第一篇：玉米育種的基本思路

玉米育種的基本思路—記住五句話

張世煌

最近，網(wǎng)友詢問玉米育種的基本思路是哪5句話，還有人問循環(huán)育種怎么做，我只好復(fù)述如下，包括歷史經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)、理論鋪墊和改造我們的育種技術(shù)。

一、理論誤區(qū)和歷史教訓(xùn)

在中國現(xiàn)代玉米育種歷程中發(fā)生過兩個重要的歷史教訓(xùn)：“狗熊掰棒子”（拋棄優(yōu)良種質(zhì)，或喜新厭舊）和“走貓步”（技術(shù)錯亂）。前者是理論和技術(shù)上缺乏自信心的表現(xiàn)，對于把握大量種質(zhì)資源和遺傳改良的能力缺乏信心和能力。后者源于一種靈活多變而看似有效的傳統(tǒng)人文精神，但在現(xiàn)代育種技術(shù)面前，卻忽視了數(shù)量遺傳學(xué)原理，表現(xiàn)出明顯的理論幼稚病。這兩個現(xiàn)象合在一起，便折射出以經(jīng)驗(yàn)為主體的育種技術(shù)特征。其后果便是理論模糊，思路混亂，技術(shù)跟著感覺走。在做了許多調(diào)研和參加了一些會議之后，我發(fā)現(xiàn)這就是當(dāng)前很多人對育種技術(shù)的理解。包括一些專家教授竟也如此。

玉米育種陷入理論誤區(qū)，其后果很矛盾，一方面從事育種的人力資源豐富，育成品種數(shù)量非常多，另一方面，生產(chǎn)上缺乏優(yōu)良品種，玉米產(chǎn)量增長緩慢，甚至在九十年代中期以后進(jìn)入了近50年來增長最緩慢的時期。

比較中國與美國玉米生產(chǎn)的差距，不難看出，中國使用了相當(dāng)于美國86% 的土地面積和2.3倍的化肥，生產(chǎn)了49%的玉米，產(chǎn)量水平相當(dāng)于美國的55%。大家都意識到，只有采取有效的技術(shù)措施，才能止住下滑趨勢，逐漸縮小與發(fā)達(dá)國家的差距，并全面提高生產(chǎn)水平。

我國育種者曾經(jīng)面臨生物逆境的巨大壓力，當(dāng)時很強(qiáng)調(diào)種質(zhì)基礎(chǔ)的重要性，卻忽視了育種技術(shù)的導(dǎo)向性和能動性。今天，當(dāng)我們總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)的時候，認(rèn)識到不能沒有種質(zhì)改良和種質(zhì)創(chuàng)新，但也不能忽視育種技術(shù)的改進(jìn)。今后，要盡快地使玉米育種完成從經(jīng)驗(yàn)到科學(xué)的跨越，這取決于我們對數(shù)量遺傳學(xué)知識的把握。除了種質(zhì)基礎(chǔ)和育種技術(shù)，還需要一點(diǎn)人文智慧。三者結(jié)合才能促進(jìn)玉米育種技術(shù)從經(jīng)驗(yàn)向科學(xué)的轉(zhuǎn)變。

以往的問題出在哪里？育種目標(biāo)和育種技術(shù)方面有過3個理論誤區(qū)：⑴什么是產(chǎn)量？⑵產(chǎn)量與雜種優(yōu)勢的關(guān)系？⑶如何通過自交系提高雜交種的產(chǎn)量？第三個問題的另一種解釋（更科學(xué)的詮釋）即一般配合力（GCA）與特殊配合力（SCA）對雜交種產(chǎn)量的相對貢獻(xiàn)。這些理論問題決定了育種目標(biāo)、基本思路和技術(shù)路線的合理性。

我們首先要明確，產(chǎn)量不是空洞抽象的概念，也不僅僅是試驗(yàn)田里玉米果穗的重量，而是如何排除或抗衡農(nóng)民生產(chǎn)田間限制產(chǎn)量和產(chǎn)量穩(wěn)定性的那些障礙因素。因此，Duvick把產(chǎn)量解釋為抗逆性，品種必須有一定的抗災(zāi)減災(zāi)，首先是耐密植抗倒伏的能力，然后是耐旱、耐低氮和耐低溫或高溫的能力。在一些國家和地區(qū)還有耐濕和耐漬的能力。抗生物逆境也屬此范疇，但育種家通常并不忽視對病蟲害的抗性。

第二要明確，玉米產(chǎn)量的繼續(xù)增長與提高雜種優(yōu)勢無關(guān)。相反，在過去八十多年里，美國的玉米雜種優(yōu)勢強(qiáng)度在逐漸下降，即玉米產(chǎn)量的進(jìn)一步增長不取決于雜種優(yōu)勢的增長，而取決于非雜種優(yōu)勢的遺傳原因，特別是對生物和非生物逆境的抗性或耐性。這就提示我們，如果在試驗(yàn)田里把育種的注意力放在提高新組合的雜種優(yōu)勢上，可能會在生產(chǎn)上降低投入產(chǎn)出效率，使提高產(chǎn)量變得非常困難或者代價過高。種子公司也不歡迎這類雜種優(yōu)勢很強(qiáng)的雜交種。

根據(jù)上面這兩條原理不難得出結(jié)論，提高雜交種產(chǎn)量的主要途徑是不斷提高自交系的GCA，而不是

1靠提高兩親本之間的SCA。Duvick研究表明，雜交種產(chǎn)量的增長與親本自交系的GCA平行。Hallauer指出，發(fā)展雜交種初期，SCA對雜交種產(chǎn)量的貢獻(xiàn)大約在70%，而到了1980年代初期，GCA對雜交種產(chǎn)量的貢獻(xiàn)上升到80%，SCA只占20%。實(shí)踐證明，不僅產(chǎn)量增長取決于GCA，抗逆性的提高更取決于GCA及加性遺傳效應(yīng)的積累，因此，我們說這個原理決定了玉米育種的技術(shù)路線和效率。

二、基本策略

根據(jù)上面敘述的這些原理，我們提出了玉米育種要“立足現(xiàn)有種質(zhì)基礎(chǔ)，以我為核心，向兩邊推開，循環(huán)育種和高密度育種”的基本思路。

二十多年以前，我們手里能用的種質(zhì)資源確實(shí)很貧乏，但經(jīng)過這么多年努力，我們引進(jìn)了世界上許多核心種質(zhì)，連美國、法國、德國的跨國公司都爭相把許多好的資源送到中國來，但是我們大多數(shù)育種者卻不會使用這些種質(zhì)資源。包括許多專家教授也不會使用這些原始資源和改良種質(zhì)，甚至不會使用美國公司的專有自交系。其根源在于我們的高等教育中數(shù)量遺傳學(xué)和群體遺傳學(xué)缺失，這就使育種技術(shù)失去了靈魂和主心骨，缺少最基本的科學(xué)思維和創(chuàng)新能力。這些足可以反映出我們需要加強(qiáng)常規(guī)育種技術(shù)的研究和培訓(xùn)。也許有人會說都是科技和學(xué)術(shù)界的浮躁給鬧的，但我們說不清也解決不了社會浮躁，只能討論理論和技術(shù)，充其量是我替大家讀書。把注意力放在其他事情上解決不了眼下的創(chuàng)新出路問題?！耙晕覟楹诵摹保f的是商業(yè)育種要以本土化的雜種優(yōu)勢模式為核心。這是一個相對概念。它不是一個重大的科學(xué)理論問題，而是育種實(shí)踐的結(jié)晶，但在中國，人們對雜種優(yōu)勢模式的理解與哲學(xué)基礎(chǔ)和文化背景有關(guān)。它背后的研究方法是以現(xiàn)代科學(xué)理論和技術(shù)為基礎(chǔ)，但對技術(shù)的采用卻受人文智慧影響。玉米種質(zhì)資源可以劃分成兩個雜種優(yōu)勢列(alignment)，我們概括為A′B，Hallauer則概括為Reid-Tuxpeno ′ 非Reid-非Tuxpeno。這是對美國沿用了半個多世紀(jì)的雜種優(yōu)勢模式SS（Reid）′ NSS（非Reid）的擴(kuò)展和延伸。后者是一對經(jīng)典的雜種優(yōu)勢群（group）。如果有需要，每個群內(nèi)可以包含若干亞群(cluster)和不斷加入新種質(zhì)(races)。每個國家應(yīng)以美國的雜種優(yōu)勢模式為基礎(chǔ)，建立本土化的雜種優(yōu)勢模式。兩個雜種優(yōu)勢列的思想有利于種質(zhì)擴(kuò)增、改良與創(chuàng)新。也就是把全世界的種質(zhì)資源都按照本土化的雜種優(yōu)勢模式分別推往兩個方向進(jìn)行管理。

我上面最后兩句話把事情的因果關(guān)系給說顛倒了，實(shí)際上，正是由于種質(zhì)擴(kuò)增的實(shí)踐產(chǎn)生了兩個雜種優(yōu)勢列的理論概括。所以，雜種優(yōu)勢列的想法只有從Hallauer和我的嘴里才說得出來。沒有這個實(shí)踐，哪有這個思想？而一旦產(chǎn)生了這個思想，自然就更進(jìn)一步促進(jìn)育種實(shí)踐。這樣說就符合認(rèn)識論了。

接下來根據(jù)雜種優(yōu)勢模式，把國內(nèi)外的種質(zhì)都“向兩邊推開”，以防止走“貓步”，有效地保持甚至逐漸提高兩群（列）之間的SCA效應(yīng)，這有利于強(qiáng)化對種質(zhì)資源的管理，提高育種效率。這在本質(zhì)上是逐漸擴(kuò)大兩個群之間的遺傳距離或等位基因的頻率差。這個過程的實(shí)質(zhì)是保持和利用非加性遺傳方差?！把h(huán)育種”，既兩個群體間的相互輪回選擇或兩個雜種優(yōu)勢列之間的二環(huán)系育種，是一個基因頻率的累加過程，即充分利用加性遺傳方差，不斷提高新自交系的GCA效應(yīng)，這是玉米雜交種持續(xù)增產(chǎn)的基本原因。在循環(huán)育種過程里，還要施以高密度等逆境選擇壓力，這是抗逆育種的突破口，對自交系和雜交種選育具有引導(dǎo)作用，其后果直接指向高產(chǎn)和穩(wěn)產(chǎn)的育種目標(biāo)。

三、美國經(jīng)驗(yàn)和中國玉米的“之”字形發(fā)展軌跡

玉米利用雜種優(yōu)勢80多年，產(chǎn)量潛力不斷提高，ASI（散粉至抽絲間隔天數(shù)）持續(xù)減少，葉片持綠性和傾斜角度逐漸增加。先鋒公司研究了七、八十年來所培育的雜交種，發(fā)現(xiàn)低密度下的產(chǎn)量和雜種優(yōu)勢都沒有提高，而高密度下的產(chǎn)量和雜種優(yōu)勢卻持續(xù)提高，至今沒有停止增長的跡象。

在過去60年里，中國玉米品種和雜交種的果穗長度增長緩慢，但果穗的直徑和穗行數(shù)明顯增加。這不是高效率提高產(chǎn)量和產(chǎn)量穩(wěn)定性的又好又快的途徑。另一個重要特點(diǎn)是單位面積的收獲穗數(shù)增長得極

為緩慢，每年每畝只增加11個果穗。出籽率嚴(yán)重下降，特別是1990年代大量使用PB種質(zhì)以后，雜交種的出籽率急劇下降。同時期，株高、穗位、生育期和禿尖長度都不正常地急劇增加。這是忽視抗逆性育種的直接后果，反映出我們對育種目標(biāo)和增產(chǎn)途徑的理解都出現(xiàn)失誤。

在育種目標(biāo)和技術(shù)路線混亂的局面下，是可以搞育種的，就像不按照雜種優(yōu)勢模式也能搞育種一樣，但在育種技術(shù)體系中每增加一個不確定因素，隨機(jī)性就增加一倍，導(dǎo)致育種的難度特別巨大，因而效率低下和沒有競爭力。從生產(chǎn)上來說，可持續(xù)地提高產(chǎn)量將變得越來越困難，以至浪費(fèi)大量資源，也難以全面提高玉米生產(chǎn)的實(shí)際產(chǎn)量和效益。原因就在于我們過于強(qiáng)調(diào)在低密度下提高品種的產(chǎn)量和雜種優(yōu)勢，卻忽視了應(yīng)該在高密度和其他逆境條件下提高經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量。

今后需要什么？我們需要逆境下的高產(chǎn)，逆境下的雜種優(yōu)勢，需要逆境下改善生理學(xué)指標(biāo)。這樣研究產(chǎn)量、雜種優(yōu)勢和生理學(xué)指標(biāo)才有育種價值和生產(chǎn)意義。

四、改造我們的育種技術(shù)

玉米育種技術(shù)體系中有很多環(huán)節(jié)需要改造，涉及到一系列理論和技術(shù)。我們以往雖然忽視了對抗逆性的改良，選育出大量雜交種，但其中那些最優(yōu)秀的品種，基本上是靠提高抗逆性，尤其是抗病性而提高了在逆境下的產(chǎn)量增益。今后，要主動采取抗逆育種技術(shù)措施，提高產(chǎn)量和產(chǎn)量增益，而不應(yīng)把注意力放在雜種優(yōu)勢上，尤其不要在低密度等非逆境條件下研究產(chǎn)量和雜種優(yōu)勢。針對以往的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，我們提出玉米育種的基本策略，概括成5句話：⑴以現(xiàn)有種質(zhì)為基礎(chǔ)。也就是要提高自信心。⑵以本土化的雜種優(yōu)勢模式為核心，這是育種技術(shù)的出發(fā)點(diǎn)。⑶向兩邊推開。其作用是控制SCA，利用非加性遺傳方差，防止走“貓步”，提高育種效率。⑷循環(huán)育種。這是充分利用加性遺傳方差提高GCA的有效途徑。對種質(zhì)資源要做到喜新不厭舊。這是可持續(xù)地提高產(chǎn)量潛力和產(chǎn)量穩(wěn)定性的技術(shù)基礎(chǔ)。⑸高密度篩選是抗逆育種的第一個突破口，它的原理是利用G′E 效應(yīng)，擴(kuò)大育種群體（選系和篩選雜交組合）的分離譜，即通過增加遺傳方差（σ2g）和選擇強(qiáng)度（i）而提高育種效率。

改造育種技術(shù)的當(dāng)務(wù)之急是建立我國玉米育種技術(shù)的核心。西方跨國公司早就在雜種優(yōu)勢模式的基礎(chǔ)上建立了簡單而清晰的技術(shù)核心。我們已經(jīng)在國家層面上建立了類似的技術(shù)核心，今后每一個研發(fā)能力較強(qiáng)的科研單位和種子企業(yè)都有必要建立自己內(nèi)部的技術(shù)核心。有了這個核心，就能夠停止對雜種優(yōu)勢群的中國式爭論，避開無良教授在理論和技術(shù)思路方面的干擾，在育種實(shí)踐中克服長期困擾我們的種質(zhì)創(chuàng)新的難題。從理論上來說，有了這個技術(shù)核心，我們就能夠較輕松地開展種質(zhì)擴(kuò)增、改良和創(chuàng)新研究，合理而高效率地利用歐美和熱帶、亞熱帶的優(yōu)良種質(zhì)，就能夠防止再度發(fā)生“狗熊掰棒子”和“走貓步”現(xiàn)象。建立技術(shù)核心就可以把國內(nèi)外種質(zhì)都分成兩個雜種優(yōu)勢列，在循環(huán)育種過程中把等位基因頻率向兩個相反方向積累，而不是總走貓步，導(dǎo)致基因頻率總在0.5附近搖擺。退一步說，即使在劃分雜種優(yōu)勢群（列）的時候把個別種質(zhì)（譬如旅大紅骨）分錯了方向也不要緊，只要抓住了技術(shù)核心，我們就能夠定向地改變等位基因頻率，商業(yè)育種就不會亂了方寸?？傊?，要把理論落實(shí)到技術(shù)和材料創(chuàng)新上。這是當(dāng)前很緊迫的事情。

我們提出了一系列理論、技術(shù)和實(shí)踐問題。造成我國玉米育種技術(shù)失誤的原因很多，但這些問題到底是怎么形成的？其中包括哪些體制、社會、政策、理論、技術(shù)和個人因素？通過哪些途徑與辦法來解決這些問題？如何提高我國種子企業(yè)的育種創(chuàng)新能力？這些問題都有賴于育種者認(rèn)真思考，要我們大家共同探討和給出答案。

第二篇：淺談玉米育種

淺談玉米育種

玉米最主要的特征是天然異花傳粉，天然授粉群體的田間組成處于高度的異質(zhì)狀態(tài)，個體的基因型處于高度的雜合狀態(tài)，這決定了在玉米天然授粉的群體中，株間表現(xiàn)型比較意義不大，必須通過一定的基因型選擇過程才能正確地決定取舍。同時，由于個體基因型高度雜合，造成表型選擇不可靠，必須對大量個體做測交或后代鑒定，才能確認(rèn)表型是否真實(shí)遺傳。由于這些原因，在玉米育種過程中，一般都要經(jīng)過多代的選擇比較才能育成新的自交系或品種。

現(xiàn)代玉米育種的主流是雜種優(yōu)勢育種，基本途徑是先選育純合的親本自交系，再將親本自交系雜交，選育出雜種優(yōu)勢強(qiáng)的雜交種。生產(chǎn)上利用的是F1 代的雜種優(yōu)勢。自交系的選育不但要求本身性狀優(yōu)良，還要求配合力高。這就大大提高了育種的難度，延長了育種的周期。不僅如此，自交系的性狀同雜交種的性狀雖然有關(guān)系，但仍然有距離，在雜交種水平上還要對農(nóng)藝性狀進(jìn)行選擇鑒定，同時對主要目標(biāo)性狀的雜種優(yōu)勢水平進(jìn)行比較，最終育成優(yōu)良雜交品種[ 1 ]。獲得優(yōu)良的玉米自交系是實(shí)現(xiàn)玉米優(yōu)良雜交品種的基礎(chǔ)，生態(tài)環(huán)境的多元化差異、遺傳基因的多樣性、基因的不同變異方式以及與環(huán)境的互作是玉米育種的遺傳學(xué)基礎(chǔ)。優(yōu)良親本自交系的標(biāo)準(zhǔn)

1.1 配合力高

一般配合力高（親本與雜交種的配合力高）；特殊配合力高（親本與親本間的配合力高）。

1.2 農(nóng)藝性狀優(yōu)良

株型好（現(xiàn)選緊湊、半緊湊）生長勢強(qiáng)、根系發(fā)達(dá)，莖稈挺立，果穗不露尖，現(xiàn)選大穗型及耐密株型，生育期適中，吐絲散粉協(xié)調(diào)。

1.3 適應(yīng)性強(qiáng)

對紋枯、穗腐、大斑、小斑、青枯、絲黑穗、轎花葉等病具有較強(qiáng)的抗性。現(xiàn)還提出了抗耐瘠、耐寒、耐旱、耐密植、肥料的高效利用等自交系的選育。

1.4 親緣關(guān)系較遠(yuǎn)

有利于產(chǎn)生強(qiáng)的雜種優(yōu)勢。

1.5 降低生產(chǎn)成本

低成本是種子進(jìn)入商業(yè)競爭的重要條件，是育種工作的成功表現(xiàn)，這就要求母本材料自身產(chǎn)量高，一般要求在7500kg/hm2以上，這樣才能達(dá)到降低生產(chǎn)成本，增強(qiáng)市場競爭力的目的[2]。選育自交系的方法

選育自交系就是對某些符合育種目標(biāo)要求的種質(zhì)材料個體連續(xù)自交和選擇,最終獲得優(yōu)良純系, 再經(jīng)過配合力的測定育成優(yōu)良自交系。一般把自交系選育的方法分為常規(guī)選育法和其他選育法 以常規(guī)選育法為荃礎(chǔ)的玉米育種技術(shù)又稱為常規(guī)育種 以其他選育法為基礎(chǔ)的育種技術(shù)可有多種, 例如, 以單倍體選系法為基礎(chǔ)的單倍體育種, 以物理化學(xué)誘變?yōu)榛A(chǔ)的輻射和誘變育種, 以生物技術(shù)為基礎(chǔ)的轉(zhuǎn)基因育種和分子標(biāo)記輔助育種等等。玉米自交系選育的策略

2.1 加強(qiáng)基礎(chǔ)材料的研究

積極搜集、整理基礎(chǔ)材料，加以研究改良與創(chuàng)新，是解決種質(zhì)基礎(chǔ)狹窄的根本所在。基礎(chǔ)材料的選擇起點(diǎn)要高、要新。目前遼寧省應(yīng)用的骨干系很多，如沈137、鐵C8605、丹9046、丹598、丹340 等等，一般配合力都比較高，遺傳也是相對穩(wěn)定的，這些骨干系相互改良都會收到良好的效果。同時要對老優(yōu)良系譜再選擇，如沈5003、鐵7922、掖478、掖8112、Mo17 等自交系，他們都含有豐富的優(yōu)良基因，一般配合力都很好。

2.2 采用復(fù)合雜交創(chuàng)造新種質(zhì)

選擇幾個骨干系，采用復(fù)合雜交的方法組建群體，克服回交轉(zhuǎn)育等方法選系遺傳基礎(chǔ)狹窄這一弊端，同時又減少用輪回選擇方法改良玉米群體的工作量，提高了選育速度和選擇效果，豐富了遺傳基礎(chǔ)，收到了事半功倍的效果。在組建新的群體時，取材要有較多的優(yōu)良基因頻率和較少的不良基因，特別是目標(biāo)性狀要突出，要有特異性，使基因充分重組，創(chuàng)造新的變異。

2.3 配合力的早代測定

要以自身繁殖產(chǎn)量高、優(yōu)質(zhì)、多抗、耐密和綜合性狀優(yōu)良為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行自交系選育。在選育過程中要加大選擇壓力，密植或人工抗病接種。但是最重要看配合力，選擇高配合力的材料為基礎(chǔ)材料，后代出現(xiàn)高配合力的頻率加大，選擇果穗、籽粒、行粒數(shù)和穗粒數(shù)等產(chǎn)量性狀越大越好，越多越好。一般配合力是基因的累加作用，即加性效應(yīng)，是可以穩(wěn)定遺傳的，配合力應(yīng)早代測定，一般選在S4 代自交系基本穩(wěn)定為宜，一般選3-4 個了解特征特性的骨干系作為測驗(yàn)種，例如用丹340、瓦138、丹598 等父本系來測定母本系的一般配合力，測定一般配合力后，用其它的父本系進(jìn)行輪配，測定特殊配合力，這樣測選結(jié)合，有的放矢，加快了自交系選育。

2.4 采用先進(jìn)的育種技術(shù)

分子標(biāo)記和基因工程是分子生物學(xué)技術(shù)在常規(guī)育種中的應(yīng)用。通過分子標(biāo)記輔助選擇，無論對主效基因還是整個基因工程選擇，都會事半功倍。目前，抗病育種與抗蟲育種已經(jīng)大量開展，通過回交改良的辦法，將抗病、抗蟲基因?qū)雰?yōu)良自交系上，取得了一定的成績。不斷學(xué)習(xí)并運(yùn)用先進(jìn)育種技術(shù)，提高自

身選育水平，是適應(yīng)越來越高生產(chǎn)水平的必要條件。玉米育種手段的創(chuàng)新與運(yùn)用，將成為選育突破性優(yōu)良自交系和雜交種的有效途徑之一。

2.5 采用1 加2 選系法（即一個冬季在海南加兩個世代）

春季在本地種一個世代,冬季在海南連續(xù)加兩個世代是玉米自交系的一種快速穩(wěn)定有效的選育方法。這種方法縮短了選系年限,加速了對新優(yōu)種質(zhì)的改良利用, 提高了育種效率。目前被很多玉米育種者采用。由于此法的穩(wěn)定年限縮短，能加快利用國內(nèi)外最新、最優(yōu)種質(zhì)資源或雜交模式，使選出材料配出的新組合屬于市場上最新雜優(yōu)組合模式，增強(qiáng)了競爭力?？沙浞掷糜行вN時間，節(jié)省育種經(jīng)費(fèi)，節(jié)省人力、物力，與常規(guī)南繁工作時間上無沖突，不妨礙常規(guī)南繁活動，增強(qiáng)南繁工作的效率和保證系數(shù)。海南二季主要應(yīng)放在基礎(chǔ)材料重組、自交和S1、S2、S3幾個世代材料的選擇上，S4 代盡量放到本地和海南一季播種及測交。在加快選育新材料時，同步加快組合鑒定試驗(yàn)的步伐，選材與試驗(yàn)同步進(jìn)行是加快育種速度的必不可少的配套措施[3]。

3.選育自交系的方法。

（1）常規(guī)選育法。這種選育方法就是在一個分離的原始群體中選擇個體自交系，經(jīng)若干世代按目測自交選擇之后，進(jìn)行配合力的測定，最終選出優(yōu)良的自交系。常規(guī)選系法的問題是早期入選的規(guī)模很難界定。目前，有的育種者在早期世代不分穗行種植，而是將入選的果穗的等量混合種植，到晚代才嚴(yán)格選擇單株種成穗行，進(jìn)行配合力測定。這種方法有效地增加了入選基因型的數(shù)目，同時增加了對單株的選擇壓力，可能對提高抗性和獲得目標(biāo)基因型有幫助。在育種規(guī)模不大的情況下，常規(guī)選育法，更多地依靠育種者的經(jīng)驗(yàn)。

（2）單倍體選系法。其基本原理是利用自然或人工的誘發(fā)、培育的單倍體植株經(jīng)過人工的染色體加倍或自然加倍獲得純合的二倍體，然后再從中選育優(yōu)良的單株，成為自交系。單倍體育種一般只需兩年就能獲得純合的自交系，比常規(guī)方法縮短了育種的周期，對育種家有很大的吸引力。不過，單倍體選育省略了大田選擇的步驟，對諸如抗性等性狀通常還要進(jìn)行加倍的選擇[4]。

（3）輻射與化學(xué)誘變選系法。輻射誘變選系法是利用放射性同位素產(chǎn)生的輻射能量甚至宇宙射線誘發(fā)染色體產(chǎn)生結(jié)構(gòu)變異或等位基因突變，根據(jù)表型變異選擇有用的個體育成自交系。此種方法的誘變機(jī)理主要以損傷恢復(fù)，在恢復(fù)過程中發(fā)現(xiàn)有利的變異，因而在選擇原始材料上要兼顧遺傳基礎(chǔ)豐富和抗損傷能力強(qiáng)，在選系過程中要注意淘汰各種畸形株和不利變異，選擇突變性狀明顯的健康的植株。這種方法近年來被有些人移植為航天育種或太空育種。

（4）分子選系法。所謂分子選系法是在D N A 水平上開展的自交系選育，包括轉(zhuǎn)基因選系法和分子標(biāo)記輔助選系法。轉(zhuǎn)基因選系就是借助遺傳轉(zhuǎn)化技術(shù)，將一些其他動植物有利的外源基因?qū)胱越幌祷螂s交種內(nèi)，育成有外源基因控制性狀的優(yōu)良自交系，這種方法對于改造玉米基因庫中不具備的某些目標(biāo)性狀是致關(guān)重要的。分子標(biāo)記輔助選系是首先對某些優(yōu)良基因確定的緊密連鎖的分子標(biāo)記，然后以這些分子標(biāo)記為間接選擇性狀對目標(biāo)性狀進(jìn)行選擇，最后育成優(yōu)良自交系。

（5）自交系的改良。某些自交系在育成后發(fā)現(xiàn)有些必須克服的缺點(diǎn)，有些自交系在應(yīng)用一段時間后發(fā)現(xiàn)某些重要的性狀發(fā)生退化，或發(fā)生了新的病害生理小種的侵染，或者不適應(yīng)新的推廣區(qū)域的環(huán)境，這時解決問題的捷徑是對原有自交系的個別性狀進(jìn)行改造，育成新的改良系。改良自交系最常用的方法是回交轉(zhuǎn)育法?；亟晦D(zhuǎn)育法就是以被改良的自交系為輪回親本，以目的基因供體親本為非輪回親本，經(jīng)過5 代以上的回交改良和1～2 代的自交穩(wěn)定后，就可以育成新的改良自交系?；亟恍Ч暮脡耐繕?biāo)性狀的遺傳方式有關(guān)，一般回交法對簡單性狀或單基因控制的性狀以及細(xì)胞質(zhì)遺傳性狀最有效，對復(fù)雜性狀效果差?；亟环ㄔ谶x擇供體親本時要注意主要的目標(biāo)性狀不要有連鎖累贅，還要注意選擇具有相同雜種優(yōu)勢取向的優(yōu)良自交系，防止改良了原有的不良性狀又帶來了新的不良性狀，以及造成配合力下降等問題發(fā)生?；亟缓蟠矐?yīng)該進(jìn)行配合力測定，在不同的秭妹系中選擇配合力高的應(yīng)用[5]。雜交種的選育

4.1 雜交種的自交系選育

自交系的選育已經(jīng)為雜交種選育提供了大量資料和信息。在應(yīng)用優(yōu)良自交系選育雜交種之前，需要對所使用的親本有較詳細(xì)的了解，并遵照某些原則在親本間組配。親緣關(guān)系遠(yuǎn)，地理差異大，例如采用國外系×國內(nèi)系的組配模式已經(jīng)被國內(nèi)育種家廣泛認(rèn)識；類型有差異，性狀要互補(bǔ)，類型間的差異通常反應(yīng)了基因型的差異，性狀互補(bǔ)更加重要，特別是重要的抗性性狀，至少在親本之一中要存在；農(nóng)藝性狀和種子生產(chǎn)性能好，這對于新雜交種的應(yīng)用極為重要；配合力要高，這是最基本的條件之一，特別是產(chǎn)量性狀的配合力要高。

4.2 雜交種的選育技術(shù)簡單

單交種的組配除了育種者根據(jù)自己的經(jīng)驗(yàn)選配親本之外，通常采用最多的方法有2 種：一是輪配法，單交組合數(shù)=P（P-1）/2,其中的P 為親本數(shù)；二是骨干系法，單交組合數(shù)=M×N，即將自交系分為M、N 2 組。在組間做可能的雜交，其中一組為骨干自交系組成，另一組為新自交系組成。這種方法通常最為有效[6]。

參考文獻(xiàn)：

[ 1 ] 牛虹宇.玉米育種特點(diǎn)及選育方法.養(yǎng)殖技術(shù)顧問，Technical Advisor for Animal Husbandry，2010年 08期

[ 2 ] 陳桂蘭，陽康春，蒙月群等.淺談玉米育種技術(shù).2011年第02期（總第252期）吉林農(nóng)業(yè)，JILIN AGRICULTURALNO.02，2011（CumulativetyNO.252）

[ 3 ] 丁蘭英.淺談玉米育種中自交系選育.農(nóng)業(yè)科技通訊，Bulletin of Agricultural Science and Technology，2010年 12期

[ 4 ] 張志軍，岳堯海，王敏，張洪偉，劉文國等.玉米單倍體育種技術(shù)研究概述.遼寧農(nóng)業(yè)科學(xué)，2011(1): 46 ～ 51 Liaoning Agricultural Sciences 文章編號: 1002 － 1728(2011)01 － 0046 － 03

[ 5 ] 孫敬華.淺談玉米育種的途徑及方法.中國農(nóng)業(yè)信息，China Agricultural Information，2006年 04期

[ 6 ] 吳濤.玉米育種的選育方法及程序[J].農(nóng)村實(shí)用科技信息, 2011,(04)

第三篇：育種學(xué)各論玉米復(fù)習(xí)

1.玉米育種目標(biāo)的重要性：A、是育種工作的首要任務(wù)和最基本環(huán)節(jié) B、育種目標(biāo)制定的正確與否是育種工作成敗的關(guān)鍵 C、它不僅是一項(xiàng)技術(shù)工作，更是顯示育種工作者戰(zhàn)略性和前瞻性能力的重要環(huán)節(jié) D、是選擇鑒定的依據(jù)和預(yù)期的育種成果

2.育種目標(biāo)制定原則和依據(jù)：A、當(dāng)前農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對玉米品種性狀的要求，高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、多抗、適應(yīng)范圍廣、生育期適宜 B、根據(jù)所在地具體生態(tài)條件、栽培管理水平、目前品種的利用情況、所擁有的種質(zhì)資源、掌握的技術(shù)特點(diǎn)和今后的發(fā)展方向等進(jìn)行綜合考慮

C、既要著眼于現(xiàn)實(shí)，又要放眼于未來

3.玉米產(chǎn)量構(gòu)成因素：單位面積穗數(shù)、穗粒數(shù)、粒重

4.具體育種目標(biāo)

A、因地制宜，選育適宜株型的高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、多抗、廣適普通玉米雜交種；技術(shù)指標(biāo)：

比現(xiàn)主推品種增產(chǎn)8%——10%以上或產(chǎn)量相當(dāng)，但真有特殊的優(yōu)良性狀；穩(wěn)定性好；高抗或抗當(dāng)?shù)刂饕∠x害；DNA檢測達(dá)標(biāo)

B、選育優(yōu)良的特用或?qū)Ｓ眯陀衩纂s交種：高賴氨酸玉米（籽粒中賴氨酸含量≥0.4%）、高油玉米、甜玉米、青貯玉米、糯玉米、爆裂玉米等。

C、選育生育期適宜的雜交種。原則：充分利用氣候資源優(yōu)勢

D、選育“雙高”玉米雜交種?！半p高”指雜交種本身產(chǎn)量高，制種產(chǎn)量高，而且要求

父母本抗病、抗倒、耐密、生育期相近，父本雄花發(fā)達(dá)、花粉量大、耐高溫。

5.玉米的遺傳性狀有質(zhì)量性狀（籽粒類型、胚乳品質(zhì)、籽粒和植株色澤等）和數(shù)量性狀

（產(chǎn)量、株型、配合力等）。質(zhì)量性狀的遺傳受效應(yīng)較強(qiáng)的主效基因控制，雜種后代按一定比例分離，具有明顯的質(zhì)的差別?？刂茢?shù)量性狀的遺傳效應(yīng)有加性效應(yīng)、顯性效應(yīng)和上位性效應(yīng)三種，顯性和上位性效應(yīng)都會隨著基因的分離和重組而改變，統(tǒng)稱為非加性效應(yīng)。

6.加性效應(yīng)：控制某一性狀的等位基因和非等位基因的效應(yīng)具有簡單的可加性，基因的共同效應(yīng)是每個基因?qū)υ撔誀顔为?dú)性狀的總和，可在上下代間固定遺傳。遺傳特點(diǎn)：F1的雜種優(yōu)勢不明顯，F(xiàn)2的變異范圍小，遺傳力低，遺傳較穩(wěn)定，不易受環(huán)境條件的影響，其起主導(dǎo)作用的性狀如穗行數(shù)、單株果穗數(shù)、葉片數(shù)等可通過親本選擇來進(jìn)行改良。

7.顯性效應(yīng)：同一基因位點(diǎn)內(nèi)等位基因間的互作效應(yīng)。

8.上位性效應(yīng)：不同基因位點(diǎn)內(nèi)非等位基因間互作產(chǎn)生的效應(yīng)。

9.在育種上，想獲得較早熟的雜交種，雙親生育期差異應(yīng)小些，也比較好制種；選育晚熟

品種，雙親生育期差異可大些，制種時要注意花期調(diào)節(jié)。

10.若想獲得糯（甜）玉米雜交種，要求雙親都是糯（甜）質(zhì)的，這是因?yàn)槌胀?/p>

玉米呈顯性遺傳外，其它類型均呈隱形遺傳，普通玉米與其雜交時，由于胚乳直感，雜交當(dāng)代果穗為普通非糯（甜）玉米，F(xiàn)1子粒呈現(xiàn)3普通非糯（甜）：1糯（甜）的分離比例。

11.子粒色澤受果皮、糊粉層和淀粉層3個部分影響。果皮顏色性狀的遺傳主要受果

皮色基因P和p與褐色果皮基因Bp和bp所控制。果皮顏色有紅色、花斑色、棕色、白色，屬兩對基因的遺傳，屬母體組織。糊粉層有紫、紅、白等顏色，主要為7對基因所控制，其顯隱關(guān)系為紫＞紅＞白。胚乳淀粉層顏色性狀，有黃色胚乳與白色胚乳，為一對基因所控制，黃色為顯性，白色為隱性。糊粉層和淀粉層均有花粉直感現(xiàn)象，但必須是父本為顯性性狀時才能表現(xiàn)出來，如黃胚乳×白胚乳的F1代植株的果穗上即可分離出黃白粒。

12.我國地方品種資源有硬粒型品種、馬齒型品種、中間型品種、糯玉米品種、爆

裂玉米、甜玉米。

13.外來玉米種質(zhì)資源有：溫帶的種質(zhì)資源，包括來自美國、歐洲及其他溫帶國家的玉米

種質(zhì)；熱帶和亞熱帶的外來種質(zhì)資源。

14.玉米種質(zhì)資源的整理與鑒定：搜集到的資源要及時進(jìn)行整理、分類和鑒定研究，妥

善保存，以供利用。保存時注意兩點(diǎn)，玉米是典型的異花授粉作物，在繁殖時易竄粉混雜，為保證品種的典型性，防止遺傳漂移，應(yīng)減少繁殖次數(shù)，一次繁殖，保存多年；根據(jù)品種資源的遺傳特點(diǎn)，采用合理的繁殖方法和繁殖群體。

15.目前玉米種質(zhì)資源主要是“二級三期”保存。二級，地方各省、區(qū)、高校及科研

單位國家?guī)?；三期，短期、中期、長期。

16.玉米育種沒有突破性進(jìn)展的主要原因：A、缺少高產(chǎn)和超產(chǎn)所必須的種質(zhì)資源 B、缺少新的雜種優(yōu)勢群和雜種優(yōu)勢模式 C、缺少足夠的抗逆性基因來源。急需解決的問題：

A、引入和創(chuàng)造新的雜種優(yōu)勢群和雜種優(yōu)勢模式，創(chuàng)造更好的選系條件 B、引進(jìn)、創(chuàng)造和利用新的抗逆性基因 C、加強(qiáng)基礎(chǔ)種質(zhì)的擴(kuò)增、改良、創(chuàng)新及利用，將成為我國玉米育種取得突破性進(jìn)展的關(guān)鍵

17.姊妹系：來源于同一個原始基本株，按不同的農(nóng)藝方向選擇所得的遺傳基礎(chǔ)絕大部分

相同，只有微小差異的同胞自交系。

18.玉米自交系：指從一個玉米單株經(jīng)過連續(xù)多代人工強(qiáng)制自交，結(jié)合選擇而產(chǎn)生的性狀

整齊一致，遺傳上相對穩(wěn)定的自交后代系統(tǒng)。

19.優(yōu)良自交系應(yīng)具備的條件：三高兩抗（高配合力、高純度、高產(chǎn)量、抗病抗逆性性

強(qiáng)）

20.一環(huán)系：指從地方品種、綜合品種以及改良群體中選出的自交系

21.二環(huán)系：指從自交系間各類雜交種后代中宣傳的自交系

22.選育自交系的基礎(chǔ)材料有：地方品種、各種類型的雜交種、綜合品種以及經(jīng)輪回選

擇的改良群體。

23.選育自交系的方法有系譜法、回交法、聚合改良法、配子選擇法以及誘變育種法和花

藥培養(yǎng)法，而系譜法是應(yīng)用最多的方法。

24.系譜法選育程序：（1）第一季根據(jù)育種目標(biāo)，選擇適當(dāng)?shù)幕静牧?。?）第二季將

上季當(dāng)選的自交穗，按基本材料來源以及果穗的編號，分別種成小區(qū)。（3）第三季及其以后世代按系譜種植上季當(dāng)選的自交穗，繼續(xù)在田間觀察評選，淘汰劣系或雜系，在優(yōu)系內(nèi)選優(yōu)良單株套袋自交，經(jīng)田間與室內(nèi)綜合考評，當(dāng)選果穗分別收藏。一般經(jīng)5~7代自交，其植株形態(tài)、果穗大小、子粒色澤類型、生育期等外觀性狀基本整齊一致，就可獲得一批自交系。

25.采用自交系與系內(nèi)姊妹交或系內(nèi)混合授粉隔代交替的方法保留后代，既可以保

持自交系的純度，又可以避免因長期連續(xù)自交而導(dǎo)致自交系生活力嚴(yán)重衰退而難以在育種中應(yīng)用的問題。

26.配合力的測定一般有早代測定和晚代測定兩種。早代測定指自交當(dāng)代至自交3代

測定，可以減輕以后的工作量，有助于提早對自交系的利用；晚代測定是在自交4代及以后世代進(jìn)行測定，遺傳性已穩(wěn)定，容易確定取舍，但工作量較大，肯定優(yōu)良自交系較晚，影響自交系的利用時間。

27.測驗(yàn)種：用來測定自交系配合力的品種、自交系、單交種等，統(tǒng)稱為測驗(yàn)種。這種雜

交稱為測驗(yàn)雜交，簡稱測交，其雜種一代稱為測交種。

28.配合力的測定方法：頂交法、雙列雜交法、多系測交法（骨干系法），多用頂交法。

29.玉米雜交種的類別：品種間雜交種、品種與自交系間雜交種（頂交種）、自交系間雜

交種（單交種、雙交種、三交種和綜合雜交種）。

30.加快育種進(jìn)程的途徑：（1）以骨干系法為核心，測用結(jié)合（2）試驗(yàn)、示范、推廣相

結(jié)合（3）利用冬育冬繁，加速選繁世代

31.雜種優(yōu)勢群：在自然選擇和人工選擇作用下經(jīng)過反復(fù)重組，種質(zhì)互滲而形成的遺傳基

礎(chǔ)廣泛、遺傳變異豐富、有利基因頻率較高、有較高的一般配合力、種性優(yōu)良的育種群體。

32.從高產(chǎn)育種的角度出發(fā)，高產(chǎn)雜交種應(yīng)考慮以下幾個方面的因素：（1）單株生

產(chǎn)力（2）群體內(nèi)個體生長協(xié)調(diào)（3）群體與環(huán)境協(xié)調(diào)

33.玉米主要病害有：大斑病、小斑病、絲黑穗病、莖腐?。ㄇ嗫莶。?、病毒病、穗腐病

等。

34.目前發(fā)現(xiàn)的抗小斑病的生理小種有O、T、C三個，其中O小種是我國的優(yōu)勢小種,受細(xì)胞核影響，T小種受細(xì)胞質(zhì)影響。

35.普通玉米子粒中賴氨酸含量是最低的，每百克中僅有賴氨酸0.245g。

36.高賴氨酸玉米的價值：相當(dāng)于脫脂牛奶的85%~95%，對營養(yǎng)不良患兒有輔助治療作

用；含有較高的賴氨酸和色氨酸，有利于動物吸收，有較高的飼用價值。

37.高賴氨酸玉米產(chǎn)量較低的原因是其配合力低。

38.群體改良的概念：通過對基礎(chǔ)群體進(jìn)行輪回選擇，逐步提高群體中有利基因的頻率，以改進(jìn)群體的表現(xiàn)，從而創(chuàng)造和改良玉米育種的基礎(chǔ)材料的一種育種體系。被改良的對象可以是開放授粉的品種、雜交種、綜合種、群體或基因庫，改良的產(chǎn)物可以是選育自交系的基礎(chǔ)材料，也可以直接用于邊遠(yuǎn)地區(qū)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。

39.輪回選擇是反復(fù)鑒定、選擇、重組的過程，每完成一次鑒定、選擇、重組過程便稱為一

個周期或一個輪回。

40.混合選擇：玉米最簡單的輪回選擇方法，在基礎(chǔ)群體中根據(jù)當(dāng)代單株表現(xiàn)型進(jìn)行選擇，將選中的果穗進(jìn)行收獲脫粒，均勻、混合種子，形成下一輪基礎(chǔ)群體。此法未控制授粉，未進(jìn)行后代鑒定，難排除環(huán)境和低劣基因型的影響，容易誤選。

41.輪回選擇的方法：群體內(nèi)的輪回選擇（混合選擇、半同胞輪回選擇、全同胞輪回選擇、自交后代選擇）和群體間的輪回選擇（相互輪回選擇、半同胞相互輪回選擇、全同胞相互輪回選擇等）。

42.半同胞輪回選擇每輪要?dú)v時3年攻三代。第一代，自交和測交。第二代，測交種

比較。室內(nèi)保存與測交種對應(yīng)的自交株種子，對測交種進(jìn)行綜合鑒定，選約10%最有測交種。第三代，組配雜交種。

43.群體改良的效果：（1）改良群體的產(chǎn)量和配合力（2）改良外來種質(zhì)的早熟性和適應(yīng)

性（3）改良品質(zhì)（4）改良抗逆性、抗倒性、耐密性和耐肥性（5）改良創(chuàng)新種質(zhì)，建立充實(shí)基因庫

44.玉米種子的類別：（1）常規(guī)品種種子，包括天然授粉的普通品種、綜合品種、改良群

體的種子（2）育種家種子，育種家育成的遺傳性狀穩(wěn)定的親本種子的最初一批種子，是用于進(jìn)一步繁殖原原種的種子（3）原原種種子（4）原種種子（5）親本自交系種子

（6）雜交種子（商用種子）

45.配制玉米雜交種的技術(shù)：選地隔離、規(guī)格播種、嚴(yán)格去雜去劣、母本去雄、輔助授

粉、適時收獲、分收分藏、質(zhì)量檢驗(yàn)。

46.提高自交系繁殖產(chǎn)量的措施：（1）選用良田，精細(xì)管理（2）合理密植，增株增穗（3）

適期早播，增肥增水，以促為主（4）人工輔助授粉，增粒增產(chǎn)

47.測交選系是前期育種工作的核心，是利用雜種優(yōu)勢的基礎(chǔ)，也是玉米雜交育種的重

點(diǎn)和難點(diǎn)。

48.群體改良的作用：（1）創(chuàng)造新的種質(zhì)資源（2）選育優(yōu)良的綜合品種（3）改良外來種

質(zhì)的適應(yīng)性

第四篇：超級玉米育種形勢分析及對策

超級玉米育種形勢分析及對策

超級玉米研究是繼超級水稻之后我國農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的又一重大科研項(xiàng)目。業(yè)內(nèi)專家認(rèn)為，超級玉米應(yīng)該是在主要農(nóng)藝性狀、抗性和經(jīng)濟(jì)性狀上具有超常表現(xiàn)的品種，具體表現(xiàn)在對光、肥、水及其它資源的高效利用，要有較高的遺傳產(chǎn)量和現(xiàn)實(shí)產(chǎn)量，有較強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)性和對逆境的抵抗力。

玉米是高產(chǎn)作物，也是目前最具增產(chǎn)潛力的作物。然而我國目前的玉米平均單產(chǎn)僅4800多kg，增產(chǎn)潛力巨大。我國玉米生產(chǎn)條件落后，干旱、病蟲害和早霜等自然災(zāi)害造成我國玉米產(chǎn)量間波動很大，玉米增產(chǎn)主要依賴品種更新。因此，培育在適應(yīng)性、抗逆性、抗病性和增產(chǎn)潛力等多方面有所突破的超級玉米品種是大幅度提高我國玉米生產(chǎn)水平的內(nèi)在動力。

一、衡量超級玉米的指標(biāo)

衡量超級玉米的指標(biāo)主要有下面幾點(diǎn)：首先就是超高產(chǎn)，在適宜生態(tài)和生產(chǎn)條件下，在較大面積上產(chǎn)量穩(wěn)定達(dá)到15000kg/ha或比同生育期主栽品種增產(chǎn)20%以上；二是品質(zhì)優(yōu)良，籽粒品質(zhì)要達(dá)國家二級標(biāo)準(zhǔn)以上，熟期適宜，脫水快，成熟度好；三是能抵抗5種以上主要病蟲害，抗倒伏、抗干旱、耐高溫、耐陰雨和日照少等天氣條件；四是廣泛的適應(yīng)性，適應(yīng)我國玉米主產(chǎn)區(qū)不同的生長條件；五是易制種，制種產(chǎn)量須達(dá)到7500kg/ha以上，花期相配，易操作。

二、超級玉米育種的可行性

過去的實(shí)踐證明，隨著種質(zhì)創(chuàng)新、自交系遺傳改良和雜種優(yōu)勢的利用，玉米單產(chǎn)不斷提高。同時，玉米是C4植物，具有很強(qiáng)的光合效率，高產(chǎn)紀(jì)錄遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過水稻和小麥等其它作物。據(jù)專家估算，我國的玉米光溫生產(chǎn)潛力可達(dá)19500～31500kg/ha。目前，培育的超級稻單季產(chǎn)量達(dá)15120kg/ha，已接近了水稻的產(chǎn)量潛力，超級稻的選育成功為啟動超級玉米育種計(jì)劃提供了重要啟示。

三、超級玉米育種的主要途徑

1.收集利用、改良和創(chuàng)新玉米種質(zhì)資源超級玉米研究應(yīng)以更高、更深層次的種質(zhì)資源創(chuàng)新研究為基礎(chǔ)，包括地方種質(zhì)資源的評價和利用、外來種質(zhì)的引進(jìn)改良與利用和近緣野生資源有益基因的導(dǎo)入利用等，保證遺傳增益和配合力的不斷提高，充分協(xié)調(diào)抗逆性與高配合力的關(guān)系，構(gòu)建新型育種材料的雜種優(yōu)勢群和雜種優(yōu)勢模式，系統(tǒng)地選育超級玉米自交系，進(jìn)而組配超級玉米雜交種。

2.生物技術(shù)與常規(guī)育種方法相結(jié)合應(yīng)用生物技術(shù)與常規(guī)方法相結(jié)合，提高育種效率是當(dāng)今育種技術(shù)的主要創(chuàng)新方向。例如將分子標(biāo)記輔助選擇（MAS）、多基因聚合育種、物理和生化手段快速鑒定與篩選技術(shù)、轉(zhuǎn)基因技術(shù)與常規(guī)育種方法相結(jié)合，創(chuàng)造了許多新的變異類型，擴(kuò)大了育種研究領(lǐng)域。隨著生物技術(shù)水平的提高，生物技術(shù)與常規(guī)育種方法相結(jié)合，把決定產(chǎn)量性狀的幾個重要

基因聚合在一起，可以培育出超高產(chǎn)品種；把決定品質(zhì)性狀的幾個主要基因聚合在一起，可以培育出優(yōu)質(zhì)玉米品種；把高產(chǎn)基因、優(yōu)質(zhì)基因和抗性基因聚合在一起，就可以培育出具有“超優(yōu)穩(wěn)”性狀的超級玉米品種。目前抗蟲、抗除草劑等轉(zhuǎn)基因玉米品種的成功選育就是例證。

3.加強(qiáng)耐密性和抗逆性育種最新的一系列研究表明，在過去70年里美國玉米雜交種的單株生產(chǎn)力沒有明顯提高，而提高生產(chǎn)力的主要原因是增強(qiáng)了耐密性與抗逆性。目前，我國的玉米種植密度還很低，即使是高產(chǎn)典型地塊種植密度也僅僅達(dá)到75000～82500株/ha，與109500/株ha的美國玉米高產(chǎn)地塊相比差距還很大。因此，進(jìn)一步提高產(chǎn)量的最大潛力在于耐密性和抗逆性，超級玉米育種需提高選擇強(qiáng)度，選育抗病、耐密植、耐貧瘠、耐旱的高配合力自交系，組配雜交組合。

第五篇：玉米育種特點(diǎn)及選育（xiexiebang推薦）

玉米育種特點(diǎn)及選育

一、玉米育種的特點(diǎn)

玉米最主要的特征是天然異花傳粉，天然授粉群體的田間組成處于高度的異質(zhì)狀態(tài)，個體的基因型處于高度的雜合狀態(tài)，這決定了在玉米天然授粉的群體中，株間表現(xiàn)型比較意義不大，必須通過一定的基因型選擇過程才能正確地決定取舍；同時，由于個體基因型高度雜合，造成表型選擇不可靠，必須對大量個體做測交或后代鑒定，才能確認(rèn)表型是否真實(shí)遺傳。由于這些原因，在玉米育種過程中，一般都要經(jīng)過多代的選擇比較才能育成新的自交系或品種。

現(xiàn)代玉米育種的主流是雜種優(yōu)勢育種，基本途徑是先選育純合的親本自交系，再將親本自交系雜交，選育出雜種優(yōu)勢強(qiáng)的雜交種。生產(chǎn)上利用的是F1代的雜種優(yōu)勢。自交系的選育不但要求本身性狀優(yōu)良，還要求配合力高。對自交系農(nóng)藝性狀和配合力的選擇具有同等重要的意義，不可偏廢。這就大大提高了育種的難度，延長了育種的周期。不僅如此，自交系的性狀同雜交種的性狀雖然有關(guān)系，但仍然有距離，在雜交種水平上還要對農(nóng)藝性狀進(jìn)行選擇鑒定，同時對主要目標(biāo)性狀的雜種優(yōu)勢水平進(jìn)行比較，最終育成優(yōu)良雜交品種。

二、玉米自交系的選育

1.農(nóng)藝性狀好

植株性狀：主要包括株型和抗倒性。植株性狀一般根據(jù)穗上部葉片伸展的姿態(tài)分為緊湊型、半緊湊型、和平展型；根據(jù)株高分為高稈、中稈、矮稈、半矮稈等。穗部性狀：穗部性狀一般由穗型、粒型、穗行數(shù)等構(gòu)成。穗型的劃分有很多種，最明顯的是長穗型、粗穗型、筒型、錐型、紡錘型等；粒型分為馬齒型和硬粒型及其各種過渡類型。自交系選育中最好兼顧長穗型和粗穗型的選擇。長穗型的行粒數(shù)較多，但粒行數(shù)較少；粗穗型的粒行數(shù)較多，但行粒數(shù)不可能很多。自交系的粒行數(shù)一般10～20行。12～14行的比較適中。粒型的選擇要根據(jù)育種目標(biāo)確定，一般偏硬粒型的自交系組配的雜交種商品性好，偏馬齒容易組配出的雜交種產(chǎn)量和淀粉含量比較高。此外，籽粒的大小、粒重和粒色的一致性也需要考慮。

抗逆性：對主要的玉米病害和自然災(zāi)害性條件要有一定的抗性或耐受性，以確保種子生產(chǎn)的穩(wěn)定性和雜種優(yōu)勢的穩(wěn)定發(fā)揮。整齊一致性：要求農(nóng)藝性狀在外觀上要整齊一致，體現(xiàn)在基因型上要基本純合。

2.配合力高

配合力是指雜交親本在其雜種后代的雜種優(yōu)勢中發(fā)揮作用的潛在能力。自交系配合力的高低決定著未來育成雜交種的增產(chǎn)能力和利用價值，因而是自交系最重要的性狀。配合力分為一般配合力和特殊配合力，前者的遺傳基礎(chǔ)是來源于親本的基因加性效應(yīng)，后者決定于親本基因的非加性效應(yīng)，二者在遺傳上具有相對的獨(dú)立性。所以，在自交系的選育上二者不可偏廢。

3.種子生產(chǎn)性能強(qiáng)

高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、抗性好的雜交種能否推廣或者成為主栽品種，很重要的條件是要具備優(yōu)良的種子生產(chǎn)性能。包括親本種子發(fā)芽力和發(fā)芽勢強(qiáng)，幼苗長勢好，易于保苗，雌雄協(xié)調(diào)；父本散粉好，花粉量大，花期較長；母本雄穗柄長，抽雄容易，吐絲快而整齊，結(jié)實(shí)性好，籽粒均勻，產(chǎn)量高；父母本光溫反應(yīng)小，花期協(xié)調(diào)容易，制種易于成功。

4.選育自交系的基礎(chǔ)材料

從根本上說，玉米雜交種強(qiáng)大的雜種優(yōu)勢來源于親本間充分大的遺傳差異。因此，選育自交系的基礎(chǔ)材料必須來源多樣，遺傳基礎(chǔ)廣泛。選系材料的來源大體有4個方面：第一種是地方種質(zhì)，包括老的地方品種群體，或者來源于地方品種的自交系等。在一些特殊的生態(tài)條件下可能存在優(yōu)良抗源、或優(yōu)良品質(zhì)材料，應(yīng)該特別注意收集。第二種是雜交種，主要指生產(chǎn)上應(yīng)用的或者引進(jìn)的雜交種，也包括用自交系有目的組配的用于選系的雜交種，其中應(yīng)用最大的是單交種。一般認(rèn)為，采用當(dāng)?shù)鼗虍惖厣a(chǎn)上廣為利用的雜交種選系是育成優(yōu)良自交系的捷徑，這些選系一般農(nóng)藝性狀好，配合力比較高。第三種是綜合種或輪回改良的群體，這些群體一般優(yōu)良基因的頻率和優(yōu)良基因型的重組率都比較高，但有利基因的聚合程度可能不如單交種，在選系過程中通常要加大選擇量。第四種是遠(yuǎn)緣雜種后代。玉米的野生近緣種很多，其中含有豐富的優(yōu)良性狀，但由于種間雜交困難，后代不育或分離嚴(yán)重，穩(wěn)定慢，直接用于選育自交系難度大，現(xiàn)在已經(jīng)很少使用。

5.選育自交系的方法

（1）常規(guī)選育法

這種選育方法就是在一個分離的原始群體中選擇個體自交系，經(jīng)若干世代按目測自交選擇之后，進(jìn)行配合力的測定，最終選出優(yōu)良的自交系。常規(guī)選系法的問題是早期入選的規(guī)模很難界定。目前，有的育種者在早期世代不分穗行種植，而是將入選的果穗的等量混合種植，到晚代才嚴(yán)格選擇單株種成穗行，進(jìn)行配合力測定。這種方法有效地增加了入選基因型的數(shù)目，同時增加了對單株的選擇壓力，可能對提高抗性和獲得目標(biāo)基因型有幫助。在育種規(guī)模不大的情況下，常規(guī)選育法，更多地依靠育種者的經(jīng)驗(yàn)。

（2）單倍體選系法

其基本原理是利用自然或人工的誘發(fā)、培育的單倍體植株經(jīng)過人工的染色體加倍或自然加倍獲得純合的二倍體，然后再從中選育優(yōu)良的單株，成為自交系。單倍體育種一般只需兩年就能獲得純合的自交系，比常規(guī)方法縮短了育種的周期，對育種家有很大的吸引力。不過，單倍體選育省略了大田選擇的步驟，對諸如抗性等性狀通常還要進(jìn)行加倍的選擇。

（3）輻射與化學(xué)誘變選系法

輻射誘變選系法是利用放射性同位素產(chǎn)生的輻射能量甚至宇宙射線誘發(fā)染色體產(chǎn)生結(jié)構(gòu)變異或等位基因突變，根據(jù)表型變異選擇有用的個體育成自交系。此種方法的誘變機(jī)理主要以損傷恢復(fù)，在恢復(fù)過程中發(fā)現(xiàn)有利的變異，因而在選擇原始材

料上要兼顧遺傳基礎(chǔ)豐富和抗損傷能力強(qiáng)，在選系過程中要注意淘汰各種畸形株和不利變異，選擇突變性狀明顯的健康的植株。這種方法近年來被有些人移植為航天育種或太空育種。

（4）分子選系法

所謂分子選系法是在DNA水平上開展的自交系選育，包括轉(zhuǎn)基因選系法和分子標(biāo)記輔助選系法。轉(zhuǎn)基因選系就是借助遺傳轉(zhuǎn)化技術(shù)，將一些其他動植物有利的外源基因?qū)胱越幌祷螂s交種內(nèi)，育成有外源基因控制性狀的優(yōu)良自交系，這種方法對于改造玉米基因庫中不具備的某些目標(biāo)性狀是致關(guān)重要的。分子標(biāo)記輔助選系是首先對某些優(yōu)良基因確定的緊密連鎖的分子標(biāo)記，然后以這些分子標(biāo)記為間接選擇性狀對目標(biāo)性狀進(jìn)行選擇，最后育成優(yōu)良自交系。

（5）自交系的改良

某些自交系在育成后發(fā)現(xiàn)有些必須克服的缺點(diǎn)，有些自交系在應(yīng)用一段時間后發(fā)現(xiàn)某些重要的性狀發(fā)生退化，或發(fā)生了新的病害生理小種的侵染，或者不適應(yīng)新的推廣區(qū)域的環(huán)境，這時解決問題的捷徑是對原有自交系的個別性狀進(jìn)行改造，育成新的改良系。

改良自交系最常用的方法是回交轉(zhuǎn)育法?；亟晦D(zhuǎn)育法就是以被改良的自交系為輪回親本，以目的基因供體親本為非輪回親本，經(jīng)過5代以上的回交改良和1～2代的自交穩(wěn)定后，就可以育成新的改良自交系?；亟恍Ч暮脡耐繕?biāo)性狀的遺傳方式有關(guān)，一般回交法對簡單性狀或單基因控制的性狀以及細(xì)胞質(zhì)遺傳性狀最有效，對復(fù)雜性狀效果差?；亟环ㄔ谶x擇供體親本時要注意主要的目標(biāo)性狀不要有連鎖累贅，還要注意選擇具有相同雜種優(yōu)勢取向的優(yōu)良自交系，防止改良了原有的不良性狀又帶來了新的不良性狀，以及造成配合力下降等問題發(fā)生?；亟缓蟠矐?yīng)該進(jìn)行配合力測定，在不同的秭妹系中選擇配合力高的應(yīng)用。

三、玉米雜交種的選育

雜交種的選育就是將自交系或其他優(yōu)良親本材料組配成雜交組合，通過測交鑒定、品種比較和各類品種比較試驗(yàn)選育出符合育種目標(biāo)要求的強(qiáng)優(yōu)勢雜交種。

1.雜交種的自交系選育

自交系的選育已經(jīng)為雜交種選育提供了大量資料和信息。在應(yīng)用一組優(yōu)良自交系選育雜交種之前，需要對所使用的親本有較詳細(xì)的了解，并遵照某些原則在親本間組配：親緣關(guān)系遠(yuǎn)，地理差異大，例如采用國外系x國內(nèi)系的組配模式已經(jīng)被國內(nèi)育種家廣泛認(rèn)識；類型有差異，性狀要互補(bǔ)，類型間的差異通常反應(yīng)了基因型的差異，性狀互補(bǔ)更加重要，特別是重要的抗性性狀，至少在親本之一中要存在；農(nóng)藝性狀和種子生產(chǎn)性能好，這對于新雜交種的應(yīng)用極為重要；配合力要高，這是最基本的條件之一，特別是產(chǎn)量性狀的配合力要高。

2.雜交種的選育技術(shù)簡單

單交種的組配除了育種者根據(jù)自己的經(jīng)驗(yàn)選配親本之外，通常采用最多的方法有兩種：一是輪配法：單交組合數(shù)＝P（P－1）/2，其中的P為親本數(shù)；二是骨干系法：單交組合數(shù)＝M×N，即將自交系分為M、N兩組。在組間做可能的雜交，其中

一組為骨干自交系組成，另一組為新自交系組成。這種方法通常最為有效。