初探玉米種植中的育種方法

周洪昌+周成生+蘇群+尹航

高質(zhì)量的玉米雜交種子是保證玉米高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的關(guān)鍵。在雜交種生產(chǎn)利用過程中，長期以來在一定程度上存在種子整齊度差、純度差、芽率低等問題。這主要是由于雜交制種各個環(huán)節(jié)把關(guān)不嚴，質(zhì)量意識差，以及市場管理不得力等多種因素造成的。只有切實認識到制種質(zhì)量的嚴肅性，在雜交種制種過程中，真正掌握和嚴格落實雜交種制種技術(shù)，嚴格把好親本種子質(zhì)量及播種、去雜、去雄、收獲、晾曬、加工等重點技術(shù)環(huán)節(jié)和要求，并根據(jù)品種特性，切實搞好田間管理，從而提高制種質(zhì)量和制種產(chǎn)量，才能生產(chǎn)出高質(zhì)量的合格雜交種子，為玉米生產(chǎn)提供良好的種子保證。

1.玉米育種研究意義

隨著植物分子生物學技術(shù)的發(fā)展和應用，對作物遺傳育種產(chǎn)生了極其深遠的影響。生物技術(shù)與常規(guī)育種技術(shù)的有機結(jié)合正孕育作物遺傳育種的第三次技術(shù)突破。自從模式植物擬南芥基因組全序列測序完成后，模式作物—水稻全基因組測序的完成和玉米全基因組測序的啟動，為作物常規(guī)育種手段與分子標記輔助選擇和轉(zhuǎn)基因技術(shù)的有機結(jié)合形成了新的學科—農(nóng)作物分子育種學，并成為作物遺傳育種學新的生長點。“利用分子標記開展重要農(nóng)藝性狀和產(chǎn)量性狀的定位，是分子育種的重要基礎(chǔ)研究?！?/p>

2.玉米新品種的研制

2.1利用豐富的種質(zhì)資源，分離大量的自交系，配制大量的雜合組合，經(jīng)認真地鑒定篩選，育成少數(shù)優(yōu)異的自交系和強優(yōu)勢的雜交種，是國內(nèi)外玉米育種共同的 經(jīng)驗，指望從少數(shù)材料中篩選出優(yōu)異的自交系和雜交種是不現(xiàn)實的。

2.2以我國優(yōu)良玉米自交系為材料，采用共同分子標記進行基因型分析，同時結(jié)合育種收集農(nóng)藝、抗性和產(chǎn)量性狀的表型數(shù)據(jù)及配合力數(shù)據(jù)，構(gòu)建用于分子育種的優(yōu)良玉米自交系分子標記數(shù)據(jù)庫和表型性狀數(shù)據(jù)庫。利用已經(jīng)獲得的與抗性、品質(zhì)及產(chǎn)量性狀連鎖的分子標記，篩選我國優(yōu)良玉米自交系，進一步評估分子標記的育種利用價值，為組配優(yōu)良玉米新組合提供信息。重點開發(fā)玉米抗矮花葉病毒病、高油、高賴氨酸、高維 生素A源性狀的分子標記，以現(xiàn)有的高產(chǎn)玉米品種或組合的優(yōu)良骨干親本為受體，采用分子標記輔助選擇方法，將其轉(zhuǎn)育成抗病、優(yōu)質(zhì)新材料，并組配抗病、優(yōu)質(zhì)新品種。在利用分子標記篩選育種基礎(chǔ)材料和劃分玉米雜種優(yōu)勢群的基礎(chǔ)上，結(jié)合玉米常規(guī)育種技術(shù)培育高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、多抗玉米新雜交+種，并進行試驗、示范和推廣。

3.玉米重要性狀分子標記的開發(fā)

針對我國玉米優(yōu)勢區(qū)玉米生產(chǎn)的主要問題和種子市場對玉米新品種的需求，在前期對玉米重要性狀基因/QTL定位的基礎(chǔ)上，采用基因組學和生物信息學等學科的先進技術(shù)，發(fā)掘有育種價值的實用分子標記，并直接應用于玉米育種。根據(jù)性狀的重要性和研究基礎(chǔ)，采用關(guān)聯(lián)分析方法，重點開發(fā)玉米抗矮花葉病毒病、高油、高賴氨酸、高維生素A源性狀的功能分子標記；采用比較基因組研究策略，尋找玉米抗旱的候選基因，通過序列分析和抗旱性評價，發(fā)掘玉米抗旱的功能標記。利用方便快捷的分子標記技術(shù)，深入開展玉米抗絲黑穗病、抗穗粒腐病、抗紋枯病、玉米株高及產(chǎn)量性狀QTL的精細定位、發(fā)展實用分子標記；利用分子標記定位玉米氮高效、磷高效、以及株型相關(guān)性狀的QTL。

4.玉米育種以雜種優(yōu)勢為主

從選育自交系開始，以選育并利用單交種為主要目的。自交系的選育標準以自身繁殖產(chǎn)量高，優(yōu)質(zhì)、多抗、耐密和綜合性狀優(yōu)良為標準。

4.1二環(huán)系育種：用單交種和一些商品雜交種等作原始材料，一般采取常規(guī)的二環(huán)系育種方法。

4.2配子選擇法和聚倉改良方法：前者因其程序較繁瑣，后者因其局限性，一向較少采用。

4.3回交改良及定向復交綜合法；是改良自交系某些缺點的有效途徑。

4.4誘變育種：采用射線處理玉米種子、花粉、幼苗使之產(chǎn)生變異。

4.5群體改良法：利用遺傳基礎(chǔ)復雜的綜合品種或群體作為原始材料選育自交系時，可以采有兩種方法：一種是結(jié)合群體改良，在進行輪回選擇的同時，分離自交系。另一種是按二環(huán)系育種方法直接分離自交系。

4.6單倍體育種：包括花藥培養(yǎng)、孤雄、孤雌生殖法。

5.綜上所述，在一定條件下，用于遺傳多樣性的研究，可鑒別玉米種質(zhì)的多樣性和差異，可以探明受多基因控制的玉米產(chǎn)量性狀和品質(zhì)性狀的基因座位效應和效應，認識雜種優(yōu)勢的機理；用于基因定位，可以進行基因克隆制作精確的玉米基因圖譜，最終可能破譯玉米的全部遺傳密碼，調(diào)控玉米性狀的遺傳行為。

（作者單位：150431北大荒墾豐種業(yè)股份有限公司）endprint