第一篇：玉米育種特點及選育（xiexiebang推薦）

玉米育種特點及選育

一、玉米育種的特點

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，才能確認表型是否真實遺傳。由于這些原因，在玉米育種過程中，一般都要經過多代的選擇比較才能育成新的自交系或品種。

現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)勢強的雜交種。生產上利用的是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系，但仍然有距離，在雜交種水平上還要對農藝性狀進行選擇鑒定，同時對主要目標性狀的雜種優(yōu)勢水平進行比較，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、穗行數等構成。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。長穗型的行粒數較多，但粒行數較少；粗穗型的粒行數較多，但行粒數不可能很多。自交系的粒行數一般10～20行。12～14行的比較適中。粒型的選擇要根據育種目標確定，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害性條件要有一定的抗性或耐受性，以確保種子生產的穩(wěn)定性和雜種優(yōu)勢的穩(wěn)定發(fā)揮。整齊一致性：要求農藝性狀在外觀上要整齊一致，體現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，前者的遺傳基礎是來源于親本的基因加性效應，后者決定于親本基因的非加性效應，二者在遺傳上具有相對的獨立性。所以，在自交系的選育上二者不可偏廢。

3.種子生產性能強

高產、優(yōu)質、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)良的種子生產性能。包括親本種子發(fā)芽力和發(fā)芽勢強，幼苗長勢好，易于保苗，雌雄協調；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，結實性好，籽粒均勻，產量高；父母本光溫反應小，花期協調容易，制種易于成功。

4.選育自交系的基礎材料

從根本上說，玉米雜交種強大的雜種優(yōu)勢來源于親本間充分大的遺傳差異。因此，選育自交系的基礎材料必須來源多樣，遺傳基礎廣泛。選系材料的來源大體有4個方面：第一種是地方種質，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)良品質材料，應該特別注意收集。第二種是雜交種，主要指生產上應用的或者引進的雜交種，也包括用自交系有目的組配的用于選系的雜交種，其中應用最大的是單交種。一般認為，采用當地或異地生產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，后代不育或分離嚴重，穩(wěn)定慢，直接用于選育自交系難度大，現在已經很少使用。

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，經若干世代按目測自交選擇之后，進行配合力的測定，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，到晚代才嚴格選擇單株種成穗行，進行配合力測定。這種方法有效地增加了入選基因型的數目，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驗。

（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行加倍的選擇。

（3）輻射與化學誘變選系法

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

料上要兼顧遺傳基礎豐富和抗損傷能力強，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，包括轉基因選系法和分子標記輔助選系法。轉基因選系就是借助遺傳轉化技術，將一些其他動植物有利的外源基因導入自交系或雜交種內，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性狀是致關重要的。分子標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記，然后以這些分子標記為間接選擇性狀對目標性狀進行選擇，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)現有些必須克服的缺點，有些自交系在應用一段時間后發(fā)現某些重要的性狀發(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育法?；亟晦D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繕诵誀畹倪z傳方式有關，一般回交法對簡單性狀或單基因控制的性狀以及細胞質遺傳性狀最有效，對復雜性狀效果差?；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撨M行配合力測定，在不同的秭妹系中選擇配合力高的應用。

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選育出符合育種目標要求的強優(yōu)勢雜交種。

1.雜交種的自交系選育

自交系的選育已經為雜交種選育提供了大量資料和信息。在應用一組優(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的了解，并遵照某些原則在親本間組配：親緣關系遠，地理差異大，例如采用國外系x國內系的組配模式已經被國內育種家廣泛認識；類型有差異，性狀要互補，類型間的差異通常反應了基因型的差異，性狀互補更加重要，特別是重要的抗性性狀，至少在親本之一中要存在；農藝性狀和種子生產性能好，這對于新雜交種的應用極為重要；配合力要高，這是最基本的條件之一，特別是產量性狀的配合力要高。

2.雜交種的選育技術簡單

單交種的組配除了育種者根據自己的經驗選配親本之外，通常采用最多的方法有兩種：一是輪配法：單交組合數＝P（P－1）/2，其中的P為親本數；二是骨干系法：單交組合數＝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。

第二篇：超高產玉米的特點及育種策略

超高產玉米的特點及育種策略

實習目的 ：參觀考察和學習玉米高產育種示范田，熟悉玉米育種的主要材料和主要工作環(huán)節(jié)以及各環(huán)節(jié)試驗田的設計方案；考察學習省玉米區(qū)域試驗的實驗設計方法和各類高產玉米的生長特性，農藝性狀和產量表現。實習時間：

實習地點：

實習內容：

一、超高產的含義

“超高產”是一個相對的概念，這一述語一般用于糧食作物栽培或育種中，在栽培上一般是指作物單產在800 kg／667 m2以上。超高產玉米雜交種一般是指生產潛力在800 kg／667 m2以上或產量超過對照品種20％ 以上的玉米高產良種。

二、超高產玉米的特點

超高產玉米品種的主要特點就是能夠解決好個體、群體及外界環(huán)境之間的矛盾，從而獲得超高產量：

1、可解決好個體內部的矛盾。玉米個體內部的矛盾主要是最大限度提高經濟系數，即生物產量轉化為經濟產量的比例。玉米個體具有光合效率高，轉化效率高的特點，穗長、穗行數、行粒數、出籽率、千粒重是玉米個體主要的產量因素。這些因素隨環(huán)境變化而變化，但穗行數、出籽率、千粒重較穗長、行粒數相對較穩(wěn)定。超高產玉米品種個體的基因決定這些因素能夠伸縮自由，發(fā)揮到最佳產量狀態(tài)。

2、可解決好群體發(fā)育與個體發(fā)育之間的矛盾。個體發(fā)育是基礎，群體發(fā)育是保證，個體發(fā)育和群體發(fā)育要相互協調。針對某一品種，可以采用密度試驗檢驗群體與個體是否協調統(tǒng)一，如設定單因素品種試驗，每667m2密度層次分別為3500株、4500株、5000株、5500株。通過試驗對比，總結尋找出該品種的最佳種植密度，充分利用個體與群體的增產因素，解決好群體發(fā)育與個體發(fā)育之間的矛盾。

3、可處理好生長發(fā)育和環(huán)境條件之間的矛盾。俗話說：品種是內因，環(huán)境是外1 /

3因，外因影響內因。外界環(huán)境復雜多變，會直接影響品種的增產增收。因此超高產玉米品種要有良好的綜合抗逆性及適應性。綜合抗逆性主要包括抗病、抗蟲、抗倒伏、耐旱澇等，從而適應不同的自然資源和生態(tài)環(huán)境條件。生產實踐證明：玉米應把抗倒伏和耐旱性放在首要位置，高密度種植條件下，品種的抗倒伏、倒折能力要強，耐旱性要持久。新品種至少要抗4種以上主要病害，如小斑病、粗縮病、青枯病、銹病、黑粉病、彎孢菌葉斑病，而且要抗玉米螟、蚜蟲危害。

三、超高產玉米雜交種的產量構成因子分析

玉米單位面積產量=單位面積穗數×穗重(穗粒數×粒重)。玉米獲取高產需協調好其三個產量因子之間的關系。要增加產量，需提高種植密度，而隨著種植密度的增加，果穗變小，穗粒數減少、千粒重降低。因此玉米群體的高產要做到群體結構和個體發(fā)育的對立統(tǒng)一。田間調查表明，高產玉米群體在較高種植密度下個體發(fā)育好、穗部性狀好，禿尖少，籽粒飽滿。

四、超高產玉米的育種策略

1、發(fā)掘和創(chuàng)新玉米新種質:種質資源的利用與改良、新材料的引進和創(chuàng)新是玉米雜交種產量突破的必然之路。玉米種質遺傳基礎狹窄,資源利用率低是限制玉米產量進一步提高的主要因素。發(fā)掘和創(chuàng)造新的種質,拓寬玉米種質基礎,改良和培育一大批優(yōu)質、抗病、耐旱、耐貧瘠和資源高效利用型的育種材料,為超高產育種提供強有力的技術支撐。按照中期或長期目標進行群體改良,選擇符合要求的優(yōu)異種質,通過合成新的群體并進行馴化和改良,創(chuàng)造符合當地需要的新育種材料。改良外來種質的適應性或導入外來種質的某些優(yōu)良基因,創(chuàng)造新的玉米種質素材。應用現代基因工程技術,將某種生物的有利基因轉移到玉米上,培育具有新的特異性狀的材料或品種,在產量、抗逆性、適應性等方面實現新的突破。根據雜種優(yōu)勢模式原理,將熱帶、亞熱帶自交系與溫帶系雜交,產生半外來群體,經過簡單改良,選育新型自交系。

2、高密度大群體:多數品種在高密度下表現空稈、禿尖、倒伏、病害嚴重等癥狀,耐密性差和抗逆性不足,嚴重制約了新品種的推廣應用區(qū)域,降低了新品種的國際競爭能力。高耐密植自交系的選育是高耐密品種育成的基礎,采取高密度條件下選育出的自交系抗倒伏,耐低光照,不易空稈和禿尖,適宜密植。通過增大早代特別是S1的選擇群體,使基因重組類型增多、變異范圍加大,選擇優(yōu)異基本株機會增加。在選二環(huán)系早代時, S0群體含量300~600株,下一代仍在高密度

下進行家系選擇,早代群體密度13.5萬株/hm2,或更高密度, S3降到6萬株/hm2,完成后續(xù)選擇。高密度大群體育種法除鑒定抗性外,還可以鑒定基因對微環(huán)境的反應,如穗位整齊度、果穗大小整齊度、結實率、禿尖、虛尖、子粒灌漿與脫水速度、生育期與環(huán)境的互作等,可以淘汰對微環(huán)境敏感的基因型。

3、異地環(huán)境穿梭選擇:異地環(huán)境穿梭育種應選擇適當干旱、冷涼、陰雨寡照、多風、多病害等逆境,營造自然而充分的地區(qū)從事育種和材料鑒定。通過早代S1~S3變換不同的生態(tài)條件選系,或者多個不同生態(tài)區(qū)的育種單位將同一基本材料分別在各自不同區(qū)域選擇,再進行種質混合和交流,通過多點次多區(qū)域聯合選育和鑒定,以空間換時間,可使所選育的自交系適應性廣、抗性豐富,特別是去除對光照溫度的敏感性,擴大適應區(qū)域和增強綜合抗性,可使育種效率和育成新優(yōu)系的幾率增高。

4、多類型嚴選擇:多類型是玉米超高產育種的遺傳基礎,不僅親本要高產、綜合抗性好,而且表現和遺傳機制要不同。嚴格選擇標準,對影響總體育種目標和生產上可能造成嚴重減產風險的不良性狀如抗倒性差、高感絲黑穗病、易空稈、禿尖、不易制種等要完全淘汰。在育種過程中,直接使用雖有優(yōu)點,但又有許多缺點的材料是很危險的,因為攜帶有不良基因的材料,一旦進入育種過程,只要經過一次配子自由組合,就可達到基因的動態(tài)平衡,要完全淘汰不利基因和完全聚合優(yōu)良基因一樣困難,甚至更困難。

5、分子標記輔助選擇:分子標記是指反映生物個體或種群間基因組差異特征的DNA片斷,在育種過程中對目標性狀進行選擇是新品種培育的中心環(huán)節(jié),利用遺傳標記進行輔助選擇,可以極大地提高選擇的效率,減少育種過程中的盲目性。把與目標性狀緊密連鎖的基因進行遺傳標記,對目標性狀進行跟蹤選擇,把常規(guī)育種中的表型選擇轉化為基因型選擇,通過與目標基因緊密連鎖的分子標記所構建的分子遺傳圖譜,可為育種者指明育種目標及達到目標的最佳途徑。

五、實習總結

通過這次實習，我深刻體會到了農業(yè)生產上的巨大潛力，通過自己的親身體會，我對超高產玉米方面有了一個全新的認識，不僅開闊了我的眼界，也激發(fā)了我對農業(yè)知識學習的動力，為我以后從事農業(yè)生產方面提供了很大的幫助。

第三篇：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，才能確認表型是否真實遺傳。由于這些原因，在玉米育種過程中，一般都要經過多代的選擇比較才能育成新的自交系或品種。

現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)勢強的雜交種。生產上利用的是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系，但仍然有距離，在雜交種水平上還要對農藝性狀進行選擇鑒定，同時對主要目標性狀的雜種優(yōu)勢水平進行比較，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現玉米優(yōu)良雜交品種的基礎，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基礎。優(yōu)良親本自交系的標準

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 農藝性狀優(yōu)良

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

1.3 適應性強

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

1.4 親緣關系較遠

有利于產生強的雜種優(yōu)勢。

1.5 降低生產成本

低成本是種子進入商業(yè)競爭的重要條件，是育種工作的成功表現，這就要求母本材料自身產量高，一般要求在7500kg/hm2以上，這樣才能達到降低生產成本，增強市場競爭力的目的[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要求的種質材料個體連續(xù)自交和選擇,最終獲得優(yōu)良純系, 再經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)選育法為荃礎的玉米育種技術又稱為常規(guī)育種 以其他選育法為基礎的育種技術可有多種, 例如, 以單倍體選系法為基礎的單倍體育種, 以物理化學誘變?yōu)榛A的輻射和誘變育種, 以生物技術為基礎的轉基因育種和分子標記輔助育種等等。玉米自交系選育的策略

2.1 加強基礎材料的研究

積極搜集、整理基礎材料，加以研究改良與創(chuàng)新，是解決種質基礎狹窄的根本所在?；A材料的選擇起點要高、要新。目前遼寧省應用的骨干系很多，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 采用復合雜交創(chuàng)造新種質

選擇幾個骨干系，采用復合雜交的方法組建群體，克服回交轉育等方法選系遺傳基礎狹窄這一弊端，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，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

要以自身繁殖產量高、優(yōu)質、多抗、耐密和綜合性狀優(yōu)良為標準進行自交系選育。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材料，后代出現高配合力的頻率加大，選擇果穗、籽粒、行粒數和穗粒數等產量性狀越大越好，越多越好。一般配合力是基因的累加作用，即加性效應，是可以穩(wěn)定遺傳的，配合力應早代測定，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，用其它的父本系進行輪配，測定特殊配合力，這樣測選結合，有的放矢，加快了自交系選育。

2.4 采用先進的育種技術

分子標記和基因工程是分子生物學技術在常規(guī)育種中的應用。通過分子標記輔助選擇，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大量開展，通過回交改良的辦法，將抗病、抗蟲基因導入優(yōu)良自交系上，取得了一定的成績。不斷學習并運用先進育種技術，提高自

身選育水平，是適應越來越高生產水平的必要條件。玉米育種手段的創(chuàng)新與運用，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，能加快利用國內外最新、最優(yōu)種質資源或雜交模式，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，增強了競爭力?？沙浞掷糜行вN時間，節(jié)省育種經費，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，增強南繁工作的效率和保證系數。海南二季主要應放在基礎材料重組、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的步伐，選材與試驗同步進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，經若干世代按目測自交選擇之后，進行配合力的測定，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，到晚代才嚴格選擇單株種成穗行，進行配合力測定。這種方法有效地增加了入選基因型的數目，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驗。

（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行加倍的選擇[4]。

（3）輻射與化學誘變選系法。輻射誘變選系法是利用放射性同位素產生的輻射能量甚至宇宙射線誘發(fā)染色體產生結構變異或等位基因突變，根據表型變異選擇有用的個體育成自交系。此種方法的誘變機理主要以損傷恢復，在恢復過程中發(fā)現有利的變異，因而在選擇原始材料上要兼顧遺傳基礎豐富和抗損傷能力強，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，包括轉基因選系法和分子標記輔助選系法。轉基因選系就是借助遺傳轉化技術，將一些其他動植物有利的外源基因導入自交系或雜交種內，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性狀是致關重要的。分子標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記，然后以這些分子標記為間接選擇性狀對目標性狀進行選擇，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)現有些必須克服的缺點，有些自交系在應用一段時間后發(fā)現某些重要的性狀發(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育法?；亟晦D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。回交效果的好壞同目標性狀的遺傳方式有關，一般回交法對簡單性狀或單基因控制的性狀以及細胞質遺傳性狀最有效，對復雜性狀效果差。回交法在選擇供體親本時要注意主要的目標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。回交后代也應該進行配合力測定，在不同的秭妹系中選擇配合力高的應用[5]。雜交種的選育

4.1 雜交種的自交系選育

自交系的選育已經為雜交種選育提供了大量資料和信息。在應用優(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的了解，并遵照某些原則在親本間組配。親緣關系遠，地理差異大，例如采用國外系×國內系的組配模式已經被國內育種家廣泛認識；類型有差異，性狀要互補，類型間的差異通常反應了基因型的差異，性狀互補更加重要，特別是重要的抗性性狀，至少在親本之一中要存在；農藝性狀和種子生產性能好，這對于新雜交種的應用極為重要；配合力要高，這是最基本的條件之一，特別是產量性狀的配合力要高。

4.2 雜交種的選育技術簡單

單交種的組配除了育種者根據自己的經驗選配親本之外，通常采用最多的方法有2 種：一是輪配法，單交組合數=P（P-1）/2,其中的P 為親本數；二是骨干系法，單交組合數=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：

[ 1 ] 牛虹宇.玉米育種特點及選育方法.養(yǎng)殖技術顧問，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.2011年第02期（總第252期）吉林農業(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研究概述.遼寧農業(yè)科學，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].農村實用科技信息, 2011,(04)

第四篇：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，我只好復述如下，包括歷史經驗的總結、理論鋪墊和改造我們的育種技術。

一、理論誤區(qū)和歷史教訓

在中國現代玉米育種歷程中發(fā)生過兩個重要的歷史教訓：“狗熊掰棒子”（拋棄優(yōu)良種質，或喜新厭舊）和“走貓步”（技術錯亂）。前者是理論和技術上缺乏自信心的表現，對于把握大量種質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，但在現代育種技術面前，卻忽視了數量遺傳學原理，表現出明顯的理論幼稚病。這兩個現象合在一起，便折射出以經驗為主體的育種技術特征。其后果便是理論模糊，思路混亂，技術跟著感覺走。在做了許多調研和參加了一些會議之后，我發(fā)現這就是當前很多人對育種技術的理解。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，育成品種數量非常多，另一方面，生產上缺乏優(yōu)良品種，玉米產量增長緩慢，甚至在九十年代中期以后進入了近50年來增長最緩慢的時期。

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

我國育種者曾經面臨生物逆境的巨大壓力，當時很強調種質基礎的重要性，卻忽視了育種技術的導向性和能動性。今天，當我們總結經驗教訓的時候，認識到不能沒有種質改良和種質創(chuàng)新，但也不能忽視育種技術的改進。今后，要盡快地使玉米育種完成從經驗到科學的跨越，這取決于我們對數量遺傳學知識的把握。除了種質基礎和育種技術，還需要一點人文智慧。三者結合才能促進玉米育種技術從經驗向科學的轉變。

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

我們首先要明確，產量不是空洞抽象的概念，也不僅僅是試驗田里玉米果穗的重量，而是如何排除或抗衡農民生產田間限制產量和產量穩(wěn)定性的那些障礙因素。因此，Duvick把產量解釋為抗逆性，品種必須有一定的抗災減災，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?？股锬婢骋矊俅朔懂?，但育種家通常并不忽視對病蟲害的抗性。

第二要明確，玉米產量的繼續(xù)增長與提高雜種優(yōu)勢無關。相反，在過去八十多年里，美國的玉米雜種優(yōu)勢強度在逐漸下降，即玉米產量的進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，可能會在生產上降低投入產出效率，使提高產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)勢很強的雜交種。

根據上面這兩條原理不難得出結論，提高雜交種產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對雜交種產量的貢獻大約在70%，而到了1980年代初期，GCA對雜交種產量的貢獻上升到80%，SCA只占20%。實踐證明，不僅產量增長取決于GCA，抗逆性的提高更取決于GCA及加性遺傳效應的積累，因此，我們說這個原理決定了玉米育種的技術路線和效率。

二、基本策略

根據上面敘述的這些原理，我們提出了玉米育種要“立足現有種質基礎，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資源確實很貧乏，但經過這么多年努力，我們引進了世界上許多核心種質，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，但是我們大多數育種者卻不會使用這些種質資源。包括許多專家教授也不會使用這些原始資源和改良種質，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量遺傳學和群體遺傳學缺失，這就使育種技術失去了靈魂和主心骨，缺少最基本的科學思維和創(chuàng)新能力。這些足可以反映出我們需要加強常規(guī)育種技術的研究和培訓。也許有人會說都是科技和學術界的浮躁給鬧的，但我們說不清也解決不了社會浮躁，只能討論理論和技術，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。“以我為核心”，說的是商業(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理論問題，而是育種實踐的結晶，但在中國，人們對雜種優(yōu)勢模式的理解與哲學基礎和文化背景有關。它背后的研究方法是以現代科學理論和技術為基礎，但對技術的采用卻受人文智慧影響。玉米種質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的雜種優(yōu)勢模式SS（Reid）′ NSS（非Reid）的擴展和延伸。后者是一對經典的雜種優(yōu)勢群（group）。如果有需要，每個群內可以包含若干亞群(cluster)和不斷加入新種質(races)。每個國家應以美國的雜種優(yōu)勢模式為基礎，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擴增、改良與創(chuàng)新。也就是把全世界的種質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行管理。

我上面最后兩句話把事情的因果關系給說顛倒了，實際上，正是由于種質擴增的實踐產生了兩個雜種優(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。沒有這個實踐，哪有這個思想？而一旦產生了這個思想，自然就更進一步促進育種實踐。這樣說就符合認識論了。

接下來根據雜種優(yōu)勢模式，把國內外的種質都“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，這有利于強化對種質資源的管理，提高育種效率。這在本質上是逐漸擴大兩個群之間的遺傳距離或等位基因的頻率差。這個過程的實質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，這是玉米雜交種持續(xù)增產的基本原因。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作用，其后果直接指向高產和穩(wěn)產的育種目標。

三、美國經驗和中國玉米的“之”字形發(fā)展軌跡

玉米利用雜種優(yōu)勢80多年，產量潛力不斷提高，ASI（散粉至抽絲間隔天數）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)現低密度下的產量和雜種優(yōu)勢都沒有提高，而高密度下的產量和雜種優(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明顯增加。這不是高效率提高產量和產量穩(wěn)定性的又好又快的途徑。另一個重要特點是單位面積的收獲穗數增長得極

為緩慢，每年每畝只增加11個果穗。出籽率嚴重下降，特別是1990年代大量使用PB種質以后，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和增產途徑的理解都出現失誤。

在育種目標和技術路線混亂的局面下，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，但在育種技術體系中每增加一個不確定因素，隨機性就增加一倍，導致育種的難度特別巨大，因而效率低下和沒有競爭力。從生產上來說，可持續(xù)地提高產量將變得越來越困難，以至浪費大量資源，也難以全面提高玉米生產的實際產量和效益。原因就在于我們過于強調在低密度下提高品種的產量和雜種優(yōu)勢，卻忽視了應該在高密度和其他逆境條件下提高經濟產量。

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

四、改造我們的育種技術

玉米育種技術體系中有很多環(huán)節(jié)需要改造，涉及到一系列理論和技術。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量增益。今后，要主動采取抗逆育種技術措施，提高產量和產量增益，而不應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量和雜種優(yōu)勢。針對以往的經驗和教訓，我們提出玉米育種的基本策略，概括成5句話：⑴以現有種質為基礎。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，這是育種技術的出發(fā)點。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。對種質資源要做到喜新不厭舊。這是可持續(xù)地提高產量潛力和產量穩(wěn)定性的技術基礎。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，擴大育種群體（選系和篩選雜交組合）的分離譜，即通過增加遺傳方差（σ2g）和選擇強度（i）而提高育種效率。

改造育種技術的當務之急是建立我國玉米育種技術的核心。西方跨國公司早就在雜種優(yōu)勢模式的基礎上建立了簡單而清晰的技術核心。我們已經在國家層面上建立了類似的技術核心，今后每一個研發(fā)能力較強的科研單位和種子企業(yè)都有必要建立自己內部的技術核心。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思路方面的干擾，在育種實踐中克服長期困擾我們的種質創(chuàng)新的難題。從理論上來說，有了這個技術核心，我們就能夠較輕松地開展種質擴增、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，就能夠防止再度發(fā)生“狗熊掰棒子”和“走貓步”現象。建立技術核心就可以把國內外種質都分成兩個雜種優(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（譬如旅大紅骨）分錯了方向也不要緊，只要抓住了技術核心，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?，要把理論落實到技術和材料創(chuàng)新上。這是當前很緊迫的事情。

我們提出了一系列理論、技術和實踐問題。造成我國玉米育種技術失誤的原因很多，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真思考，要我們大家共同探討和給出答案。

第五篇：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業(yè)領域的又一重大科研項目。業(yè)內專家認為，超級玉米應該是在主要農藝性狀、抗性和經濟性狀上具有超常表現的品種，具體表現在對光、肥、水及其它資源的高效利用，要有較高的遺傳產量和現實產量，有較強的環(huán)境適應性和對逆境的抵抗力。

玉米是高產作物，也是目前最具增產潛力的作物。然而我國目前的玉米平均單產僅4800多kg，增產潛力巨大。我國玉米生產條件落后，干旱、病蟲害和早霜等自然災害造成我國玉米產量間波動很大，玉米增產主要依賴品種更新。因此，培育在適應性、抗逆性、抗病性和增產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水平的內在動力。

一、衡量超級玉米的指標

衡量超級玉米的指標主要有下面幾點：首先就是超高產，在適宜生態(tài)和生產條件下，在較大面積上產量穩(wěn)定達到15000kg/ha或比同生育期主栽品種增產20%以上；二是品質優(yōu)良，籽粒品質要達國家二級標準以上，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；四是廣泛的適應性，適應我國玉米主產區(qū)不同的生長條件；五是易制種，制種產量須達到7500kg/ha以上，花期相配，易操作。

二、超級玉米育種的可行性

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

三、超級玉米育種的主要途徑

1.收集利用、改良和創(chuàng)新玉米種質資源超級玉米研究應以更高、更深層次的種質資源創(chuàng)新研究為基礎，包括地方種質資源的評價和利用、外來種質的引進改良與利用和近緣野生資源有益基因的導入利用等，保證遺傳增益和配合力的不斷提高，充分協調抗逆性與高配合力的關系，構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，進而組配超級玉米雜交種。

2.生物技術與常規(guī)育種方法相結合應用生物技術與常規(guī)方法相結合，提高育種效率是當今育種技術的主要創(chuàng)新方向。例如將分子標記輔助選擇（MAS）、多基因聚合育種、物理和生化手段快速鑒定與篩選技術、轉基因技術與常規(guī)育種方法相結合，創(chuàng)造了許多新的變異類型，擴大了育種研究領域。隨著生物技術水平的提高，生物技術與常規(guī)育種方法相結合，把決定產量性狀的幾個重要

基因聚合在一起，可以培育出超高產品種；把決定品質性狀的幾個主要基因聚合在一起，可以培育出優(yōu)質玉米品種；把高產基因、優(yōu)質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、抗除草劑等轉基因玉米品種的成功選育就是例證。

3.加強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力沒有明顯提高，而提高生產力的主要原因是增強了耐密性與抗逆性。目前，我國的玉米種植密度還很低，即使是高產典型地塊種植密度也僅僅達到75000～82500株/ha，與109500/株ha的美國玉米高產地塊相比差距還很大。因此，進一步提高產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。