提高玉米育种效率的技术途径与策略

邵广忠

（黑龙江省农业科学院牡丹江分院 黑龙江，牡丹江 157010）

近年来，在我国的粮食生产领域已有了很大的突破，比如，从一开始的通过天然的农家种选择，发展到采用杂交、诱变等方法创新的基因型，采用分子标记、基因转移的生物技术培育与改良品种，其产量也得到了明显的提高[1]。随着国家种粮市场的放开，许多国外公司纷纷抢占了国内的市场，竞争也越来越剧烈，这就需要育种者加速培育，打破国内的竞争格局，提升玉米的选育水平和市场竞争力。

1 当前我国玉米的生物学技术发展现状

1.1 提高生物技术的应用

中国是一个具有悠久玉米生产历史的国家，为了进一步提升玉米的产量和质量，必须加强对国内外有关技术的研究，如测序、基因分型等。为适应我国玉米新的选育提供了新的技术路线。根据各大地区的特性和天气状况，对不同的玉米进行了新的改良，提高了对作物的抗病能力和对环境的适应能力，在长期的研究中，已经有了显著的效果。提高玉米的高效利用，既解决了当前粮食短缺的问题，又为新的玉米品种提供了有力的保证[2]。

1.2 建立一支专门从事玉米生物学育种的科研队伍

由于国家对农业发展给予了积极的扶持，在科技研发中更加重视，同时也非常重视技术人员的培训，因此，在国内的玉米育种中，始终保持着世界一流的地位[3]。近年来，随着科研队伍的不断进步和科技进步，玉米的选育取得了重大的突破。

1.3 具备尖端科研仪器及革新观念

农业是推动整个国家的经济发展的主要力量，发展农业是切实改善农村环境、推进社会主义新农村的重要保证。由于国家对玉米的生物选育进行了大量的投资，仪器设备齐全，一些仪器也达到了国际先进的水准，再配合科研队伍的创新精神，成功地克服了国内玉米的技术瓶颈，提升了科技含量[4]。

1.4 我国玉米品种选育特征研究

玉米的最大特点是自然开花和传粉，而自然传粉种群的田间构成是高度的非均质性，而且单个的杂交性很强，这就导致了在自然传粉的种群中对不同的品系影响较小，必须根据不同的遗传类型进行筛选。此外，由于个体的杂合性较强，其选择性也不稳定，因此要通过对大量的群体进行杂交或子代的鉴别，来判断遗传特性[5]。目前，国内的主要选择是利用杂种优势的方法，即选择具有优良杂种的单株和单株进行杂交，从而获得具有一定的杂种优势。这种方法不仅要有良好的品质，而且要有良好的配合，不可有任何偏差，增加了选育的困难和时间。另外，虽然二者之间有一定的关联，但仍有很大的差异。同时，通过对主要目标性状的杂交优势进行综合分析，最后筛选出优质的杂种，从而为今后的玉米育种和提高生产效益提供指导[6]。

2 提高玉米生产效益的技术要点

2.1 提高选育品质

通过对目前国内玉米品种选育的现状的剖析，可以看出，国内已经建立起了成熟的玉米生产系统，具备了良好的生态基础，同时也存在着越来越多的品种。随着玉米的种植越来越容易，种植的速度也会越来越快。但是，在选育中，由于存在着许多问题，造成了其优越性下降，同时，在选育中，没有充分地顾及到农业生产技术与自交系之间的差别，造成了我国玉米品种品质的提高。因此，要使玉米的选育工作更加顺畅，必须充分发挥其优点，并运用循环技术，使其成为一条更加可靠的商品化技术，使其达到最好的育种效果。

2.2 确立生物选育的目的

要提高玉米的选育效果，就需要制订和确定玉米的选育指标，从改善玉米产量、品质、抗病性、对环境的适应能力等方面着手，以确保玉米的高效高产。在玉米的生产实践中，应根据不同地区的地理、气候条件等条件，确定不同品种的遗传和遗传机理，并将其与产量、品质、抗病性、抗逆性的相关性相联系，确定其选育的可能性和科学性。玉米的生物技术是一个长而不停的技术研发，必须与国内的发展状况和地区发展需求相适应。它既能推动农业的发展，又能提高农业的整体经济效益；同时，还能使广大的玉米农获得最大的经济利益。玉米的产量与种植密度、单株产量关系很大，而栽培密度则与生长条件和植株类型相关。因此，在玉米的选择上，既要兼顾多种条件，又要兼顾各个农艺性状的均衡，不同的品种能够满足地区的不同要求，而优良的玉米必须具有较强的抗疾病能力和对环境的适应能力，才能将其应用到实际中。

2.3 品种的科学化选择

在进行种子筛选前，必须对种子进行鉴定。由于玉米种质资源是影响基因工程高效、品质的重要因素，因此必须对不同区域的不同种质资源进行分析、组合，从中选出高品质的新品种，从而提高其耐药性和对生态的适应能力。农民要掌握现代农业生产理念，科学合理地应用新技术，利用新的新技术，并对其进行适当的支持，以便更好地体现其优势，从而为今后的发展奠定坚实的基础。

2.4 选择适宜的玉米品种选育技术

第一种是改良的轮回选择和逆向选择。通过遗传分析，可以避免由于杂交造成的优质遗传损失，也可以通过遗传缺陷来提高作物的质量，这是一种典型的虚拟生物技术，它可以提高整个作物的综合生产能力和农艺性状的均衡，在提高优质玉米的遗传基础上，有很好的应用前景；通过该技术可以提高作物的农业品质，提高作物的抗病能力和抗旱能力。第二部分是二环系和植物的选育方法。该方法简便、高效，目前已广泛用于目前的单交和商业化的种质培养，采用单一交配作为原代遗传资源，在该资源的支持下，可以获得更好的自交系，从而获得更好的遗传资源，从而大大提升了育种的效果；在生物选育早期，采用合理的种植密度降低品质差的品种，逐步加大栽培密度，从而达到了高效、优质的目的。第三，采用了一种自交方法进行单倍体引种的选择。采用自然或人为培养的方法，将单倍体玉兰培养成双倍体苗，然后进行杂交后的杂交后代。利用这种新技术提高了玉米的产量，提高了玉米的质量，但是目前国内在这方面的理论和实践还缺乏。

3 我国玉米选育中的若干问题探讨

综观目前国内的玉米品种选育工作，仍有许多值得关注的问题。首先，由于天气因素对玉米的选育造成了不利影响。事实证明，天气会给玉米的选育带来很大的负面效应，当天气发生变化时，会使玉米的优势失去，所以在进行一个新的品种时，多个杂交组合并不能使其最大的优点得到充分利用。比如，有些高产的玉米在有充足的水源和土壤条件下进行了实验，但由于缺乏市场的竞争力，导致了农户难以找到高质量、高产量的新品种。其次就是太干燥了，在这种干燥的条件下，很难找到合适的耐药品种，哪怕是从外国进口的新的研究，也很少有人能够研究出它的抗病毒性能。二是所制订的选育策略不能与市场发展相匹配，进行选育必须做好选育工作，而国内目前出现的主要问题是忽视了实际的市场需求。就拿材料来说，抗倒性和抗逆性的研究来说，与国际上相比还有很大的差距，开发出来的产品也很一般，很难从市场上脱颖而出。还有就是，有些玉米在成长的时候会出现倒下，或者是对作物的抗药性比较弱，这就意味着我们的育种能力还不够强，而且有些公司和商业繁殖公司也会受到利润的驱动，这对我们国家在玉米的选育工作中的发展是不利的。另外，由于我国目前的新玉米新品种缺乏竞争优势，许多新的新品种都有一些问题，这些问题与国家认可的要求背道而驰，很难为消费者所接受，例如，所研制的玉米株形不能进行透气，茎干太薄，易发生倒伏等。由于国家在国内的选育技术上起步比较迟，技术上过分依靠外国的技术，虽然已经有了一定的成果，但并不能保证今后的技术革新。

4 玉米高产栽培技术措施及措施研究

4.1 确定繁殖目的

在国内，玉米育种的发展方向主要有：选择和培育高抗性新品种；杂种含水量较少，对商品性和平整性的选用；选择优良的特殊品种；将传统的育苗技术和现代生物技术相结合的新的育种方法；选择具有较高综合效益的“谷饲”品种；加强基础科研，改变基因基础薄弱和缺乏基本物质的现状；增强新的玉米新品种的抗倒伏和适应能力；强化对杂种优势种群的育种和应用。要实现上述目的，并根据具体情况，密切结合当地的实际情况和生态需求，在实施中不要盲目借鉴外国的做法，这样，我们的玉米品种选择就会达到目前的目标。

4.2 玉米品种资源的扩增、改良与创新

首先，要根据本地的优势资源，根据既定的种植对象，筛选出符合本地条件的优良品种，经过改良、创新后，符合本地新品种的需要。其次是要合理地使用国外的种质资源，经过多年的研究，我们已经通过对欧美的种质进行了系统的改造，获得了早熟、丰产、耐倒伏、耐密植、耐旱等优良的新品种，并在不同时期通过对低纬、亚热带群体、自交系和温带系的新品种进行改造，从而获得新的自交系。其次，采用杂交优势模型，对杂交优势群体进行精确的分类，以保证对其后代的遗传环境等状况有较好的了解，以方便杂交，降低了杂交的盲目和后期配合力的测量，极大地提升了育种的效果。无论是种质的扩增还是技术改造，都要遵循杂交优势的基本原理，防止资源和时间的浪费。

4.3 二环选系与群体的交互轮换

循环选育的战略，即通过品种之间的轮换和二环的选配，都建立在单一且简单的杂交优势模型之上。经过多年的试验，许多学者都提出，通过循环选择累积的基因增益与二环选育之间的关系维持一个均衡，二环选育系统运行更容易。在选择品种时，如果选用的是单一品种或商品性品种，则采用二环系的方式进行选种。在实际生产中，也采用了许多欧美等国选育出的具有较好的适配性和较好的自交品种，从而保证了选育的有效性。利用遗传资源，提高品种的遗传频率，将杂种的优势和可利用的资源与已有的资源相结合，以保证品种的优良品质。在一定时间范围之内，种群间的遗传差异会减小，而个体间的整体基因差异不会下降，因此，可以提高自交系的选择性。

4.4 种子选育和多点鉴别

首先，用准备密植技术培育出一套自交和一套品系，即在二环选育的基础上，增加了自交系的种植密度，以保证在高密度条件下，能选出优良的品系。在杂种识别中，利用密生与稀生比较，确定了杂种的适配。通过密栽技术筛选出抗逆性和耐旱、耐贫瘠、耐高温、抗病能力，同时也可以体现遗传类型在微观环境中的作用，例如：穗位整齐度、脱水速率、生育期与环境交互作用、籽粒灌浆等，通过密栽可以消除对环境的敏感性，但要重视种植品种的数量和密集度。其次，多点鉴别和交叉杂交是为了充分发挥不同生态区域的资源优势，从而增强了品种的适应能力。鉴于各区域的生态环境特征存在差异，对一些品种进行一年以上的鉴定，可以节省试验时间，并维持其适应性。在各种条件下，优质杂种都能维持较好的农业特性，从而加速了玉米的选育和选育工作。

4.5 单倍体细胞的培养与现代生物学技术研究

采用单倍体法进行杂交，即采用自然或人工培养的方式，在自然条件下，采用人工或自然翻倍的方式来选择自交系，从而大大缩短了玉米的选育进程，使其高效、高效，而且可以达到100%的纯合子。基因技术是当今世界上最常用的一种技术，目前最常用的就是基因分析和遗传连锁图，DNA 分子标记是玉米育种过程中最常用的一种方法。而转基因技术具有很高的适用性，可以根据需要和目的基因的导入，实现对谷物和粮食的优化，从而实现育种目的。

5 中国的玉米选育前景

经过多年的发展，我国的玉米品种选育工作已初见端倪，其中有欧美等发达国家的成功经验，也有其本身的实践成果。不过，玉米的选育是一个长远的投资，总体的目的还是为了提升玉米的选育效果，这就要求政府和社会加大财力、技术的投入，同时还要在科研工作中不断培育优秀的专家，以获取更多的资源，共同推动发展。目前我国的社会和经济发展迅速，人民的生活水平在不断地改善，人民对粮食品质的需求也越来越高，所以，要想有效地培育优质的粮食，就必须从根本上解决问题。这就需要有关部门根据现实状况、研究对象进行更加详细、专业化的剖析，并积极地采取相应的对策，以应对目前面临的各种问题，并通过技术的创新，加强研究，以保证我国的高产。