玉米育种的关键技术

玉米育种的关键技术

康小强

新疆建设兵团第十二师西山农牧场农业发展服务中心  新疆乌鲁木齐  830089

摘要：我国是农业大国，玉米是主要的粮食作物，是国家经济发展的重要组成部分，玉米品种的更新换代升级是提高玉米品质和产量的最有效的方式。玉米品种的更新换代，离不开自交系的创新。相对于农业来说种子是芯片，种质资源就是芯片中的芯片，是玉米优质新品种创新的基础，玉米育种是国家战略性、基础性核心产业，育种的技术创新推动种业健康快速发展。现阶段玉米“洋种子”种植面积占很大一部分，我国自主培育的品种只占一小部分。如何快速高效创新种质资源，培育优良新品种。必须运用科技的力量，在优质的种质资源创新核心的基础上，才能促进创新及培育优良新品种。

关键词：玉米；育种；技术

1玉米育种的关键技术

1.1植物细胞工程

植物细胞工程是将细胞生物学和遗传学充分结合起来进行细胞研究，以植物细胞的全能性和体细胞有丝分裂的均等性为理论依据。按照育种需求在外界适宜环境下，对组织细胞进行培养、繁殖、改造细胞结构、改造细胞功能来改良和创新玉米种质资源。细胞工程操作复杂，从分离组织、外部培养等每一步骤都需要精心操作，且需要注意选择合适的培养基、材料、激素、植株基因型等。操作各个环节都会受到很多因素的影响，不容易得到再生植株。

1.2单倍体育种技术

由于单倍体生命力比较弱且高度不育，因此在自然界中，大多数生物是二倍体。单倍体育种技术是指利用植物组织培养技术诱导产生单倍体植株，再通过某种手段，如自然恢复、芽苗法、组培法使染色体组加倍恢复二倍体，来获得纯合的二倍体。从而使植物恢复正常染色体数，然后在此基础上选择，选育优良自交系。单倍体诱导系stock6是1950年美国发现的自交系材料，可以高频率诱导单倍体,stock6的发现极大地推动了单倍体育种技术的发展。玉米育种中单倍体技术常见的有花粉花药培养技术、化学诱导孤雌生殖技术等。花粉花药培养技术是指是花粉花药离开正常的发育途径，形成单倍体植株。化学诱导孤雌生殖技术，是指利用化学药剂赤霉素、秋水仙素、萘乙酸、聚乙二醇、炔苯酰草胺等，在玉米抽丝抽丝3～5d不受精的情况下，喷洒或注射一定浓度的化学药剂来获得加倍子粒，获得纯系。单倍体是具有体细胞染色体数为本物种配子染色体数的生物个体。纯系的制备一直是作物育种的关键环节。常规的玉米育种技术种子纯化需要6～8代的时间，单倍体技术只需2～3代就可以获得纯系，极大地缩短了育种周期。单倍体技术已经发展成熟起来了，单倍体育种技术优点是操作方便、准确、成本较低、高效、育种速度快，可以快速实现育种目标。北美和欧洲种业市场，新品种中父母本中含有DH系的占70%～80%。单倍体技术已经在很多国家广泛应用。单倍体育种技术应用中还存在一些问题，如单倍体选育技术缺乏大田选择，对抗性等性状还需要加倍选择。诱导系的诱导率在5%～10%,存在诱导率低的现象。单倍体鉴别技术较单一，主要还是以R1-nj颜色标记为基础的单倍体子粒鉴别为主等。但单倍体育种技术具有巨大的商业价值，实现单倍体育种工程化，是实现工程化育种的先决条件，单倍体技术可以辅助常规育种中的轮回选择，来消除显性基因对隐形基因的阻挡效果，有利于性状改良。

1.3分子标记技术

分子标记技术指的是将DNA多态性作为基础所形成的遗传标记，具有独特的应用优势，能在植物不同发育阶段。分子标记技术适合应用在种质的亲缘鉴定、资源群组划分以及杂交或纯度检测工作中，该技术已成为常规育种技术中非常重要的组成部分。但当前依然需要采取措施升级：第一，构建玉米分子遗传图谱；第二，分析基因型和表现型的关系；第三，开辟分子标记和常规育种的融合渠道；第四，积极探索更具智能化以及性价比高的新分子标记技术。

2玉米育种技术水平提升策略

2.1 加大对优质玉米品种的研究力度

由于我国地理条件较为复杂，南部、北部以及西部地区的土壤条件存在较大差异性。因此在我国农业发展的过程中，要想实现玉米育种的创新以及广泛应用，首要工作是加大对优质玉米品种的研究力度。一方面，政府应加大对相关研究人员及研究工作的资金支持力度，制定相关的扶持政策来鼓励研究人员加强对优质玉米品种的开发研究，充分利用科学技术加强对我国地理环境及气候条件等方面的分析工作，大力发展试验田项目，充分落实玉米育种创新技术以及应用工作。另一方面，农业部门应加大对玉米品种的推广力度，提升玉米在农业发展过程中所占的比重，加强对优质玉米品种的宣传工作，使相关种植人员充分了解优质玉米品种的营养价值优势及经济效益优势，从而提升优质玉米品种的应用程度。

2.2 重视对种植品种的选择

随着我国科学技术水平的提高，对我国南北方各地区的地质条件、气候因素及水源条件等方面进行分析，我国现阶段已培育出可以适应各地区种植的玉米品种。从颜色划分上来看，大致可分为白色、黑色、黄色和杂色4种，市面上较为常见的是白色玉米品种。

虽然当前我国利用科学技术水平提升了玉米品种在不同地理条件下的生存能力，但在进行玉米栽培工作过程中，种植人员应积极分析当地环境，包括种植地的水文条件、地理条件及气候情况等，以此选择更加适宜当地种植条件的玉米品种，在根本上保障当地的玉米总产量。对于玉米种植地的品种选择而言，一方面，应当考虑自身的地质条件，在玉米品种选择过程中，要更加注重选择符合当地环境的品种，提升当地玉米在种植过程中抵御自然灾害等情况的能力；另一方面，在玉米的种植工作开始前，种植人员应对种子进行预处理。当前我国最常见的玉米种子预处理方式是浸泡种子，通常将玉米种子放在50℃左右的温水中浸泡，时间大约保持在5～12 h。在玉米播种工作开始前，种植人员应根据玉米的品种及土质情况使用药剂配制溶液，减少玉米在生长过程中受到常见病虫害的影响。

2.3 科学选择种植培育地点

种植培育地点的选择对于玉米的生长至关重要，在提升玉米栽培质量及产量等方面发挥着重要的基础作用。

种植人员应科学选择玉米的种植培育地点，应当尽量选择透气性好以及肥力较好的土壤类型作为玉米的种植培育地点。由于张掖市全年降水量较低，全年日照时间较为充足，在进行种植地点选择的过程中应当保证玉米在种植生长时的水源需求。由于张掖市全年多大风天气，甚至会出现沙尘暴等极端天气现象，在选择培育地点的过程中，应充分做好防风固沙的基本防范工作，以此稳定玉米在生长过程中的外部环境因素。在种植培育地点的选择过程中应重视分析土壤成分，尽量选择沙土含量较低的地点进行玉米培育工作，保证玉米生长过程中对于土壤肥力方面的基本需求。

3结语

积极进行玉米育种技术的创新及应用开发，有助于推动我国玉米种植事业的发展。在玉米的育种和栽培技术创新过程中，要加大对优质玉米品种的研究力度，提升玉米品种的整体品质。

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