淺談玉米育種的途徑和方法

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1、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(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(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)勢強的雜交種。生產(chǎn)上利用

2、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(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

3、穗型、粒型、穗行數(shù)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(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?？鼓嫘裕簩χ饕挠衩撞『妥匀粸暮π詶l件要有一定的抗性或耐受性，以確保種

4、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(chǎn)性能強。高產(chǎn)、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

5、生產(chǎn)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(xié)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(chǎn)量高；父母本光溫反應小，花期協(xié)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

6、雜交種，主要指生產(chǎn)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?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(xiàn)在已經(jīng)很少使用。5.選

7、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(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。（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

8、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