超高产玉米的特点及育种策略

超高产玉米的特点及育种策略

一、超高产玉米的特点

超高产玉米品种的主要特点就是能够解决好个体、群体及外界环境之间的矛盾，从而获得超高产量：

1、可解决好个体内部的矛盾。玉米个体内部的矛盾主要是最大限度提高经济系数，即生物产量转化为经济产量的比例。玉米个体具有光合效率高，转化效率高的特点，穗长、穗行数、行粒数、出籽率、千粒重是玉米个体主要的产量因素。这些因素随环境变化而变化，但穗行数、出籽率、千粒重较穗长、行粒数相对较稳定。超高产玉米品种个体的基因决定这些因素能够伸缩自由，发挥到最佳产量状态。

2、可解决好群体发育与个体发育之间的矛盾。个体发育是基础，群体发育是保证，个体发育和群体发育要相互协调。针对某一品种，可以采用密度试验检验群体与个体是否协调统一，如设定单因素品种试验，每667m2密度层次分别为3500株、4500株、5000株、5500株。通过试验对比，总结寻找出该品种的最佳种植密度，充分利用个体与群体的增产因素，解决好群体发育与个体发育之间的矛盾。

3、可处理好生长发育和环境条件之间的矛盾。俗话说：品种是内因，环境是外因，外因影响内因。外界环境复杂多变，会直接影响品种的增产增收。因此超高产玉米品种要有良好的综合抗逆性及适应性。综合抗逆性主要包括抗病、抗虫、抗倒伏、耐旱涝等，从而适应不同的自然资源和生态环境条件。生产实践证明：玉米应把抗倒伏和耐旱性放在首要位置，高密度种植条件下，品种的抗倒伏、倒折能力要强，耐旱性要持久。新品种至少要抗4种以上主要病害，如小斑病、粗缩病、青枯病、锈病、黑粉病、弯孢菌叶斑病，而且要抗玉米螟、蚜虫危害。

二、超高产一米的育种策略

1、发掘和创新玉米新种质:种质资源的利用与改良、新材料的引进和创新是

玉米杂交种产量突破的必然之路。玉米种质遗传基础狭窄,资源利用率低是限制玉米产量进一步提高的主要因素。发掘和创造新的种质,拓宽玉米种质基础,改良和培育一大批优质、抗病、耐旱、耐贫瘠和资源高效利用型的育种材料,为超高产育种提供强有力的技术支撑。按照中期或长期目标进行群体改良,选择符合要求的优异种质,通过合成新的群体并进行驯化和改良,创造符合当地需要的新育种材料。改良外来种质的适应性或导入外来种质的某些优良基因,创造新的玉米种质素材。应用现代基因工程技术,将某种生物的有利基因转移到玉米上,培育具有新的特异性状的材料或品种,在产量、抗逆性、适应性等方面实现新的突破。根据杂种优势模式原理,将热带、亚热带自交系与温带系杂交,产生半外来群体,经过简单改良,选育新型自交系。

2、高密度大群体:多数品种在高密度下表现空秆、秃尖、倒伏、病害严重等症状,耐密性差和抗逆性不足,严重制约了新品种的推广应用区域,降低了新品种的国际竞争能力。高耐密植自交系的选育是高耐密品种育成的基础,采取高密度条件下选育出的自交系抗倒伏,耐低光照,不易空秆和秃尖,适宜密植。通过增大早代特别是S1的选择群体,使基因重组类型增多、变异范围加大,选择优异基本株机会增加。在选二环系早代时, S0群体含量300~600株,下一代仍在高密度下进行家系选择,早代群体密度13. 5万株/hm2,或更高密度, S3降到6万株/hm2,完成后续选择。高密度大群体育种法除鉴定抗性外,还可以鉴定基因对微环境的反应,如穗位整齐度、果穗大小整齐度、结实率、秃尖、虚尖、子粒灌浆与脱水速度、生育期与环境的互作等,可以淘汰对微环境敏感的基因型。

3、异地环境穿梭选择:异地环境穿梭育种应选择适当干旱、冷凉、阴雨寡照、多风、多病害等逆境,营造自然而充分的地区从事育种和材料鉴定。通过早代S1~S3变换不同的生态条件选系,或者多个不同生态区的育种单位将同一基本材料分别在各自不同区域选择,再进行种质混合和交流,通过多点次多区域联合选育和鉴定,以空间换时间,可使所选育的自交系适应性广、抗性丰富,特别是去除对光照温度的敏感性,扩大适应区域和增强综合抗性,可使育种效率和育成新优系的几率增高。

4、多类型严选择:多类型是玉米超高产育种的遗传基础,不仅亲本要高产、综合抗性好,而且表现和遗传机制要不同。严格选择标准,对影响总体育种目标和生

产上可能造成严重减产风险的不良性状如抗倒性差、高感丝黑穗病、易空秆、秃尖、不易制种等要完全淘汰。在育种过程中,直接使用虽有优点,但又有许多缺点的材料是很危险的,因为携带有不良基因的材料,一旦进入育种过程,只要经过一次配子自由组合,就可达到基因的动态平衡,要完全淘汰不利基因和完全聚合优良基因一样困难,甚至更困难。

5、分子标记辅助选择:分子标记是指反映生物个体或种群间基因组差异特征的DNA片断,在育种过程中对目标性状进行选择是新品种培育的中心环节,利用遗传标记进行辅助选择,可以极大地提高选择的效率,减少育种过程中的盲目性。把与目标性状紧密连锁的基因进行遗传标记,对目标性状进行跟踪选择,把常规育种中的表型选择转化为基因型选择,通过与目标基因紧密连锁的分子标记所构建的分子遗传图谱,可为育种者指明育种目标及达到目标的最佳途径。