范文一:玉米抗旱育种试验计划
组员名单及分工介绍
组长:曾通明
主要负责组织全组进行计划书的制定,以及查阅资料、文献和相关材料的整理。
组员:
胡雪、陈雪会:主要负责计划书的撰写
刘刚、何瑞璞:主要负责PPT的制作
吴开军:主要负责PPT的讲解
玉米抗旱育种试验计划
1 育种项目名称:玉米的抗旱育种
玉米是一种一年生禾本科草本植物,是世界三大粮食作物之一,也是重要的饲料、粮食和工业原料。玉米产量的形成与环境有着密切联系,尤其是水分的影响十分突出。在我国,干旱、半干旱土地面积占全国总面积的47%,其中干旱、半干旱耕地面积约占总耕地面积的51%。玉米是旱地作物中需水量最大,对水分胁迫很敏感的作物之一, 干旱是影响玉米产量的重要原因之一[1]。目前玉米抗旱育种颇受重。因此,我们将通过所学的轮回育种的方法对优良的抗旱品种进行选育,以期选育出具有抗旱的优质的玉米品种,为解决生产中因干旱而造成的减产、枯萎、死亡等问题做出贡献。
干旱已成为世界玉米生产的主要限制因素, 必须把选育抗旱的高产品种作为育种目标。因为不同环境条件下影响产量的性状、机理不同, 育种者不可能通过在高产环境下选育来实现抗逆的目的; 而且在适宜环境中很多有用的抗逆特性鉴定不出来,在干早环境下才能实现有效的抗旱鉴定, 且遗传增益也大。在干旱环境下抗旱育种成败的关键是干旱的管理, 使用合理有效的试验设计, 并同时在正常环境下进行鉴定。抗旱育种过程中要同时注意控制熟期, 选用优良种质
作为抗旱选育的基础种质; 选用一套有效的第二性征辅助鉴定体系; 将所有环境中有关同一个品种的所有性状综合起来用来评估选择指数。
2立项依据
2.1 研究的目的和意义
玉米是我国主要的粮食作物之一,2002年我国玉米种植面积和产量仅次于水稻,居粮食作物第二位,但有2/3的玉米面积因没有灌溉条件经常受到干旱的影响[2]。近年来,人口增加,粮食紧缺已成为重的社会问题,保证粮食高产是维持社会稳定的首要因素。但是,每年干旱使得玉米大量减产,甚至有些干旱严重的地区绝收。尤其是近年来全球性气候恶化使得干旱发生周期越来越短,干旱程度越来越重,对粮食生产构成的威胁也越来越大[2]。因此,保持玉米稳定的产量,用现代技术和手段进行玉米抗旱育种研究是十分必要的。
2.2研究现状
每年我国不同的地区遭受不同程度的旱灾使得农作物产量损失严重。大量研究资料表明, 干旱是世界也是我国大部分地区玉米产量不稳、不高的主要原因[3]。育种学家对玉米的抗旱育种研究十分重视。近年来众多的研究表明,玉米抗旱育种是提高品种的抗旱性、利用植物本身进行生物节水、减少干旱带来损失有效途径[4]。
抗旱育种的基本前提是需要有过硬的种质资源,从20世纪70年代开始,国际玉米、小麦改良中心(CIMMYT)就致力于提高玉米抗
旱性的研究,经过三十多年的选育,CIMMYT已经拥有了一大批经过鉴定和改良的抗旱种质资源[2]。我国新疆在玉米抗旱种质资源的鉴定筛选方面,不仅已建立了成熟的方法和指标(包括苗期和成株期鉴定的方法和指标),还对保存在我国基因库中的3000余份玉米种质资源进行了抗旱性的鉴定筛选,并对选出的资源进行了较为深入细致的再鉴定。鉴定出的近百份资源正在纳入实用性研究计划[4] 。近年来, 随着科学技术的不断发展,分子标记辅助选择已成为公认的可大大提高育种效率的重要国外及国内众多的科研院所对玉米抗旱性及其相关性状进行了标记和作图,利用分子标记辅助选择技术进行抗旱育种的尝试,大量试验和理论研究也证明分子标记手段可以用于抗旱基因的筛选和种质创新及常规育种中[4]。育种学家们通过对不同分离群体进行分子标记鉴定和抗旱性鉴定,发现抗旱性与多个性状有关,对控制这些性状表达的主要基因组进行了定位和作图。目前,把分子标记和 QTL技术应用到玉米抗旱性的辅助选择中已取得一定成效,并呈现出良好的应用潜力。
2.3 研究中出现的问题
在玉米抗旱育种中在实践中,一个重要的问题是玉米遗传作图与基因定位环节和标记辅助选脱钩,这也是当前大量的遗传作图的结果难以应用到育种实践的原因。因此,在今后研究中要尽量选取育种中广泛应用、有代表性的材料构建作图群体,这样基因定位的结果可以直接应用于辅助选择中。同时应广泛学习不同育种技术的应用,成本、育种人员的技术水平等都是育种中成败的关键。
作为早地作物的玉米,其抗旱性是指在大气干旱和土壤干早条件下,不仅能存活下来,而且能使产量稳定在一定水平的能力。通常有3 种抗旱机制: 躲旱、避旱和耐旱。其中避旱和耐早统称为抗早性,躲早是植株在严重的水分胁迫发生之前完成其生活周期的能力。避早是在水分胁迫发生时,植株通过维持组织的高水势或以组织水势略微下降来忍受干旱的能力。耐旱则是随着水势的降低,植物组织的生理活动或代谢活动下降较低的能力。利用早熟品种躲旱,虽然适应干旱环境,但由于早熟性,其产量潜力不大。因此目前大多数育种家都倾向于抗旱性育种。根据近年来研究发现,不同玉米种质间的抗旱能力具有明显的差异,这种差异是玉米抗旱育种的内因和依据。由于抗旱性是一个复杂的数量性状,并且优良基因出现的频率低,抗旱育种田间试验的管理难度大,因此进行玉米抗早育种难度较大。
玉米耐旱性的基因组研究中发现,抗旱性与多个性状有关,用来转移的基因也多种多样,对玉米抗旱性的提高,仅靠转移一个基因得到耐旱植物有一定的难度,转入一系列基因也许是必需的,这样会加大育种难度、工作量及提高成本等。
3 研究内容
本次的项目主要是通过轮回选择出玉米抗旱性好的优良品种。其抗旱玉米应达到的目标是在干旱土壤条下能出苗生长,苗期有较高的根苗比,在细胞中能活跃地积累溶质,叶直立、深绿色,并且有蜡质角质层[5];在干旱条件下通常不卷叶,在干旱压下叶片能在低水势下维持它们的基本功能,当干旱压消失后,能迅速恢复。开花期果穗生
长迅速。干旱条件下不出现败育,同时具有高产稳产的特性。 4 研究方案
玉米抗旱性是受微效多基因控制的数量遗传性状,而对于数量性状提高最有效的方法就是轮回选择法。所以,本次玉米抗旱以轮回选择为育种方案。技术路线如下所示:轮回选择
轮回育种
5 研
究基础
现有的研究条件:
① 育种实验地点:大棚基地
② 规模:5亩(3333.4m2)
③ 科研设施:玉米所用栽培工具、杂交器具、喷灌设备;现有工作基础:育种材料易获得,品种多
6 抗旱育种的计划进度
第一年:取材和杂交。
选择抗旱性差但适应其它各种逆境能力强的玉米品种A和抗旱性强但适应其它各种逆境能力差的玉米品种B,然后同时播种,等到了花期时就进行杂交。用品种A作为母本,品种B作为父本,最后得到50%基因来自于品种A的杂种一代。
第二年:进行第一次回交。
将第一年获得的杂种一代再次与品种A进行回交,从而得到75%基因来自于品种A的回交一代BC1F1 。
第三年:二次回交。
进行第二次回交。得到87.5%基因来自于品种A的回交二代BC2F1。
第四年:三次回交。
进行第三次回交。得到93.75%基因来自于品种A的回交三代BC3F1。
第五年:四次回交。
进行第四次回交。得到96.875%基因来自于品种A的回交四代
BC4F1。 第六年:自交.
将第四次回交得到的回交四代BC4F1进行自交,从而得到纯合抗旱的玉米新品种。 第七年:区域试验。
将得到的玉米抗旱新品种在其它各种条件都较好而土地较干旱的农田里进行区域试验, 其中若有不能生长或者不结实的玉米植株,则进行统计分析,然后全部都拔掉,从而将得到全是抗旱的玉米种子。
第八年:生产试验。
将通过区域试验得到的抗旱种子进行大面积在干旱的土地上的进行生产试验,然后通过产量鉴定和品种审定适合推广,则就开始申报新品种专利以及进行全方位的推广。 7 项目承担单位和人员 单位:周四实验班第二组 人员组织:
研发人员:负责玉米抗旱育种研发试验。
技术人员:负责整个育种过程的育种,由核心技术人员完成。 管理人员:负责日常决策、资源获得、人员的组织和协调。 临时劳务工:某些工作采取外包的形式,请当地人来做。主要任务是松土、除草等杂活。
注:劳动分工在基地发展到一定规模时有利于提高工作效率,但是当育种基地建设初期,一个人可以承担多项工作职能,分工就不必那么
明确。 8 资源配置
基地需要配置适当的实验及生产设施,基地面积5亩土地,现做如下分配利用:
0.5亩基地生活办工的场所。
1亩新用于玉米抗旱品种试验的基地。
1.5亩用于新选育的玉米抗旱品种生产的基地。 2亩基地新选育抗旱品种的种植示范园。 9 经费概算
参考文献:
[1] 王士谦.玉米抗旱性的研究进展[J].河北科技师范学院学
报,2005,19(3):76-80.
[2] 孙成韬,焦仁海,番兴明.玉米抗旱育种的研究进展[J].玉米科
学,2006,14(6):71-74.
[3] 王毅成.玉米抗旱机制研究进展[J].国外农学-杂粮作
物,1998,18(4):39-42.
[4] 刘成.新疆玉米抗旱研究进展[J].新疆农业科学,2007,
44(S2):24-26.
[5] 吴子恺.玉米抗旱育种[J].玉米科学,1994,2(1):6-9.
范文二:全国玉米育种创新战略计划签署
全国玉米育种创新战略合作计划在垦区签署
徐学阳杨军出席签字仪式
发布时间: 2012年03月26日 00:04:00 来源: 本站原创 作者: 任荣荣 李然 记者 王亚光 赵阳 责任编辑: 杨洪生 丁宁 点击率:
本网哈尔滨3月20日讯(任荣荣 李然 记者 王亚光 赵阳) 今天,由中国种子协会、国家玉米产业技术体系主办,黑龙江垦丰种业有限公司承办的2012全国第二次玉米育种创新战略合作座谈会暨签约仪式在哈尔滨华旗饭店国际会议中心举行。垦丰种业等9家合作企业与国家玉米产业技术体系共同签署了玉米育种创新战略合作计划。总局副局长徐学阳,中国种子协会副会长杨军,国家玉米体系首席科学家张世煌、育种与种子研究室郭庆法等专家学者出席并致辞。
徐学阳说,当前,中国的民族种业进入了一个新的资源整合、结构调整、战略兼并时期,预示着中国民族种业迎来了具有历史意义的战略机遇,在这个背景下,中国种子协会再次推动玉米育种创新战略的合作,无疑是积极的、具有前瞻性的。这对于玉米育种行业创新机制的形成、资源的整合及提升玉米种业的创新能力意义重大。北大荒种业集团以及所属的相关单位将责无旁贷地全力推进战略地实施。北大荒种业集团目前已跻身国家种业企业前列,正在进行各种资源整合,核心企业正在积极进行股份制改造,将在未来两年时间里破茧而出,成为北大荒集团旗下的又一上市公司,并且以上市为起点,进行产品品质方面的创新提升。希望与会者在互利互惠、优势互补、共同发展的原则下,合作建立商业化育种运行新机制,合作育种企业,在合作开发玉米技术和材料创新的研究上建立育种成果转化平台,加强信息交流和共享项目建设,为国家粮食安全做出新贡献。
杨军说,全国玉米育种创新合作战略计划的签署是深入贯彻落实国务院关于加快推进现代农作物种业发展的一个具体实践,将进一步提高我国种业发展水平,加速提升育种研发能力。今天签署的合作计划,对有发展的技术新领域共同进行投入,共同开拓市场,共享合作成果,合作开展育种技术培训、育种团队建设和育种创新研究、合作、申报以及承担国家的重大关键育种的技术研究,建立玉米育种转化平台及商业化育种的新机制,开展各种长期稳定的信息交流。
据悉,此次会议以玉米合作育种为主题,加强了科研单位与合作企业在玉米育种方面的广泛联系,讨论了东北、黄淮海、西南、西北四大玉米产区联合育种方案、育种基础材料及群体改良统一设计和引进种质统一鉴定、评价问题,讨论了育种成果交流平台、试验站育种团队成员整体技术培训及合作企业种子生产、加工、检验人员技术培训等问题,促进了玉米育种科研机构与企业的交流合作。
中国种子协会、国家玉米产业技术体系、中国农科院、中国农业大学和部分省市的农业高校、科研机构及总局种子管理局、北大荒种业集团等相关部门负责人参加会议。
范文三:玉米育种
一、异花授粉作物花器构造特点
1、雌雄异株:雌花和雄花分别生长在不同的植株上,如大麻、菠菜等;
2、雌雄同株异花:雌花和雄花分别着生在同一植株的不同部位,如玉米、黄 瓜;
3、雌雄同花,但自交不亲和:如甘薯、白菜、向日葵等。
二、异花授粉作物的传粉特点
异花授粉作物的传粉主要途径:
1、靠风传粉
2、靠昆虫传粉
在异花授粉作物中,以雌雄异株的自然异交率为最高,达100%,玉米的自然异交率在
96% 左右。总的说来,这类作物的自然异交率在50-100%之间。
三、异花授粉作物的遗传特点
1、异质性:由于异交率极高,个体的遗传组成具有高度的杂合性,群体内个体间的基因型
具有高度的异质性;
2、分离不稳定:单个个体的后代分离大;
3、自交显著退化:自交衰退严重。
四、异花授粉作物的基因型
1、开放授粉条件下:品种群体的基因型是高度杂合的,群体内个体间的基因型是异质的,
因此,它们的表现型是多种多样的,且基因型和表现型不一致;
2、在一个封闭系统中:将保持遗传平衡状态。
五、异花授粉作物的遗传育种特点
1、在开放授粉品种群体中挑选优良个体以改良群体,其效果有限;
2、选育自交系,组配自交系间杂交种;
3、在良种繁育时,要严格防杂保纯
第一节 国内外玉米育种概况
一、为人类进步作出巨大贡献
1、世界三大粮食作物之一
2、推动了饲料工业和养殖业的发展
3、促成种子行业的兴起
4、促进了传统农业向现代农业的转化
二、为遗传学研究提供了好的材料
1、10个连锁群已定位170多个基因。
2、1983年, 美国遗传学家巴巴拉.麦克林托克(B .McClintock )由于四十年前在玉米上发
现的转座子,被授予诺贝尔医学奖
3、A-B 染色体及其易位体系
4、玉米雄性不育的细胞质遗传
三、为作物育种摸索出一系列方法
1、人工选择最杰出的作物
2、杂交育种的开拓者(1850年
3、开杂种优势利用之先河
(1) 19世纪末品种间杂交种的选育;
(2) 1907年自交系的选育;
(3) 1935年生产上推广双交种;
(4) 1960年主推单交种;
(5) 质核互作雄性不育三系制种
4、轮回选择之先锋
5、群体基因库的建立
四、我国玉米种植慨况
玉米是我国主要粮食作物之一,常年种植面积约3亿亩,总产1.18亿吨。面积和产量分别
占粮食作物的22%和25%。种植面积与总产均仅次于水稻和小麦,居粮食作物第三位。在
世界上我国玉米种植面积与总产仅次于美国,居第二位。
第二节 玉米育种目标及主要性状遗传
一、我国玉米分布、区划
1、北方春播玉米区
2、黄淮海夏播玉米区
3、西南山地玉米区
4、南方丘陵玉米区
5、西北灌溉玉米区
6、青藏高原玉米区
二、玉米育种目标
我国在当前及至今后一段较长的时期内,玉米育种总的策略为:大幅度提高产量,同时改
进籽粒品质,增强抗性,以充分发挥玉米在食用、饲用和加工等方面多用途特点,为国内
市场提供新型营养食品。
具体可分为两类:(1)高产、优质、多抗、普通玉米杂交种的选育。(2)特用玉米(特
殊品质)杂交种的选育。如高赖氨酸玉米,高油玉米杂交种,超甜玉米 ,青贮青饲玉米,
爆裂玉米、糯玉米。
1、普通玉米育种目标
普通玉米杂交种的选育。要求新选育的杂交种比现有品种增产10%以上或产量相当,但具
有特殊的优良性状,大面积亩产达600kg 以上,产量潜力达800kg /亩以上,籽粒纯黄或纯
白,品质达到食用、饲用或出口各项中的至少一项,
(1)高产是一切作物育种所追求的目标,玉米
育种也不例外。要求新选育的杂交种比现有品种增产10%以上或产量相当。
途径①稀植、大穗型(北方春玉米区)
②高密度、中小穗型(黄淮海夏玉米区)
实践证明,高产玉米群体密度要达到一定的水平,果穗中等大小、出籽率要高,穗轴
要细,千粒重要高,雄穗不能太大。叶片宽、上冲,便于接受较多的太阳光,提高光合效
率
(2)优质
包括食用品质、饲用品质和工业用品质含角质淀粉多的品种食用品质较好,粉质淀粉
多则较差;含赖氨酸和色氨酸多的品种营养价值高,对人畜的生长发育有利。籽粒纯黄或
纯白。
(3)多抗
要高抗大斑病(春玉米尤为重要) 、小斑病(对夏玉米应严格要求) 、丝黑穗病,耐病毒病,
不感染茎腐病。
2、特用玉米育种目标
(1)玉米油育种
①高油玉米 含油量在7%以上,为常规玉米的一倍多,而亩产可达常规玉米水平的玉米品
种。
普通玉米籽粒的含油量在4%~5%左右。高油玉米一般为7%~10%。最高可达20%以上,
玉米的含油量受多基因控制,以加性遗传效应为主。因此可以通过混合选择和轮回选择的
方法有效地积累
玉米油是一种优质食用油,维持人体健康所必需的油酸、亚油酸的含量较高,达到80%
以上。玉米油还富含维生素E ,维生素A 和卵磷脂含量也较高,经常食用玉米油可减少人体
胆固醇含量,增强肌肉和心血管的机能,增强人体肌肉代谢,提高对传染病的抵抗能力。
因此,人们还称之为健康食用油。
玉米油85%集中于胚部,所以高油玉米一般具有较大的胚,而玉米胚的蛋白质含量比胚
乳高一倍,赖氨酸和色氨酸含量比胚乳高2-3倍,所以高油玉米还具有较高的蛋白质和赖
氨酸含量,类胡萝卜素含量也较高。
②高油玉米育种目标
高油玉米杂交种,籽粒中的含油量不低于7%,产量不低于普通推广种5%,抗病性同普通
玉米。
(2)玉米碳水化合物育种
淀粉是玉米籽粒中的主要积累物质,占籽粒总重的70%左右;淀粉是人类的主要的食物。
玉米淀粉是人类主要淀粉来源之一。也是工业淀粉(变性淀粉)和以淀粉为原料的深加工
(高糖糖浆、燃料、酒精)产业的主要原料。
玉米碳水化合物育种,包括甜玉米、高直链淀粉、高支链淀粉(糯玉米)育种
①甜玉米原产于南美洲或北美,国外研究己有100余年历史,我国起始于20世纪50年代。
甜玉米的含糖量是普通玉米的2-10倍,有些种类比西瓜还甜。甜玉米之所以含糖量如此
之高,是因为胚乳中某些隐性单基因突变阻止淀粉的合成、产生蔗糖、水溶多糖等。
类型:普通甜玉米、加强甜玉米和超甜玉米3大类。
特点:含糖量高,油分、蛋白质含量高,蛋白质品质较优良。
Ⅰ普通甜玉米
以su 1为基础。在乳熟期,纯合su 的还原糖和蔗糖含量增加,尤其是水溶性多糖( WSP )
增多,使支链淀粉变为水溶多糖优点:
水溶性多糖( WSP )含量高,带糯性,适口性好,果皮柔嫩,适于加工。
缺点:
①18天含量达高峰、28天后只有18天的1/2,与普通玉米上相差无几,收获期严格;
②收获后,糖分向淀粉转化太快,收后24小时,糖分降低50%。
Ⅱ超甜玉米
以sh 2和以bt 1,bt 2为基础。
sh 2突变体子粒的含糖量是普通玉米的10倍,其作用是在胚乳发育过程中阻止蔗糖向合
成淀粉底物的转化,故使胚乳中蔗糖含量增加,淀粉减小。能较长期地保持高糖分水平优
点:
①糖分含量高,为普通甜玉米的2-3倍。
②采收后糖分向淀粉的转化慢。
③对采收期要求不严。
缺点:
①几乎没有WSP ,口味欠佳。
②贮藏淀粉少,果皮厚。
③种子发芽率低和苗期长势弱。
Ⅲ 加强甜玉米
加强甜基因se 属于su 的主效修饰基因。当隐性基因se 纯合时,使su 1基因背景材
料的糖分提高到超甜玉米水平,同时不降低WSP 含量。综合了普通甜玉米和超甜玉米的优
点。
Ⅳ 甜玉米育种目标
甜玉米的品质是由风味、胚乳质地和果皮柔软度决定的,风味决定于甜度,甜度是由胚乳
中的糖和淀粉的含量决定的。另外果穗和籽粒的外观也很重要。
适时采收的普通甜玉米乳熟期籽粒中水溶性糖含量不低于8%,超甜玉米则要求达18%
以上,穗长在15cm 以上,分别符合制罐、速冻或鲜食的要求,亩产鲜果穗500kg 以上。
②高支链淀粉玉米
普通玉米天然原淀粉中,直链淀粉含量一般为15%~25 %,支链淀粉含量为75%~85%
左右。
③直链淀粉玉米
3、玉米蛋白质育种
普通玉米蛋白质含量在10%左右,其中胚乳中的蛋白质占籽粒总蛋白的80%。普通玉
米胚乳中,水溶的清蛋白平均占3%;盐溶的球蛋白平均占3%; 醇溶蛋白平均占60%;
碱溶的谷蛋白平均占34% 。而在胚中,蛋白质主要是清蛋白(60%的胚蛋白) ,只含5%-
10%的醇溶蛋白。醇溶性蛋白赖氨酸含量少。对于大多数谷物作物来说,赖氨酸是限制品
质的第一要素,因为人和单胃动物都无法在体内合成这种氨基酸。普通玉米因缺乏赖氨酸
而极大地降低了籽粒品质。
优质蛋白玉米是指蛋白质中富含赖氨酸的玉米
优质蛋白质玉米育种
20世纪60年代后半段,国际上普遍开展了高赖氨酸玉米育种工作,O2玉米由于是粉质胚
乳,
(1)籽粒容重低,粒重轻;
(2)籽粒易受病虫害的危害,特别易感穗粒腐病;
(3)生理成熟期,籽粒失水慢.含水量高;
(4)不透明的籽粒。
20世纪60年代后半段,国际上普遍开展了高赖氨酸玉米育种工作,O2玉米由于是粉质胚
乳,
(1)籽粒容重低,粒重轻;
(2)籽粒易受病虫害的危害,特别易感穗粒腐病;
(3)生理成熟期,籽粒失水慢.含水量高;
(4)不透明的籽粒。
4、其它玉米育种
(1)青饲玉米
按植株类型分:单秆和分枝;
按用途分:青贮专用型和粮饲兼用型。
分枝类型的分蘖性强,茎叶丛生,单株生物学产量高,并且多穗,可以使植株的青穗比例
增加,蛋白质含量提高。
单秆类型的基本上没有分蘖,一般植株高大,叶片繁茂,茎秆粗壮,着生1-2个果穗,单
位面积产量主要通过增加种植密度来实现。
(2)爆裂玉米
我国爆裂玉米食品工业对原料的要求是颗粒大、膨胀倍数高、爆花率高、适口性好、色泽
金黄光亮和利于加工生产的花形。
三、主要性状的遗传
玉米性状的遗传,已有大量研究.目前已被认识和证明的等位基因约有1000个,其中被定
位于连锁图中的约有400个。现已明确,玉米的籽粒品质(甜度、糯性、不透明性组成成分) 、
植株的形态持征(如矮秆、无叶舌、褐色主叶脉) 是由单一主基因控制的质量遗传性状。还有
许多性状是由微效多基因控制的数量遗传性状,且受环境条件影响很大。近来也发现有些
性状受主基因与多基因的共同控制。
(一)主要经济性状的遗传
经济性状基本都是数量性状遗传
1、果穗长度
玉米大多数杂交组合F l 代的果穗长度都表现出明显的超亲优势,其优势指数在16-56之间。
果穗长度的遗传是多种遗传效应互作的结果,在决定穗长的遗传中,基因的显性效应为主,
加性效应所占的比重较小。其平均遗传率较低。
果穗长度与每行籽粒数是紧密相关的,果穗长则每行粒多,因而行粒数的遗传也是多种
遗传效应互作的结果,并且以基因的显性效应为主。
2、穗粒行数
玉米的穗粒行数的遗传是比较稳定的。大量的杂交试验表明:杂种F1代果稳的籽粒行数
介于亲本之间,杂种优势不明显。
穗粒行数的遗传中,基因的加性效应占主导地位,在育种工作中,如要选育出穗粒行数
较多的杂交种,则双亲自交系的籽粒行数必须较多,否则难以奏效。
3、粒重
玉米杂种F 1粒重的优势很明显,超亲优势也很突出。但F 1粒重优势与双亲粒重差异大小
有密切关系。当亲本粒重的差异较小时,F 1粒重的优势较低,亲本间粒重的差异较大时,
则F l 粒重的优势较大。基因的加性效应在粒重的遗传中占主导地位,但显性效应也明显,
粒重的遗传率中等。
4、单株果穗数
玉米杂交种的单株果穗数基本上不出现杂种优势,其遗传主要取决于基因的加性效应。
(二)籽粒性状的遗传
1、籽粒类型的遗传 玉米籽粒根据其形状、胚乳的质地可分为不同的类型。它们大多呈简
单遗传,由一对或两对基因控制。除普通玉米即马齿型或硬粒型呈显性遗传外,其他类型
均为隐性遗传。
(1)糯质玉米 wxwx
(2)甜质玉米 susu shsh sesesusu
(3)粉质玉米 flfl 具剂量效应
不同类型玉米之间杂交,其遗传表现不同。
粉质玉米与甜质玉米杂交时,杂交当代果穗上的籽粒表现为粉质,F1植株果穗上籽粒出
现9粉质:3糯质:4甜质的分离比例。其中有基因的互补效应。
粉质玉米与糯质玉米杂交时,F1籽粒为粉质、F2籽粒呈3粉质:1糯质的分离。
2、籽粒色泽的遗传
玉米籽粒的色泽受果皮、糊粉层和淀粉层三部分的影响。果皮是由子房壁形成, 属母体组织,故果皮色泽决定于母本基因型,无花粉直感作用。
糊粉层,淀粉层(胚乳)均有花粉直感现象,但必须是父本为显性性状时才能表现出来,
若父本为隐性则不能表现。如白胚乳×黄胚乳的F l 代产生的果穗上即可分离出黄白粒来
3、籽粒其他品质性状的遗传
(1)含油量与脂肪酸组成:油脂主要存于种胚,而胚乳中含量较少。玉米的含油量受多基因控制,以加性遗传效应为主。
(2)玉米油质量: 玉米油质量取决于各类脂肪酸的相对比例, 而各类脂肪酸的含量同样受遗传的控制。对于软脂酸、油酸和亚油酸,加性基因效应起着最重要的作用。各种脂肪酸的含量除了受到多基因体系的控制外,同时还与某些主效基因的作用有关。
(3)赖氨酸含量的遗传
Opaque -2受隐性单基因控制。
O2(Opaque-2)突变影响玉米胚乳蛋白合成的方向,醇溶性蛋白合成下降而碱溶性谷蛋白增加,前者赖氨酸含量少。后者含赖氨酸、色氨酸较高。1964年以后还发现突变体fl2、O7等,这些单基因主宰着胚乳内整个蛋白质谱平衡改变,朝着人类有利方向改变。
(三)农艺性状的遗传
玉米的营养器官在形态上存在着广泛的变异,玉米植株性状的遗传变异研究的比较清楚。 能使株高降低的单基因有br 、br2、br3、bv 、cr 、ct 、ct2、mi 、na 、na2、rd2、td 等。br 使节间变短,但不减少植株的总叶片数,因此,植抹高度变矮,茎秆粗壮。
na 基因使生长素的合成量降低,在br2br2背景下叶片发育速度减慢,成株后果穗以下节间数减少,植株变矮。
lg 基因是无叶舌基因,因此叶片上冲、挺立。
玉米植株性别发育也明显受若干基因的支配
ts1、 ts2 、ts3 、ts4、ts5等基因是雄花结实基因,即雄花发育成雌雄同穗的两性花序,或形成完全的雌花。ba 、ba2可以使雌花序发育受阻,只有顶端的雄花序。
Ba -Ts -是正常的雌雄同株异花;
Ba -ts ts的顶端雄花发育成雌花并能受精结实成为全雌株;
ba ba Ts-的叶腋雌花序不能发育,成为全雄株;
babatsts 叶腋无雌花发育,但顶端雄花序发育成雌花序成为完全的雌株。
雄穗分支数的多少也是受控于某些基因。ra 、ra2基因的雄穗和果穗具有较多的分支.ba 植株的果穗小穗分化为分枝,分枝又长出小穗,从而形成果穗分枝类型
(四)抗病性的遗传
1、大斑病
玉米主要病害之一,严重时可造成玉米减产达50%。属真菌性病害。
发病初期,叶片上出现水浸状青灰色斑,逐渐向两端扩展,形成黄褐色梭形或长纺锤形大斑,病斑宽1-2cm ,长15-20cm ,严重时全株枯死,轻的生长衰弱,籽粒瘪小,造成减产。
玉米对大斑病的抗性遗传有两种类型
(1)多基因抗性(病斑数抗性)
1961年以前,没有发现对大斑病表现抗性的单基因,对大斑病的抗性表现为减少病斑数。降低病害程度。这种抗性在苗期不表现。几乎所有的玉米品种都有这种抗性,属于水平抗性,受微效多基因控制,以加性效应为主,也有显性和上位性效应。
(2)主基因抗性
①褪绿斑反应抗性
②无斑反应抗性
已知抗性基因有Ht1、Ht2、Ht 3、Ht4和HtN
2、小斑病
玉米最主要病害之一,小斑病也是真菌病害,在我国长城以南的广大地区每年都发生。 玉米从苗期到成株期都可发病,通常从下部叶片开始向上蔓延,先在叶上产生褐色小病班,后扩大成2-3cm 左右的病斑,病班因受叶脉的限制常呈长方形,除叶片外,还危害叶鞘、花丝、苞叶和果穗
对小班病的抗性遗传
小斑病菌的生理小种已确定的有3个即O 小种、T 小种和C 小种。
对O 小种的抗性抗性遗传只受核基因控制,既有多基因的,也有寡基因的。多基因遗传主要表现加性效应,寡基因遗传表现为退绿斑抗性。
对T 小种的抗性,对T 小种的专化致病性的抗性表现为细胞质遗传,对T 小种的非专化抗性由细胞核控制,与O 小种的抗病基因一致。
C 小种的专化抗性也受细胞质控制,
3、弯孢菌叶斑病
主要发生在叶片上,发病初期叶片上出现点状褪绿斑,病斑逐渐扩展,呈圆形或椭圆形,中央黄白色,周缘褐色并带有褪绿晕圈.形似“眼状”。感病品种在病斑周围出现大片褐变区域,较抗病品种则只产生褪绿斑。
目前我国主要自交系均不抗该病。
4、灰斑病
呈灰色至茶色线状长方形病班,病斑以主叶脉为界限,不能横向生长而沿主叶脉纵向发展。用透射光照射病斑,病斑完全不透明。看起来就象受到霜打的一样,叶面萎蔫,光合能力下降。植株达不到成熟即开始枯死,在同一块地上连年种植玉米是造成该病发生的重要原因之一。
抗性是数量性状遗传,遗传力相当高,表现加性遗传效应玉米自交系中存在免疫和抗病的材料通过回交转育和轮回选择的方法培育新的抗病自交系。
5、锈病
玉米锈病以往在中国发生在玉米生长后期。且危害不重。因而未引起重视。但近年来锈病发生的程度逐渐增加。
普通锈病:地上部的任何组织上可出现褐色粉苞,但多数情况是在叶片上。粉苞可以在叶片的两面都形成,粉苞一般是圆形或略微拉长。
南方锈病:在叶片和叶鞘上形成橙色至红色的小圆形粉苞,在叶片正面比在叶片背面形成粉苞多。
6、丝黑穗病
苗期在感染的叶片上出现褪绿斑点,这些微妙的变化在抽雄期和果穗形成期才进一步明显,雄穗产生黑粉包,或变成叶状。黑粉包有外皮包裹,随后就释放出大量的黑色冬袍子。雌穗呈圆形,内部也是黑粉包,维管束成分相对受损较小,当黑色的冬孢子释放出来时维管束成为黑色的纤维丝。抗性表现部分显性遗传。
7、瘤黑粉病
最显著的特征是在所有地上部都可以产生菌瘿,抗性受多基因控制。
8、疯顶病
苗期典型症状是分蘖增多,叶片色浅,卷曲或带有黄色条纹。成株期典型的症状是叶片变厚、有明显的黄色条状突起,雄穗增生、畸形、长出许多小叶,这些变态叶状花序呈疯顶状,植株有时较正常植株高大。雌穗呈棒状分枝,无花丝,不结实,严重影响产量。是霜霉病的一种。对疯顶病的抗病育种还很少进行,因为病原菌的接种需要苛刻的环境条件,土壤必须在苗期进行大水涝灌,并保持2d 。
9、镰刀菌穗腐病
镰刀菌穗粒腐病是玉米中最常见最广泛的病害之一。还浸染茎秆,造成茎腐病。通过花丝和伤口侵染。
10、赤霉菌穗腐病11、细菌性穗腐病
12、茎腐病
能引起玉米茎秆腐烂的病原菌很多,包括真菌和细菌。茎腐病是这些病害的总称。这些病原茵也同样侵染玉米根,造成根腐。
多数穗粒腐病的病原菌都是茎腐和根腐的病原菌。茎腐病通常还指茎倒伏和植株未成熟死亡以及根倒伏。
典型症状:植株萎蔫,几天内,叶片变灰,果穗低垂,茎秆基部表面开始发褐,最下部节间的内部木髓织织开始腐烂,茎秆容易倒伏。
13、病毒病
玉米病毒病有多种,能引起玉米病毒病的病毒有40多种。例如,玉米条叶病毒,玉米矮花叶病毒,玉米退绿矮化病毒,玉米花叶病毒,玉米粗缩病毒等等。
其中主要的病害是玉米矮花叶病毒引起的矮花叶病和玉米粗缩病毒引起的玉米粗缩病。
14、矮花叶病 :抗性是显性基因控制
过机械传播和蚜虫传播。在玉米幼苗期表现为心叶基部有短条纹和圆点,浓绿和浅绿相间的花叶条纹。病株生长迟缓,节间较短,到生长中期前后,可以看出病株比一般健康株矮,叶片上有长短不一的深浅条纹 。
15、粗缩病 :抗性是显性基因控制
通过灰飞虱和白背飞虱传播。被侵染的玉米呈暗绿色,叶片粗厚僵直,有时幼苗因心叶展开不良而呈曲棒状,生长迟缓,植株矮化,节间缩短。叶背面、叶鞘、和苞叶的叶脉上发生隆起的短条纹,起初灰绿色,后朔呈灰褐色,病株株高往往不到健康株的一半,不能抽穗结实。
16、鞘腐病 17、玉米螟 18、玉米蚜 19、红蜘蛛
夏玉米区主要病虫害
黄淮海中部和南部区域、京津塘区域、西北东部区域
小斑病,矮花叶病,弯孢菌叶斑病、瘤黑粉病,灰斑病
褐斑病,南方锈病,茎腐病,穗腐病,粗缩病,
苗枯病,鞘腐病,细菌性病害
玉米螟,黏虫,蚜虫,红蜘蛛
春玉米区主要病虫害
河北北部区域、西北中部和西部区域
丝黑穗病,大斑病,小斑病,弯孢菌叶斑病
矮花叶病,疯顶病,瘤黑粉病,普通锈病
玉米螟,蚜虫,红蜘蛛
一、玉米的分类和起源
1、玉米的分类:玉米为禾本科玉米族
摩擦禾属(起源于美洲)、薏苡属(起源于亚洲)、三裂颖禾属(起源于亚洲)、流苏果属
(起源于亚洲)、多裔草属(起源于亚洲)、硬颖草属(起源于亚洲)、玉米属(起源于美洲) 玉米属包括5个种:栽培玉米 、墨西哥野生玉米 、小颖玉米 、繁茂玉米 、多年生玉米 二倍体多年生玉米
栽培玉米种与其它4个种能进行自然杂交,但雌花序具有截然不同的形态。
2、现代栽倍玉米的起源
关于现代栽培玉米的起源,曾提出过有稃玉米、共同祖先、三成分、野生玉米与多年
生大刍草杂种、大刍草等多种假说。
3、栽培玉米种的分类
在现代栽培玉米中,通过长期的进化和选择,形成了硬粒、马齿、糯质、甜质、粉质、甜粉、爆裂和有稃8个亚种或类型(依据玉米籽粒形状、胚乳淀粉的含量与品质,籽粒有无稃壳等性状)。
二、种质资源研究与利用
种质资源是品种选育的物质基础。然而,玉米是经长期人工选择高度驯化的作物,没有人工收获播种难以繁殖继代。随着自交系间杂交种的推广普及,农民不再保留自由授粉品种。所以,与其他一些作物相比,可供新品种培育选择利用的种质资源十分贫乏,大部分种质资源还没来得及利用就消失了,严重限制了玉米育种水平进一步提高。有关种质资源的收集、保存、研究与利用,是玉米育种的重要基础工作。
(一)玉米种质资源的类型
1、地方品种
2、自交系间杂交种
从自交系杂交种中选育新自交系,是一条有效而便捷的途径
3、热带亚热带种质
与温带种质组配常表现较强的杂种优势。
4、野生资源
三、玉米种质资源的利用
(一)拓宽种质资源培育自交系
骨干自交系集中,种质遗传基础狭窄。由此导致的因遗传脆弱性引起的某些突发性病害的发生和产量水平的徘徊不前,己经成为制约玉米生产和杂交育种的“瓶颈” 途径:
1、将近缘属、种的有利基因引入玉米的种质。
2、玉米起源中心的玉米种质。
3、应用转基因技术,创造丰富的种质资源。
第四节 玉米育种途径和方法(一)
——自交系及其杂交种的选育
选育优良自交系是选育出优良杂交种的基础,也是玉米育种工作的重点与难点。
一、 优良自交系应具备的条件
1、农艺性状好 2、配合力高 3、产量高 4、纯合度高
二、 自交系的选育与改良
(一) 选育自交系的原始材料
第1类 地方品种
一环系:从品种群体或品种间杂种品种中选育出的自交系。
第2类 杂种品种
二环系:从自交系间杂种品种中选育出的自交系。
第3类 综合品种和人工合成群体(包括轮回选择的改良群体)。
(二) 自交系的选育方法
系谱法和配合力测试相结合。
1、人工套袋自交技术
2、自交系农艺性状的选择
农艺性状: 植株性状、产量性状、品质性状、抗逆性状、生育期及其它综合性状等。
3、配合力的测定
(1)测定时期
①早代测定: S 1~S 2代
②中代测定: S 3~S 4代
③晚代测定: S 5~S 6代
(2) 测验种的选择
①普通品种、品种间杂交种及综合种:测被测系GCA ;
②纯系(自交系)、单交种:测被测系 GCA 与SCA ;
③中间型材料:配合力及与被测系的亲缘关系。
一般在早代测定时为了减少测交工作量,常采用品种或杂交种作测验种以测定一般配合力;晚代测定采用几个骨干自交系可同时测定新自交系的一般配合力和特殊配合力,使配合力测定与杂交组合选配相结合,这样在测交过程中发现的优良高产组合,便可立即投入繁殖和制种,以满足生产发展的需要。
(3)测定方法
①顶交法
②双列杂交(diallel cross method)
是用一组被测系相互轮交,配成杂交组合,进行后代测定。同时测定被测系的GCA 和SCA ③系×测验系法(
(三) 自交系的改良
(1)目的 保留优系全(大) 部分优良性状, 保持其高配合力,改良其个别不良性状
2) 改良方法 :回交改良
三、 自交系间杂交种的选育
1. 单交种(single cross hybrid) A×B或A / B
2. 三交种(three way cross hybrid) (A×B)×C 或A / B // C
3. 双交种(double cross hybrid) (A×B)×(C×D)或A / B // C / D
4. 综合杂交种(
目前玉米生产上主要是自交系间杂交种,并且以单交种为主,因此世界各国玉米育种工作的重点是选育单交种。
单交种的选育
(1)优良自交系轮交组配单交种
经过一般配合力测定的优良自交系,可将它们用套袋授粉的办法, 配成可能的单交组合。组合数目为n (n-1)/2,其中 n 为自交系数目。
(2) 用“ 骨干系”与优良自交系配制单交种
在优良自交系数目很多时,可选取特别优良自交系作 “骨干系”,分别与其它系杂交。
第四节 玉米育种途径和方法(二)
———主要目标性状育种
一、高产育种
高产育种是玉米育种的首要目标。高产杂交种应具有较高的个体生产力,在此基础上,协调个体与群体、群体与环境的关系,提高群体生产力,从而实现高产的目的。 玉米的个体生产力取决于单株果穗数、穗粒数、粒重等产量因素。
二、抗病育种
北方春玉米区
大斑病、丝黑穗病、茎腐病、
南方夏玉米区
小斑病、 茎腐病、矮花叶病
1、对O 小种抗病系的选育
(1)多基因抗病系的选育
①从地方品种中选育抗病系②用二环系选系 ③系统选择抗病系 ④辐射诱变 ⑤从群体改良的材料中选育
(2)单基因(rhm )抗病系的选育
①采用回交法。②二环系法选育抗病自交系 。
对于T 型雄性不育和C 型雄性不育,最好的方法就是放弃使用这类雄性不育材料,因为任何育种方法都难以真正解决问题。
玉米对大斑病的抗性遗传有两种类型,
(1)多基因抗性
①病斑数抗性
1961年以前,没有发现对大斑病表现抗性的单基因,对大斑病的抗性表现为减少病斑数。降低病害程度。这种抗性在苗期不表现。几乎所有的玉米品种郁有这种抗性,属于水平抗性,受微效多基因控制,以加性效应为主,也有显性和上位性效应。
(2)主基因抗性
①褪绿斑反应抗性
②无斑反应抗性
已知抗性基因有Ht1、Ht2、Ht 3
1、多基因抗病性的选育
①由地方品种中选系
②用二环系法选系仍不失为一种有效的途径
③在改良群体中选系
2、单基因抗病系的选育
由于褪绿斑抗性基因(Ht1、Ht2、Ht 3、Ht4和HtN )属显性遗传,培育易于收效。方法有: ①采用回交法。
②二环系法选育抗病自交系 。
对以上两种玉米病毒病,由于对病毒病的抗性遗传多属显性,仅少数基因控制抗性,在人工诱发病害的条件下,采用回交育种,把抗病基因导入农艺性状优良的自交系是有效的。
三、 品质育种
(一) 高赖氨酸玉米的育种
1、直接引入QPM 群体,从中选系
CIMMYT 的材料为热带、亚热带材料,在我国温带不能直接利用,要首先在我国亚热带地区种植,逐渐向温带转移。可以从美国、德国引入温带材料直接利用。
2、直接从国内外QPM 杂交种中选育二环系
3、杂交育种法
4、回交育种法
(二) 特用玉米品质育种
1、高油玉米育种
玉米的含油量受多基因控制,以加性遗传效应为主。因此可以通过混合选择和轮回选择的方法有效地积累。
1)高油材料的创造
(1)单粒轮回选择(2)高油材料转育
2)自交系选育
(1)从高油群体选择(2)从现有杂交种中选育二环系(3)从诱变材料中自交选择(4)回交转育
3)利用花粉直感现象,顶交法生产高油玉米
2、甜玉米育种
甜玉米的育种工作一般与常规育种结合,要把甜玉米的基因导入遗传背景优良的材料,结合育种目标,选育甜玉米自交系。
选育甜玉米自交系的方法
1)直接引入国外、国内优良甜玉米自交系,经观察选用优系;
2)用国外、国内甜玉米杂种自交分离选系;
3)回交转育;
4)组成综合群体再行选系;
5)诱变育种。
3、糯玉米育种
糯玉米的育种工作一般与常规育种结合,要把糯玉米的wx 基因导入遗传背景优良的材料,结合育种目标,选育糯玉米自交系。
选育糯玉米自交系的方法
1)回交转育;
2)组成综合群体再行选系;
3)诱变育种。
第四节 玉米育种途径和方法(三)
———群体改良
玉米育种由于种质资源相对贫乏,加之近缘植物难以利用,反而促成了发展群体改良的理论与方法的研究利用。
一、轮回选择的基本步骤
1、组建基本群体。
2、随机交配,充分重组,提高优良基因重组体出现的频率。
3、选择优良单株自交或侧交。
4、鉴定测交种,优选10%单株。
5、组建新一轮群体,同时可输出本轮最佳品系(种),导入最新引进的优良基因,进入下一轮选择。
二、群体改良的特点
1、使不同种质的优点结合起来,合成或创造出新的种质群体,扩大群体的遗传多样性,丰富基因库,为植物育种提供优良种质资源。
2、对变异群体进行周期性选择和重组来逐渐提高群体中有利基因和基因型的频率,改进群体综合表现。
3、群体常选常新,成为日益充实、永不耗竭的种质库;同时群体本身仍能保持一定的变异范围,供育种家选择和利用。
三、群体改良的方法
(一) 按授粉方法分
1、开发式授粉:混合选择法;
2、自交授粉:穗行选择; 改良穗行选择;自交后代(S1 or S2 )选择;
3、侧交授粉:半同胞轮回选择;全同胞轮回选择。
混合选择法:是指在异花授粉作物中,根据单株表现型所进行的周期性选择。
特点:时间短,费用低,简单易行。
不足:不易排除环境的影响和有效淘汰不良基因型,容易误选,致使改良效率不高和效果不佳。
穗行选择法:
特点:
1、排除环境的影响, 效果好;
2、单、双性选择,后者的效果是前者的2倍。
3、适于简单遗传(加性基因) 的性状, 对多基因控制性状(产量) 改良效果不佳, 常伴随其他农艺性状的不利变化。
4、改良效果GCA>SCA
改良穗行选择法:特点:鉴定、选择、重组和控制授粉有机结合,需时短,见效快。但用田多,工作量大。
自交后代选择、半同胞相互轮回选择 、全同胞相互轮回选择
二) 按改良群体的方式
1、群体内遗传改良方法
2、群体间遗传改良方法
第四节 玉米育种途径和方法(四)
———雄性不育性的利用
一、玉米雄性不育细胞质的类别与特性
(一) 玉米细胞质雄性不育系的类别
1、以携带不同恢复基因的恢复系测定各不育系的恢保关系;
2、用玉米小班病菌T 小种接种,鉴定各不育系的抗性反应。
不育系分为三大群,即T 、C 、S 群
(二) 各群不育系的特征
1、T 群不育系 2、S 群不育系 3、C 群不育系
二、玉米不育系与恢复系的选育技术
(一) 选育不育系的方法
1、回交转育:不育系回交转育的2个步骤
测交:选具有理想特性的品种作父本分别与已有不育系(材料) 杂交, 测定对不育性的保持能力。
回交:杂种育性保持能力强的父本成对回交, 并按不育系的要求连续回交加快稳定进程。
2、从自然群体中筛选
3、人工诱变选择
4、远缘杂交
(二) 选育恢复系的方法
(1)测交筛选法: (2)杂交选育法: (3)人工诱变法 (4)回交转育法
第五节 玉米育种试验技术及种子生产
一、玉米育种试验技术
(一)玉米育种田间试验
玉米育种工作包括两个阶段:
1、自交系选育:选材、测交选系、鉴定评选优系;2、选优系组配配合力高,抗性强,高产杂交组合。
(二)玉米区域试验和生产试验
(三)加速育种进程的技术
(1)精简育种程序:
一般采用早代自交系的利用,以自交系为测验种采用测配结合的方法。
(2)南繁加代和繁殖
二、玉米种子生产
(一)选地隔离
(二)规格播种
(三)严格去杂
(四)母本彻底去雄和人工辅助授粉
(五)分收保纯
(六)质量检查
1、隔离区的条件
隔离区除必须做到安全隔离外,还必须注意选择土壤肥沃、地势平坦、肥力均匀、灌排方便的地块,以提高杂交制种产量和杂交种子的质量。
2、隔离的方法
(1)空间隔离:(2)时间隔离:(3)自然屏障隔离(4)高秆作物隔离
(二) 规格播种
1、按比例播种父母本 2、调整父母本播种期
通过花期预测,如发现花期有不遇的现象,可以采取以下措施补救:
(1)早期对生长缓慢的亲本进行偏肥、偏水管理,促进发育。
(2) 通过预测发现父本有抽雄的可能,应将母本及早去雄,并剪短果穗苞叶,促进雌穗发育提早抽丝。
(3)当父本抽雄晚,母本抽丝偏早,可剪短母本花丝,便于接受花粉。
为了预防花期不遇,或在花期相遇不良时,进行人工辅助授粉,可在制种地四周或附近设置父本花粉区。
(三) 严格去杂
1、在苗期结合间苗定苗,根据不同自交系幼苗的时色深浅,叶鞘颜色,叶片宽窄及有无明显绒毛斑纹等不同特点,拔除杂株。
2、在抽穗前,这次去伪去杂是保证杂交种真实性的最关键的一次,必须认真进行。这次识别真伪杂株的主要依据是:植株高矮、叶片宽窄、叶片的大小、株型等。
3、在收获后脱粒前进行。根据不同自交系的穗形、粒形、粒色、轴色等性状,再进行一次挑选。
(四) 母本彻底去雄和人工辅助授粉
(五) 分收保纯
(六)质量检查
第六节 玉米遗传育种研究的动向与展望
一、玉米遗传育种研究的动向
1、玉米遗传资源的搜集、评价、改良和利用
2、杂种优势群和杂种优势模式
3、群体改良理论和技术的新发展
4、杂种优势机理的探索
5、生物技术在玉米遗传育种中的应用
1)基因工程技术不断创新,转基因玉米层出不穷
2)分子标记技术广 泛应用
二、玉米遗传育种研究的展望
1、高产育种仍然是玉米育种的主要研究方向之一
2、提高玉米的抗病性是玉米育种的永恒目标
3、玉米品质育种的地位应有所加强
4、常规育种与生物技术育种的紧密结合。
范文四:玉米育种
玉米育种
1. 玉米是异花授粉作物
2. 玉米雄蕊着生在顶部,雌蕊在中部
3. 不同用途玉米, 质量指标有差别。 普通玉米 -容重; 食用玉米 -粗蛋白、 粗脂肪、 赖氨酸; 饲料用玉米 -容重、粗蛋白;优质蛋白玉米 -粗蛋白、赖氨酸、容重;高油玉米 -粗脂肪; 高淀粉玉米 -粗淀粉;糯玉米 -直链淀粉 /粗淀粉;
4. 质量性状:玉米籽粒的颜色从 果皮、糊粉层、淀粉层 部分而来。白、黄玉米 (显性 ) 属 于淀粉层颜色。糊粉层有紫、红、白等颜色, 7对基因控制。
5. 数量性状:
穗长的遗传:F1出现超亲现象, F2代出现较大分离,决定穗长的基因效应中以加性效 应起主导作用, 有时上位性效应也很明显。 穗长的平均遗传力较低, 因而这个性状容易受到 环境的影响而发生变异。
穗行数的遗传 F1优势不明显, F2变异范围小, 说明穗行数的遗传力高, 以加性效应起 主导作用。 因此育种中, 如欲选育穗行数多的杂交种, 就必须选用穗行数多的亲本材料才能 取得理想的结果。
行粒数的遗传 F1有较大杂种优势, F2出现较大分离, 加性效应的成分较小, 遗传力不 高。
6. 选用穗行数多的亲本,杂种行数多。产量低的亲本,杂交种产量不一定低。不能以亲本 的产量预测杂交种的产量。
我国玉米杂交种:自 330、黄早四、 MO17、丹 340
7. 名词解释:
(1) 杂种优势群:是指遗传基础广阔,遗传变异丰富,具有较多有利基因,较高一 般配合力,种性优良的育种基础群体。是在自然选择和人工选择作用下经过反 复重组、种质互渗而形成的活基因库。从中可分离出高配合力的优良自交系。 (2) 杂种优势模式:是指两个不同的杂种优势群之间具有较高的基因互作效应、具 有较高的特殊配合力,相互配对成为产生强杂种优势的模式。从配对的两个优 势群分别选出的优良自交系之间,出现强优势杂交种的机率也相应较高。 (3) 玉米自交系:是指从基础群体中选择优良单株,经过多代连续的人工强制自交 和选择而形成的性状整齐一致,遗传性相对稳定的自交后代株系
(4) 一环系:从品种或品种间杂交种中选育的自交系
(5) 二环系:从自交系间杂交种中选育的自交系
(6) 姊妹系:由同一单株(S
)所产生的不同自交系,它们是姊妹系关系,其遗传基 础基本相同。
8. 美国的杂种优势群分 瑞得黄马牙、 兰卡斯特、 爱阿华马齿、 其他种质 (包括拉丁美洲、 非洲、 东南亚热带和亚热带的外来质) 四类。 瑞得黄马牙和兰卡斯特种质杂交是优异的 杂种优势模式
9. 我国杂种优势利用模式常用的有 改良 Reid 群×四平头群、 改良 Reid 群×旅大红骨群、 M017亚群×四平头亚群、 M017亚群×自 330亚群 四种
有明显杂种优势的子模式有 3种:改良 Reid 群×Suwan 亚群 改良 Reid 群×综合种选亚群 改良 Reid 群×自 330亚群
10. 我国杂种优势群:改良 Reid 杂优群 (宜作母本) 、 Lancaster 杂优群、 四平头杂优群 (宜 作父本) 、 旅大红骨杂优群 (宜作父本) 、 其它种质杂优群 (外杂选亚群、 综合种选亚群、 Suwan 亚群、 Tuxpeno 低维度种质亚群 )
11. 优良自交系的特点:三高、两抗、一好
1.三高:高配合力,高整齐度,高产量
2. 两抗:是抗病性、抗逆性强
3. 一好:是农艺性状好
12. 选育自交系的原始材料有 地方品种群体、窄基杂交种、广基杂交种、引进的不适材料 (野生进缘种) 。
13. 地方品种群体是一环系,双交种和单交种是二环系
选育自交系的方法:(1)常规选育法:1种植原始材料 2自交后代的直观选择 3自交系的配 合力测定 (2)其他选与方法:1单倍体选系法 2人工诱变选系法
14. 自交系的配合力测定:(1) 顶交法 通常是选用自由授粉品种作测验种分别与许多自交 系测交。 (2)双列杂交法(3)多系杂交法:大多数育种家都在自交系从性状分离转向稳定 的世代 (S3— S4) 开始测定自交系配合力, 当完成配合力鉴定时, 自交系也达到基本纯合状 态。这时,就可按农艺性状和配合力相结合的育种目标选出性状稳定的自交系。
15. 自交系配合力在自交三、四代检测最好。
16. 自交系改良方法:回交改良法、配子改良法、大群体选择法、聚合改良法,最常用的是 回交改良法和配子改良法。
17. 杂交种的类型:品种间杂交种你、顶交种、单交种、三交种、双交种、综合种。当前应 用最广的是单交种。
18. 杂交种的特点:
1. 品种间杂交种:由两个优良玉米品种配成的杂交种。杂种优势不强,增产潜力有限。
2. 顶交种:由优良品种和自交系组配而成,具有适应性强,稳产性好的特点,但增产 潜力和整齐度不如自交系间杂交种。
3. 单交种:由两个优良自交系配成的杂交种。 具有优势强、 性状整齐一致和亲繁制种程 序比较简单等优点。但有些组合制种产量偏低、成本较高的缺点。
4. 三交种:由两个自交系配成单交种再和一个自交系杂交配成。
5. 双交种:由四个优良自交系配成两个单交种,再由两个单交种配成双交种。
6. 综合种:由若干自交系(8个以上)或自交系间杂交种充分自由授粉选育而成。 19. 亲本自交系具有哪些条件:具有较高的配合力; 具有良好的农艺性状; 抗逆性和适应性 强;亲本之间的亲缘关系较远,遗传距离较远,性状有互补性
20. 简单叙述单交种的配育过程:思路:亲本配置的组合——鉴定——区域试验——生产试 验——审定 . 单交种的组配实际上是结合自交系配合力测定时完成的,当采用双列杂交 法和多系杂交法测定自交系配合力时, 就可选出若干个强优势的单交种, 在此基础上对 这些单交种进一步试验, 并对这些单交种及其亲本系的有关性状和繁殖制种的难易程度 进行分析,判断最后决定选出可能投入生产的几个最优单交种。
21. 杂交玉米制种的任务:提供足量优质的杂交一代商品种子
杂交玉米制种的技术:设置隔离区、规格播种 (亲本行比、调整播期 ) 、去杂去劣(苗期 去杂、抽雄前去杂、收获后去杂) 、母本去雄(及时、彻底、干净) 、适时收获。
范文五:玉米育种
桃的品种资源分布及新品种选育
桃原产于我国陕西、甘肃、西藏等省的东部或东南部高原地带。河南省南 部及长江、黄河分水岭,云南省西部都有野生桃。据中外植物学家研究,李属 植物大部分产在我国的西北和西部。桃在我国栽培历史悠久,已有 4000多年。 早在公元前的《诗经》、《尚书》、《吕氏春秋》以及《礼记》等文献中,已 从不同角度记述桃树。
桃属于蔷薇科,李亚科,李属,桃亚属,是一种果实作为水果的落叶小乔 木,花可以观赏,果实艳丽,风味优美,营养成分丰富。除鲜食外,有多种加 工品,如罐藏糖水桃、桃脯、桃干、桃酒等,尤其罐藏桃具有特殊的优良品质, 畅销国际市场。
桃的品种类型很多,世界上大约有 3000多个品种,其中我国就有 1500个 以上,它对环境条件有广泛的的适应性,在我国北纬 23°-45°的范围内都有 栽培,但最适产区在北纬 30°-39°,以北方的山东、河北、河南、陕西、甘 肃和南方的江苏、浙江等省栽培较多。桃已成为世界性的重要水果,在地球的 南、北纬 30°-45°,已成为其经济生产中心,产量最多的是美国,其次是意 大利、法国、日本等。
桃有多种育种方式,主要有杂交育种、自然授粉、和基因突变等,其中杂 交育种方式应用最为广泛。新品种的选育,首先,我们要明确育种目标。
(一) 育种目标
(1) 选育罐藏用品种:要求桃片色泽金黄一致,明亮有光泽,无红色, 不变色,肉层厚,核洼小,圆整,大小均匀,成熟度好,果肉软硬 适宜,酸甜适口,香味浓,具有桃的风味特性。
(2) 选育早熟、晚熟的优质品种:目前我国优质的早、晚熟桃品种较少, 一般要求含糖量在 8%以上,含酸量 0.5%以下。
(3) 选育抗寒品种:桃在冬季低温 -23℃到 -25℃以下低温就要发生冻害, 所以选育抗寒性强,晚开花品种都有重要意义。
(4) 选育适应高温多湿气候条件的品种:在我国长江流域及江南地区, 需要选育生长期间耐高温多湿,休眠期低温要求历时短,生长发育 正常,对病虫害抗性强的品种。
(5) 选育矮化品种、矮化砧木:目前世界上桃的矮化品种较少。国内有 用寿星桃与栽培桃杂交已育出有希望的矮化类型。国外育成的紧凑
型品种有紧凑红港、南玫瑰、南方甜桃等。矮化砧木,如毛樱桃作 砧木有矮化作用。
(6) 选育油桃品种:油桃果皮光亮无毛,色泽鲜艳,风味独特,深受消 费者喜爱。然而我国油桃栽培起步晚,现在基本上是从国外引入的, 生产上存在一些亟待解决的问题。如许多品种在果实接近成熟时出 现裂果,这一点在南方多雨地区尤为明显。所以,油桃的育种应在 保持果实外观鲜艳红色的同时,着重选择大果形,不裂果,风味较 甜的品种。
(二) 种质资源
植物学分类
1、普通桃:是选育高产优质品种的最重要的原始材料,其中有许多栽培型 变种:
(1) 圆桃:果实圆形,有毛
(2) 蟠桃:果实扁平行
(3) 寿星桃:植株矮性,枝短,节间短
(4) 碧桃:花多重瓣,多彩色
(5) 垂枝桃:枝条软而有弯垂性
(6) 油桃:果实光滑,无毛
2、山桃:野生于我国东北、华北、西北等山岳地带。树形高大,果实球形, 果小,肉薄,味劣,不堪食用。抗寒、抗旱、耐涝,花期早。山桃在我 国北部桃区常用作砧木,或作抗性育种的亲本
3、光核桃:原产于我国四川及西藏高原。野生、乔木、抗寒能力强。
4、新疆桃:在新疆广泛栽培,本种有许多优良类型,抗旱性强。
5、甘肃桃:作砧木
生态学分类
(1) 北方系品种群
主要分布于黄河流域的华北、西北地区。属南温带亚湿润和亚干 旱气候,年降水少, 400-800mm ,冬冷夏凉,日照充足,年平均
温度 8-14℃,该品种群具有较强的抗寒和抗旱特性。不耐暖湿 气候,移植南方栽培表现徒长,病虫害重,落果重。
(2)南方系品种群
主要分布于长江流域,年降雨量 1000-1400mmm ,温暖湿润,年 平均气温 12-17℃,耐寒、耐旱性较差。
(3) 欧洲系品种群
本群是我国早期传去的品种形成的,主要分布于亚洲西部和地中 海的南欧诸国,而意大利、土耳其、西班牙最多。在长期的驯化 过程中,形成了适于干燥冷凉气候的特性。这些品种如移至我国 北方较能适应,但移植南方表现徒长而结实不良,易受炭疽病的 危害。
(三) 主要性状的遗传
①能够自交结实连续自交不表现衰退
②实生苗开始结果较早
③桃的许多经济性状属于质量性状,表现为简单遗传,有利于作基 因型分析
④桃的染色体数较少, 2n=16,有利于进行细胞遗传研究
⑤桃的品种类型资源丰富,有利于性状遗传规律的研究
(四) 新品种的育种方法、程序
早红珠(杂交育种)
目标性状:发育期 75天以内,含糖量 80%以上,含酸量 0.5%以下,品质 较 好,丰产及果形较大。
育种资源:京玉 ×A369、蜜桃
栽培要点:‘早红珠’樱桃自花结实率低,所以建园栽植时应配置适宜的 授粉树。‘早红珠’樱桃树势强健,生长旺盛,干性强,故生产上主要采用低 干矮冠、结构紧凑的改良纺锤型整形方式,幼树期应采用轻剪技术,多缓放, 同时配合支、拉等人工开张树姿的方法,开张角度 90°,枝条半木质化状态即
用牙签开角,木质化以后即用线绳拉枝,整个生长季要不断移动拉枝的部位, 使枝条平展。树高控制在 2.5— 3米,在中心领导干上每隔 15— 20厘米轮生 20— 30个大型结果枝组,在生长期进行 1— 2次摘心,缓和生长势, 4年即可结果, 6-8年达丰产状态。为了缓和树势,促进结果,应重视夏季修剪。夏季修剪主 要调节生长量,均衡树势,改善树体结构,调整通风透光条件。
杂交种的培育和选择:
1、增加杂交组合数,而减少同组合内的杂种树
2、提高杂交种子出苗率,一朵花一粒种子,杂交果实要充分成熟后采收, 并应当后熟,洗干净,在播种前 60-70天,经 0-5℃的低温层积,去核 播种
3、在实生苗在 2-3年生时形成高级枝序,长成树冠,最好一次定植,不经 移栽,选择土肥水条件良好的地段栽种杂种苗,摘心、扭梢、拉枝,调 节和促进生长,并且创造良好的通风透光条件,进行高接,或将实生苗 提早高接于栽培品种的主枝上,进行提早结果。
4、在形态特征上凡是生长健壮,枝条节间较短粗,叶片大,宽而厚,叶色 深浓,都表示良好的栽培性状,一般都作为实生苗的早期选择
5、杂种结果的选择:其中经济性状主要鉴定如下内容①开花结实特征表现 为开花期,花芽着生特性,花粉育性,生理落果②抗病性:病害种类, 受害程度和受害反应③果实特性:外观(性状、大小、颜色和着色度)、 品质、耐运性等
6、经过结果后的观察,对果实外观、品质、成熟期以及栽培特性的综合鉴 定,选出优良单株进行培育。
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