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玉米高密度育种探讨


□ 马利 徐景梅 贾德涛

辽宁省铁岭市农业科学院,辽宁铁岭112616

摘 要:

玉米高产研究和生产实践表明,增加种植密度是玉米增产的主要措施。因此,高密度育种是玉米育种的最重要手段。阐述了我国与国外先进的玉米高密度育种思路、技术、方法存在的差距,确定了玉米高密度育种的目标。进一步探讨了耐密玉米自交系的选育思路和方法;耐密玉米自交系的常规选育技术环节;耐密玉米杂交种的选育。


  摘要 玉米高产研究和生产实践表明,增加种植密度是玉米增产的主要措施。因此,高密度育种是玉米育种的最重要手段。阐述了我国与国外先进的玉米高密度育种思路、技术、方法存在的差距,确定了玉米高密度育种的目标。进一步探讨了耐密玉米自交系的选育思路和方法;耐密玉米自交系的常规选育技术环节;耐密玉米杂交种的选育。
  关键词 玉米;高密度育种;耐密玉米自交系;育种方法
  中图分类号S331文献标识码A文章编号1007-5739(2008)02-0154-02
  
  随着我国加入世界贸易组织,并通过几年种植业结构的调整,玉米已成为我国第2大粮食作物,直接影响到畜牧、医药以及其他行业的发展和国家粮食安全。加入世界贸易组织后,我国的玉米产业面临着挑战和机遇。玉米种业由三大体系构成:育种研究、种子生产、销售与推广,其中最根本的环节是玉米育种研究。玉米育种是一门紧密为当前农业生产服务的应用科学,它的主要目的是选育生产上所需要的优良品种,选育高产、优质、多抗、广适玉米新品种是育种的根本目标。我国玉米生产目前仍是以增加产量为主要目标,高产是永恒的主题。玉米高产研究和生产实践表明,增加种植密度是玉米增产的主要措施。美国调查540个玉米高产典型,在各项高产因素中,增加密度是最经济有效、易于推广的措施。美国著名玉米专家Durick研究了美国先锋公司20世纪30~90年代发放的35个玉米杂交种,认为美国70年间玉米品种的单株生产力没有明显变化,增产的主要原因是增加了耐密抗倒性和抗性。我国农业部于20世纪90年代曾经大力实施推广紧凑型玉米行动,推广以掖单号为代表的紧凑型玉米,大幅度增加了密度;再加上其他配套措施,使我国玉米单产上了一个新台阶。所以,在我国现阶段,以密增产是发展趋势,耐密品种应用是必然的,高密度育种是必要的。
  
  1我国与国外先进的玉米高密度育种思路、技术、方法、存在的差距
  
  最近几年,美国先锋公司培育的杂交种大举进入我国许多省和全国玉米区域试验,这些杂交种所到之处表现突出、产量潜力高,且在年份间和地区之间产量稳定;而我国育种者培育的品种则退居次要位置。两相比较,暴露出国内的品种存在许多严重缺陷,主要是对环境敏感,抗逆性差,产量不稳定。这些试验结果引起我们对育种目标、育种思路、技术路线和科研管理体制进行深刻的反思。
  先锋公司每年花许多人力和物力做品种展示,目的是供农民参与选择新品种。同时,对主推品种做密度试验,指导农民采用合适的种植密度和提高品种的产量潜力。试验密度有4.5万株/hm2、9.0万株/hm2、13.5万株/hm2、18.0万株/hm2 和22.5万株/hm2,其中以13.5万株/hm2产量最高。在不同的密度条件下,几个现象值得注意:①在上述5个密度下,没有发生倒伏和空秆的现象;②株高并没有可见的变化,即在22.5万株/hm2 与4.5万株/hm2的密度下,植株高度一样;③在各种密度下,未见生育期有明显变化。这样的品种抗逆性突出,产量潜力高而稳定。
  先锋公司采用的抗逆育种方法的关键技术是高密度育种。他们在选育自交系过程的最早代群体是300~600株,种植密度达到19.5万株/hm2,在高密度下暴露和筛选抗逆性强、结实性好的基因型。
  
  2玉米高密度育种目标的确定
  
  在过去,国内育种家常把产量概念抽象化,忽视具体涵义和继续提高产量的操作途径。因此,育种目标的盲目性比较大。在国外,特别是跨国企业明确地认识到产量就是抗逆性,杂交种产量的不断增长与杂种优势没有关系。今后继续提高产量的最主要方式是增强品种的抗逆性,包括耐密植、抗倒伏、耐干旱、耐低温和高温、耐不良土壤等。密植是继续增产的主要途径,密植育种法不仅提供适宜密植栽培的新品种,更重要的是暴露和筛选抗逆性强的基因型。因此,高密度育种是玉米育种的最重要手段。
  
  3玉米高密度育种方法
  
  在选育自交系的早代,要施行高密度育种。目的是鉴别抗逆基因型,包括耐密植、抗倒伏、抗病、耐旱、耐高温、肥料利用效率以及结实性、早熟性和灌浆速度等。在高密度条件下可以充分揭示上述这些性状的遗传变异,从而为选择需要的抗逆基因型创造变异条件。高密度育种的第一步就是选育优良的耐密玉米自交系。
  3.1耐密玉米自交系的选育思路和方法
  3.1.1耐密自交系。玉米自交系是指从1个玉米单株经过连续多代自交,结合已有目的的选择筛选而产生的性状整齐一致、遗传性相对稳定的后代。耐密自交系的选育主要是在高密度环境下,筛选株型紧凑、抗病、抗倒折、结实好以及综合抗性优的自交系。
  3.1.2选育耐密自交系的基础材料。地方品种群体,根据育种经验和耐密自交系育成后应用目标,采用有密植潜力的地方品种群体;杂交种,包括当前国内推广的优良耐密杂交种和从国外引进的适宜本地种植的优良杂交种以及自行组配有耐密潜力的杂交基础组合;热带亚热带血缘种质、国际玉米小麦改良中心(CIMMYT)对热带亚热带血缘种质改良开展了大量工作。CIMMYT利用旱季在亚热带试验站开展耐旱育种,施行密植和严酷的选择压力,选出耐旱、耐瘠和抗倒伏的玉米群体,如Tuxpeno Sequia、La Posta Sequia、DTP-1和DTP-2等。引入应用热带亚热带血缘种质是重要的种质改良、扩增手段。地方品种群体、杂交种与热带亚热带血缘种质等基础材料有机结合应用,是高密度育种的关键前提和物质保障。 ......(未完,请点击下方“在线阅读”)
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