多环境胁迫下玉米杂交种产量稳定性与低氮抗旱协同改良研究

为应对气候变化导致的干旱和低氮胁迫加剧问题，来自IITA和IAR的研究团队对105个玉米单交种进行多环境评价。研究发现环境效应(E)显著大于基因型(G)及G×E互作效应，干旱使产量降低58%，低氮胁迫导致减产52%。鉴定出H8（抗旱4,048 kg ha?1）和H78（耐低氮5,719 kg ha?1）等29个双抗杂交种，其中H77在最优条件下产量达8,627 kg ha?1且稳定性突出。研究证实ASI、EAS和DSK可作为抗逆育种的可靠次级选择指标。

　　

气候变化引发的环境变异正削弱现有抗逆玉米(Zea mays L.)杂交种的适应性，迫使育种家持续更新种质资源。这项跨越尼日利亚三大生态区的三年期研究(2021-2023)，系统评估了105个由IITA和IAR骨干系组配的单交种在干旱、低氮及最优条件下的表现。数据揭示环境效应(E)贡献率远超基因型(G)及其互作(G×E)，其中干旱造成籽粒产量暴跌58%，低氮环境导致52%减产。双重胁迫还显著延缓生殖发育：吐丝期(DSK)延长12.7%-14.0%，散粉吐丝间隔(ASI)增加9.6%-10.3%。更令人担忧的是，植株表型(EAS)恶化程度达19.9%-53.2%，株高缩水15.4%-17.2%，尤以干旱影响最为剧烈。

研究团队从抗逆种质库中筛选出29个"双抗战士"，其中编号H8(SMLW-7×IITA 1878)在干旱下以4,048 kg ha^?1的产量冠绝群雄，而H78(SMLW-147×SAM50M)则在低氮胁迫中以5,719 kg ha^?1的佳绩拔得头筹。特别值得关注的是"全能选手"H77(SMLW-147×IITA 1878)，不仅在最优条件创下8,627 kg ha^?1的高产纪录，还展现出跨环境的惊人稳定性，堪称应对气候变化的"种子选手"。研究还发现散粉吐丝间隔(ASI)、果穗外观(EAS)和吐丝期(DSK)这三个性状与产量存在稳定关联，为抗逆育种提供了可靠的辅助选择标记。这些发现为设计"气候智能型"玉米育种策略提供了重要理论依据。