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  1、玉米育种亟待解决的三大问题与技术途径郭庆法 研究员山东省农业科学院玉米遗传育种专家国家玉米产业技术体系育种岗位专家前 言创新品种的质量、速度和效率已成为当今育种家关注的焦点。育种实践证明，谁拥有丰富而优异的种质资源，掌握最先进的科学育种方法，谁就掌握了创新品种的优先权。育种技术和方法上的突破是实现品种创新的重要手段， 创新优异自交系是实现品种创新的关键，提高创新品种质量、效率和速度是育种单位增强自主创造新兴事物的能力，实现跨越式发展的捷径。一、玉米育种亟待解决的三大问题问题1：现有玉米品种难以满足生产需求品种数量多、质量差与相对集中现象并存缺少高产、优质、多抗、耐密型突破性品种推广品种对生物和非生物逆境

  2、耐性差主推品种不抗玉米锈病、粗缩病和顶腐病玉米倒伏灾害越来越严重玉米粗缩病的灾害越来越严重玉米旱灾的发生越来越严重2009年8月17日济宁、枣庄地区玉米遭暴雨大风倒伏严重。8月17日白天至夜间，济宁市及周围地区遭受暴风雨袭击，降雨量高达170230mm,许多地方伴有7-8级大风，济宁市生产上玉米倒伏面积，据各县（市、区）初步统计近100万亩；滕州市倒伏受灾面积达39万亩，其中积水地块9万亩，该市农业部门初步认定绝产面积12.3万亩。2009年8月27日下午，河北省石家庄、邢台和衡水地区夏玉米再次遭受大风袭击，造成全省近300万亩夏玉米受灾。2009年8月27日下午，河北省夏玉米再次遭受大风袭击

  3、，造成全省近300万亩夏玉米受灾。2009年8月28日夜间，8月29日白天，河南省中南部地区发生大范围玉米倒伏，预计面积接近1000万亩。其中50%属于倒折。2008年8月21日下午4时50分左右河北宣化县部分乡镇受到暴雨袭击2008年8月21日下午4时50分左右河北省宣化县部分乡镇受到暴雨袭击2008年8月21日下午4时50分左右河北省宣化县部分乡镇受到暴雨袭击2009年济宁试验站4月25日至6月15日不同播期试验结果为：4月30日前种植春玉米粗缩病发病较轻，病情指数为20.36；5月10日至6月5日播种的玉米发病率93.3%-100%；病情指数为92.03；6月10-15日播种玉米粗缩病

  4、发病率4%-27.7%病情指数10.79。夏玉米适宜播期为6月10日前后。安徽宿州2008年5月25日播种郑单9582007年郑单958玉米粗缩病58.77%2006年郑单958玉米顶腐病玉米大田干旱照片2009年东北玉米大面积遭受干旱2009年东北玉米抽雄期 卡脖旱问题2：现有玉米种质难以满足育种需求缺少耐密型、耐旱型种质缺少抗玉米锈病和粗缩病种质缺少抗螟虫种质缺少穗粒数多同时千粒高的种质Reid、SPT、LAN三大主导种质群均缺少抗玉米锈病和粗缩病种质问题3：现有育种技术难以提高育种效率常规育种技术不到位、不完善、试验手段落后育种工作的机械化和电子化程度低生物技术与常规育种技术不能密切结合

  5、技术创新理论研究缺乏实用化和指导性二、解决三大问题的总体思路1、总体思路坚持以循环育种为策略，以提高单产为核心，以增强抗逆为前提，以种质改良为基础，以突破自交系为关键，以创新品种为目标的育种思2、创新目标创新突破性自交系的标准超越郑58、9058、昌7-2、先玉335m、先玉335f、齐319、LX9801、178、HC三高：产量高、配合力高、高抗性三耐：耐密植、耐干旱、耐高温一优：综合农艺性状优良3、创新重点第一，SPT种质群：重点解决LX9801、昌7-2、黄早四、H21、502、吉853等核心种质的耐密植、抗病、抗倒和出籽率等问题，创建新的核心种质第二，BSSS种质群：重点解决郑58、y

  6、x335m、U8112、掖478、3189、835、掖107等核心种质的抗病问题，创建新的核心种质。第三，LAN种质群：重点解决yx335f、Mo17和的耐密植、抗病、抗倒等问题，创建新的核心种质。 第四，PB种质群：重点解决齐319、农大178、齐318、丹9046等核心种质的耐密植和出籽率等问题，创建新的核心种质。第五，PA种质群：重点解决5003、HC等核心种质的生育期晚和脱水慢等问题，创建新的核心种质。第六，LRC种质群：重点解决自330、丹340等核心种质的雄穗发达、生育期晚和脱水慢等问题，创建新的核心种质。4、创新素材第一，现有核心自交系：郑58、9058、835、U8112、掖4

  8、线在分析摸清国内现有核心种质来源的基础上，以杂种优势模式和杂种优势群的划分为依据，集成创新常规育种技术与生物育种技术，对现有核心种质进行改良和创新，创建一批新的核心种质。三、解决三大问题的技术途径1、玉米育种核心技术集成创新途径完善常规育种技术 (提高试验质量)坚持循环育种技术 (优中选优)坚持高密度育种技术 (抗倒、耐密植、耐阴）坚持抗逆育种技术 (多点逆境鉴定) 强化分子标记辅助育种技术（系谱数值化平台）强化计算机辅助育种技术 （预测杂种优势强度）2、玉米育种核心种质集成创新途径第一，解决BSSS核心自交系抗病性和株高的有效途径BSSS种质群含PB种质数量偏低（0.7%-9.2%）郑58含

  9、PB种质较低仅有7%适量融入PB种质,可解决玉米锈病和粗缩病问题。BSSS种质适量融入5003种质，可降低植株高度。新选优良系可与SPT、LAN、LRC核心自交系组配杂交种第二，解决SPT核心自交系抗病性和出籽率的有效途径SPT种质群含PB种质数量偏低，0.4%-1.5%，融入适量PB种质，解决玉米锈病和粗缩病。新选优良系可与Reid、LAN核心自交系组配杂交种SPT种质，融入适量LAN种质，可提高出籽率。新选优良系可与Reid、LRC、PB核心自交系组配杂交种第三，提高PB核心自交系出籽率低的有效途径PB种质群核心自交系含LAN种质量偏低（0.4%-6.8%）对PB种质融入适量LAN种质，提

  10、高出籽率新选优良系可与Reid、LRC、SPT核心自交系组配杂交种第四，提高LAN核心自交系抗病性的有效途径LAN种质群核心自交系含PB种质量偏低（0.5%-6.3%）适量融入PB种质，可解决锈病和粗缩病问题。新选优良系可与Reid、LRC、SPT核心自交系组配第五，解决PA种质核心自交系生育期晚、抗病性和脱水慢的有效途径PA种质5003和HC自交系含BSSS种质量偏低（4.1%、3.1%）适量融入美国Reid种质（xy335m），可解决生育期晚和脱水慢等问题。新选优良系可与LAN、SPT、PB核心自交系组配杂交种适量融入美国PB种质，可解决锈病和粗缩病问题。新选优良系可与LAN、SPT、LR

  11、C核心自交系组配杂交种第六，解决LRC种质核心自交系抗病性、雄穗发达、生育期晚和脱水慢的有效途径LRC种质丹340、自330自交系含PB种质量偏低（0.8%、1.2%）适量融入PB种质，可解决锈病和粗缩病问题。-新选优良系可与LAN、SPT核心自交系组配适量融入美国Reid种质（xy335m），可解决雄穗发达、生育期晚和脱水慢等问题。-新选优良系可与LAN、SPT核心自交系组配适量融入SPT种质，可解决生育期晚和秃顶等问题。-新选优良系可与LAN、Reid、PB核心自交系组配3、玉米育种核心产品的集成创新途径第一，摸清主要杂种优势群A群种质最重要的包含：（Reid） PA系统，代表系为5003、

  12、HC等；BSSS系统，代表系为478、8112、郑58等；LRC系统，代表系为自330、丹340等。B群种质最重要的包含：（Non- Reid）SPT系统；代表系为昌72、LX9801、502、吉853、H21、黄早四等；PB系统，代表系为齐319、农大178等；LAN系统，代表系为XY335f 、Mo17等。第二，摸清核心自交系的基本功能BSSS系统（郑58）：高产、耐密、抗倒、籽粒长、出籽率高 、抗病性差PA系统（5003）：控制株高、高产、耐密、抗倒 、晚熟、脱水慢LRC 系统（330）：稀棵大穗、行数多、粒数多、出籽率低、雄穗发达SPT系统（LX9801）：一般配合力高、成熟早、感丝黑穗病

  13、、锈病、粗缩病、出籽率低高LAN系统（M017）：出籽率高、高抗丝黑穗病 雌雄脱节 PB系统（齐319）： 高抗茎腐病、丝黑穗病；抗矮花叶病、大斑病、 灰斑病、锈病、穗腐病；抗小斑病、耐旱、大穗 出籽率低第三，高效利用现有杂优模式Reid种质群SPT种质群，代表品种为郑单958Reid种质群LAN种质群，代表品种为先玉335PB种质群PA种质群，代表品种为农大108PB种质群SPT种质群，代表品种为鲁单981LAN种质群 SPT种质群，代表品种为烟单14LAN种质群 LRC种质群，代表品种为中单2号、丹玉Reid种质群 LRC种质群，代表品种为掖单第四，解决主推品种存在问题的有效途径解决郑单9

  14、58抗病性、脱水慢的有效途径母本系，适量融入MS001、XY335m、LX4912 种质,可解决玉米锈病和粗缩病问题父本系，适量融入LANC（XY335f）、PB（齐319）种质，可解决脱水慢和抗病性的问题解决鲁单981出籽率低和黄白粒的有效途径母本系，适量融入LAN种质,可解决出籽 低的问题父本系，LX9801，适量融入LRC种质，可解决黄白粒的问题2009年新选自交系测试结果组合穗长穗粗行数行粒数穗粒数千粒重/g穗重/g籽粒重/g籽粒重/斤出籽率(%)335f/（9801昌7）选系20.85.62036.0720364.5312.15262.200.5284.00（MS001335m/33

  18、731890.245掖47831890.207（2） SPT核心种质系间遗传差异数值化分析昌7-2含Lancaster种质成分较高（31.1%）与黄早四、502、LX9801 、H21、吉853 等5个系的系间遗传差异值均 0.600，遗传基础差异较大，亲缘关系相对较远，可利用昌72进行系间改良黄早四、502、 LX9801 、H21、吉853 等5个系间的遗传差异值均 0.16 ，亲缘关系相对较近，不利于系间改良LX9801与H21遗传差异值最小为0.16，亲缘关系最近SPT核心种质系间遗传差异数值化分析亲本亲本差异合亲本亲本差异合黄早四昌720.846 黄早四吉8530.456 502昌7

  24、5003）： 控制株高、高产、耐密、抗倒 晚熟、脱水慢第三，LRC 系统（330）： 稀棵大穗、行数多、粒数多 出籽率低、雄穗发达(2) B群种质核心自交系的功能第四，SPT系统（LX9801）：一般配合力高、成熟早 高感丝黑穗病、锈病、粗缩病、出籽率低第五，PB系统（齐319）： 高抗茎腐病、丝黑穗病；抗矮花叶病、 大斑病、 灰斑病、锈病、穗腐病；抗小斑病 、 耐旱、大穗 出籽率低第六，Lanc系统（M017）：出籽率高、高抗丝黑穗病 雌雄脱节 10个获奖品种含PA种质成分的数值化分析杂交种自交系PA%BSSS%LRC%PB%Lanc%SPT%杂交种农大108178/HC 30.55 3.4

  35、54.30 1.15 0.75 100（3）现有多抗性自交系-抗源（948项目鉴别判定的结果:）抗6种病害：吉412 、吉419 (Lancaster)吉412：高抗茎腐病、丝黑穗病、锈病；抗大斑病、穗腐病； 中抗弯孢菌叶斑病吉419：高抗茎腐病、丝黑穗病；抗矮花叶病、大斑病、锈病；中抗穗腐病抗7种病害：吉465 (Lancaster)吉465 ：高抗茎腐病、丝黑穗病；抗矮病、大斑病、锈病、穗腐病； 抗小斑病 抗8种病害的自交系：齐319 178齐319：高抗茎腐病、丝黑穗病；抗矮花叶病、大斑病、灰斑病、锈病、穗腐病；中抗小斑病抗9种病害的自交系：P138 、9046P138 ：高抗茎腐病、丝黑穗病

  36、、矮花叶病； 抗小斑病、弯孢菌叶斑病、锈病、穗腐病； 中抗大斑病、灰斑病 9046 ：抗茎腐病、大斑病、小斑病、灰斑病、锈病、穗腐病； 中抗矮花叶病、丝黑穗病、弯孢菌叶斑病山东玉米所鉴别判定的结果:抗粗缩病的自交系：齐319 、齐318、178、 P138 、90464、利用模拟杂交优势强度值预测系间亲缘关系远近依托计算机辅助技术利用分子系谱分析数据模拟杂交结果为：系间遗传基础差异值越大，亲缘关系越远，杂种优势越强选育品种的概率越高系间遗传基础差异值越小，亲缘关系越近，杂种优势越弱选育品种的概率越低抗虫、耐旱、耐高温、耐盐碱的自交系：齐319 、 178、齐318电脑数值化模拟杂交检测10个获奖品

  40、0 556244.32 0.70 564244.26 1.61.20 15110.666、利用模拟杂交优势强度值，改良创新自交系系间遗传差异值 1.0的组合，亲缘关系相对较近，为同一类群种质选育品种的概率为0。系间遗传差异值 1.0的组合，可依据双亲综合农艺性状，作为近亲选系用7、分子系谱分析和电脑模拟杂交的利用依托计算机辅助育种技术和分子系谱分析技术在分析摸清已有、新选和外引优良自交系的种质遗传基础上依据所含主导种质和综合性状，集成创新育种素材，选育优良自交系依据优良自交系所含主导种质，划分杂种优势类群依据杂种优势类群，进行数值化模拟杂交，预测杂种优势依据模拟杂交结果，组配杂交种，进行多点丰

  41、产性、多抗性鉴定8、数值化模拟杂交预测杂种优势模板数值化模拟模式的利用原则第一，确立双亲主导种质第二，双亲遗传差异最大化第三，双亲遗传差异合理化第四，双亲农艺性状必须优良第五，双亲一定要具有多抗性9、较为合理的杂交种遗传种质组成母本系遗传基础Reid主导种质：BSSS耐密抗倒、高产次要种质PA控制株高，PB解决抗病性非主导种质： Lanc、LRC、SPT父本系遗传基础Non- Reid主导种质：Lanc出籽率；SPT早熟性，次要种质PB，解决抗病性非主导种质：BSSS、PA、LRC 数值化模拟杂交预测杂种优势模板自交系PA%BSSS%LRC%PB%LAN%SPT%合计%郑589.942.715.

  51、术：计算机辅助创新是目前育种者最高效的技术创新之术。技术创新之道：依托CAI技术，把知识作为一种资产来管理和充分的利用，是育种者的技术创新之道。自主创新之本：就是既要有强大的创新之术加以支持，又要制定正确的创新之道，让知识为企业创造价值，让技术创造新兴事物的能力成为企业的核心竞争力。讨 论1、理清育种思路创新方案设计2、确立育种目标突破性自交系和杂交种3、集成核心技术简化育种技术4、聚集核心种质国内外核心种质5、摸清核心种质优点和缺点6、改良核心种质-集成创新自交系7、划分优势类群Reid和NO- Reid8、依据杂优模式模拟杂交预测杂种优势9、创新突破产品低风险、市场竞争力强结束语思路决定出路没有思路就没有出路方法决定成败-没有方法就没有创新工具决定实力-没有工具就没实力组建一流的育种团队-创新团队建设一流的试验条件-创新条件使用一流的创新设计-创新方案选用一流的育种素材-创新素材集成与创新选好与用好两大资源国内与国外种质资源国内与国外技术资源地上与地下自然资源培育一流的创新产品-创新产

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