分子辅助的现代玉米流程化育种体系
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大模式下包含了多种具体的杂 优模式。
1.5 杂优模式简化带来的进步
大种业集团---内部资源接力改良，有利基因的 快速积累
在更广泛的范围内组配杂交种 使体系内材料系谱清楚，便于高效利用。 便于大量快速吸收利用一切可以利用的育种资
源
2 2 3 3 3 4 4
4
SS群
2 2 3 3 3 4
4
wk.baidu.comNSS群
1990’s s1,s2测试开始进入流程化育种体系。 早代测试是概率论在自交系分离与选择的最直接应用。
以“配合力”为主的筛选 显性基因控制的性状 隐性基因控制的性状 微效多基因控制的性状 有利基因的累加效应
S0
自 交
系
P P p p S1
的
1234
经
P P p p S2
验
1234
评
P 1
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
直接比较
产
量
测 试
间比法
直接比较
试
验
设
区组及随机区组
方差分析
计
与
统 计
拉丁方等设计
方差分析
技
术 快 速
增广设计
基于方差分析的最优线性无 偏估计（BLUE）
发
展
空间分析增广设计
基于方差分析与空间分析的 最佳线性无偏估计（BLUP）
多年、多点测试
第一年，23个点
第二年，118个点
第三年，140个点
第四年，1470个点
基因型
P 2
p 3
p 4
S3
估
测
P 1
P 2
p 3
p 4
S4 X 测
配 组
S5
验 种
合 田
S6
间 表
现
经验依 赖性向 数据依 赖性的 转变
S0 S1 X 测验种 S2 S3 X 测验种 S4 S5 X 测验种 S6
早到什么时候，S0还是 S1,测试规模的大小
根据 测配 组合 的多 点表 现每 两代 进行 一次 选择
环境
生产 表现
气土管 候壤理 光温水及矿质养分
品种环境定位与风险评估 Corn Hybrid EnClass
3. 自交系的早代数字化测选的发展
自交系早代测试的理论基础 1932年提出，“Arnel R. Hallauer博士的研究 为业界育种提供了理论指导，如他的关于S2、 S3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”
五． 我国玉米育种现状与流程化育种的现状与 发展
一、流程化（生产流水线）的概念与特点
1. 生产流程化的由来
从前在英格兰北部的一个小镇里，有一个名叫艾薇的人开 的油炸鱼和油煎土豆片商店。
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
生产流水线的基本原理是把一个生产重复的过程分解为若干个子过程，前一个子过 程为下一个子过程创造执行条件，每一个过程可以与其它子过程同时进行。简而言 之，就是“功能分解，空间上顺序依次进行，时间上重叠并行”
2. 杂交种的数字化测试筛选
经验依赖性
农民或育种 家的表观选
择
1930农户 表观选择
农民
田间部分测 试
1960育种 家表观选 择
按统计学要 求设计的田
间测试
1960育种研 究站多点测 试；数据选 择时代，流 程化育种的 兴起.
育种家
数据依赖性
多点田间测 试
1970,农 户多点测 试；数据 选择时代，
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． 流程化的概念与特点 二． 玉米流程化育种的形成的技术基础
1. 杂优模式简化； 2. 杂交种的数字化测试筛选； 3. 自交系的数字化测试筛选。
三． 玉米流程化育种的形成与特点 四． 玉米流程化育种的发展
1. 测试技术的不断发展； 2. 单倍体技术的整合； 3. 流程的优化。
衣阿华坚 杆综合种
B73、 B37,B 14
B73X MO 17品种的推
广
SS
Nss
跨国种业公司 的世界范围内 的不断发展和
扩张
美国通用的 杂优模式
美国众多科研 单位、大学； 美国先锋、迪 卡等商业公司
的加入
SSTuxpeno
NssNoTuxpe
no
1.4 如何理解SS-NSS模式
SS-NSS杂优模式不是A和B的关 系，而是A和非A的关系。
2. 流程化生产的特点
生产流水线的特征
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 作．
生产流水线优点
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 样事，对自己所做的事都非常熟悉．
缺点
缺点是工作的人会很觉得很乏味．
应用：工农业生产、服务业
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
CIMMYT从遗传多样性中心(拉丁美洲)和世界各地广泛搜集和整理了27 000余份原始资 源，包括近300个种族Races)，分为热带、亚热带和高原(含过渡带)种质3大生态类型， 从遗传结构上又分为基因库(Poo1)、群体(Population)~ 放授粉品种(opv)，建立了国 际玉米种质资源数据库。
自交系早代测选-以配合力为基础的自交系的筛选
自交后代 的去留
与测验种测交
F1 种 子
多点小 区产量 测试
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
产量 结果
三、玉米流程化育种的形成与特点
广泛的田间 测试与生态
定位
1990s,农 户多点测 试；大数 据选择时 代
农学家 统计学 生态学家+农民
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。
至1995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 国种质13972份，从43个国家引进种质1989份。中国的11743份来自云南、广西、贵州、 四川、湖北、陕西、山西、山东和吉林省。
爱华马齿
衣阿华坚秆综合种 明尼苏达13（Minn13
兰卡斯特
1.3 世界通用杂优模式的演化
1.5 杂优模式简化带来的进步
大种业集团---内部资源接力改良，有利基因的 快速积累
在更广泛的范围内组配杂交种 使体系内材料系谱清楚，便于高效利用。 便于大量快速吸收利用一切可以利用的育种资
源
2 2 3 3 3 4 4
4
SS群
2 2 3 3 3 4
4
wk.baidu.comNSS群
1990’s s1,s2测试开始进入流程化育种体系。 早代测试是概率论在自交系分离与选择的最直接应用。
以“配合力”为主的筛选 显性基因控制的性状 隐性基因控制的性状 微效多基因控制的性状 有利基因的累加效应
S0
自 交
系
P P p p S1
的
1234
经
P P p p S2
验
1234
评
P 1
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
直接比较
产
量
测 试
间比法
直接比较
试
验
设
区组及随机区组
方差分析
计
与
统 计
拉丁方等设计
方差分析
技
术 快 速
增广设计
基于方差分析的最优线性无 偏估计（BLUE）
发
展
空间分析增广设计
基于方差分析与空间分析的 最佳线性无偏估计（BLUP）
多年、多点测试
第一年，23个点
第二年，118个点
第三年，140个点
第四年，1470个点
基因型
P 2
p 3
p 4
S3
估
测
P 1
P 2
p 3
p 4
S4 X 测
配 组
S5
验 种
合 田
S6
间 表
现
经验依 赖性向 数据依 赖性的 转变
S0 S1 X 测验种 S2 S3 X 测验种 S4 S5 X 测验种 S6
早到什么时候，S0还是 S1,测试规模的大小
根据 测配 组合 的多 点表 现每 两代 进行 一次 选择
环境
生产 表现
气土管 候壤理 光温水及矿质养分
品种环境定位与风险评估 Corn Hybrid EnClass
3. 自交系的早代数字化测选的发展
自交系早代测试的理论基础 1932年提出，“Arnel R. Hallauer博士的研究 为业界育种提供了理论指导，如他的关于S2、 S3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”
五． 我国玉米育种现状与流程化育种的现状与 发展
一、流程化（生产流水线）的概念与特点
1. 生产流程化的由来
从前在英格兰北部的一个小镇里，有一个名叫艾薇的人开 的油炸鱼和油煎土豆片商店。
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
生产流水线的基本原理是把一个生产重复的过程分解为若干个子过程，前一个子过 程为下一个子过程创造执行条件，每一个过程可以与其它子过程同时进行。简而言 之，就是“功能分解，空间上顺序依次进行，时间上重叠并行”
2. 杂交种的数字化测试筛选
经验依赖性
农民或育种 家的表观选
择
1930农户 表观选择
农民
田间部分测 试
1960育种 家表观选 择
按统计学要 求设计的田
间测试
1960育种研 究站多点测 试；数据选 择时代，流 程化育种的 兴起.
育种家
数据依赖性
多点田间测 试
1970,农 户多点测 试；数据 选择时代，
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． 流程化的概念与特点 二． 玉米流程化育种的形成的技术基础
1. 杂优模式简化； 2. 杂交种的数字化测试筛选； 3. 自交系的数字化测试筛选。
三． 玉米流程化育种的形成与特点 四． 玉米流程化育种的发展
1. 测试技术的不断发展； 2. 单倍体技术的整合； 3. 流程的优化。
衣阿华坚 杆综合种
B73、 B37,B 14
B73X MO 17品种的推
广
SS
Nss
跨国种业公司 的世界范围内 的不断发展和
扩张
美国通用的 杂优模式
美国众多科研 单位、大学； 美国先锋、迪 卡等商业公司
的加入
SSTuxpeno
NssNoTuxpe
no
1.4 如何理解SS-NSS模式
SS-NSS杂优模式不是A和B的关 系，而是A和非A的关系。
2. 流程化生产的特点
生产流水线的特征
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 作．
生产流水线优点
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 样事，对自己所做的事都非常熟悉．
缺点
缺点是工作的人会很觉得很乏味．
应用：工农业生产、服务业
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
CIMMYT从遗传多样性中心(拉丁美洲)和世界各地广泛搜集和整理了27 000余份原始资 源，包括近300个种族Races)，分为热带、亚热带和高原(含过渡带)种质3大生态类型， 从遗传结构上又分为基因库(Poo1)、群体(Population)~ 放授粉品种(opv)，建立了国 际玉米种质资源数据库。
自交系早代测选-以配合力为基础的自交系的筛选
自交后代 的去留
与测验种测交
F1 种 子
多点小 区产量 测试
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
产量 结果
三、玉米流程化育种的形成与特点
广泛的田间 测试与生态
定位
1990s,农 户多点测 试；大数 据选择时 代
农学家 统计学 生态学家+农民
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。
至1995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 国种质13972份，从43个国家引进种质1989份。中国的11743份来自云南、广西、贵州、 四川、湖北、陕西、山西、山东和吉林省。
爱华马齿
衣阿华坚秆综合种 明尼苏达13（Minn13
兰卡斯特
1.3 世界通用杂优模式的演化