玉米種質(zhì)資源研究進(jìn)展

1、玉米種質(zhì)資源研究進(jìn)展劉丹，東北農(nóng)業(yè)大學(xué)，150030玉米的種質(zhì)資源非常豐富，玉米無(wú)論在表型水平還是在分子水平上都是遺傳差異較大的物種。即使在育種水平較高的美國(guó)，目前所利用的玉米種質(zhì)還不到總資源量的5%1 。在中國(guó)，優(yōu)質(zhì)、抗逆、高配合力和適應(yīng)性廣的種質(zhì)資源的匱乏，始終是玉米育種快速發(fā)展的制約因素。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)有關(guān)玉米種質(zhì)資源的評(píng)述，多局限于雜種優(yōu)勢(shì)群和雜種優(yōu)勢(shì)模式的框架之下，但不同類型種質(zhì)資源的利用途徑的討論較少，因此實(shí)用性不大，同時(shí)，對(duì)國(guó)外的最新研究成果介紹的也不多。摘要 玉米種質(zhì)資源是選育優(yōu)良品種的遺傳物質(zhì)基礎(chǔ)。搜集原始素材，拓寬種質(zhì)基礎(chǔ)，開展種質(zhì)鑒定、創(chuàng)新和利用，在玉米品種改良工

2、作中始終占有重要地位。本文主要介紹了玉米種質(zhì)資源的遺傳背景、研究方法，以及玉米種質(zhì)資源在遺傳多樣性、種質(zhì)類群的劃分、群體配合力、抗脅迫性、品質(zhì)等方面的研究，探討了玉米種質(zhì)資源的研究方向。 關(guān)鍵字：玉米  種質(zhì)資源  背景  研究方法  研究現(xiàn)狀1 玉米種質(zhì)資源的利用背景根據(jù)玉米種質(zhì)資源遺傳背景的差異，可以把它們劃分成不同的雜種優(yōu)勢(shì)群。在不同環(huán)境下的自然和人工選擇，造成不同親本之間基因型的差異，從而形成了它們之間的雜種優(yōu)勢(shì)。雜種優(yōu)勢(shì)模式是雜種優(yōu)勢(shì)群之間的雜交后代的相對(duì)表現(xiàn)。在美國(guó)，北方硬粒與南方馬

3、齒亞種之間的形態(tài)差異非常大，如果它們是野生的禾本科植物，就會(huì)被劃分為不同的種，甚至是不同的屬。美國(guó)玉米帶玉米的雜種優(yōu)勢(shì)似乎應(yīng)歸功于北方硬粒和南方馬齒之間的巨大差異，最大的雜種優(yōu)勢(shì)也可望從分別來(lái)源于北方硬粒和南方馬齒的自交系之間的雜交組合中獲得。Reid×Lancaster 是最主要的雜優(yōu)模式。Reid 更像北方硬粒亞種，而Lancaster 更像南方馬齒亞種。兩個(gè)雜種優(yōu)勢(shì)群的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)驗(yàn)種分別是B73 和MO17，B73×MO17 是美國(guó)玉米帶很長(zhǎng)一段時(shí)期內(nèi)主推的雜交種之一。歐洲引進(jìn)美國(guó)馬齒種質(zhì)，與當(dāng)?shù)氐臍W洲硬粒種質(zhì)構(gòu)成最常見的

4、雜種優(yōu)勢(shì)模式，該模式將美國(guó)種質(zhì)的豐產(chǎn)性與歐洲種質(zhì)的早熟性和適應(yīng)性相結(jié)合。歐洲使用的美國(guó)種質(zhì)大部分屬于Minnesota13 優(yōu)勢(shì)群，該優(yōu)勢(shì)群在美國(guó)玉米種質(zhì)中所占的比例僅次于Reid，是早熟種質(zhì)的主要來(lái)源。在熱帶、亞熱帶地區(qū)，Tuxpeno 和ETO 構(gòu)成兩個(gè)基礎(chǔ)的雜種優(yōu)勢(shì)群，Tuxpeno × ETO 是當(dāng)?shù)刈钪匾碾s種優(yōu)勢(shì)模式2。 從20 世紀(jì)80 年代到90 年代中期，中國(guó)玉米育種消化和利用78599 及其同類雜交種，這是續(xù)MO17、B73 之后中國(guó)玉米種質(zhì)資源

5、引進(jìn)的第二次浪潮。21 世紀(jì)初，美國(guó)先鋒種子公司以先玉335為代表的先玉系列品種，具有突出的豐產(chǎn)性、廣適性和多抗性。全國(guó)多數(shù)育種單位都將此作為玉米種質(zhì)擴(kuò)增的首選材料，選育出一批優(yōu)良的自交系，被稱為X系種質(zhì)3。這一方面反映出中國(guó)玉米育種領(lǐng)域?qū)?guó)外優(yōu)秀種質(zhì)資源的積極引進(jìn)，另一方面也反映出中國(guó)玉米種質(zhì)資源的缺乏和育種工作低水平重復(fù)的狀況，可見，加強(qiáng)玉米種質(zhì)資源創(chuàng)新的育種基礎(chǔ)性工作已迫在眉睫。利用和改良玉米種質(zhì)資源時(shí)，要靈活運(yùn)用雜種優(yōu)勢(shì)群和雜種優(yōu)勢(shì)模式，既要參考一定的雜種優(yōu)勢(shì)群的劃分，以便對(duì)種質(zhì)資源的遺傳背景有較清楚的認(rèn)識(shí)，同時(shí)，又要突破固定的雜種優(yōu)勢(shì)模式，以便根據(jù)目標(biāo)性狀組建群體和配制組合

6、。石雷4認(rèn)為，中國(guó)的玉米育種，應(yīng)把中國(guó)玉米種質(zhì)與引進(jìn)的國(guó)外種質(zhì)相結(jié)合，把本土的雜種優(yōu)勢(shì)模式與國(guó)外的雜優(yōu)模式相結(jié)合，同時(shí)與國(guó)際通用的Reid-Tuxpeno×nonReid-nonTuxpeno 雜優(yōu)模式接軌。高翔等5遵循種質(zhì)擴(kuò)增中優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，不斷創(chuàng)新的原則，對(duì)美國(guó)Reid 種質(zhì)進(jìn)行改良利用。一是沿用原有的典型雜優(yōu)模式，即Reid×Lancaster，利用四平頭和旅大紅骨等種質(zhì)對(duì)父母本雙方進(jìn)行種質(zhì)擴(kuò)增。二是采用單交、復(fù)合雜交、回交、自交、輻射誘變、化學(xué)誘變、生物技術(shù)等方法，對(duì)含美國(guó)Reid 種質(zhì)的選系進(jìn)行種質(zhì)擴(kuò)增，目的是創(chuàng)建新的雜優(yōu)模式。劉紀(jì)麟6指

7、出，把玉米育種的基礎(chǔ)材料，按雜種優(yōu)勢(shì)模式，劃分成若干對(duì)雜種優(yōu)勢(shì)群，可以減少盲目性，提高育種效率。同一個(gè)雜優(yōu)模式下的雜種優(yōu)勢(shì)群間選出的優(yōu)系，遺傳背景不同，應(yīng)具有較大的雜種優(yōu)勢(shì)，相互之間的特殊配合力較高，這些自交系也便于按各自的優(yōu)勢(shì)群歸類。不同雜優(yōu)模式的優(yōu)勢(shì)群選出的優(yōu)系，因含的有利基因較多，一般配合力較好，也可能組配出農(nóng)藝性狀較優(yōu)的強(qiáng)優(yōu)勢(shì)組合。番興明等7也報(bào)道，CIMMYT利用優(yōu)良自交系，組建了選育新自交系的基礎(chǔ)群體。盡管這些群體不是按雜優(yōu)模式組成的，但每一個(gè)群體內(nèi)通過(guò)輪回選擇已有大量的基因重組，它們的遺傳構(gòu)成和籽粒品質(zhì)（馬齒或硬質(zhì)）表明，它們可以作為對(duì)應(yīng)的雜種優(yōu)勢(shì)群利用。 2 

8、;玉米種質(zhì)資源的研究方法 2.1 系譜分析法系譜分析法是在對(duì)種質(zhì)基礎(chǔ)分析的基礎(chǔ)上，根據(jù)育種材料的血緣關(guān)系研究群體的方法。我國(guó)所用的主要種質(zhì)從來(lái)源上可以分為改良Reid、Lancaster、四平頭和旅大紅骨四個(gè)雜種優(yōu)勢(shì)群，相對(duì)應(yīng)地構(gòu)成了國(guó)內(nèi)主要雜優(yōu)模式。因此，可以根據(jù)這些類群的遺傳特點(diǎn)進(jìn)行種質(zhì)的改良和創(chuàng)新研究，但要注意在改良某一類群時(shí)，不要把同一雜種優(yōu)勢(shì)類群的對(duì)應(yīng)類群進(jìn)行雜交，以避免相互間雜種優(yōu)勢(shì)的喪失。 2.2 數(shù)量遺傳學(xué)方法 2.2.1 NCII設(shè)計(jì) NCII設(shè)計(jì)是一種較優(yōu)的特殊不完全雙列雜交設(shè)計(jì)，可以用于研究具有不同特性

9、的親本材料，如人工合成群體、雄性不育材料和新選自交系等。首先，以一組能夠代表各個(gè)雜種優(yōu)勢(shì)群的自交系作為標(biāo)準(zhǔn)測(cè)驗(yàn)種，然后與待測(cè)群體或自交系進(jìn)行雜交；然后，測(cè)定配合力的值后就可以依據(jù)待測(cè)材料SCA表現(xiàn)對(duì)其進(jìn)行種質(zhì)類群劃分和雜種優(yōu)勢(shì)模式的初步判斷。 2.2.2 雙列雜交 雙列雜交包括完全雙列雜交和不完全雙列雜交。完全雙列雜交是指一組親本間進(jìn)行所有可能的雜交，依據(jù)不同的組合類型，共分為4種：(1)包括親本自交系及正反交組合，共P2個(gè)實(shí)驗(yàn)材料；(2)包括親本自交系及正交組合，共I2P(P+1)個(gè)實(shí)驗(yàn)材料；(3)不包含親本自交系，僅包含正反交組合共P(P一1)個(gè)實(shí)驗(yàn)材料；(4

10、)僅包含正交組合，共12P(P1)個(gè)實(shí)驗(yàn)材料。其中每一種方法，都有相應(yīng)的配合力計(jì)算公式，可以為各種作物進(jìn)行配合力研究提供較詳盡的信息。但其缺點(diǎn)是隨著被測(cè)系的增加，雜交組合數(shù)會(huì)急劇增加，導(dǎo)致工作量劇增和試驗(yàn)誤差難于控制，從而影響試驗(yàn)的準(zhǔn)確性和精確性。后來(lái)出現(xiàn)了把供試親本分為兩組，只進(jìn)行組間雜交，不進(jìn)行組內(nèi)雜交的不完全雙列雜交方法，優(yōu)點(diǎn)可以大大減少育種方案中的雜交組合數(shù)，且有利于研究群體或具備特殊優(yōu)良性狀的一組自交系的配合力和遺傳力等參數(shù)。所謂不完全雙列雜交是指把供試純育親本按試驗(yàn)要求分為兩組，只進(jìn)行組間雜交，不進(jìn)行組內(nèi)雜交。 2.2.3 三重測(cè)交法三重測(cè)交法(TIC)是以NC

11、 Ul設(shè)計(jì)原理和方法為基礎(chǔ)，檢驗(yàn)上位性較為靈敏，而且在無(wú)上位性時(shí)，也能準(zhǔn)確地檢驗(yàn)和估算加性遺傳分量(D)和顯性遺傳分量(H)。后來(lái)，以品種群體代替原設(shè)計(jì)中的心，使其應(yīng)用更加普遍化。在玉米育種中，本法較適用于群體改良中基礎(chǔ)群體的遺傳分析和群體重要性評(píng)價(jià)?？梢园言撛O(shè)計(jì)所獲得各種有關(guān)遺傳參數(shù)進(jìn)行綜合分析，使群體改良、自交系和雜交種選育有機(jī)的結(jié)合起來(lái)，從而提高育種的準(zhǔn)確性和預(yù)見性。如潘光堂等運(yùn)用該設(shè)計(jì)，以綜合種群體代替原設(shè)計(jì)中的F2代，對(duì)群體21個(gè)數(shù)量性狀的遺傳分量進(jìn)行的研究，以及金益等運(yùn)用該設(shè)計(jì)對(duì)東農(nóng)2號(hào)玉米改良群體的12個(gè)品質(zhì)性狀進(jìn)行遺傳相關(guān)及選擇預(yù)期遺傳進(jìn)度的分析都顯示了其設(shè)計(jì)優(yōu)良的特

12、點(diǎn)。 2.3 分子標(biāo)記法分子標(biāo)記是直接以DNA多態(tài)性為基礎(chǔ)的遺傳標(biāo)記。它在植物的各個(gè)組織，各個(gè)發(fā)育時(shí)期均可以檢測(cè)，不受季節(jié)和環(huán)境的限制?，F(xiàn)用于群體遺傳多樣性和雜種優(yōu)勢(shì)群研究的較成熟的分子標(biāo)記有兩大類：一類是基于DNA分子雜交技術(shù)的分子標(biāo)記，如RFLP；另一類是基于PCR技術(shù)的分子標(biāo)記，如RAPD、SSR和AFLP等。日趨成熟的分子標(biāo)記技術(shù)為玉米群體遺傳多樣性和雜種優(yōu)勢(shì)類群劃分提供了新的手段和方法。然而，雜種優(yōu)勢(shì)群劃分面對(duì)的是復(fù)雜的產(chǎn)量性狀，完全依靠分子標(biāo)記技術(shù)而拋棄對(duì)育種材料的田間組配與評(píng)價(jià)顯然不夠恰當(dāng)，因此用DNA分子標(biāo)記確切劃分玉米種質(zhì)的雜種優(yōu)勢(shì)群以及構(gòu)建雜種優(yōu)勢(shì)模式，

13、目前還需要與數(shù)量遺傳分析相結(jié)合。所以在現(xiàn)所以在現(xiàn)階段的遺傳育種研究中，最好還是采用多種研究手段相結(jié)合的方式以避免不必要的失誤8。3 玉米種質(zhì)資源研究現(xiàn)狀3.1 遺傳多樣性研究多年來(lái)，育種家通過(guò)形態(tài)觀察、常規(guī)手段整理種質(zhì)資源，選擇親本，育成了許多高產(chǎn)組合玉米。由于表型性狀是遺傳背景與環(huán)境綜合作用的結(jié)果，因此要獲得優(yōu)良單株，在很大程度上取決于育種家的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。隨著生物技術(shù)的發(fā)展，檢測(cè)DNA 的各種技術(shù)相繼建立和完善。一些研究者用限制性內(nèi)切酶片段長(zhǎng)度多態(tài)性( RFLP) 研究了不同玉米群體的遺傳變異和自交系間的親緣關(guān)系，開拓了分子標(biāo)記在種質(zhì)研究方面的

14、新途徑。充分發(fā)掘地方種質(zhì)，摻和外引種質(zhì)，并采用輪回選擇體系不斷積累有利基因，為中長(zhǎng)期分離優(yōu)良玉米自交系提供基因庫(kù)已成為當(dāng)今種質(zhì)研究的熱點(diǎn)。近年來(lái)植物基因組學(xué)的迅速發(fā)展使人們對(duì)作物種質(zhì)的分析進(jìn)入分子水平。美國(guó)于1996 年開始實(shí)施的玉米基因組計(jì)劃，加快了這個(gè)領(lǐng)域的研究進(jìn)程。10 多年來(lái)，分子標(biāo)記的出現(xiàn)，為玉米的遺傳多樣性分析提供了更深層次的技術(shù)。目前分子標(biāo)記正逐漸成為分析生物遺傳多樣性的有力工具，在農(nóng)作物遺傳分析中應(yīng)用最廣的主要有RFLP、隨機(jī)擴(kuò)增的多態(tài)性DNA( RAPD) 、SSR、擴(kuò)增片段長(zhǎng)度多態(tài)性( AFLP) 等。3.2

15、60;雜種優(yōu)勢(shì)群研究雜種優(yōu)勢(shì)群及雜種優(yōu)勢(shì)模式的構(gòu)建是近年來(lái)國(guó)內(nèi)外玉米育種家們研究的熱點(diǎn)。這一研究有利于拓寬種質(zhì)資源和克服種質(zhì)資源的脆弱性，尤其是對(duì)克服雜交組合組配的盲目性和提高育種效率至關(guān)重要。劃分玉米育種材料的雜種優(yōu)勢(shì)群和構(gòu)建雜種優(yōu)勢(shì)模式將使自交系選育(尤其是二環(huán)系選育) 技術(shù)、群體合成與改良技術(shù)、雜交種選配技術(shù)及育種研究管理技術(shù)等在一定程度上逐步向理論思維方式靠近。把優(yōu)良玉米自交系劃分到不同雜種優(yōu)勢(shì)群以及把新自交系劃分到已建立的雜種優(yōu)勢(shì)群的方法有: 親緣關(guān)系、表型聚類、配合力分析和雜種優(yōu)勢(shì)分析，生理生化指標(biāo)(同功酶) 、分子標(biāo)記。結(jié)合相關(guān)研究對(duì)各種方法的評(píng)價(jià)，

16、認(rèn)為配合力分析、雜種優(yōu)勢(shì)分析和分子標(biāo)記方法有助于育種實(shí)踐。目前用于劃分玉米雜種優(yōu)勢(shì)群和建立優(yōu)勢(shì)模式的方法主要有系譜分析法、數(shù)量遺傳學(xué)方法和分子標(biāo)記法。特別是近10 年來(lái)，分子標(biāo)記技術(shù)的飛速發(fā)展，為在分子水平上研究玉米的雜種優(yōu)勢(shì)群及其模式提供了新的手段9。3.3 基礎(chǔ)群體研究3.3.1 群體改良研究理論和實(shí)踐證明，根據(jù)育種目標(biāo)，選擇自交系，組配綜合種，而后采取輪回選擇加以改良，是創(chuàng)造優(yōu)良育種群體，進(jìn)而育成優(yōu)良自交系和雜交種的一條有效途徑。熱帶、亞熱帶群體和雜交組合的產(chǎn)量及配合力高，利用潛力大，可加入到玉米育種方案中以拓寬我國(guó)育種材料的遺傳基礎(chǔ)。溫?zé)犭s交組合的抽雄、吐

17、絲、ASI 值、果穗性狀基本達(dá)到溫帶生產(chǎn)可利用的標(biāo)準(zhǔn)，溫帶種質(zhì)中控制這些性狀的基因?qū)ν鈦?lái)光敏感基因表現(xiàn)顯性，但植株和穗位特別高，應(yīng)將其作為改良的重點(diǎn)。3.3.2 引進(jìn)種質(zhì)的研究外來(lái)種質(zhì)可分3類：一是從國(guó)外引入經(jīng)過(guò)現(xiàn)代育種技術(shù)選育的溫帶雜交種、自交系或群體材料；二是從熱帶、亞熱帶低緯度地區(qū)引入并不完全適應(yīng)溫帶種植的雜交種、自交系和群體材料；三是從玉米遺傳多樣性中心及世界各地引入的野生近緣種。 按照溫?zé)犭s交組合的產(chǎn)量、一般配合力和特殊配合力高的原則，篩選出了每個(gè)溫帶雜優(yōu)群與熱帶、亞熱帶種質(zhì)的最佳雜優(yōu)組合模式，并提出了改良利用的途徑。弄清楚代表中國(guó)玉米主要優(yōu)勢(shì)群與熱帶、

18、亞熱帶優(yōu)勢(shì)群之間的關(guān)系，鑒定或創(chuàng)建溫?zé)犭s優(yōu)組合模式，對(duì)于正確地選擇外來(lái)種質(zhì)和制訂一個(gè)合理的中、長(zhǎng)期外來(lái)種質(zhì)改良、利用的育種策略和方法具有十分重要的意義。3.4 耐生物、非生物脅迫性研究 3.4.1 耐非生物脅迫研究干旱是我國(guó)玉米生產(chǎn)的主要限制因素之一。在西南山地丘陵玉米生態(tài)區(qū)，絕大多數(shù)玉米都種植在旱土坡地，土壤瘠薄， 無(wú)灌溉條件，播種出苗和籽粒灌漿期經(jīng)常發(fā)生的季節(jié)性干旱，對(duì)玉米生產(chǎn)危害極大。然而，在非干旱季節(jié)或地點(diǎn)，耐旱性鑒定又非常困難。許多學(xué)者曾嘗試測(cè)定干旱條件下的胚芽鞘長(zhǎng)度、葉片保水力、相對(duì)電導(dǎo)率、水勢(shì)、脯氨酸含量等生理生化指標(biāo)或者將這些指標(biāo)與非干旱

19、條件下的測(cè)定值相比轉(zhuǎn)換為耐旱系數(shù)， 鑒定玉米耐旱性。但是不同的品種可能具有不同的耐旱機(jī)制，所以這些指標(biāo)與耐旱性的相關(guān)程度有限。3.4.2 耐生物脅迫研究 ( 1) 抗病性研究。盡管我國(guó)在抗源鑒定、抗病遺傳以及抗病育種的理論和實(shí)踐上取得了令人矚目的成就，但是取材、育種方法、種質(zhì)資源以及基礎(chǔ)理論研究等方面的問(wèn)題仍然十分突出。把長(zhǎng)期的種質(zhì)資源拓寬與近期的抗病育種工作結(jié)合起來(lái)，才能有效地防止玉米病害的發(fā)生和流行。世界發(fā)生的玉米病害不下百種，在我國(guó)發(fā)生的就有30 多種，其中發(fā)生普遍、危害嚴(yán)重的玉米真菌、細(xì)菌和病毒病害有玉米大斑病、玉米小斑病、玉

20、米絲黑穗病、玉米青枯病和玉米矮花葉病。常年由于玉米病害造成的產(chǎn)量損失約占產(chǎn)量的10 %。玉米彎孢菌葉斑病是近幾年我國(guó)北方玉米主栽區(qū)發(fā)生的一種新的葉斑病，它主要危害玉米葉片，有時(shí)也危害玉米的葉鞘和苞葉。 ( 2) 抗蟲性研究。何康來(lái)等報(bào)道了玉米螟在玉米植株上取食危害的基本規(guī)律及其造成的為害癥狀、玉米抗螟性田間及室內(nèi)鑒定技術(shù)和操作規(guī)程、玉米抗螟性的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。這些方法和標(biāo)準(zhǔn)對(duì)進(jìn)行抗螟玉米種質(zhì)資源的篩選鑒定、利用已知抗性種質(zhì)進(jìn)行品種抗性改良、新品種的抗性評(píng)價(jià)以及轉(zhuǎn)基因玉米抗螟性的評(píng)價(jià)與風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)具有重要的意義10。3.5 品質(zhì)育種研究 3.5.1

21、0;蛋白質(zhì)品質(zhì)育種我國(guó)自1972 年開始了優(yōu)質(zhì)蛋白玉米的轉(zhuǎn)育工作，經(jīng)歷了3個(gè)階段:“六五”期間育成的高賴氨酸玉米雜交種籽粒產(chǎn)量相當(dāng)于普通玉米對(duì)照種的92 %95 %，籽粒賴氨酸含量高于0.4 %，胚乳為軟質(zhì)型。在該階段，中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物研究所首先育成了我國(guó)第一個(gè)通過(guò)全國(guó)審定的優(yōu)質(zhì)蛋白玉米品種中單206。“七五”期間育成的高賴氨酸玉米雜交種產(chǎn)量達(dá)到了普通玉米主栽品種的產(chǎn)量水平，胚乳為半硬質(zhì)或軟質(zhì)，賴氨酸含量在0.35 %以上。在該階段， 山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院玉米研究所成功地選育了我國(guó)第一個(gè)通過(guò)審定的半硬質(zhì)胚乳優(yōu)質(zhì)蛋白玉米品種魯玉13?！鞍?/p>

22、五”期間， 國(guó)家玉米攻關(guān)專家組調(diào)整了育種目標(biāo)， 在要求產(chǎn)量超過(guò)普通品種的同時(shí)， 加大硬質(zhì)、半硬質(zhì)胚乳QPM(優(yōu)質(zhì)蛋白玉米) 育種力度， 育出了中單9409、中單3850、新玉6號(hào)、新玉7 號(hào)、成單201、長(zhǎng)單58 等一批QPM雜交種， 解決了優(yōu)質(zhì)和高產(chǎn)之間的矛盾， 這一成就使我國(guó)在這一領(lǐng)域的研究居國(guó)際領(lǐng)先水平。3.5.2 碳水化合物品質(zhì)育種研究( 1) 甜玉米育種。甜玉米在我國(guó)臺(tái)灣省每年約有2萬(wàn)hm2的種植面積，在中國(guó)大陸的科研和開發(fā)利用則相對(duì)滯后，1968 年北京

23、農(nóng)業(yè)大學(xué)育成我國(guó)第一個(gè)甜玉米品種“ 北京白砂糖”。20 世紀(jì)70 年代，中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物研究所、上海市農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物研究所等單位先后開展甜玉米育種工作。到20 世紀(jì)80 年代，甜玉米研究工作進(jìn)展很快，許多科研單位在挖掘當(dāng)?shù)刭Y源潛力的同時(shí)，開始從國(guó)外引進(jìn)品種資源開展引種育種，1984 年育成普甜玉米綜合種農(nóng)梅一號(hào)(上海市農(nóng)業(yè)科學(xué)院) 和我國(guó)第一個(gè)超甜玉米綜合種甜玉 2 號(hào)(中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院) 。并利用甜質(zhì)基因?yàn)橹饕N質(zhì)資源，采用一環(huán)系法、二環(huán)系法和雜交選育、回交轉(zhuǎn)育等方法，陸續(xù)選育出一批優(yōu)良自交系

24、，配制出農(nóng)大甜單1號(hào)、沈農(nóng)甜單1 號(hào)、密玉4 號(hào)等甜玉米雜交種。目前，我國(guó)甜玉米年種植面積近3 萬(wàn)hm2，甜玉米育種雖已達(dá)到一定水平，但與美國(guó)相比，還有很大差距。( 2) 糯玉米育種。我國(guó)糯玉米新品種選育工作起步較晚，采用回交選育法、雜交選育法和輪回選育法已成功培育出一批優(yōu)良糯玉米雜交種。如糯玉1 號(hào)、煙單5 號(hào)、白糯玉1號(hào)、蘇玉1 號(hào)和魯糯玉1 號(hào)等。3.5.3 高油玉米育種我國(guó)自20 世紀(jì)70 年代末開始高油玉米自交系選育工作，至1989 年，第一個(gè)高油玉米雜交

25、種“農(nóng)大高油一號(hào)”通過(guò)品種審定，并在1991 年納入國(guó)家科委重點(diǎn)推廣項(xiàng)目計(jì)劃。中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院、長(zhǎng)春市農(nóng)業(yè)科學(xué)院等單位也陸續(xù)育成一批高油玉米新組合，投入生產(chǎn)或進(jìn)入品種區(qū)域試驗(yàn)。其中“高油115”代表了我國(guó)高油玉米的育種水平，在產(chǎn)量、適應(yīng)性、抗性等方面與普通玉米水平相當(dāng)。在生產(chǎn)上對(duì)普通玉米有較強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力。此外，中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物研究所從引進(jìn)的國(guó)際玉米小麥改良中心( CIMMYT) 高油群體中篩選出一批自交系，目前已轉(zhuǎn)育成若干雙高系，這些雙高系籽粒賴氨酸含量平均為0.57%，含油量為10.05 %。4 玉米種質(zhì)資源研究展望4.1 引育并舉，

26、以育為主Mo17 在我國(guó)組配玉米雜交種中發(fā)揮了重大作用，它是1971 年一位加拿大愛國(guó)華僑首先贈(zèng)送中國(guó)農(nóng)林科學(xué)院的，其后李競(jìng)雄、吳紹魁教授訪美再次引入。20 世紀(jì)80 年代初我國(guó)引入SC704 (同樣含有該系親本的單交種)，卻付出了一定的代價(jià)。目前我國(guó)已經(jīng)開展了廣泛引種工作， 這是一項(xiàng)長(zhǎng)期任務(wù)。但期望引入像Mo17 那樣的優(yōu)良系，馬上應(yīng)用的可能性較小， 除非付出較大代價(jià)直接購(gòu)入專利。近幾年通過(guò)各種途徑從國(guó)外引入的老系、群體或中間材料較多(也有不同單位重復(fù)引進(jìn))，不僅需要鑒定評(píng)價(jià)，而且只能選擇具有一定利用價(jià)值的進(jìn)行加

27、工創(chuàng)造。目前，我國(guó)已庫(kù)存玉米種質(zhì)資源材料15900余份(其中國(guó)外材料近2 000份)。經(jīng)過(guò)“七五”攻關(guān)以來(lái)的搜集、保存和鑒定，不僅對(duì)農(nóng)藝性狀進(jìn)行了評(píng)價(jià)，而且對(duì)5000多份材料同步進(jìn)行了主要病害、抗性鑒定和主要營(yíng)養(yǎng)成分分析，對(duì)幾百份材料進(jìn)行了抗逆性鑒定和配合力的測(cè)定研究。為了充分發(fā)揮我國(guó)玉米種質(zhì)資源在玉米雜交種選育中的作用，21 世紀(jì)初葉應(yīng)加強(qiáng)優(yōu)良種質(zhì)的篩選、鑒定，應(yīng)用新技術(shù)進(jìn)行研究和有針對(duì)性的種質(zhì)綜合構(gòu)建，再篩選出2-3 個(gè)類似唐四平頭、旅大紅骨的品種或群體; 構(gòu)建含有熱帶、亞熱帶種質(zhì)，適于我國(guó)大部分玉米生產(chǎn)區(qū)，對(duì)光溫鈍化的優(yōu)良群體或自交系，創(chuàng)造出具有中

28、國(guó)特點(diǎn)的玉米新雜交模式。4.2 綜合抗治病蟲，提高抗逆性玉米的病蟲害較多，完全靠育種來(lái)解決確實(shí)有困難。在生產(chǎn)上可以綜合利用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)達(dá)到高產(chǎn)的目的。如玉米生長(zhǎng)期內(nèi)多次侵染性的病害和多代發(fā)生的蟲害，要以抗性育種解決為主; 苗期地下害蟲和種子、土壤帶菌一次性侵染的病害，除抗病育種外，可以通過(guò)輪作和種子包衣等藥劑防治措施來(lái)解決。由于自然條件的變化，干旱高溫氣候出現(xiàn)較為頻繁，在玉米種質(zhì)改良中，要把抗旱、抗熱以及收獲前的抗陰雨、冷害等逆境條件的特異材料加以有效的組裝利用，以便提高優(yōu)良雜交種生產(chǎn)區(qū)域的廣譜適應(yīng)性。在抗病蟲、抗逆境的玉米種質(zhì)創(chuàng)新方面，具有很大的潛力，應(yīng)予以深入發(fā)掘11。參考文獻(xiàn):1 Troyer A F. Adaptedness and heterosis in corn and mule hybridsJ.Crop Sci.，2006，46(2):528-541. 2 張世