現(xiàn)代玉米育種新技術(shù)淺析

郭建芳 黃欣 丁健 武小平 王世榮 高瑞紅

摘 要 玉米是全世界總產(chǎn)量最高的糧食作物，其作為我國(guó)重要的農(nóng)作物之一。重對(duì)玉米育種的新技術(shù)進(jìn)行研究論述，從玉米育種地的選擇、選擇標(biāo)準(zhǔn)、母本父本比例、去雜去雄等育種新技術(shù)進(jìn)行闡述。

關(guān)鍵詞 玉米；育種；新技術(shù)

中圖分類(lèi)號(hào)：S511 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B 文章編號(hào)：1673-890X（2016）09--02

當(dāng)前，我國(guó)玉米種植的技術(shù)、產(chǎn)量及品質(zhì)已經(jīng)無(wú)法滿(mǎn)足社會(huì)發(fā)展的需求。因此，需要進(jìn)一步加強(qiáng)研究推出玉米育種的新技術(shù)，才能在實(shí)現(xiàn)玉米優(yōu)良雜交品質(zhì)的基礎(chǔ)上來(lái)滿(mǎn)足玉米育種的遺傳學(xué)需求，從而提高玉米育種的品質(zhì)，促使玉米產(chǎn)量和品質(zhì)的提高。

1 玉米育種地的選擇及播種

優(yōu)良品質(zhì)的種子是玉米高產(chǎn)量產(chǎn)的重要保障，從實(shí)際研究中可以看出，培育出優(yōu)良玉米種子的價(jià)值遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于玉米種植。因此，需要農(nóng)業(yè)研究員加強(qiáng)對(duì)玉米育種的研究，通過(guò)選擇最均勻一致的種植地來(lái)獲得遺傳基礎(chǔ)純合的原種，以便在將來(lái)的去雜過(guò)程中挑選出雜株，提高育種的品質(zhì)[1]。

1.1 育種地的選擇

育種地的選擇是成功進(jìn)行玉米育種的基礎(chǔ)條件，最均勻一致的種植環(huán)境能夠滿(mǎn)足玉米自交系生長(zhǎng)發(fā)育的需求，能促使玉米植株的再生產(chǎn)、植株遺傳構(gòu)成實(shí)現(xiàn)平衡。再則，育種地的選擇要考慮到病蟲(chóng)害的發(fā)生頻率和危害程度，要考慮到種植環(huán)境的變動(dòng)范圍，溫差過(guò)大會(huì)導(dǎo)致育種失敗。

1.2 農(nóng)戶(hù)的選擇

與農(nóng)戶(hù)合作及選擇適合的育種地是玉米育種的基礎(chǔ)條件，要確保育種技術(shù)的研究推廣，選擇具備知識(shí)與技能的高素質(zhì)農(nóng)戶(hù)極為重要。因此，在與農(nóng)戶(hù)合作時(shí)要選擇具有改革意識(shí)、與時(shí)俱進(jìn)意識(shí)的農(nóng)戶(hù)，要綜合考慮農(nóng)戶(hù)的育種經(jīng)驗(yàn)、灌溉能力、除害能力，對(duì)農(nóng)戶(hù)的田地固有性能進(jìn)行檢測(cè)分析，以此為基礎(chǔ)仔細(xì)挑選適合育種的良田。

1.3 選擇玉米新品種

玉米新品種的選擇需要結(jié)合常規(guī)育種技術(shù)來(lái)培育出高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、抗病能力強(qiáng)的良種，通過(guò)利用已獲得的與抗性、品質(zhì)及產(chǎn)量性狀連鎖的分子標(biāo)記，結(jié)合優(yōu)良玉米自交系為材料來(lái)篩選出優(yōu)良玉米自交系，進(jìn)而評(píng)估分子標(biāo)記的育種利用價(jià)值，為組配優(yōu)良玉米新組合提供信息[2]。再者，優(yōu)良新品種的選擇要以現(xiàn)有的高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)玉米品種或組合的優(yōu)良骨干親本為收本，運(yùn)用分子標(biāo)記輔助選擇方法來(lái)重點(diǎn)開(kāi)發(fā)玉米抗矮花葉病毒病、高油、高賴(lài)氨酸、高維生素A源性狀的分子及標(biāo)記，將其轉(zhuǎn)育成優(yōu)質(zhì)、抗病新材料，并利用分子標(biāo)記篩選育種基礎(chǔ)材料和劃分玉米雜種優(yōu)勢(shì)群基礎(chǔ)來(lái)組配抗病、優(yōu)質(zhì)的玉米新品種。

1.4 育種地播種

育種地的播種一般采用較低的種植密度，相比較大田生產(chǎn)種植密度略低10%～15%，確保植株?duì)钚缘某浞职l(fā)育，促使玉米自交系的生長(zhǎng)和發(fā)育，便于后期去雜去雄，篩選出理想的玉米植株。因此在進(jìn)行播種時(shí)應(yīng)當(dāng)注意以下3個(gè)方面。

1.4.1 母本與父本的比例

在保證父母花粉足夠的情況下，母本與父本的比例一般為1∶4或2∶（6～8）；貧粉型、錯(cuò)過(guò)播種期較長(zhǎng)、具有抑制作用的一般比例為1∶1或2∶2。因此在播種時(shí)要盡量減少父本行，通過(guò)密植來(lái)影響花粉和種子的形成；父本應(yīng)具備較好的生殖生長(zhǎng)能力和較強(qiáng)的花粉產(chǎn)生能力，植株較為高大。

1.4.2 調(diào)節(jié)播種期

協(xié)調(diào)雌雄是花粉隔離的重要方法，花期相遇是育種成敗的關(guān)鍵，因此在調(diào)節(jié)播種期時(shí)應(yīng)當(dāng)堅(jiān)持“寧可母等父，不可父等母”的原則。所以播種時(shí)根據(jù)品種生育期適當(dāng)早播母本，最好雌蕊吐絲期比雄蕊散粉期早一兩天。此外，要對(duì)花期調(diào)節(jié)進(jìn)行預(yù)測(cè)，如果母本開(kāi)花晚于父本，應(yīng)當(dāng)剪去雌穗包葉頂端約3 cm；若父本開(kāi)花晚于母本，則應(yīng)剪去母本花絲，保留1.5cm，可延長(zhǎng)授粉時(shí)間。

2 授粉過(guò)程中的技術(shù)研究

玉米種植最重要的特征是天然異花傳粉，天然授粉群體的田間組成處于高度的異質(zhì)狀態(tài)，個(gè)體的基因型處于高度雜合狀態(tài)。玉米的天然授粉隨著花粉的大量產(chǎn)生而發(fā)生，依靠風(fēng)實(shí)現(xiàn)傳送授粉，極容易導(dǎo)致授粉不足、授粉不均、花粉污染等現(xiàn)象，影響了后期產(chǎn)量和品質(zhì)。因此，在玉米授粉過(guò)程中需要對(duì)其進(jìn)行隔離，通過(guò)建立隔離區(qū)來(lái)限制外來(lái)花粉和保持花粉的純度，從而生產(chǎn)出遺傳基礎(chǔ)純合的種子。

2.1 花粉萌發(fā)、活動(dòng)時(shí)期的狀況

研究表明，玉米花粉具有極強(qiáng)的活力，其受到溫度和濕度的影響，氣溫超過(guò)38 ℃會(huì)削弱花粉的萌發(fā)力，從而影響花粉的數(shù)量和品質(zhì)。再者，花粉受到外界環(huán)境的影響極大，再加上自身的體積較大、體質(zhì)量較重，且受到育種環(huán)境的限制，實(shí)際活動(dòng)能力相對(duì)較弱。此外，大部分玉米花粉根據(jù)風(fēng)力的大小會(huì)在距本株50～70 m地方落下，花粉傳送過(guò)程中花粉錯(cuò)雜、污染相對(duì)嚴(yán)重，影響著遺傳基因純合種子的產(chǎn)量。

2.2 隔離方法

隔離的實(shí)質(zhì)目的是限制外來(lái)花粉的污染，以生產(chǎn)出純合的種子。因此，在實(shí)際隔離時(shí)一般選擇距離隔離、時(shí)間隔離、雌雄協(xié)調(diào)3種方法，其中雌雄協(xié)調(diào)是最佳隔離方法，其建立在親本花期完全一致的基礎(chǔ)上，在母本花絲形成時(shí)父本開(kāi)始散粉，這樣母本在接受父本花粉后就不會(huì)被外來(lái)花粉所污染。

2.3 去雜去雄技術(shù)研究

玉米雜交育種的去雜去劣貫穿于玉米整個(gè)生育期和收獲期，因此要加強(qiáng)對(duì)其田間和室內(nèi)去雜去劣技術(shù)的研究探討，從而促使優(yōu)良品種的生產(chǎn)。

2.3.1 田間的去雜去劣

田間的去雜去劣要抓住苗期、拔節(jié)后抽穗前、收獲脫粒三個(gè)主要時(shí)期，其中在苗期去雜應(yīng)當(dāng)結(jié)合植株的間距和生長(zhǎng)情況來(lái)進(jìn)行，根據(jù)植株的顏色、葉鞘色、葉片寬窄等來(lái)綜合考慮，去掉與父本、母本不一樣的各類(lèi)雜株。拔節(jié)后抽穗前去雜要根據(jù)植株的株高、株型、葉片寬窄來(lái)識(shí)別，著重去掉高達(dá)的雜交種植株，確保植株整體均衡。收獲脫粒時(shí)的去雜要根據(jù)果穗形狀、粒形及飽滿(mǎn)度、色澤、軸色等特性來(lái)去掉雜穗。值得注意的是，雜交種植父本雜株率和母本雜株率不應(yīng)該高于0.2%，去雜著重于對(duì)優(yōu)勢(shì)株、混雜株、劣勢(shì)株、矮縮株、懷疑株和其他畸形株進(jìn)行。

2.3.2 母本去雄

母本去雄極為重要，在抽穗初期隔1 d去1次，在盛花期和抽穗期應(yīng)該天天去，去雄要及時(shí)、要徹底、要做到一株不漏，要將整個(gè)雄穗全部拔掉。常見(jiàn)的去雄方法有摸包去雄法（雄穗未成熟）、帶頂葉去雄法（連葉頂一起去掉），拔除的雄穗必須帶出育種地，去雄結(jié)束后應(yīng)每隔2～3 d到育種地進(jìn)行全面檢查，避免留下漏拔的母本雄穗。

2.3.3 室內(nèi)去雜去劣

收獲時(shí)根據(jù)穗型、玉米飽滿(mǎn)度和色澤、穗軸色等基本特性，將不同于典型性的雜異穗去掉；在播種前，要根據(jù)玉米性狀特點(diǎn)進(jìn)行精細(xì)粒選，嚴(yán)格去雜去劣。

3 結(jié)語(yǔ)

此外，還有人工授粉技術(shù)來(lái)增加玉米的結(jié)實(shí)率，通過(guò)分收分藏方法來(lái)為來(lái)年雜交提供適合的親本。玉米育種的技術(shù)研究將在實(shí)踐中不斷完善，進(jìn)一步促使優(yōu)良種子的產(chǎn)生，提高玉米的產(chǎn)量及品質(zhì)。

參考文獻(xiàn)

[1]王瑩，胡建廣，李余良，等.生物新技術(shù)在甜玉米育種中的應(yīng)用研究進(jìn)展[J]中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào)，2006，22（7）：101-104.

[2]錢(qián)華.玉米生物技術(shù)育種研究進(jìn)展[J].黑龍江農(nóng)業(yè)科學(xué)，2010（4）：44-46.

（責(zé)任編輯：劉昀）