分子辅助的现代玉米流程化育种体系

分子辅助的现代流程化玉米育种体系关义新

2015 海南九所

报告内容

一．

五．我国玉米育种现状与流程化育种的现状与二．

1.

2.

3.

三．

四．

1.

2.

3.

一、流程化（生产流水线）的概念与特点

1. 生产流程化的由来

点餐From（油

炸鳕鱼＆油煎土豆片＆豌豆糊＆饮料）－收钱油炸鳕

鱼

油煎＆

土豆片

豌豆糊饮料收银

2. 流程化生产的特点

◆

◆是每一道工序都有特定的人去完成，一步一步地加工．每个人做一个特定的工

◆

◆生产效率高，产品与服务可靠性强，可复制与推广性强，因为每个人只需要做一

◆

◆

◆

二、玉米流程化育种的形成的技术基础

1.杂种优势群的提出与简化

杂交育种理论、杂种优势群的提出与简化是流程化育种的基石。

1.1 玉米种质资源的整理与利用

◆和世界各地广泛搜集和整理了27 000余份原始资

含过渡带)种质3大生态类型，

放授粉品种(opv)，建立了国

◆年，中国农业科学院作物品种资源研究所共搜集整理玉米种质15961份，其中中

份来自云南、广西、贵州、

衣阿华坚秆综合种

明尼苏达13（Minn13

爱华马齿

兰卡斯特

1.3 世界通用杂优模式的演化

衣阿华坚杆综合种B73、B37,B 14

B73X MO

17品种的推

广

美国众多科研

单位、大学；

美国先锋、迪

卡等商业公司

的加入

美国通用的

杂优模式

跨国种业公司

的世界范围内

的不断发展和

扩张

Nss

SS

Nss-

NoTuxpe

no SS-

Tuxpeno

1.4 如何理解SS-NSS模式

◆

◆

1.5 杂优模式简化带来的进步

4

4 4

4 4 3 3 3 3 3 3 2 2 2 2 SS 群

NSS 群

◆

◆◆◆

2. 杂交种的数字化测试筛选

农民或育种家的表观选

择

田间部分测

试

按统计学要求设计的田间测试

多点田间测

试

广泛的田间测试与生态定位

1970,农户多点测试；数据选择时代，

1960育种研究站多点测试；数据选择时代，流程化育种的兴起.

1990s,农户多点测试；大数据选择时代

1930农户表观选择

农学家 统计学 生态学家+农民

农民

育种家

1960育种家表观选择

经验依赖性

数据依赖性

先锋成功的秘诀是什么？测试、测试再测试（test, test and test）

先锋公司是世界上第一个

全面进行玉米组合多环境全区快速测产技术的公司。杂交种及测交组合多环境多点测试已经成为世界一流种业公司的标准育种技术。小区多点测试流程设计与优化

专用设备的研制与应用：

•小区播种机（已商业化）

•小区脱粒测产系统（已研制成功并应用）•小区田间收获测产系统（已商业化）

•小区穗部性状快速测试系统（先锋内部）•用于品种比较田间优化设计与数据分析系统（已商业化及大公司内部专用结合）

对比法

间比法

区组及随机区组

拉丁方等设计

增广设计

空间分析增广设计

直接比较

直接比较

方差分析

方差分析

基于方差分析的最优线性无偏估计（BLUE）

基于方差分析与空间分析的最佳线性无偏估计（BLUP）

产量测试试验设计与统计技术快速发展

多年、多点测试

第二年，118个点

第一年，23个点

第三年，140个点第四年，1470个点

品种环境定位与风险评估Corn Hybrid EnClass

基因型 环境

生产表现

气候

土壤

管理

光温水及矿质养分

3. 自交系的早代数字化测选的发展

◆博士的研究

测试优缺点的比较，家系选择和个体选择优缺点的比较都为业界育种流程建立提供了理论基础”

◆

◆

◆

◆

◆

◆

◆

S0

S1 S6

S5 S2 S4 S3 X

测验

种 p 3 p 4 P 2 P 1 p 3 p 4 P 2 P 1 p 3 p 4 P 2 P 1 p 3

p 4

P 2

P 1

测配组合田间表现

自交系的经验评估

S0

S1 S6

S5

S2

S4 S3 测验种

根据测配组合的多点表现每两代进行一次选择

经验依赖性向数据依赖性的转变

早到什么时候，S0还是S1,测试规模的大小

自交系早代测选-以配合力为基础的自交系的筛选

与测验种测交F1

种

子

多点小

区产量

测试

产量

结果

自交后代

的去留

基于高通量标记的

特异性状辅助选择

基于高通量标记的

配合力辅助选择