浅析玉米育种发展方向

时间:2022-09-18 08:25:33

浅析玉米育种发展方向

【摘 要】文章阐述了玉米育种的现状,提出了我国玉米育种存在的问题和玉米育种的发展方向,尽管传统育种技术在玉米遗传改良方面取得了显著的成就,但如何能够满足当前玉米生产对优良品种的需求?是当前急待解决的问题。

【关键词】玉米育种;发展方向

1.我国玉米育种的发展现状及成绩

1.1 新品种、新自交系选育成果突出

我国育种家通过挖掘地方品种资源、渗入外来种质、组建和改良群体以及向温带玉米导入低纬度种质等手段,不断丰富育种的原始材料,有效的缓解了玉米种质遗传基础狭窄的矛盾,为自交系的选育和杂交种的选配奠定了坚实的基础,出现了例如绥玉25、龙垦9号、龙单68等较好玉米杂交品种,尤其垦单23号更是引其高产、耐密、优质、早熟、抗倒、广适等优点得到大面积的推广。2006年到2013年以来共有119个普通品种通过国家审定。在各玉米产区,依靠1~2个品种当家的历史已经结束,新品种更换速度大大加快,新品种推广呈现多元化趋势。

1.2 种质资源的扩增和改良进展明显

新年来,我国玉米育种界的一个重要变化之一是愈来愈多的玉米育种工作者对种质的重要性有了更加深刻的认识。2006年我国玉米面积已扩大到2630万h,总产达到1.38亿t。中国农科院,中国农业大学、华中农业大学等单位在国家948项目的资助先选后从国家玉米小麦研究中心(CIMMYT)、美国、墨西哥等地引进一批玉米育种资源,并开始有计划的改良。大量文献证明;选育适当的轮回选择方法对提高群体的产量和配合力、早熟性和适应性,改善品种、提高抗逆性已经耐密植和耐肥性、改良种质建立基因库是成功的。

1.3 育种新材料和新方法的研究有长足进步

在生物技术方面,已开始系统的利用分子标记技术开展育种新材料、新方法的研究,并取得了长足的进步。其中,郭景伦的使用与分子标记辅助育种的玉米单粒胚乳DNA快速提取方法的研究,可以应用到玉米种子纯度及真伪快速测定、玉米种子资源的遗传背景分析、目标基因的快速跟踪筛选、玉米自交系的快速提纯等方面,具有广阔的应用前景。在雄性不育技术方面,中国农科院和黑龙江省农科院分别展开了玉米光温雄性不育系的研究。

2.我国玉米育种的发展趋势

随着我国人口数量的增加和城市化进程的加快,经济发展与资源环境的矛盾日趋尖锐,利用有限的资源保证我国粮食安全供给是我国农业科学研究所面临的重要挑战。另一方面,随着人们生活水平的不断提高,农村产业结构的调整以及农业产业化的发展都对玉米育种提出了更高的要求,并将对玉米育种的研究方向产生了深远的影响。在未来10年中,下列研究可能成为玉米育种的优先发展领域。

2.1 玉米高产育种研究

以色列玉米平均产量15750kg/h,2002年欧盟15国平均单产为8940kg/h,而我国目前玉米平均产量仅4800kg/h,与发达国家差距很大,说明我国玉米增产潜力很大。我国玉米育种研究不断提高选系标准和方法,增加亚热带资源的利用,有效利用亚热带资源改良地方品种,培育优良二环系。发挥地区优势;对于被誉为“中国黑土带”的黑龙江省中部光、温、水充沛的肥沃土壤,选用个体生产潜力大,平均单穗粒重大的品种;而黄海区域以增加群体穗数来提高单产为主,即适宜密植栽培的品种,密度宜为7.5万株/h。

2.2 玉米抗病育种研究

长期以来玉米病害一直是影响我国玉米高产稳产的主要限制因素之一。我国虽然在普通玉米抗病育种上有一定的进展,但有的品种抗害性并不高,有的病害发生程度受地区和年度间影响较大。

我国抗病育种需从一下几个方面入手;一是加强玉米种质的扩增改良工作,充分利用地方品种、外引品种的优良基因拓宽原有谱系的遗传背景;二是加强玉米种的抗病性鉴定,选育多抗性品种;三是加强传统育种技术与生物技术的有机结合,尽力保护种质资源的多样性,防患于未然。

2.3 特用玉米育种研究

特用型玉米是指具有较高的经济价值、营养价值或加工利用价值的玉米,其技术含量和遗传附加值较高,国外也称作遗传增值玉米。近年来,我国特用型玉米的研究取得了重大进展,并且在弄些方面已达到或接近实际现进水平。包括;开发特用玉米的重大经济价值,研究了特用玉米具有重大经济价值的治疗性状和数量性状及其遗传变异规律,并探讨其在育种实践中的应用方法,为选育高产、优质、抗性强的优质特用玉米新品种提供科学依据。

2.4 生物技术在玉米育种中的应用

基因工程和细胞工程等生物技术为玉米育种提供了新的技术手段,拓宽了玉米育种方向,加速了玉米育种进程。实践证明,生物技术是常规育种技术的补充,运用生物技术可以加快育种进程,提供育种水平。魏骏杰介绍了玉米育种主要应用的几种生物技术的现状和优点,并对存在的的问题提出了一些看法。目前关于生物技术在玉米育种中的应用主要有以下3种。

2.4.1 玉米转基因技术

此种技术可以打破物种界限,克服有性杂交障碍,快速创造遗传变异,大大缩短新品种育成年限并且通过种属间基因的流动,弥补玉米遗传资源的不足,与常规育种结合必将带来育种上的重大突破。但其应用还有于种种原因受到一定限制,如基因转化率低、存在基因沉默现象、转基因产品对人畜的危害性鉴定较难、转基因的漂移可能对生态环境产生的影响等。

2.4.2 单倍体技术

单倍体育种是加速培育玉米自交系的一种有效方法,尽管目前在育种上约95%以上仍用系谱法和回交法等常规育种方法,但单倍体技术以其周期短、纯合度高等优点在育种上得到越来愈多的应用。虽然单倍体育种应用于 作物育种已取得了明显效果,但仍然存在缺点,缺点是;不能有效打破不良基因的连锁、基因间的重组几率较低、单倍体的诱导频率比高,此外,重组二倍体时染色体加倍具有一定的困难。

2.4.3分子标记技术

分子标记技术是20世纪80年代省的以DNA多态性味基础的基础的遗传标记,它具有独特的优点,即在植物的不同发育阶段、不同环境条件下、不同组织都可以进行检测,使得对基因包括RFLP/RAPD/STS/SSR和AFLP等。他们可用于种质亲缘鉴定、资源种群划分、杂交和纯度检测以及识别和分离目的基因等。分子标记技术将成为常规育种技术中一个重要的组成部分。

3.我国玉米育种的发展方向

长期以来,我国玉米育种主要依靠常规技术,培育优良自交系和新品种很大程度上取决于育种家的实践经验,育种周期长、偶然性大、效率低,主要依赖国外种质资源和技术,自主的种质创新、技术研发等方面十分缺乏,相关种子产业发展不稳定,已不能满足当前玉米生产对Yolanda新品种的需求。构建新型育种材料的杂种优势群和杂种优势模式,加强种质扩增、改良与创新研究已成为提高育种效率的关键技术。培育专用品种、改良品质是参与国际竞争和产业化发展的基础。应用生物技术与常规育种方法相结合,建立面向大规模商业化育种的高效率、规范化的育种技术体系。新发展的分子标记技术和转基因技术,将为解决玉米育种面临的挑战提供新的途径。虽然我国种业落后与发达国家,但玉米育种技术在发展中国家处于领先地位,以技术和种质创新带动种子产业的发展,用高技术培植和提升现代种子产业。

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