第四节 玉米育种的途径和方法 V2.0

沈阳农业大学
5
玉米育种学
第四节 玉米育种途径和方法
一、玉米自交系的概念 玉米自交系是指从一个玉米单株经过连续多代 自交并结合选择而产生的性状整齐一致、遗传 相对稳定的自交后代系统。
沈阳农业大学
6
玉米育种学
第四节 玉米育种途径和方法
优良的自交系必须具备的基本条件
1. 2. 3. 4. 农艺性状好。 配合力高。 产量高。 纯度高。
沈阳农业大学 玉米育种学
20
第四节 玉米育种途径和方法
系谱选择法——按农艺性状选育自交系
第二季：将上年当选的自交穗，按基本材料的来 源以及果穗的编号，分别种成小区（或穗行）。 这一代相当与自花授粉作物的F2，是性状发生剧 烈分离的世代，是选择的关键世代。首先要着重 穗行间的选择，然后在优良的穗行中选择优良单 株继续自交。自交果穗经室内考种选出自交二代 S2种子。
第二部分 玉米杂交种的选育
沈阳农业大学
3
玉米育种学
第四节 玉米育种途径和方法
第一部分、玉米自交系的选育
玉米自交系的概念
选育玉米自交系的基本材料 选育玉米自交系的基本方法 选育玉米自交系的其它方法
沈阳农业大学
4
玉米育种学
第四节 玉米育种途径和方法
目前各国都以利用玉米单交种为主，而单交种 选育的第一步工作就是选育优良的玉米自交系。
14
玉米育种学
第四节 玉米育种途径和方法
1、系谱选择法
基本方法： 以具有遗传变异的群体作为原始材料,经5-7代 连续人工自交,在自交后代中进行系统间和系统 内选择育成稳定的自交系 重 点: 性状的遗传力及育种者的经验决定各世代 群体样本的大小 理想的保存后代数及选择强度为: S0、 群体大小约2000株，授粉800株左右 S1、500系、63% S2、180系、56%
沈阳农业大学
12
玉米育种学
美国种子企业自交系选育的群体类型，数目和比率（1980-2004）
群体 单交 BC1 BC2 先锋 数目 303 17 4 % 90 5 1 73 17 6 贺登 数目 % 54 13 4 迪卡 数目 126 18 1 % 79 11 1 先正达 数目 26 11 0 % 47 20 0 平均 数目 528 63 11 % 77 9 2
黄C × X178
郑58×昌7-2 PH6WC×PH4CV
农大108
郑单958
先玉335
高产杂交组合的两个亲本自交系通常都具有较高的 一般配合力，二者之间又具有较高的特殊配合力。
沈阳农业大学
27
玉米育种学
第四节 玉米育种途径和方法
（三）自交系配合力的测定
配合力的遗传较复杂，通常表现出下列趋势： （1）自交系的配合力高低与原始群体产量水平有直接关系。 （2）自交系配合力高低和一些产量性状及其遗传基础有密切 关系。 （3）原始单株（S0）配合力的高低和其自交各代配合力高低 是基本一致的，由同一原始单株所选育出的不同姊妹系间的 配合力的变异远远小于不同原始单株之间的变异。
二、玉米自交系的选育 (二)自交系选育的基本方法 选育玉米自交系是一个连续套袋自交并结合 严格选择的过程。一般经5-7代的自交和选 择，就可以获得基因型纯合、性状稳定一致 的自交系。 自交系选育包括按农艺性状选育自交系和自 交系配合力的测定两个方面。 选育的基本方法是系谱法。
沈阳农业大学
沈阳农业大学
7
玉米育种学
第四节 玉米育种途径和方法
优良的自交系必须具备的基本条件
1. 农艺性状好。主要指以下5个方面
植株性状：自交系株型较好，株高中等或半矮杆，穗位适中 偏低，茎杆坚韧有弹性，根系发达，抗茎部倒折与根倒。 穗部性状：自交系要长穗型与粗穗型兼顾，穗上籽粒行数 12－20行（14-18行）。果穗上部苞叶严实不露尖、不 过长，籽粒中等或大粒。果穗轴较细，质地结实。 抗病虫与抗逆性：自交系对当地病（虫）害的一种或多种具 有抗性或耐性。对当地特殊的灾害性气候条件有抗性或耐性。 整齐一致性: 自交系基因纯合度高。 适宜繁殖的特性: 种子发芽势强、幼苗生长势强、花期协调、 散粉畅、吐丝快、结实性好、籽粒产量较高
A×BV1 A×BV2低产 A×BV3 A×B (CK) 测交种产量比较试验
BV1 BV2 淘汰 BV3
自 交
A×BV1低产 A×BV3 A×B(CK) 测交种产量比较试验
BV1-1 BV1-2 淘 BV3-1 汰 BV3-2
自 交
以保存的一半种子继续进行测交种产量 比较实验,根据测交种产量淘汰对应S2 系,S2继续自交
沈阳农业大学
9
玉米育种学
第四节 玉米育种途径和方法
二、玉米自交系的选育 （一）选育玉米自交系的基本材料 1. 地方品种及品种间杂交种：地方品种具有较 强的适应性，遗传基础丰富，可从中选出多种 类型的优良自交系，也可从品种间杂交种中选 出优良自交系。 从品种或品种间杂交种中选出的自交系称为一 环系。如从农家品种旅大红骨中选出的旅 9 和 旅 28 自交系，从武陟矮×金皇后中选出的自 交系525。
AB×B
选带B优点 的个体
都有个别缺点,恰好另
一个亲本又能提供对
A2 B×B
选带A优 点的个体
应的优良性状时,可以 用一种同时改良两亲 本的回交方法进行改 良,叫双回交法,又称 聚合改良法
(A)Bn
自交多次, 结合选择
新A系
带B优良性状
新B系
16
带A优良性状
沈阳农业大学
玉米育种学
第四节 玉米育种途径和方法
S3、80系、 50%
沈阳农业大学
15
(Bauman 1981)
玉米育种学
第四节 玉米育种途径和方法
2、 回交法：回交法有多种,取决于被转移的性状 的特性(单基因,多基因及表达的水平(遗传力))
A×B
当一个较好的单交种
AB AB×A A2 B×A An(B)
自交多次, 结合选择
A×B,而它的两个亲本
沈阳农业大学
24
玉米育种学
第四节 玉米育种途径和方法
密植育种法优势 不仅可选育适宜密植栽培的新品种，更重要 的是可鉴别抗逆基因型，包括耐密植、抗倒伏， 抗病、耐旱、耐高温、耐低氮、耐荫蔽、肥料利 用效率、以及结实性、早熟性和灌浆速度等。高 密度条件下可以选择所需要的抗逆基因型。 密植育种方法可概括为：选系群体大，种植 密度要高，淘汰要严格。
作物育种学各论
玉米育种
作物遗传育种教研室 姜海鹰
沈阳农业大学
课程简介和要求
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节 玉米育种 国内外玉米生产和育种概况 玉米育种目标及主要性状遗传 玉米种质资源的研究与利用 玉米育种的途径和方法 玉米遗传育种研究的动向与展望
沈阳农业大学
2
玉米育种学
第四节 玉米育种途径和方法 第一部分 玉米自交系的选育
三交 四交
SYN种 合成系 商业种 合计 公共 先锋 贺登 迪卡 先正达
7 0
2 3 0 336 14 333 0 0 0
2 0
1 1 0 100 4 99
16 10
1 5 6 134 34 13 111
12 7
1 4 4 100 25 10 83
5 1
1 1 7 160 12 31 18 145 0
13
3 1
1 1 4 100 8 19 11 91
3 4
0 3 8 55 15 12 12 0 35
5 7
0 5 15 100 27 22 22 64
31 15
4 12 21 685 75 389 141 145 35
5 2
1 2 3 100 11 57 21 21 5
沈阳农业大学
玉米育种学
第四节 玉米育种途径和方法
沈阳农业大学
21
玉米育种学
第四节 玉米育种途径和方法
系谱选择法——按农艺性状选育自交系
第三季及以后世代：将S2种子仍按穗行种植，继 续田间观察评选，淘汰劣系或杂系，在优系内选 优良单株套袋自交，经田间和室内综合考评，当 选果穗分别收藏。 一般经5－7代自交，就可获得一批自交系。
沈阳农业大学
22
玉米育种学
结论：选系的基础材料群体必须具有较高的配合力。
沈阳农业大学
28
玉米育种学
第四节 玉米育种途径和方法
（三）自交系配合力的测定
对配合力测定，通常要考虑以下几个方面：
1、 配合力测定时期 配合力测定的时期一般有两种 早代测定指自交当代至自交三代（ S0－ S3）测定。由于 提早测定了自交系的配合力，不但可以减轻以后的工作 量，而且还有助于提早对自交系的利用。 晚代测定是在自交四代（S4 ）及以后世代进行测定。由 于遗传上已较稳定，容易确定取舍，但前期工作量较大， 且肯定优良自交系较晚，往往要影响自交系的利用时间。 优点是大量的不良自交系已可通过表现型选择而淘汰， 测配的工作量相对较小。
沈阳农业大学
11
玉米育种学
第四节 玉米育种途径和方法
二、玉米自交系的选育 （一）选育玉米自交系的基本材料 3、综合品种和改良群体：二者都具有丰富的遗传 基础而且是经过改良的群体，优良基因频率增加， 可以选择更加优良的自交系。如美国的 BSSS 和 BSCB1 群体从 1939 至 1998 年已选出 112 个 自交系，在全球广泛应用的 B14 、 B37 、 B73 等都出自BSSS 。
沈阳农业大学
18
玉米育种学
wenku.baidu.com
改良A×B单交种的B,以 A为测验种,选择过程的 模式:
B×V BV
A×BV单株
自 交
以待改良的B系与优良品种V杂交,得 到顶交种BV
BV中选单株自交,自交株 同时与A测验种分别测交 取各测验种的一半种子进行测交种产量 比较实验,以A×B组合为CK,比较测验种 产量,根据测交种产量淘汰对应的S1系,S1 系继续自交.
沈阳农业大学
25
玉米育种学
第四节 玉米育种途径和方法
2.自交系配合力的测定
对农艺性状进行选择，仅是选育自交系的 一个方面。自交系优劣的另一个重要指标是配 合力的高低，这是无法目测的，而只能通过杂 交组合测定才能对选系的配合力高低进行可靠 的判断。
沈阳农业大学
26
玉米育种学
第四节 玉米育种途径和方法
沈阳农业大学
8
玉米育种学
第四节 玉米育种途径和方法
优良的自交系必须具备的基本条件
2. 配合力高：自交系具有较高的一般配合力，才 有可能组配较好的杂交种。 3. 产量高：自交系本身产量高，才能降低杂交种 制种成本。而且自身产量高的自交系所组配的杂 交种通常也产量较高。 4. 纯度高：只有纯度高，自交繁殖时才能保持本 自交系特征特性，使亲本不退化，才能生产出整 齐一致的杂交种，充分发挥杂交种的杂种优势。
第四节 玉米育种途径和方法
系谱选择法——按农艺性状选育自交系
凡来自同一原始S0单株或同一个S1穗行的 S2穗行称为姊妹行，连续在姊妹行选择到后期
所得到的自交系互称姊妹系。
沈阳农业大学
23
玉米育种学
第四节 玉米育种途径和方法
密植育种法要点 传统育种方法中各分离世代的种植密度为 4000株/亩。采用高密度育种选育玉米自交系的 种植密度是9000~11000株 /亩。 在选系早代的S1~ S3种植密度是9000~11000 株 /亩。S1群体大小为500－2000株，只授粉 综合表现最好的10%植株。S4以后种植密度恢复到 正常，完成后续选择。
3、配子选择法
改良特定组合的某一亲本的方法
理论依据:
在群体中，优良配子的频率总大大高于优良合子 出现的频率。
沈阳农业大学
17
玉米育种学
第四节 玉米育种途径和方法
步骤: (1)利用优良自交系与原始群体的植株花粉随机样本杂交 (2)F1株和优系分别与共同测验种测交，F1株自交 (3)进行重复的产量试验 配子选择法的运用需要的三种育种基础材料: (1)提供优良配子的原始群体V：优良基因频率高， 遗传变异大 (2)接受配子的优良自交系B：是被改良的对象 (3)测验种A：产生测交种
沈阳农业大学
10
玉米育种学
第四节 玉米育种途径和方法
二、玉米自交系的选育 （一）选育玉米自交系的基本材料 2、自交系间杂交种：自交系间杂交种是目前选育 自交系用得最多，也是效果最好的一类基础材料， 如5003、7922、沈137、C8605－2、478、 郑 58 、昌 7-2 都是从自交系间杂交种选育出的 优良自交系。 从自交系间杂交种选育出来的自交系称二环系或 多环系。
BV3-1-1
自 交
S3系连续自交
B'
得到新B系
19
B’ 可以代替B系,用于配制A×B' 组合
第四节 玉米育种途径和方法
系谱选择法——按农艺性状选育自交系
第一季：根据育种目标要求，选择适当的基本材 料。杂交种至少种10多株以上，选取代表性植株 套袋自交几穗即可。在能力可以承受的范围内应尽 可能地种植较多的基本材料，在生长期间认真观察， 按育种目标选优良单株（S0）套袋自交。每材料自 交10-30穗，优良材料还应增加自交穗数。收获 前进行田间总评，淘汰后期不良材料，收获的果穗 经室内考种，根据穗部性状进行选择，当选的自交 穗分别收藏并予以系谱编号。