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对当前甜玉米育种目标及技术路线的思考

2010-04-04戴惠学

长江蔬菜 2010年20期
关键词:甜玉米自交系种质

戴惠学

南京市蔬菜科学研究所,江苏南京,210042)

对当前甜玉米育种目标及技术路线的思考

戴惠学

南京市蔬菜科学研究所,江苏南京,210042)

根据当前甜玉米科研生产的需求,提出了适时的育种目标:优质高产、耐热耐寒、耐旱耐涝、抗倒伏、广适性、易制种。对自交系选育及组合选配方法进行了论述,阐述了理想品种与现实品种的概念和关系,旨在为提高我国甜玉米品种的选育水平和促进甜玉米产业的发展提供参考。

甜玉米;育种目标;理想品种

甜玉米(Zea maysL.saccharataSturt)为栽培玉米种中的甜质类型[1],作为一种营养丰富的保健型食品,深受广大消费者的青睐,并日渐成为一种膳食改善的新时尚[2~3]。另外由于其栽培相对简单、周期短、经济效益明显,深受种植者的欢迎,栽培面积逐年上升,因此对优质、高产、抗逆、广适甜玉米品种的需求量不断增加,许多育种者纷纷开展对甜玉米的育种研究,因此,确定能够满足栽培和消费要求的品种选育目标,并选择合理可行的育种技术路线显得尤为重要。

1 我国甜玉米育种现状和对其的新要求

据全国农业技术推广中心统计,2008年我国甜玉米种植面积约40万hm2,其中广东省占近50%,年需种子量900万kg左右。近几年又迅速扩大,种子需求量也相应上升,甜玉米育种也是遍地开花。选育方法主要是二环系选育和利用普通玉米杂交回交,近几年国家区试品种的品质评价均为二级,产量在750~900 kg之间徘徊,优质、高产、稳产的品种极少。

随着全球气候变暖,天气变化无常,对甜玉米品种的耐热、耐寒、耐旱、耐涝、抗倒、广适性能力提出了新要求,制种难易程度直接关系到种植成本和规模化发展。优质是前提、高产稳产是保障,这对提高单位面积产值及增加农民收入具有极其重要的意义。

2 主要育种目标及发展方向

2.1 优质高产是永恒的主题

无论是哪种作物,优质高产是新品种选育的永恒目标。优质体现在食用口感、加工品质和外观商品性方,是一种永无止境的追求,要协调好单个指标与综合评价、优质与高产之间的矛盾;产量与种植者效益直接关联,是将内在的遗传特性与外在的栽培技术相结合的表现,在选育高产品种的同时也要研究、优化可行的配套高产技术。

2.2 耐热、耐寒、耐旱、耐涝、抗倒是当前对甜玉米品种的新要求

分析近几年来的气象资料,无论是单个指标还是局部省份都能创下50 a、100 a罕见的记录,气候变化难以预测,高温干旱、暴雨台风逐年增多。从南到北,甜玉米整个生长期难以逃避这些灾害性天气,为此对甜玉米品种的耐热性(雌雄协调性、高温结实率)、耐旱性(减少蒸发量、根系发达)、耐涝性(能够短时间抵御洪涝灾害)、抗倒性(茎秆粗壮、气生根发达)提出了新的要求;甜玉米品种的耐寒性(幼苗期耐5℃左右的低温能力)对降低南方地区冬种风险及其他地区提前播种、早熟栽培具有极其重要的意义。

2.3 广适性、易制种是影响甜玉米规模化种植的重要因素

甜玉米起源于美洲,最适合于北纬40℃以上区域栽培,但随着热带亚热带种质与普通玉米资源的渗入,我国甜玉米品种的适应范围有了很大的扩展[4],随着我国从南到北甜玉米种植面积的不断扩大,对品种的广适性提出了新的要求;制种难易、成本高低,直接关系到种植成本与品种竞争力,成为能否规模化发展的首要制约因素。

2.4 紧凑型、双(多)穗型、抗虫是新的发展方向

紧凑型普通玉米为我国玉米大幅度增产发挥了重要作用,紧凑型强调的是叶片上冲,耐密植,增加产量;叶片能正反面受光,提高光能利用率;减少蒸发量,增强耐旱性。国内大多数甜玉米资源叶片披散、不耐密植、不耐旱,但甜玉米本身具有分蘖性强的特性,如何将紧凑型普通玉米与甜玉米资源有机地结合,培育出紧凑、双(多)穗型品种是甜玉米育种工作者目前重要的研究课题。

随着分子生物学的发展,利用分子遗传学理论、转基因等生物技术手段培育出全新的抗虫甜玉米品种,这将促进我国甜玉米向标准化、产业化深度发展。

3 自交系选育和组合选配方法

3.1 自交系选育的方法

①扩充创新种质 我国甜玉米资源比较匮乏,类型非常单一,广泛引进国外不同种类的新种质来充实国内甜玉米资源,充分利用普通玉米、糯玉米资源来改良和创新甜玉米种质,创造出适合我国自然和生产条件的优良资源,从中选系,希望选育出优良的自交系。

②构建基础群体 玉米育种的理论与实践证明,二环系选育较难有大的突破。为此,通过群体内异交使优良或增效基因得到重组,同时加强对群体内个体的鉴定、选择、异交重组,并反复再鉴定、再选择、再重组使群体内优良基因的频率逐步增加,不良基因的频率压低。要适当加大特别是早代(S1)的群体数量,使基因重组类型增多,变异范围加大,选育优良自交系的机会增加。

③加强人工胁迫 在选育自交系的过程中要加强人工的逆境胁迫,例如:干旱、低温、密植、不抗病虫等,有可能选育出耐旱、耐低温、适宜密植、抗病抗虫等抗逆性较好的自交系和杂交种。

④本地异地变换 在自交系选育的早代(S1~S3)变换不同的生态条件,或者协同不同生态区域的兄弟育种单位将同一份基础材料在各自的区域内选择,再进行种质混合或交流,可使选育的自交系适应性广、抗性丰富,扩大所配杂交种适宜区域增强综合抗性。

⑤高标准严选择 要提高关键育种目标的标准,对影响总体育种目标和生产上可能有风险的不良性状,如抗病性差、不抗倒、空秆秃尖、不易制种等实行一票否决制。

3.2 组合选配方法

①热带亚热带种质与温带种质组配模式 甜玉米起源于美洲大陆,我国甜玉米种质资源比较匮乏,更没有进行杂种优势模式的系统研究,配组时比较盲目,争对性不强。根据来自热带亚热带和温带种质资源的地理差异,进行配组,可能选育出优势较强的组合,笔者经过10 a甜玉米育种实践也证实了这一点,晶甜3号(国审玉2003076)的选育成功是个实例。

②借鉴普通玉米杂优利用模式,进行成对改良、定向培育 对普通玉米杂种优势模式的研究比较深入,并取得了较好的成果,充分利用其杂优模式,将甜玉米资源进行成对改良,待稳定后进行定向配组,不但抗性得到明显改良,而且杂种优势也能充分体现,在我国不同的地理区域、不同气候条件下表现出较好的适应性,是一种简单实用的甜玉米组合选配方法,笔者用此方法成功选育了优质高产超甜玉米新品种——晶甜5号(苏审玉201007)。

4 理想品种与现实品种

理想品种又称无风险品种或零风险品种,是从种植者的角度出发,在整个生长过程中没有任何的缺陷,稳产高产,能适应不同的气候条件[5];现实品种是实际存在的,即经过育种家的努力,尽可能培育出综合表现优良的品种。通过对资源的遗传改良和对所配组合的严格筛选,不断地朝着理想品种方向努力,是育种工作者无止境的追求,但只能是向理想品种无穷的逼近。

[1]刘纪麟.玉米育种学[M].北京:农业出版社,2001.

[2]廖琴.中国玉米品种科技论坛[C].北京:中国农业出版社,2001.

[3]石德权,郭庆法,温义昌,等.食用玉米研究进展[C].济南:山东科学技术出版社,2001.

[4]赵久然,滕海涛,张丽萍,等.国内外甜玉米产业现状及发展前景[J].玉米科学,2003(专刊):98-100.

[5]赵久然,孙世贤.对超级玉米育种目标及技术路线的再思考[J].玉米科学,2007,15(1):21-23,28.

Thinking on Current Breeding Objective and Technical Route of Sweet Corn

DAI Huixue
(Nanjing Vegetables Research Institute,Nanjing 210042)

According to current research and production of sweet corn,set the timely breeding objectives:high quality and yield,tolerant to high and low temperature,to drought and moisture,resistanat to falling down,wide-suitable,easy production of seed.It is set forth that methods of selction about inbreeding and combination,mean-while expound concept and relation of ideal and reality cultivar.It aims to improve level of sweet corn breeding and development.

Sweet corn;Breeding objective;Ideal cultivar

10.3865/j.issn.1001-3547.2010.20.026

戴惠学(1973-),男,高级农艺师,主要从事甜糯玉米遗传育种与栽培技术研究,电话:13952097487,E-mail:5409781@163.com

2010-04-15

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