玉米育种特点及选育(共4篇)
实习目的 :参观考察和学习玉米高产育种示范田,熟悉玉米育种的主要材料和主要工作环节以及各环节试验田的设计方案;考察学习省玉米区域试验的实验设计方法和各类高产玉米的生长特性,农艺性状和产量表现。实习时间:
实习地点:
实习内容:
一、超高产的含义
“超高产”是一个相对的概念,这一述语一般用于粮食作物栽培或育种中,在栽培上一般是指作物单产在800 kg/667 m2以上。超高产玉米杂交种一般是指生产潜力在800 kg/667 m2以上或产量超过对照品种20% 以上的玉米高产良种。
二、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1 /
3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。
三、超高产玉米杂交种的产量构成因子分析
玉米单位面积产量=单位面积穗数×穗重(穗粒数×粒重)。玉米获取高产需协调好其三个产量因子之间的关系。要增加产量,需提高种植密度,而随着种植密度的增加,果穗变小,穗粒数减少、千粒重降低。因此玉米群体的高产要做到群体结构和个体发育的对立统一。田间调查表明,高产玉米群体在较高种植密度下个体发育好、穗部性状好,秃尖少,籽粒饱满。
四、超高产玉米的育种策略
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。
五、实习总结
一、糯玉米的起源
糯玉米是玉米传入我国后, 由于广西、云南一带的傣族、哈尼族有喜食黏食的习俗, 在长期的栽培实践中从黏粒型玉米突变体选择培育而成[2]。1908年上海传教士Farnham将糯玉米带到美国, 由此传播到世界各地[3]。
二、糯玉米的遗传机制及特性
糯玉米是受隐性突变基因 (wxwx) 控制的一个普通玉米突变类型, 基因位于第9染色体, 基因定位为9~59[2], 该基因能阻止合成直链淀粉, 在胚乳中形成100%的支链淀粉[4]。
糯玉米籽粒表现为不透明状, 色泽晦暗似石蜡, 故又称蜡质玉米。糯玉米胚乳中的支链淀粉吸水量大、粘度大、糊化温度低、食用消化率高, 从而决定了青果穗食用时的粘软可口特性。
三、鲜食糯玉米育种现状
我国糯玉米育种起步于20世纪70年代, 但由于受当时条件限制, 未能系统深入进行。到20世纪90年代, 随着人民生活水平的不断提高, 市场对优质鲜食糯玉米的需求也不断增加, 大批科研院所及种子公司纷纷开展糯玉米的育种工作。目前, 我国通过审定的糯玉米品种已达200多个[1]。
四、鲜食糯玉米的育种目标
1. 品质
(1) 外观品质。果穗整齐一致, 大小均匀, 以圆柱筒型和锥型为好, 籽粒饱满、排列整齐紧密, 最好无秃尖和缺粒, 穗轴一定为白色 (紫玉米除外) 。
(2) 食用品质。由于鲜食糯玉米主要以食用其青果穗为目的, 所以其食用品质至关重要, 其应达到籽粒皮薄无渣, 口感粘软细腻, 香甜可口。
(3) 营养品质。籽粒蛋白质含量达10%以上, 赖氨酸含量达0.3%以上, 可溶性糖含量达到5%左右。
2. 产量
虽然选育糯玉米不是把产量列为首位, 但糯玉米也应具有较高的产量, 只有达到相应的产量才能确保种植者和工厂的经济收益, 才能减轻消费者的负担。
3. 抗病虫性强
粒腐病和玉米螟虫是鲜食糯玉米食用以及加工生产上的两大直接危害。感染粒腐病和受玉米螟虫侵害的果穗不但使消费者无法直接食用, 而且在储藏、运输过程中容易腐败、变质, 影响销售。由于鲜食糯玉米的采收远远早于籽粒收获, 没有足够的时间分解残留农药, 需要控制化学方法的使用, 因此, 借助育种手段提高抗病虫性尤为重要。
五、鲜食糯玉米的育种方法
1. 自交系选育方法
(1) 直接选育法。从糯玉米地方种质资源 (农家种) 、综合种或群体材料中, 按照育种目标的要求, 用连续自交的方法选育自交系。我国糯玉米资源丰富, 品种类型繁多, 采用直接选育法可获得较好的效果。
(2) 二环系选育法。利用品质优秀的糯玉米杂交种做为基础材料, 选育出的自交系一般配合力高, 品质较好。如京科糯2000和申糯2号等优秀品种, 其父母本都是通过选育二环系育成的。
(3) 回交转育法。通过回交方式将优质的糯玉米种质与配合力高、农艺性状好、抗性强、高产的普通玉米育种材料组合在一起, 然后在经过糯性和农艺性状的选择, 选育优秀的糯玉米自交系。还可以在优良的糯玉米种质之间组配基础材料, 以集合糯质双亲材料的优点育成新系。
2. 杂交种选育方法
组配杂交种时, 要求双亲或双亲之一配合力要高;双亲植株性状和果穗性状要好且互补;双亲生育期差距不大;最好能选择父母本双亲都具有较好的糯性及食用品质的自交系进行杂交组配;由于种皮性状没有花粉直感, 只遗传母本, 所以尽量选择皮薄的自交系做为母本。
六、个人对糯玉米选育方向的一点见解
1. 选育甜加糯型糯玉米品种
糯玉米以其良好的口感及丰富的营养, 深受人们的喜爱, 但其口味只粘不甜, 也使其消费人群受到一定限制。甜加糯玉米因其籽粒中含有一定比例的甜粒, 所以在保证糯玉米粘软口感的同时, 也提高了甜度, 更受喜食甜食者和青年儿童的喜欢。这也将是未来鲜食玉米选育的一个主要方向。
2. 选育彩糯及彩甜糯玉米品种
为了满足不同地域、不同喜好的消费者对糯玉米的不同消费需求, 对鲜食糯玉米新品种的籽粒颜色提出了更多的要求, 在着重选育白糯玉米的同时, 应加强彩糯玉米的选育力度。
3. 选育耐密型糯玉米品种
在鲜食玉米选育中提到耐密型还是比较陌生, 但个人感觉很有必要, 因为鲜食玉米的产量是按每穗价格进行计算的, 要的是数量, 鲜食玉米销售鲜穗一般也不以穗的大小来决定价格贵贱。所以增加种植密度, 提高每亩的产穗数十分重要。
4. 加强含有花青素的紫玉米选育
随着人们生活水平的逐渐提高, 对保健及养生也日益关注, 人们不但要吃的美味, 更要吃的健康。紫玉米含有大量对人体有益的花青素及微量元素, 是一种既美味又保健的天然食品, 会受到一定人群的青睐。
参考文献
[1]蔡治荣, 张胜恒, 杨华等.鲜食糯玉米育种生产进展与特点探讨[J], 2007, 15 (3) :147-149.
[2]杨华, 王玉兰, 张保明, 高根来.鲜食与爆裂玉米育种和栽培.
[3]谢孝颖, 蔡志飞, 印志同等.糯玉米育种概论[J].玉米科学, 2003, 11 (专刊) :58-67.
关键词:玉米;机械化生产;育种;生产技术对策
中图分类号:S23-01文献标志码:A文章编号:1002-1302(2014)11-0116-03
根据农业发展的新形势,近年来,国家鼓励和支持农业用地在土地承包期内通过转包、转让、入股、合作、租赁、互换等方式出让经营权,鼓励农民将承包的土地向专业大户、合作农场和农业园区流转。土地集中连片利于农业生产规模化、集约化、高效化经营,实现传统农业向现代农业转型。为贯彻落实中央和江苏省关于发展多种形式的农业适度规模经营的有关要求,鼓励和引导有条件的地方推进农村土地承包经营权流转,促进土地适度规模经营,增加农民收入,从2008年起,江苏省财政设立农村土地流转扶持资金,专项用于扶持合法有序的农村土地流转。江苏省财政厅、农林厅联合制定了《江苏省财政扶持农村土地流转实施意见》(苏财农(2008]62号/苏农计[2008]50号)。据海门市统计,2009年农业适度规模经营面积累计达3.15万hm2,占总耕地面积的53.1%。其中,土地集中型为0.58万hm2,合作经营型为0.59万hm2,统一服务型为1.98万hm2[1]。无锡市土地流转面积合计3.94万hm2,也占耕地总面积的35.63%[2]。2013年,海门市农业适度规模经营面积累计已达4.87万hm2,占总耕地面积的81%。土地流转催生了规模效应(表1),因此,农业种植收获全程机械化显得愈加迫切和重要,2014年,中央一号文件也强调加快推进大田作物生产全程机械化。
1江苏省玉米生产现状
玉米是江苏省主要粮饲作物,仅次于水稻、小麦;是江苏的饲料主体,也是增值加工的重要工业原料。玉米具有生长期短、适应性广、种植成本低、产量高等优点,还是江苏省多熟制中承上启下的重要作物。因此,玉米生产对江苏省粮食总量平衡、畜牧业发展、加工业和种植业结构调整均具有重要作用[4]。江苏省玉米常年种植面积保持在40多万hm2,主要分布在江苏徐淮、盐城、南通地区,占总面积和总产的65%~70%(表2)。其中,南通地区玉米种植面积近5.33万hm2,主要种植在海门市和启东市,约4万hm2。江苏省玉米总产量不到250万t(江苏省统计局),2010年消费量却高达742万t,2013年超过800万t,预计2015年消费量将达到870万t(江苏省畜牧局统计数据),供不应求的矛盾日益加剧。因此,江苏省玉米生产具有很大的发展空间。
2江苏省玉米生产机械化现状
江苏省纯作玉米约26.7万hm2,间套作玉米约13.3万hm2。土地流转前,玉米生产基本是一家一户分散种植,人工管理,手工收获。近年来,随着土地的流转,逐渐规模化种植,玉米生产机械化呈现出快速发展的良好态势(表3)。
为了贯彻落实《江苏省委省政府关于实施农业现代化工程的意见》,2014年南通、淮安等市要基本实现玉米生产机械化;2015年连云港、盐城、宿迁等市要基本实现玉米生产机械化;2015年玉米主产区纯作连片种植玉米机收水平力争达到80%,基本实现玉米生产机械化;到2020年,全省玉米生产机械化水平要达到90%以上[6]。
目前,南通市在玉米秸秆青贮利用方面基本实现全过程机械化配套,主要包括秸秆拔起、粉碎、揉搓、打包、包膜等。南通市利用1ZSD-160/180型埋茬耕整机、4JGH-150型秸秆切碎还田机等,推广玉米秸秆全量还田机械化;针对种植特点,研制开发了手推式玉米、黄豆播种机,适合套种夹种的种植模式;开发并推广了干玉米与青玉米脱粒机,减轻了人工脱粒的劳动强度[7]。
3制约江苏省玉米生产机械化的主要因素
目前,纯作玉米耕整、播种、收获和秸杆粉碎还田机械已普遍应用,精密播种机、植保打药机、自走式或悬挂式收获机、秸秆粉碎还田机等机械性能稳定,操作技术也较成熟[8]。江苏省玉米间套作主要模式为玉米—棉花、玉米—大豆、玉米—甘薯等,但适于间套作玉米生产的机械有待进一步研制,应根据不同间套作模式研制小型、灵活多样的生产机械;必须加强育种单位、机械研究生产厂家与当地农业技术员的合作,探讨采收玉米的机械如何不损害间套作作物,从而既省工、高效,又不必改变间套作的传统耕作制度。此外,江苏省鲜食玉米面积6.67万hm2,目前均为人工采收,因此,鲜食玉米采收机的研制也应加以重视。
江苏省玉米生产有着特定的区域特性。苗期芽涝、花期“梅雨”、灌浆期高温以及高温、多湿引起的大小斑病、青枯病、纹枯病等异常严重;生长后期常有台风,对抗倒性也有较高的要求。因此,外省引进的品种较难适应该生态区的气候特点和生产模式,主要表现为抗病抗逆性差和产量不稳定,因而必须培育适合江苏地区种植条件的玉米新品种。
机械化生产对玉米品种的要求有:(1)机械化播种。种子水分小于13%,发芽率高,种子活力强,出苗快,具有耐低温、抗寒能力。(2)机械化田间管理。品种抗倒折性强,茎秆适度柔韧,植株不过于繁茂。(3)机械化收获。抗倒伏性强,气生根系发达,茎秆适度柔韧,茎基部节间适宜,穗位适中整齐,果穗整齐度好,苞叶少但包裹性好,果柄和籽粒附着强度适中。(4)生育期。春播玉米生育期短于125d,夏播玉米生育期短于100d。
目前生產上使用的大多数玉米品种机械播种后苗势弱,不能确保一播全苗;植株过于繁茂,不利于机械施肥和喷药;籽粒灌浆速率和脱水慢,生育期偏长;株高和穗位不整齐;抗倒性差,不利于机械收获。因此,玉米品种问题制约了全程机械化生产的快速发展,迫切需要培育适于机械化生产管理的优良玉米品种,必须制定适于机械化种植收获的玉米育种新目标。
4适于机械化生产的玉米品种选育目标
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江苏省玉米育种的总目标为:以常规育种方法为主,辅助利用分子育种和转基因技术,选育适合江苏省生态条件和种植制度及全程机械化生产的粮饲兼用型品种和专用品种,提高主产区玉米产量。2014年江苏省审定的玉米品种产量水平见表4。
4.1超高产、优质、专用
由表4可以看出,大多数品种单产在8250kg/hm2左右,与超高产15000kg/hm2的产量要求尚有较大差距。因此,育种单位必须以超高产为主要目标,选育出大面积单产9750kg/hm2以上、产量潜力15000kg/hm2的超高产品种;以产业目标为方向,培育品质达到国标二级以上的优质专用新品种,注重提高籽粒赖氨酸、蛋氨酸、色氨酸、含油量等营养品质,提高工业用高乙醇含量新品种的选育。
4.2早熟
早熟品种后期成熟快,脱水快,利于机械化采收。生育期要求比江苏和黄淮海地区夏玉米主导品种苏玉20早3~5d。春播玉米生育期宜短于125d,夏播玉米生育期宜短于100d。
4.3种子活力强
因为机械化播种时单粒播种,所以要求发芽率95%以上;种子要饱满、大小均匀一致;适于板茬播种;种子吸水快,出苗快,芽势强,拱土能力强;抗地下害虫。春玉米一般4月上旬播种,常遇低温,因此还要求种子抗寒能力强。
4.4株型紧凑,耐密植
增加种植密度是提高单产的重要举措。目前,大多数品种的适宜种植密度为6.75万株/hm2。因此,必须选育适宜密植的紧凑型品种,密度提高到8.25万~9.75万株/hm2。要求雄穗小,分枝少;叶片夹角小,坚挺上冲,特别是穗位以上叶片上举,中下部叶片平展,利于光能截獲;叶片不过于宽大繁茂,以免重叠郁蔽,给机械化操作带来困难。
4.5抗病、抗逆、抗倒折性强
机械收获要求植株不倒伏。病害是影响倒伏的重要因素。全国每年因各种病害造成的玉米倒伏等产量损失约占总产量的10%,并且严重降低了产品的质量,提高抗病性、抗逆性是玉米育种的永恒目标之一[9]。选育的新品种不仅抗大小斑病、粗缩病、茎腐病和瘤黑粉病,还要抗矮花叶病、纹枯病、黄曲霉等病害,且具有耐旱、抗寒的特性。
玉米倒伏后无法机械采收。机械化收割要求倒伏率低于8%。玉米倒伏可分为根倒和茎秆倒折2种类型。因此,要求茎秆适度柔韧;茎基部节间较短,穗上部茎节拉开;根系下扎深,具有3层气生根,条数多,增强抗根倒能力[10]。抗倒强度在25N/m以上,抗倒强度越大,倒伏的几率就越低[11]。
4.6株高及穗位适中整齐
降低株高能够减少地上部的生物量,因而减轻玉米冠层的自重[12]。穗位越高,抗倒强度越小,植株抗倒伏能力越差,倒伏的可能性越大。Homer等的研究表明,穗位降低9%,倒伏率可减少25%[13]。
4.7果穗大小一致,苞叶少、薄但包裹性好,后期苞叶疏松,果柄和籽粒附着强度适中
苞叶少、后期苞叶疏松、果柄和籽粒附着强度适中有利于机械剥叶和籽粒的脱粒。苞叶的主要农艺性状受基因加性效应控制,因此,亲本选择改良可有效改善苞叶农艺性状[14]。
4.8灌浆速率和籽粒脱水速度快,收获时籽粒含水量20%以下
机械收获时籽粒易破。籽粒破碎率在含水率为25%左右时明显高于13.5%。因而,收获时籽粒含水量要低于20%,以13.5%左右最适合籽粒脱粒[15]。
5适于机械化生产的玉米新品种选育和生产技术对策
围绕适于机械化生产的玉米新品种选育目标,开展选育技术和生产技术研究,力争在“十三五”期间,选育出符合目标的新品种,并在江苏省大面积推广应用。
5.1拓宽种质资源基础
种质单一是引起病害暴发和流行的主要原因。目前生产上使用的玉米杂交种的种质基础约80%是塘四平头、旅大红骨、兰卡斯特、瑞德黄马牙4个优势群,杂交种的遗传基础狭窄。墨西哥、加拿大、美国、欧洲优良种质多,热带、亚热带种质也具有优良的抗病和抗逆性,穗大秆强,产量潜力大,如在我国玉米育种和生产中发挥了巨大作用的自交系B73、Mo17[16]。热带和亚热带种质,特别是CIMMYT的种质,与我国温带种质遗传差异大[17],2种种质间控制同一性状的优良基因差异大,基因的多态性和互补性强;2类种质杂交后,优良性状的等位基因频率增高,基因累加和互作效应强,配合力增大,杂种优势提高。已有研究证实,热带、亚热带的优良种质与我国骨干系间存在很强的杂种优势[18]。近年来,国家玉米产业技术体系发放了数百份美国PVP耐密优良系,江苏省已引进和利用了部分优良系。江苏省还引进了美国先玉335和德国KWS的德美亚1号、德美亚2号等早熟、耐密、适合机械化的自交系,从墨西哥、阿根廷等国引进了一批对粗缩病、青枯病抗性突出的种质,并将这些种质的耐密性、抗倒性、抗病性、籽粒灌浆强度大和果穗脱水速度快等适宜机械化作业的优良性状导入江苏省主推品种亲本中,构建江苏省主要自交系改良的基础材料,该项研究已经取得明显进展。
5.2创新常规育种技术
充分利用江苏省春秋2季玉米不同的气候条件,结合人工接种鉴定方法,在12万~15万株/hm2的高密度选择压下,加强对大小斑病、粗缩病、茎腐病、瘤黑粉病等病害的抗性和耐旱性、耐密性、抗倒性、脱水速率的选择,选育配合力高、抗倒性和抗逆性强、抗多种病害的耐密玉米自交系,继而选育出高产、优质、多抗、适于机械化生产的玉米新品种。
5.3辅以分子标记选择技术
分子标记技术的使用极大地丰富了对生物基因组的理解,为研究玉米种质资源、遗传变异和基因多样性提供了有力工具[19]。例如,Ribaut等利用回交的方法,辅以分子标记选择,改良热带玉米的抗旱性,将5个增益等位基因整合到优良自交系,缩小了干旱条件下的吐丝与散粉间的时间间隔(即ASI),提高了籽粒产量[20]。Abalo等使用分子标记辅助回交方法选育抗玉米条纹病毒(maizestreakvirus,MSV),取得了较好的成效[21]。江苏省玉米育种科技人员正在利用回交辅以分子标记选择,将抗病性、抗逆性、氮高效利用等重要性状作为对象,研究相关性状的分子标记辅助选择的技术体系,重点研究玉米粗缩病、瘤黑粉病、青枯病三大病害的抗性及后期脱水性状的遗传规律。
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5.4利用转基因育种新技术
随着分子生物学和遗传工程技术的快速发展,美国转基因玉米育种取得了巨大成功,并已大面积推广应用。“十二五”前,我国转基因玉米主要研究抗虫和抗除草剂性状,目前,研究重点已经转向了抗旱、高效利用氮素、高产和高品质等性状,并取得了阶段性成果[22]。“十三五”期间,应加强与机械化生产有关性状的改良,如新型抗除草剂基因的研究利用,籽粒迅速脱水基因的发掘和导入等。
5.5利用单倍体诱导技术
使用双单倍体技术,可以迅速得到纯系自交系。利用引进的单倍体诱导系,对育种材料进行单倍体诱导,研究适宜的诱导和加倍条件,提高诱导率和加倍率。同時,将单倍体育种与1年3季的常规育种及分子育种相结合,加强在干旱、渍涝、遮阴等胁迫条件下的选育,创制出适合机械化的玉米核心种质。
5.6研究自交系配合力和杂种优势利用模式
利用大规模的滚动测试和多点鉴定方法。自交系选育过程中,重视早代测验,对核心种质早代不断进行测配和改良,在省内外进行多点鉴定,选育出广适、耐密植、适宜机械化的高产、多抗、制种产量高的杂交种。
5.7研究配套生产技术
以适宜机械化密植高产玉米新品种为核心,研究亲本提纯复壮和良种生产技术,建立标准化生产基地,实现良种生产的标准化,确保原种和良种生产符合国家标准,种子质量达到精量播种的标准。对育成的符合目标的新品种在适宜种植区域开展多年、多点机械化生产配套栽培技术研究,集成机械化条件下玉米的精播壮苗技术、密植高产栽培技术、病虫害防控技术、机械化收获、秸秆还田技术等,形成品种的机械化生产技术规程,实现玉米机械化生产的标准化。
参考文献:
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1 新麦26品种特点
1.1 超强筋
新麦26的突出特点是品质优良,品质各项指标都达到国家强筋小麦一级标准,有些指标远远超过国家强筋小麦一级标准。其品质同时达到郑州商品交易所强麦合约一等品质指标以及面包品质评价指标。且品质性状稳定性好,受年际间气候、地域及栽培条件影响较小。具体品质指标见表1。
1.2 产量高
新麦26产量三要素较协调,两年区试平均每667平方米产533千克,较高产对照新麦18增产1.94%,较优质对照藁城8901增产11.8%。2010年6月12日,河南省科学技术厅组织专家对新乡市农业科学院设在辉县市孟庄镇高村的新麦26千亩方进行现场实打测产验收,产量为613.3千克/667平方米,产量结构为:667平方米穗数45.2万、穗粒数32.5粒、千粒重48克。2011年6月5日河南省上蔡县新麦26高产攻关田产量实打验收,667平方米产736.8千克。
1.3 抗病性较强
新麦26在田间自然发病条件下,高抗条锈病、中抗纹枯和叶枯病。接种鉴定条件下,高抗条锈病、中抗纹枯和赤霉病、慢叶锈病、感白粉病。
2 品质性状的探讨
2.1 优质亚基互补和累加可实现品质提升
新麦26利用分子标记和常规育种相结合育成的优质超强筋小麦新品种。
优质高产矮秆抗病母本新9408E1的高分子量麦谷蛋白亚基组成为Glu-A1:1,Glu-B1:7+9,Glu-D1:5+10,优质抗寒抗病父本济南17的高分子量麦谷蛋白亚基组成为Glu-A1:1,Glu-B1:7+8,Glu-D1:5+10,通过双亲的基因分离、交换和重组,新麦26的亚基组成和新9408E1相同,但品质却有大幅度的提高。由电泳结果分析,可能是5+10优质亚基累加的结果,所以要得到品质性状的提升,可以通过优质亚基累加来实现。济南17还具有优良的低分子量麦谷蛋白亚基,新麦26具有超强筋特性,与优质亚基互补也有很大关系。选育优质品种时,依据小麦品种高分子量麦谷蛋白亚基分析结果和亲本组配原则,利用优质亚基互补和累加,选择适当的亲本,可以作为一种很好的组配方法。
2.2 加大选择力度,提高品质性状的稳定性
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