浅谈提高玉米育种效率的关键及措施

1、    浅谈提高玉米育种效率的关键及措施    张阔+甄善继摘 要：近年来，我国玉米产业体系的健全完善推动着我国玉米育种理论和技术路线的革新，并在减少农民投入和提高玉米生产效率方面取得了显著的实践成果。本文首先介绍了提高玉米育种效率存在的问题，其次提出了提高玉米育种效率的措施，以供参考。关键词：玉米；育种效率；技术；措施玉米是全世界总产量最高的粮食作物，也是我国最主要的粮、饲作物，随着人口数量的增长，玉米的市场需求量将持续增加5。现有玉米品种的生产能力与生产需求间的供需缺口逐年增大6。未来玉米产量的持续增加仍然是保障粮食安全的重要途径7。研究表明玉米产量

2、的提高只能依靠品种的改良和栽培技术的优化8，在当前市场经济条件的影响下，我国已经形成了较为完善的玉米产业体系，实现了育种方向转型的基本成功，但在长期的育种理论、育种方向、育种技术路线倒退徘徊的时期内，我国玉米育种技术仍无法满足不断增长的社会需求玉米生产技术的发展方向应以帮助农户减少种植成本和提高生产效率为根本。而我国的玉米育种多延续传统专家式育种模式，比经验考眼力，相交于美国的“二群论”和生物技术辅助育种效率相差甚远。针对目前国内育种效率低、系统性差等问题笔者以提高育种效率为目标，通过比对现有国内的研究进展，对高效育种的关键环节及措施提出以下几方面的思考，以期为我国的育种效率提高提供技术指导和

3、借鉴。1 提高玉米育种效率的关键1.1 改良种质当前，玉米产业体系的健全推动了玉米育种商业化发展，玉米育种的商业竞争十分激烈，创新型种质迅速积累，玉米育种开始向简单化、程序化模式转变，育种的效率和竞争力有了极大提高。但我国由于长期受到“坍塌式”育种操作，导致玉米自交系间的关系越来越模糊，杂交育种的优势群之间的差距不断缩小，另外，我国玉米自交系与杂交系的综合农艺性状普遍较差，除此之外还存在一些隐性的差距，例如对于氮和水等资源利用率较低，从而严重影响着我国玉米育种的效率，影响了育种种子的品质。因此，要想提高玉米育种的效率，就要将自交系和杂交系2个杂种优势群向两边推，利用循环育种、积累一般配合力与相

4、关的基因加性效应，构建起商业育种技术路线的关键环节，从而实现玉米育种的改良种质，提高玉米育种的效率。1.2 循环育种循环育种是育种的关键程序，其作为商业育种的主流技术，通过结合分子育种、突变育种、dh育种和雄性不育等育种方法来进行育种操作，通过初步培育出优良种质来建立起正确的育种流程，沿着循环育种向两边推促使玉米育种管理的简单化和程序化，通过加强自主创新来构建商业育种流程的核心技术，从而提高玉米育种的效率和品质。2 提高玉米育种效率的措施2.1 选择适合的育种方法育种方法的选择直接影响着玉米育种的效率，因此在选择育种方法时要根据所选材料的基础特性，要结合研究者的经验并充分利用育种条件来选择，当

5、前提出的育种方法主要有群体改良的轮回选择法与逆境选择、二环系育种法与密植育种选择、单倍体诱导系选育玉米自交系以及现代生物育种技术。（1）二环系育种法与密植育种选择法二环系育种法操作简单且效果较好，其适用于所选材料为单交种或商品杂交种，通过利用一个单交种作为选系的原始材料来实现连续多代的自交，选出含优良基因的自交系，从而提高育种效率。此外，二环系育种与种植密度有一定关联，在育种初期可以适当降低密度，去杂去劣保留叶片较少且挺直的植株，然后逐代增加种植密度。（2）单倍体诱导系选育玉米自交系法这种育种方法主要利用自然发生或人工培育的单倍体植株，经人工或自然加倍获得纯合的二倍体植株，再从中进行自交系选育

6、。单倍体诱导系选育自交系是玉米育种极其有效的方法，其能够加快选育进程、提高育种效率，并获得纯合品系。但当前我国在这方面理论研究和实践经验较为缺乏，仍需进一步加大研究投入。（3）群体改良的轮回选择法与逆境选择法轮回选择法和逆境选择法是群体改良的常用方法，其中轮回选择法能够避免因自交而导致有利基因的丢失以及携带过多不利基因等缺点，其通过在1个杂种群体中选择具有目标性状的个体做亲本进行互交重组形成一个新的群体，再从新群体中进行筛选进入下一个轮回周期进行培育，是典型的循环育种，有利于增加品种中的优质基因，提高群体的平均产量和综合性状。逆境选择法主要针对品种在逆境中所形成的良好农艺性状，即在杂草、盐碱、

7、病虫害和旱涝等地区表现出良好的农艺性状。（4）现代生物育种技术生物技术应用于玉米育种领域较为广泛和成熟的主要有分子标记和转基因育种技术，其不仅提高了玉米育种品种的品质，还在抗病虫害、抗除草剂等方面起着重要作用。2.2 明确育种目标玉米育种的基本目标是高产、优质、抗逆，在实践过程中首先要根据种植环境和选育良种的实际情况来明确具体的性状，制定明确的性状指标，通过对综合性状的选择来制定育种目标。育种目标要具备可操作性和指导性，要根据当地或国家生产发展的需求来制定目标。如高产是指群体的产量，其与单株的种植密度和单产有关系，而种植密度又受到株型、根系和环境等影响；优质不仅指品种的品质，还包含了其产量和使

8、用范围，要求品质起到解决不同需求的作用；抗逆性主要指品种自身具有的抗病害能力和环境适应性的大小，具备生物与非生物胁迫的抗性或耐性的程度。2.3 玉米种质的选择优良的种质是培育良好品种的基础，因此在选择玉米种质时，要加强对地方玉米种质的利用，通过广泛选择地方品种来重组大群体选系，以提高种质筛选优系的几率，提高培育品种的地方适应性和抗逆性。此外，要坚持创新意识和与时俱进意识，通过从其他国家或地区引进玉米品种或类型来集中反映出玉米的遗传多样性，为改良本地品种提供重要材料，进一步扩增遗传基础，改进农艺性状。2.4 构建杂种优势群和优势模式实践证明，准確地划分杂种优势群可以真实地反映自交系的遗传背景，有

9、助于自交系改良和杂交种选配，可以大大减少组合选配的盲目性，减少配合力测定的工作量，提高育种的工作效率。杂种优势群的划分因研究目的、研究方向、所选材料的不同需要人为进行划分。因此，在选育前期要对自交系进行杂种优势群划分，要充分考虑到期生育期、粒色等农艺性状。目前，我国学者将常用的自交系划分为4个或5个类群，但划分的杂种优势群过多会影响到育种的效率和品质，其主要在选配杂交组合时往往会遗漏部分优秀的杂交组合，从而降低育种的效率。因此综合当前各类研究可以总结出：运用“3群法”和“三角形”杂种优势群模式有利于优良杂交组合的选配，有利于提高玉米育种的效率。3 结语玉米育种是一项长期的科研投入，各研究所和企业要加大对培育研究的资金投入，要积极引进国外优良品种，结合实际情况制定科学有序的培育体系，才能促使玉米育种管理的简单化和程序化，加快选育的进程、提高选育的效率。参考文献：1拓宽与加深我国玉米育种基础性研究的对策j. 路明，马文慧，刘晓鑫，刘文国. 农业工程. 2014（02）2我国玉米育种发展现状及发展方向探讨j. 王新明. 农技服务