李杰文 程文 赵苏娴 唐媛 卢增斌 王志武 王启柏 丁照华

摘要：本研究对1985—2019年间山东省生产用主要玉米品种进行种质资源遗传组成、杂种优势模式等方面的系统分析，结果表明，品种演变分为5个阶段，各阶段代表品种依次为烟单14、鲁玉2号、掖单13、农大108和郑单958;有5种代表性杂种优势模式，即Lancaster×塘四平头、国外杂交种选系×塘四平头、Reid×旅大红骨、PB×Reid和Reid×塘四平头。

關键词：玉米;品种;演变;遗传组成;杂种优势模式

玉米是重要的粮食、饲料和工业加工原料作物，是山东省重要的粮食作物。在玉米增产的诸要素中，由品种改良产生的遗传增益贡献约45%左右。玉米是利用杂种优势较早的作物，生产上先后经历了农家种和品种间杂交种（1949—1957年）、双交种（1958—1970年）和单交种（1971年至今）时期[1]。尤其是玉米单交种推广以来，高产、优质、抗病、适应性广、抗逆性强的优良品种不断育成，使生产上进行过几次大的品种更新，每次更新都使玉米单产提高10%左右。

为进一步提高玉米育种和生产水平，本文对山东省1985—2019年大面积推广的品种（依据山东省种子管理总站统计资料）进行统计，并针对品种的种质遗传背景、杂交模式等进行分析，以期为玉米新品种选育提供有益指导和帮助。

1玉米品种的演变

1.1玉米品种集中度分析

对1985—2019年间山东省玉米生产用面积排名前10位的品种进行统计（表1），结果显示，前10位品种累计种植面积约占当年玉米总面积的比率变幅在55.4% ～95.1%之间（图1）。其中，1985—1996年，前10位品种种植面积累计占总面积的90%左右，种植品种长期呈现高度集中特点;1997—2007年，年种植面积位列前10位玉米品种累计占总面积的比率下降至80%左右;2008—2016年，年种植面积位列前10位的玉米品种累计占总面积的比率继续下降，总体在65%左右;2016年农作物品种审定制度改革以来，推向市场的品种急剧增加，年种植面积位列前10位玉米品种累计占总面积的比率在50% ～60%之间，品种的集中度明显下降。

1.2玉米主栽品种动态变化

35年间，年种植面积在66.7万hm2以上的品种有5个，分别是鲁玉2号、掖单13、鲁单50、农大108和郑单958;年种植面积在33.3万hm2以上的品种有13个，分别是烟单14、鲁玉3号、鲁玉2号、丹玉13、掖单4号、掖单13、鲁单50、农大108、郑单958、鲁单981、聊玉18、浚单20和登海605;年种植面积在6.67万hm2以上的品种有57个（表1）。

1985—1987年，年种植面积最大的品种是烟单14，连续3年居第1位，其次是鲁玉2号、鲁玉3号等。1988—1994年，年种植面积最大的品种是鲁玉2号，连续7年居第1位，其次是丹玉13、掖单4号、掖单13等。1995—1998年，年种植面积最大的品种是掖单13，连续4年居第1位，其次是鲁玉2号、掖单12、鲁单50等。1999年种植面积最大的是鲁单50。2000—2003年，年种植面积最大的品种是农大108，连续4年居第1位，其次是鲁单50、郑单958等。2004—2019年，年种植面积最大的品种是郑单958，连续15年居第1位，其次是农大108、聊玉18、鲁单981、浚单20、登海605等。

1.3玉米品种更替变化

35年间，由各年种植面积前10位的玉米品种（表1）可见，掖单13从1992年至2000年连续9年年种植面积在6.67万hm2以上，鲁单50从1998年至2004年连续7年年种植面积在6.67万hm2以上，农大108从1999年至2016年共有17年年种植面积在6.67万hm2以上，郑单958从2002年到2019年连续18年年种植面积在6.67万hm2以上，后者已成为1979年以来种植面积最大、种植时间最长的品种。

35年间，各年种植面积前10位的玉米品种累计共有71个350频次。累计推广面积前10位的品种依次为郑单958、鲁玉2号、农大108、浚单20、掖单13号、丹玉13号、烟单14号、登海605、鲁单981和掖单4号，这些品种在山东省大面积持续推广时间均在8～19年之间。

2主栽玉米品种的遗传组成及变化特征

2.1主栽玉米品种的种质与类群

按照杂交种母本和父本自交系各占品种推广面积的50%计算，对35年间各年种植面积前10位玉米品种的亲本进行面积汇总，71个品种的亲本自交系合计为94个，有多个自交系得到广泛应用，组配育成多个杂交种被大面积推广。依据前人对玉米种质类群的研究[2-14]，对杂交种亲本类群以及类群自交系的应用面积贡献进行分析，结果（表2、表3）显示，除三交种鲁三1号的一个亲本外，所有自交系归属于8个类群（外杂选和地方品种来源不详，分别单记为独立类群），其中自交系黄早4、昌7-2、郑58、Mo17、掖107、掖478、X178、黄C、齐319和E28为贡献前10位的自交系。8个类群中，Reid和塘四平头贡献最大，分别达到36.49%和29.07%。

2.2主栽玉米品种的遗传组成

依据年度推广应用第1位品种进行演变分析，1985—1987年以烟单14号为代表。受资源限制，外引Lanc.、本土种质塘四平头和旅大红骨的应用是此阶段的明显特征，如烟单14（Mo17 ×黄早4）、中单2号（Mo17×自330）、丹玉13（Mo17×E28）等。

1988—1994年以鲁玉2号为代表。这一时期由国外引进含有Reid血缘杂交种而育成的自交系得到应用，如掖107、U8112，丰富了山东省玉米的种质基础，形成了外引Lanc.、Reid、塘四平头和旅大红骨4个类群应用的局面，如鲁玉2号（掖107×黄早4）、丹玉13（Mo17×E28）、掖单4号（U8112×黄早4）等。

1995—1998年以掖单13为代表。这一时期，紧凑型玉米育种得到快速发展，改良Reid种质取得极大成功，Reid和塘四平头成为核心种质类群，如掖单13（掖478×丹340）、掖单12（掖478×掖81515）、西玉3号（掖478×掖502）等。

2000—2003年以農大108为代表。受气候变化影响，一批综合抗性好的种质材料得以改良应用，有效扩充了种质资源，典型代表就是以78599选系带动形成的PB类群，外引PB、Reid及塘四平头成为该时期主要种质优势类群，如农大108（X178×黄C）、鲁单50（鲁原92×齐319）、鲁单981（齐319×Lx9801）等。

2004—2019年以郑单958为代表。这一时期耕作模式逐渐向全程机械化发展，具有广泛适应性和自我调节能力的品种得以持续稳定推广，所用种质如改良Reid和塘四平头占居主导地位，如郑单958（郑58×昌7-2）、聊玉18（聊835-2×聊308）、鲁单981（齐319×Lx9801）、浚单20（浚9058×浚92-8）等[15-18]。

2.3主栽品种的杂种优势模式及种质变化

依据近35年的主栽品种[3，4，6，19-24]可以看出，山东省所用主要杂种优势模式有：Lancaster×塘四平头，代表品种是烟单14（Mo17×黄早4）;国外杂交种选系×塘四平头，代表品种是鲁单2号（掖107×黄早4）;Reid×旅大红骨，代表品种是掖单13（掖478×丹340）;PB×Reid类群，代表品种是农大108（X178×黄C）和鲁单50（鲁原92×齐319）;Reid×塘四平头，代表品种是郑单958（郑58×昌7-2）。以上5种是山东省玉米的主要杂种优势模式。

3讨论与建议

山东省玉米生产上品种应用过度集中，存在遗传脆弱性，具有病虫害、倒伏倒折等逆境致灾潜在风险，减产潜在威胁较大。1985年以来，玉米病毒病、南方锈病、弯孢菌叶斑病、灰斑病、茎腐病、粗缩病等在不同时期均有过大面积发生，烟单14、鲁玉2号、掖单13等主栽品种在不同年份严重感病，导致大幅减产，造成巨大经济损失。近年来，暴雨大风灾害连年发生，“安比”、“云雀”、“利奇马”等台风均给山东省玉米生产带来致灾性影响;高温热害非生物逆境和病虫害等生物逆境连年发生，玉米结实性差、畸形穗现象发生严重;玉米青枯病、锈病、粒腐病连续爆发重发，2021年持续阴雨导致锈病大爆发，“Reid×塘四平头”模式的多数杂交种锈病发生严重。生产实践证明，从种质资源扩充着手，大力开展种质资源攻关，是保障粮食安全的最有效措施之一。

进入21世纪后，河南省农业科学院选育的品种郑单958成为玉米育种史上的一个里程碑，其主要贡献就是改变了高秆、稀植、大穗的品种模式，转为以提高耐密性提高单产，注重高产、稳产、广适性统筹协调，以群体密度带动单产稳步提高，将山东省玉米种植密度提高到6.75万株/hm2水平，有效改变了玉米传统种植习惯。

山东省玉米种质利用的演变具有明显特征。塘四平头是我国仅有的两个玉米类群之一，其创造源于黄淮海区，受长期的特定区域驯化定向选择，具有明显的区域适应性特点。自国外引进种质选育而成的Reid类群材料，因多数来源于血缘不详的杂交种，应属于“改良Reid”，为我国紧凑型玉米育种做出了贡献。PB类群种质以突出的抗病性特点，保证了玉米的稳产性，但也因其光敏感特性，直接做母本利用也越来越少。但这些骨干自交系和杂种优势类群在山东表现出一般配合力高、综合适应性强、生产贡献大的特点，是下一步种质创新利用的核心种质。