他们用“群”创出中国玉米育种新路径

近日，农业农村部公布了2025年国家农作物优良品种推广目录，西北农林科技大学薛吉全教授团队选育的“陕单660”榜上有名，成为国家主推的13个苗头型玉米良种之一。

于2021年通过国家农作物品种审定的“陕单660”是一个明星玉米机收品种，具有脱水快、籽粒机收损耗低的特点，2024年曾在陕西渭南示范田创下了亩产1650斤的记录，被列为陕西省关中夏播区重点推广的机收籽粒品种。

2025年4月，一年一度的陕A群、陕B群杂种优势利用联合改良与利用协作交流会在杨凌召开

“陕单660”是薛吉全教授团队坚持不懈开展有组织科研所结的硕果之一。连续20年来，他们以种质联合改良为切入点，构建起陕A群、陕B群杂种优势群，联合校内外科研单位和育种企业协同创新，共同受益，走出了一条玉米种业自主创新的路子。

简单改良：玉米种质同质化的隐忧

原产于中南美洲的玉米在我国已有近500年的栽培历史，由于产量高、品质好、适应性强，很快大面积推广。目前，我国玉米播种面积6.7亿亩左右，在粮食作物中均已超过水稻和小麦，在世界上仅次于美国。

薛吉全教授（右二）向国家玉米产业技术体系机械化研究室主任张东兴教授（左二）等介绍玉米籽粒直收品种“陕单650”选育情况

“从植物学分类看，玉米属于异花授粉作物，天然杂交率高达95%以上。”薛吉全教授介绍，“玉米雄穗位于植株顶端，雌穗则生于叶子腋窝，这种雌雄同株异花的特性使得自花授粉需要人工干预才能实现，与小麦、水稻等自花授粉作物形成鲜明对比。”

玉米最初传入我国时，农户也曾尝试像小麦一样连续种植，但随着时间的推移，却发现玉米抗病能力下降、产量大幅降低。“这是由于玉米自然随意杂交，引起了基因分离而导致的。”薛吉全说，后来人们就通过人为控制，让玉米自花授粉，待其性状稳定后利用天然优势再进行优良品种杂交，选育出来的第一代品种就成为产量高、抗病性强等多种优点的结晶，“因此，玉米种子通常只能使用一年，以确保杂交优势的稳定发挥。”

国内品种的本地驯化选育以及国外优良品种的引进，促进了我国玉米产量的提升和种植面积的不断扩大，但玉米育种界一个现象却愈演愈烈。“不少人追求短平快，在已有杂交种的基础上做一点双亲本回交转育，就产出一个玉米新品种。”薛吉全团队成员张兴华研究员说，这种低成本的简单改良，是急功近利之举，会导致玉米种质同质化。

“基础种源创新缺乏，是我们玉米育种竞争力提升的卡点和堵点。”薛吉全深感担忧。他认为，玉米作为我国重要的粮食作物、饲料来源和工业原料，其种源创新不仅关乎粮食安全，更是确保我国种源自主可控的重要途经。

据了解，早在1987年，美国就和拉丁美洲12个国家联合启动了拉丁美洲玉米改良计划，1995年又在该计划基础上实施了美国玉米种质扩增计划，到了1997年又提出国际玉米种质扩增计划。“他们这么做的核心，就是抢占玉米优良种质的制高点。”薛吉全强调说。

“现代玉米种业创新的关键在于拥有优异种质资源的数量与质量。”薛吉全认为，要借鉴吸收国内外先进理论与经验，尽快实施我们的玉米种质改良扩增计划。

协同创新：有组织推进玉米种质扩增

“想要站在科学的最高峰，就一刻也不能没有理论思维。”恩格斯的话让薛吉全认识到，中国玉米种质改良扩增必须以正确的理论来支撑。他带领玉米生物学与遗传育种团队经过长期的实践探索，最终确定了以增强适应性为主线，以优异种质引进、创新与利用为基础，实施“大规模、多地点和持续性”的育种思路。

育种单位小而散、各立山头、习惯于单兵作战，育种材料创制盲目选材，杂交组合盲目测配，优秀材料交流不畅┄┄面对这样的现状，如何进行玉米种质改良扩增？

“发挥我们的优势，建立杂种优势群，把好材料免费分享，将基础研究与应用研究、公益性研发与商业化育种有机结合，应该是破局之道！”2005年起，薛吉全带领团队勇敢行动起来了。

他们收集了国内上百个玉米种质资源，经过鉴定和筛选，最终确定了以“郑单958”“农大108”等优良品种为基础材料，通过两两杂交、混粉杂交等方式构建了基础种群，然后分别与国内优良母本系种质“掖478”和以早熟、适应性强为突出特点的父本系种质“黄早四”，通过持续性的改良，建成两个杂种优势群，给母本群命名为陕A群、父本群命名为陕B群，联合省内外多家科研院所和育种企业，实施开放式育种。

“好材料免费给我们用？真的假的？”在一些参与单位的质疑中，薛吉全和团队坚持初衷不动摇，同时以“五统两分”来加强协同创新管理，即统一技术方案、统一构建群体、统一选择标准、统一多点鉴定、统一交流信息，分别管理与分别选系测配。其中根据统一标准决选出的5个左右陕A 群、陕B群优良植株果穗，一半留作海南种植，进行下一轮的群体的优化与升级，另一半则坚定交给参加单位自行使用。

“参与单位选育的成果中仅标注协同创新群相关信息即可。”薛吉全说，协同创新育种围绕一个目标，就是提高玉米品种对不同地区高密度种植、土壤瘠薄和干旱等恶劣环境的适应能力，最终选育出兼具多种优点的全能型良种。

这种协同创新育种新模式的背后，是薛吉全教授和团队年复一年的忙碌：每年8到9月，团队成员们全国满天飞，在河南、河北、甘肃、四川、安徽、新疆、陕西等7省区30多个试验点进行果穗“选美”；9月中旬至12月下旬，飞往海南进行新材料的种植、授粉和收获。

“为了以地点换时间，与季节争速度，我们经常在海南对新材料进行第二次加代生产。”张兴华说，团队抢抓海南有利天气，在元月上旬再次播种，到4月中上旬收获，刚好赶在4月底前，把新一轮的玉米种质群体分发下去，“一年下来，几乎没有休息时间。”

新模式催生玉米种业自主创新梦

梦想在周而复始的劳作中逐渐实现。

2017年，薛吉全教授团队通过陕A、陕B群种质协同创新首先取得新成果：适宜机械化籽粒收获的玉米品种“陕单636”通过陕西省审定，这也是陕西第一个机收玉米新品种，从此收获玉米也能像收获小麦一样做到全程机械化。

2020年，薛吉全教授团队又一个机收玉米新品种“陕单650”通过国家审定，该品种为我国玉米全程机械化生产树立了“陕西样板”，也先后入选黄淮海夏玉米（机收）展示综合表现优良品种和国家农作物优良品种推广目录。

河南新乡农科院利用陕A群选系组培的“新科811、871、851”，甘肃省农科院利用陕B群选系组培的“陇单632、635、655”，榆林市农科院利用陕A群、陕B群选系组培的“榆玉2号、4号、6号”等，相继通过国家、省级审定；“新科803、805、2016”“榆玉16号”“渭科16号”等新品种在国家和省级玉米品种区域试验表现良好┄┄各参与单位的捷报不断传来，令人振奋。

“一个玉米新品种从选材、杂交组合到各种优异性状稳定，再到区域试验脱颖而出，至少需要10年时间。”张兴华说，协同创新体系前期基础工作费时费力，但厚积薄发，越往后成果产出的时间越短，数量也越多。

薛吉全教授和团队成员张兴华研究员在海南玉米繁育基地工作（团队提供）

据不完全统计，薛吉全教授团队围绕陕A群、陕B群持续开展基础研究，在国内外期刊共发表相关学术论文34篇，其中核心自交系KA105的基因组组装、玉米籽粒脱水遗传机理解析和基于陕A群、陕B群进行全基因选择分析等研究成果在《作物学报》《BMC植物生物学》《食品化学》《国际分子科学杂志》等期刊上发表，受到国内外同行的高度关注。而经过16轮优化升级和联合改良，到2024年，整个体系已经选育出玉米新品种46个，其中国审9个。

“AB群是幕后英雄。”陕西巨丰种业总经理刘勇说，材料的先进性与思想的先进性，决定了这个模式的先进性，育出好品种、大品种只是时间问题。

亮眼的成绩吸引了省内外更多的科研单位和育种企业，河南大学、中国农科院作物研究所、北京大学现代研究院、陕西秦丰种业、河南登海种业、河南秋乐种业等纷纷联系加盟入圈，到今年4月，参加AB群新一轮材料分发的单位从最初的9个已增加到40个。

不久前，崖州湾国家实验室玉米基因组育种团队联合国内多家研究机构发起玉米种质资源改良与创新2035计划，其构想是结合快速发展的基因组育种技术，创新推进玉米的群体改良。这个消息给了薛吉全团队以极大鼓励。

“一路走来不容易，但我们有信心继续走下去！”薛吉全表示，在国际种业竞争日趋激烈的形势下，陕A群、陕B群种质协同创新这条路一定能够打好种业翻身仗，为农业强国建设作出更大的贡献。

编辑｜高瑜审核｜邵晓蕾

来源｜中国农科新闻网作者｜靳军、 胡润田