行混收脱粒后作下一代播种材料，由此产生的种子为一繁原种。也是一代原种。淘汰穗行的种子可用作制种材料，禁止繁殖。   

第三步，原种繁殖：在安全隔离条件下，用一代原种作播种材料繁殖二代原种。由此产生的种子为二繁原种。照此类推繁殖到三代原种即三繁原种就将全部种子用于制种，不再继续繁殖，下一年的制种亲本，另由下一轮的三繁原种提供。

按此3个步骤，每年都不断重复交叉套袋自交原原种和繁殖原种供制种，每年制种用的亲本自交系。最多只到三繁原种就终止繁殖。在繁殖过程中，坚持安全隔离条件下的严格去杂和禁止任何机会的机械混杂。保证自交系的高纯度标准。

按照“三繁原种更新”的步骤和方决，每年都设置3－4个层次或称分级的原种隔离区，即原原种穗行繁殖鉴定隔离区为一级繁殖地，产生一代或称一繁原种；一代种繁殖隔离区为二级繁殖地，产生二代或称二繁原种。照此类推。这项实践的最初材料，是从选育圃入选稳定材料直接进入的，从而始终保持了自交系的原本性状。

由于交3单交母本自交系“交51”经过多代连续自交没有发生生活力严重减弱退化现象。所以没有采取成对姊妹交穗行鉴定筛选的方法，也达到了保纯保壮的目的。

坚持“三繁原种更新”以来、除了制种过程造成的混杂外，以自交系原种纯度为基础的繁殖材料、制种材料和制成的杂交种，纯度都保持了国颁标准，由此推广的交3单交，没有发现和发生过混杂减产的事故，保持了交3单交的生命力。维护了种子生产经营部门的信誉，保障了用种农户的利益。

“三繁原种更新”实施以来。在保证种子纯度的前提下。也满足了制种的自文系数量需求。它的繁殖制种连应关系如下表：

玉米“交51”自交系“三繁原种更新”繁殖制种连应关系表

从“连应关系表”可知，按“交51”平均每公顷产2700～3000公斤(亩产150～200公斤)当套袋自交原原种100株，种子产量5公斤为基数时，二繁(代)原种的繁殖面积比一繁（代）原种大75倍，种子产量增加近6千倍，可供700hm²以上繁殖或制种所需种子。若再繁殖一代，即三繁(代)原种，则种子数量可供万公顷制种的亲本种子需要量，已非一年的制种面积所能容纳。所以，调整套袋自交原原种的数量，就可增减二繁原种的繁殖面积和种子产量，就可变三繁原种更新为二繁原种更新。二繁原种比三繁原种的保纯机率更大，保纯程度更高，混杂机率更小，更能提高种子纯度的保证率。据此，在三繁原种更新的原则下，应尽量争取二繁原种更新。

实践证明，交51自交系原种进入四繁后，杂株明显增多，并越繁越杂，因此，最多只宜到三繁为止，不搞四繁，更不搞多代繁殖。

5 “三繁原种更新”的实质是高纯度少代繁殖。技术性很强，操作十分严格认真，保纯强度大，种子纯度高，非一般繁殖所能及。在当前玉米杂交种和自交系混杂不止的严峻形势下，是保证种子纯度的有效方法。也是重要的长期防杂保纯措施。

实施这个方法，需要领导重视并采取得力组织措施，把玉米自文系和杂交种的纯度工作，纳入政府和职能部门监督下的种子生产首要问题。除了种子管理机构严格质量把关外，成果单位和研制人对自交系和杂交种的特征特性最为了解，最为熟悉，最能掌握它的典型性状和技术特点。既是最理想的种子真伪鉴别者，又是最理想的种子保纯生产实施者。需要充分利用这个人才和技术优势，采取调动这个方面积极性的专利专营保护政策。最好是实行谁的成果谁负责保纯生产经营，尤其对杂交种纯度起决定作用的自交系，更需由成果者专门生产提供高纯度种子，以打好制种纯度基础。对未经允许的单位和个人，不能随意繁殖自交系，严格制止自文系自由繁殖和多代繁殖。使之把种子混杂的局面认真扭转过来，保护科研成果正常推广应用，保障杂交种的增产作用和经济效益。

转载：《种子》