提高玉米育種效率的技術(shù)途徑和方法

云南省昭通市農(nóng)科院 吳禪

玉米在世界范圍內(nèi)種植較為廣泛，其不僅能夠滿足人們的食用需求，還能夠被當(dāng)作飼料和工業(yè)原材料。但是，由于育種觀念、育種技術(shù)以及方向等存在著一些問題，導(dǎo)致玉米育種技術(shù)已經(jīng)無法為社會(huì)的發(fā)展提供支持。為此，必須要加大力度對(duì)這一技術(shù)進(jìn)行研究，構(gòu)建完善的玉米產(chǎn)業(yè)體系，降低玉米種植需要投入的成本，增加玉米的產(chǎn)量。

1 玉米育種效率技術(shù)提升的關(guān)鍵內(nèi)容

1.1 對(duì)于育種質(zhì)量進(jìn)行改良

從當(dāng)前的情況來進(jìn)行分析，可以發(fā)現(xiàn)我國(guó)已經(jīng)構(gòu)建了較為完善的玉米產(chǎn)業(yè)體系，這能夠?yàn)橛衩子N的商業(yè)化發(fā)展提供條件。玉米育種的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)較為嚴(yán)峻，出現(xiàn)了更多類型的種質(zhì)。玉米育種越發(fā)簡(jiǎn)單，這從某種程度來說，增強(qiáng)了育種的效率，能夠在競(jìng)爭(zhēng)中占據(jù)優(yōu)勢(shì)。但是，因?yàn)槲覈?guó)在育種的過程中存在著一些問題，導(dǎo)致雜交育種的優(yōu)勢(shì)有所降低，再加上我國(guó)農(nóng)業(yè)育種人員更加地重視農(nóng)業(yè)工藝，并沒有考慮到自交和雜交的差異，對(duì)于氮資源和水資源的應(yīng)用率并不高，這并不利于玉米育種的高效開展，很可能會(huì)導(dǎo)致其育種質(zhì)量得不到提升。為此，想要使玉米育種更加高效的開展，就必須要充分展現(xiàn)出自交系和雜交系的優(yōu)勢(shì)，借助于循環(huán)育種技術(shù)，打造出商業(yè)育種技術(shù)路線，從而合理的對(duì)育種品質(zhì)進(jìn)行優(yōu)化，使玉米育種更加高效的開展[1]。

1.2 循環(huán)育種能夠?yàn)橛N產(chǎn)業(yè)化的開展提供條件

循環(huán)育種有著非常關(guān)鍵的作用，借助于商業(yè)育種的主要技術(shù)，并將其和分子育種、突變育種以及DH育種、雄性不育等技術(shù)相結(jié)合開展育種，能夠培養(yǎng)出性狀優(yōu)良的品種，建立合理的育種環(huán)節(jié)，借助于循環(huán)育種可以使玉米育種管理工作更加的簡(jiǎn)單、規(guī)范，為自主創(chuàng)新工作的開展提供條件，有效提升了玉米育種的質(zhì)量和工作效率。

2 玉米育種存在的問題

2.1 氣候條件會(huì)對(duì)于育種的開展造成不利影響

玉米育種會(huì)受到自然環(huán)境的影響。氣候很可能會(huì)發(fā)生改變，特殊的氣候很可能會(huì)導(dǎo)致品種無法充分展現(xiàn)出自身的優(yōu)勢(shì)，并且在進(jìn)行品種試驗(yàn)的過程中，將多個(gè)雜交組合放在一處進(jìn)行對(duì)比，很可能會(huì)導(dǎo)致其無法發(fā)揮作用的最大化。比如說，部分高產(chǎn)品種在水資源豐富、肥力較高的環(huán)境下開展試驗(yàn)，很可能會(huì)被市場(chǎng)所淘汰，這就導(dǎo)致能夠高產(chǎn)的玉米材料無法及時(shí)地被發(fā)現(xiàn)[2]。

2.2 過于干旱

從某種角度來說，干旱并不利于合理的選擇培育抗病材料，無論是從國(guó)外所引進(jìn)的優(yōu)良材料還是新研發(fā)的新興材料，都無法分析其抗病能力。

2.3 所制定的育種戰(zhàn)略無法為市場(chǎng)的發(fā)展提供支持

開展玉米育種，需要進(jìn)行品種試驗(yàn)，但是我國(guó)在進(jìn)行品種試驗(yàn)的過程中還存在著一些問題，并沒有考慮到市場(chǎng)的現(xiàn)實(shí)需要。我國(guó)在進(jìn)行材料應(yīng)用以及對(duì)于抗倒性、抗逆性進(jìn)行分析的過程中，和國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家存在著一些差異，所研制出的品種較為普通，并沒有辦法滿足市場(chǎng)的現(xiàn)實(shí)需要。比如說，部分玉米品種在生長(zhǎng)的過程中容易出現(xiàn)倒伏，抗性比較差，并且經(jīng)常會(huì)突[3]。這從某種角度來說，展現(xiàn)出了我國(guó)育種實(shí)力和國(guó)外的差異。再加上我國(guó)種子企業(yè)和商業(yè)育種機(jī)構(gòu)在進(jìn)行工作的過程中會(huì)被經(jīng)濟(jì)收益所限制，過度的追求成功，這也并不利于我國(guó)玉米育種工作的順利開展。

2.4 玉米新品種在市場(chǎng)中并不占據(jù)優(yōu)勢(shì)

對(duì)所培育的玉米新品種進(jìn)行研究，可以發(fā)現(xiàn)大部分玉米新品種都存在問題，并不符合審定標(biāo)準(zhǔn)，很難被我國(guó)市場(chǎng)所接受，這不但無法推動(dòng)推廣工作的順利開展，還會(huì)導(dǎo)致玉米新品種存活較為困難。比如說，所研究出的玉米新品種株型存在問題，難以進(jìn)行通風(fēng)。玉米的莖干比較細(xì)，很容易出現(xiàn)倒伏等，都不利于玉米育種工作的進(jìn)行。

2.5 對(duì)于國(guó)外育種資源的依賴性比較強(qiáng)

由于我國(guó)玉米育種工作的開展比較晚，在進(jìn)行玉米育種技術(shù)創(chuàng)新時(shí)，過度的關(guān)注國(guó)外所具備的育種資源。雖然在這一背景下，玉米育種工作取得了一些成效，但是問題也較為突出，不利于我國(guó)育種工作的創(chuàng)新開展[4]。

3 開展玉米育種效率的措施

3.1 認(rèn)識(shí)到育種的目標(biāo)

進(jìn)行玉米育種最主要的目的是提升產(chǎn)量，使品種更加優(yōu)良，提升其抗性。在進(jìn)行實(shí)踐時(shí)要從所處的種植環(huán)境和所運(yùn)用的品種來進(jìn)行分析，明確其性狀，并制定相關(guān)的指標(biāo)。借助于綜合性狀來合理地安排育種目標(biāo)。育種目標(biāo)要具有較強(qiáng)的實(shí)踐性，并對(duì)其進(jìn)行指導(dǎo)，確保其能夠滿足地區(qū)以及國(guó)家的發(fā)展需求。比如說，高產(chǎn)指的是玉米整體的產(chǎn)量，這和種植密度以及單產(chǎn)有著較為緊密的聯(lián)系，而種植密度又會(huì)被株型、根系以及所處的環(huán)境所限制。優(yōu)質(zhì)不但是指產(chǎn)品的質(zhì)量，還包含了其產(chǎn)量和適用范圍，確保品質(zhì)能夠滿足不同的需求，抗逆性則是指品種要能夠抗擊病害，更好地適應(yīng)周圍的環(huán)境，具有較強(qiáng)的耐性。

3.2 做好玉米種質(zhì)的選擇工作

性狀較好的種質(zhì)是對(duì)于良好品種進(jìn)行培訓(xùn)的前提[5]。為此，在對(duì)于玉米種質(zhì)進(jìn)行選擇的過程中，需要合理的分析地方玉米種質(zhì)，并系統(tǒng)全面的分析地方品種進(jìn)行重組，使種質(zhì)篩選更加高效的開展，提升品種的適應(yīng)能力和抗性。除此之外，要根據(jù)時(shí)代合理地進(jìn)行創(chuàng)新，可以從國(guó)外引進(jìn)一些優(yōu)秀品種，認(rèn)識(shí)到玉米品種是多樣性的，為本地品種的改良提供參考，對(duì)于農(nóng)藝性狀進(jìn)行調(diào)整。

3.3 打造雜交優(yōu)勢(shì)群并構(gòu)建優(yōu)勢(shì)模式

經(jīng)過實(shí)踐可以發(fā)現(xiàn)合理的對(duì)雜交優(yōu)勢(shì)群進(jìn)行劃分，可以真實(shí)地表現(xiàn)出自交系的遺傳情況，能夠?yàn)樽越幌蹈牧己碗s交種選擇配種，這能夠降低組合選配的隨機(jī)性，降低配合力測(cè)定需要進(jìn)行的工作量，使育種工作更加高效的開展。對(duì)于雜種優(yōu)勢(shì)群進(jìn)行劃分的過程中，需要考慮到研究的目的及方向等，并根據(jù)所選擇的材料人為的進(jìn)行操作。為此，在選育前期應(yīng)該對(duì)自交系雜交群優(yōu)勢(shì)進(jìn)行分析，考慮在到期生育期、粒色等性狀[6]。從當(dāng)前的情況來進(jìn)行分析，我國(guó)一般會(huì)將自交系劃分成為4個(gè)或者是5個(gè)類群，但是如果在劃分的過程中存在的雜交優(yōu)勢(shì)群數(shù)量較多，很可能會(huì)不利于育種的開展。這主要是因?yàn)樵谶M(jìn)行雜交組合選配時(shí)，很可能會(huì)忽略一些較為優(yōu)秀的雜交組合，導(dǎo)致育種無法順利地開展。因此，從所開展的研究進(jìn)行匯總，可以發(fā)現(xiàn)借助于3群法和三角形優(yōu)勢(shì)模式，可以較為有效地進(jìn)行雜交組合選配工作，使育種工作更加高質(zhì)量。

3.4 選擇適宜的方式進(jìn)行配種

所選擇的配種方式和玉米育種的效率關(guān)聯(lián)較為緊密，為此在對(duì)育種方式進(jìn)行選擇時(shí)，要考慮到材料的特性，并根據(jù)所搜集到的經(jīng)驗(yàn)和育種所具備的條件進(jìn)行研究，分析適用的配種方式。目前較為常見的配種方式是群體改良輪回選擇法以及逆境選擇、二環(huán)系育種法以及密植育種選擇、單倍體誘導(dǎo)系選育玉米自交系以及現(xiàn)代生物育種。

第一，群體改良的輪回選擇法和逆境選擇法。這些方式在群體改良中較為常見。輪回選擇法可以避免因?yàn)樽越欢ビ欣蚧蛘呤菙y帶較多不利基因的情況出現(xiàn)。其能夠在1個(gè)雜交種群內(nèi)進(jìn)行選擇，挑選出目標(biāo)性狀，并將其進(jìn)行重組形成新群體，再在新群體中進(jìn)行篩選，是較為鮮明的循環(huán)育種。能夠使品種具有較多的優(yōu)質(zhì)基因，提升產(chǎn)品和整體水平。逆境選擇法主要是指品種在不利的外界環(huán)境和氣候影響下，所產(chǎn)生的較好的農(nóng)藝性狀，比如說能夠在雜草蔓延或者是病蟲害嚴(yán)重、旱澇區(qū)域獲得較高的產(chǎn)量。

第二，對(duì)二環(huán)系育種法以及密植育種選擇法進(jìn)行應(yīng)用。二環(huán)系育種法的操作難度比較低，并且能夠取得較好的效果。一般被應(yīng)用在單交種以及商品雜交種之中。借助于單交種作為原材料實(shí)現(xiàn)自交，并挑選出性狀較好的自交系，使育種更加高效的開展。除此之外，二環(huán)育種法和密植育種選擇法的關(guān)聯(lián)較為密切，在最初進(jìn)行育種時(shí)，可以適當(dāng)?shù)乜刂圃灾裁芏龋瑢⒁恍╅L(zhǎng)勢(shì)較為惡劣的植株去除。

第三，單倍體誘導(dǎo)系選育玉米自交系法。這一育種方式一般是通過應(yīng)用自然或者是人工所培育出的單倍體植株，再人為操作或者是自然生長(zhǎng)背景下，形成純合二倍體植株，在運(yùn)用自交系進(jìn)行選育。這一方式較為行之有效，可以使育種更加快速地開展，形成純合體系。但是，目前我國(guó)相關(guān)知識(shí)比較少，缺乏進(jìn)行實(shí)踐的機(jī)會(huì)，需要加大力度進(jìn)行后續(xù)研究[7]。

3.5 加強(qiáng)科研機(jī)構(gòu)和企業(yè)的合作

由科研機(jī)構(gòu)和企業(yè)進(jìn)行合作，創(chuàng)新，重新的調(diào)整我國(guó)優(yōu)秀玉米育種單位，并出臺(tái)相關(guān)的創(chuàng)新規(guī)劃，能夠使我國(guó)科研機(jī)構(gòu)和相關(guān)高校所具備的資源得到最大化的利用，充分發(fā)揮出優(yōu)勢(shì)，提升玉米育種創(chuàng)新能力，使玉米育種企業(yè)的整體實(shí)力得到提升，在玉米育種市場(chǎng)中占據(jù)優(yōu)勢(shì)。

3.6 構(gòu)建完善的商業(yè)育種技術(shù)體系

構(gòu)建完善的商業(yè)育種技術(shù)體系，能夠使各個(gè)公司進(jìn)行玉米育種的創(chuàng)新能力得到提升，培育出更多符合市場(chǎng)發(fā)展需要的優(yōu)質(zhì)玉米品種，并且具有較強(qiáng)的適用性，能夠在不同的區(qū)域進(jìn)行種植，為農(nóng)業(yè)的發(fā)展提供支持。

4 總結(jié)

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)水平的提升，我國(guó)玉米育種難度有所提升，但是這也為玉米育種效率的提升提供了有利條件作為支持。因此，有關(guān)人員要對(duì)玉米育種的現(xiàn)實(shí)情況進(jìn)行分析，采取措施解決其中存在的問題，對(duì)玉米育種技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新，提高玉米育種效率，使玉米的產(chǎn)量有所增加，在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中占據(jù)優(yōu)勢(shì)。