提高玉米育種效率的技術途徑與策略

邵廣忠

（黑龍江省農業科學院牡丹江分院 黑龍江，牡丹江 157010）

近年來，在我國的糧食生產領域已有了很大的突破，比如，從一開始的通過天然的農家種選擇，發展到采用雜交、誘變等方法創新的基因型，采用分子標記、基因轉移的生物技術培育與改良品種，其產量也得到了明顯的提高[1]。隨著國家種糧市場的放開，許多國外公司紛紛搶占了國內的市場，競爭也越來越劇烈，這就需要育種者加速培育，打破國內的競爭格局，提升玉米的選育水平和市場競爭力。

1 當前我國玉米的生物學技術發展現狀

1.1 提高生物技術的應用

中國是一個具有悠久玉米生產歷史的國家，為了進一步提升玉米的產量和質量，必須加強對國內外有關技術的研究，如測序、基因分型等。為適應我國玉米新的選育提供了新的技術路線。根據各大地區的特性和天氣狀況，對不同的玉米進行了新的改良，提高了對作物的抗病能力和對環境的適應能力，在長期的研究中，已經有了顯著的效果。提高玉米的高效利用，既解決了當前糧食短缺的問題，又為新的玉米品種提供了有力的保證[2]。

1.2 建立一支專門從事玉米生物學育種的科研隊伍

由于國家對農業發展給予了積極的扶持，在科技研發中更加重視，同時也非常重視技術人員的培訓，因此，在國內的玉米育種中，始終保持著世界一流的地位[3]。近年來，隨著科研隊伍的不斷進步和科技進步，玉米的選育取得了重大的突破。

1.3 具備尖端科研儀器及革新觀念

農業是推動整個國家的經濟發展的主要力量，發展農業是切實改善農村環境、推進社會主義新農村的重要保證。由于國家對玉米的生物選育進行了大量的投資，儀器設備齊全，一些儀器也達到了國際先進的水準，再配合科研隊伍的創新精神，成功地克服了國內玉米的技術瓶頸，提升了科技含量[4]。

1.4 我國玉米品種選育特征研究

玉米的最大特點是自然開花和傳粉，而自然傳粉種群的田間構成是高度的非均質性，而且單個的雜交性很強，這就導致了在自然傳粉的種群中對不同的品系影響較小，必須根據不同的遺傳類型進行篩選。此外，由于個體的雜合性較強，其選擇性也不穩定，因此要通過對大量的群體進行雜交或子代的鑒別，來判斷遺傳特性[5]。目前，國內的主要選擇是利用雜種優勢的方法，即選擇具有優良雜種的單株和單株進行雜交，從而獲得具有一定的雜種優勢。這種方法不僅要有良好的品質，而且要有良好的配合，不可有任何偏差，增加了選育的困難和時間。另外，雖然二者之間有一定的關聯，但仍有很大的差異。同時，通過對主要目標性狀的雜交優勢進行綜合分析，最后篩選出優質的雜種，從而為今后的玉米育種和提高生產效益提供指導[6]。

2 提高玉米生產效益的技術要點

2.1 提高選育品質

通過對目前國內玉米品種選育的現狀的剖析，可以看出，國內已經建立起了成熟的玉米生產系統，具備了良好的生態基礎，同時也存在著越來越多的品種。隨著玉米的種植越來越容易，種植的速度也會越來越快。但是，在選育中，由于存在著許多問題，造成了其優越性下降，同時，在選育中，沒有充分地顧及到農業生產技術與自交系之間的差別，造成了我國玉米品種品質的提高。因此，要使玉米的選育工作更加順暢，必須充分發揮其優點，并運用循環技術，使其成為一條更加可靠的商品化技術，使其達到最好的育種效果。

2.2 確立生物選育的目的

要提高玉米的選育效果，就需要制訂和確定玉米的選育指標，從改善玉米產量、品質、抗病性、對環境的適應能力等方面著手，以確保玉米的高效高產。在玉米的生產實踐中，應根據不同地區的地理、氣候條件等條件，確定不同品種的遺傳和遺傳機理，并將其與產量、品質、抗病性、抗逆性的相關性相聯系，確定其選育的可能性和科學性。玉米的生物技術是一個長而不停的技術研發，必須與國內的發展狀況和地區發展需求相適應。它既能推動農業的發展，又能提高農業的整體經濟效益；同時，還能使廣大的玉米農獲得最大的經濟利益。玉米的產量與種植密度、單株產量關系很大，而栽培密度則與生長條件和植株類型相關。因此，在玉米的選擇上，既要兼顧多種條件，又要兼顧各個農藝性狀的均衡，不同的品種能夠滿足地區的不同要求，而優良的玉米必須具有較強的抗疾病能力和對環境的適應能力，才能將其應用到實際中。

2.3 品種的科學化選擇

在進行種子篩選前，必須對種子進行鑒定。由于玉米種質資源是影響基因工程高效、品質的重要因素，因此必須對不同區域的不同種質資源進行分析、組合，從中選出高品質的新品種，從而提高其耐藥性和對生態的適應能力。農民要掌握現代農業生產理念，科學合理地應用新技術，利用新的新技術，并對其進行適當的支持，以便更好地體現其優勢，從而為今后的發展奠定堅實的基礎。

2.4 選擇適宜的玉米品種選育技術

第一種是改良的輪回選擇和逆向選擇。通過遺傳分析，可以避免由于雜交造成的優質遺傳損失，也可以通過遺傳缺陷來提高作物的質量，這是一種典型的虛擬生物技術，它可以提高整個作物的綜合生產能力和農藝性狀的均衡，在提高優質玉米的遺傳基礎上，有很好的應用前景；通過該技術可以提高作物的農業品質，提高作物的抗病能力和抗旱能力。第二部分是二環系和植物的選育方法。該方法簡便、高效，目前已廣泛用于目前的單交和商業化的種質培養，采用單一交配作為原代遺傳資源，在該資源的支持下，可以獲得更好的自交系，從而獲得更好的遺傳資源，從而大大提升了育種的效果；在生物選育早期，采用合理的種植密度降低品質差的品種，逐步加大栽培密度，從而達到了高效、優質的目的。第三，采用了一種自交方法進行單倍體引種的選擇。采用自然或人為培養的方法，將單倍體玉蘭培養成雙倍體苗，然后進行雜交后的雜交后代。利用這種新技術提高了玉米的產量，提高了玉米的質量，但是目前國內在這方面的理論和實踐還缺乏。

3 我國玉米選育中的若干問題探討

綜觀目前國內的玉米品種選育工作，仍有許多值得關注的問題。首先，由于天氣因素對玉米的選育造成了不利影響。事實證明，天氣會給玉米的選育帶來很大的負面效應，當天氣發生變化時，會使玉米的優勢失去，所以在進行一個新的品種時，多個雜交組合并不能使其最大的優點得到充分利用。比如，有些高產的玉米在有充足的水源和土壤條件下進行了實驗，但由于缺乏市場的競爭力，導致了農戶難以找到高質量、高產量的新品種。其次就是太干燥了，在這種干燥的條件下，很難找到合適的耐藥品種，哪怕是從外國進口的新的研究，也很少有人能夠研究出它的抗病毒性能。二是所制訂的選育策略不能與市場發展相匹配，進行選育必須做好選育工作，而國內目前出現的主要問題是忽視了實際的市場需求。就拿材料來說，抗倒性和抗逆性的研究來說，與國際上相比還有很大的差距，開發出來的產品也很一般，很難從市場上脫穎而出。還有就是，有些玉米在成長的時候會出現倒下，或者是對作物的抗藥性比較弱，這就意味著我們的育種能力還不夠強，而且有些公司和商業繁殖公司也會受到利潤的驅動，這對我們國家在玉米的選育工作中的發展是不利的。另外，由于我國目前的新玉米新品種缺乏競爭優勢，許多新的新品種都有一些問題，這些問題與國家認可的要求背道而馳，很難為消費者所接受，例如，所研制的玉米株形不能進行透氣，莖干太薄，易發生倒伏等。由于國家在國內的選育技術上起步比較遲，技術上過分依靠外國的技術，雖然已經有了一定的成果，但并不能保證今后的技術革新。

4 玉米高產栽培技術措施及措施研究

4.1 確定繁殖目的

在國內，玉米育種的發展方向主要有：選擇和培育高抗性新品種；雜種含水量較少，對商品性和平整性的選用；選擇優良的特殊品種；將傳統的育苗技術和現代生物技術相結合的新的育種方法；選擇具有較高綜合效益的“谷飼”品種；加強基礎科研，改變基因基礎薄弱和缺乏基本物質的現狀；增強新的玉米新品種的抗倒伏和適應能力；強化對雜種優勢種群的育種和應用。要實現上述目的，并根據具體情況，密切結合當地的實際情況和生態需求，在實施中不要盲目借鑒外國的做法，這樣，我們的玉米品種選擇就會達到目前的目標。

4.2 玉米品種資源的擴增、改良與創新

首先，要根據本地的優勢資源，根據既定的種植對象，篩選出符合本地條件的優良品種，經過改良、創新后，符合本地新品種的需要。其次是要合理地使用國外的種質資源，經過多年的研究，我們已經通過對歐美的種質進行了系統的改造，獲得了早熟、豐產、耐倒伏、耐密植、耐旱等優良的新品種，并在不同時期通過對低緯、亞熱帶群體、自交系和溫帶系的新品種進行改造，從而獲得新的自交系。其次，采用雜交優勢模型，對雜交優勢群體進行精確的分類，以保證對其后代的遺傳環境等狀況有較好的了解，以方便雜交，降低了雜交的盲目和后期配合力的測量，極大地提升了育種的效果。無論是種質的擴增還是技術改造，都要遵循雜交優勢的基本原理，防止資源和時間的浪費。

4.3 二環選系與群體的交互輪換

循環選育的戰略，即通過品種之間的輪換和二環的選配，都建立在單一且簡單的雜交優勢模型之上。經過多年的試驗，許多學者都提出，通過循環選擇累積的基因增益與二環選育之間的關系維持一個均衡，二環選育系統運行更容易。在選擇品種時，如果選用的是單一品種或商品性品種，則采用二環系的方式進行選種。在實際生產中，也采用了許多歐美等國選育出的具有較好的適配性和較好的自交品種，從而保證了選育的有效性。利用遺傳資源，提高品種的遺傳頻率，將雜種的優勢和可利用的資源與已有的資源相結合，以保證品種的優良品質。在一定時間范圍之內，種群間的遺傳差異會減小，而個體間的整體基因差異不會下降，因此，可以提高自交系的選擇性。

4.4 種子選育和多點鑒別

首先，用準備密植技術培育出一套自交和一套品系，即在二環選育的基礎上，增加了自交系的種植密度，以保證在高密度條件下，能選出優良的品系。在雜種識別中，利用密生與稀生比較，確定了雜種的適配。通過密栽技術篩選出抗逆性和耐旱、耐貧瘠、耐高溫、抗病能力，同時也可以體現遺傳類型在微觀環境中的作用，例如：穗位整齊度、脫水速率、生育期與環境交互作用、籽粒灌漿等，通過密栽可以消除對環境的敏感性，但要重視種植品種的數量和密集度。其次，多點鑒別和交叉雜交是為了充分發揮不同生態區域的資源優勢，從而增強了品種的適應能力。鑒于各區域的生態環境特征存在差異，對一些品種進行一年以上的鑒定，可以節省試驗時間，并維持其適應性。在各種條件下，優質雜種都能維持較好的農業特性，從而加速了玉米的選育和選育工作。

4.5 單倍體細胞的培養與現代生物學技術研究

采用單倍體法進行雜交，即采用自然或人工培養的方式，在自然條件下，采用人工或自然翻倍的方式來選擇自交系，從而大大縮短了玉米的選育進程，使其高效、高效，而且可以達到100%的純合子。基因技術是當今世界上最常用的一種技術，目前最常用的就是基因分析和遺傳連鎖圖，DNA 分子標記是玉米育種過程中最常用的一種方法。而轉基因技術具有很高的適用性，可以根據需要和目的基因的導入，實現對谷物和糧食的優化，從而實現育種目的。

5 中國的玉米選育前景

經過多年的發展，我國的玉米品種選育工作已初見端倪，其中有歐美等發達國家的成功經驗，也有其本身的實踐成果。不過，玉米的選育是一個長遠的投資，總體的目的還是為了提升玉米的選育效果，這就要求政府和社會加大財力、技術的投入，同時還要在科研工作中不斷培育優秀的專家，以獲取更多的資源，共同推動發展。目前我國的社會和經濟發展迅速，人民的生活水平在不斷地改善，人民對糧食品質的需求也越來越高，所以，要想有效地培育優質的糧食，就必須從根本上解決問題。這就需要有關部門根據現實狀況、研究對象進行更加詳細、專業化的剖析，并積極地采取相應的對策，以應對目前面臨的各種問題，并通過技術的創新，加強研究，以保證我國的高產。