玉米育種及其雜交優勢利用摘要：本文對玉米育種以及玉米雜種優勢的利用做了一些簡單的論述，旨在讓大家了解當前我國玉米制種的現狀及存在的問題，為將來開展工作指明方向。關鍵詞：玉米，育種，雜交優勢，利用玉米學名叫玉蜀黍（拉丁名：I.maysL.英文名：Maize）［1］,起源于墨西哥和秘魯，又叫苞米、棒子、苞谷、玉菱等⑵。在全世界，玉米是繼小麥和水稻之后的第三大栽培作物。它既是重要的糧食作物，也是重要的飼料作物。其籽粒和莖葉產量都很高，富含營養，素有“飼料大王”的美譽。玉米是異花授粉植物，育種主要利用其雜種優勢。美國自19世紀后期就開始玉米的群體改良，到目前為止，通過不斷的嘗試，已將包括雜交育種、綜合品種選育、混合群體改良等在內的各種利用雜種優勢的方法成功的應用到玉米中。形成了一個較為完善的體系。目前雜種優勢利用的大多數經驗，幾乎都是從玉米研究中得到的。因此玉米育種的理論與技術對其他異花植物的遺傳改良具有重要的參考價值。玉米的種質資源及育種目標1?1玉米的種質資源玉米引入我國已有500年的歷史,經過栽培馴化、人工和自然選擇，形成了我國豐富的適應各種生態條件的地方玉米品種。主要包括硬粒型、馬齒型和中間型地方品種以及少量糯質、粉質和爆裂玉米品種［3］。據《全國玉米種質資源目錄》記載，經農藝性狀評價存入國家長期庫保存的玉米品種資源有11562份，約占世界玉米資源的1/6。在各地經過長期的栽培馴化和選擇，并因氣候和生態環境的不同，我國地方玉米品種發生了復雜的變異分化。所以，不論在形態性狀方面還是在遺傳成分方面，我國地方種質資源都具有十分豐富的遺傳多樣性。1.2玉米育種目標玉米育種目標雖在不同地區有所側重，但大部分是相同的。主要有高產性狀、穩產性狀、營養價值、易制種、廣適性早熟性和適應農業機械化收獲的性狀4,5］。玉米育種簡況2.1玉米的高光效育種回2.1.1玉米高光效育種的選育要求高光效育種對有關生理機能的要求是：制造的光合產物要多，消耗的要少，運轉分配要好。因此，玉米高光效育種就是要選育根系發達、莖稈的地位節間短、莖壁厚而堅硬粗壯、葉片厚而濃綠、葉綠素多而功能期長、葉片的著生角度自上而下依次增大（上立下展）、葉位愈高葉片愈短、果穗以上葉片小而直立、果穗以下葉片大而平展的玉米品種。2.1.2玉米高光效育種存在的問題首先，高光效育種涉及育種學、生態學、生理學、遺傳學等多門學科的內容，需要這方面的基礎留念知識和測試設備。第二，玉米高光效育種的遺傳是相對復雜的問題它受自身許多生理生化和生物學性狀的影響和制約的同時，也易受環境因素的影響，在遺傳規律研究不透澈的情況下，育種工作只能憑經驗和實踐來摸索。第三，玉米和其他自花授粉植物不同，在選育成了具有高光效的自交系后，還不一定能組配出高光效的雜交組合來。2.2玉米抗病蟲害育種2.2.1我國玉米的主要病蟲害危害玉米的病蟲害很多。我國玉米的主要病害有大斑病、小斑病、絲黑穗病、青枯病等；主要蟲害有玉米螟、金針蟲、蠐螬、地老虎、蚜蟲等［6］。2.2.2我國玉米抗病蟲害育種的常用方法目前我國玉米抗病蟲害育種常用的方法有：（1）從農家種種選育抗病系；（2）二環系法（幾個自交系先互交，然后自交，從中選育新抗病系）；（3）回交轉育法；（4）用二環系法選育帶Ht基因的自交系；（5）生物技術法（如SSR標記）等［6-10］。2.3玉米的抗逆性育種2.3.1逆境對玉米的危害低溫會影響玉米根系對營養元素的吸收，尤其是對磷的吸收會受到阻礙。在生殖器官發育期遇到低溫會使玉米的花器官不能正常發育存而導致花粉敗育，最終影響授粉和結實。持續的低溫還會造成玉米體內酶的合成受阻，存而影響光合作用和呼吸作用，最終導致生物積累的降低。另外，突然的迅速降溫會造成玉米失水萎蔫，最終死亡。在營養生長階段若發生缺水，會造成玉米缺苗、密度不足、推遲成熟期、減產等。若在花器官發育期發生缺水，則會造成玉米花器官發育受阻，最終導致減產。生殖生長階段發生缺水，就會導致玉米嚴重減產。同樣，土壤含水量和含鹽量太高對玉米的生長發育也是極為不利的。這里就不一一敘述了。2.3.2玉米抗逆性育種的目標玉米抗逆性育種的目標是選育抗澇、抗旱、抗寒、耐鹽的新品種。2.4玉米的品質育種2.4.1玉米品質育種的分類及特點[6]玉米的用途廣泛，這就決定了玉米品質育種的多樣性。玉米的品質育種大致可分為兩類，一類是對玉米籽粒營養成分改良方面的品質育種，包括：蛋白質品質育種、碳水化合物品質育種和高油品質育種；另一類是特用玉米品質育種，包括：爆裂玉米育種、筍玉米育種、青飼青貯玉米育種等。區別于普通玉米育種的是：玉米品質育種需要利用某種特用品質的玉米種質資源，在相當程度上要依靠生化分析手段。玉米雜種優勢的利用3?1雜種優勢及其表現[4]雜種優勢是指兩個以上親本雜交后，所產生的雜種在生長勢、生活力、抗逆性、適應性、產量和品質等方面比其親本優越的現象。其表現是多方面的：(1)營養體優勢：多數雜種F1代長勢旺盛，分蘗力強，根系發達，莖桿粗壯，塊根、塊莖增大增重；(2)生殖優勢：一些主要農作物如玉米、高粱、水稻等雜交F代的產量多數較高，一般用此推廣的普通良種增1產可達20%?40%；(3)抗逆性和適應性方面的優勢：雜種F代生長勢強，抵御外界不良環1境的能力和適應環境條件的能力往往優于親本；（4）品質優勢：雜種優勢在生產上可以大大地提高產量。3.2玉米雜種優勢利用研究目前，栽培種與其近緣物種直接雜交仍是將近緣物種基因轉移到栽培種的主要手段。而雜交成功的關鍵取決于栽培種與近緣物種間的雜交親和性。如果不親和或親和力低，即雜交不結實或結實率低，雜交不易成功。遠緣雜交不親和性是物種間長期進化中形成的生殖隔離。不親和性表現為受精前（雜交受精不能完成）、受精過程中（胚敗育）和受精后（雜種衰敗和雜種不育）3種情況。因此，如何提高雜交組合間的親合性就是我們必須考慮的一個問題。目前，這方面的研究比較的多。張丹等［11］旅大紅骨群自交系雜種優勢作了研究。周小輝等［12］對來自東北、黃淮海和利用西南地方種質（在河南選育）的各5份玉米自交系作了配合力的分析。左淑珍等［13］也作了8個玉米自交系配合力分析，并對其進行了評價。李鐘等［14］對矮生玉米自交系的選育和利用作了一些研究。四川省在1991-1997年育成25個雜交種，較1990年前育成的11個雜交種有明顯遺傳增益［15］。劉宗華等［16］作了優良玉米自交系豫自87-1的血緣及其聚類分析。王浩等［17］報道，自交系之間雜交有當代優勢。用混合授粉法配制的135個果穗，比母本自交粒重增加16.9%。孟慶平等［18］對當代玉米品種間雜種優勢測試和利用作了報道。段民孝等［19］作了玉米三種遺傳效應研究與技術集成的報道。王空軍等［20］研究了高油玉米花粉直感等遺傳效應對普通玉米產量及品質的影響。段民孝等［21］用遺傳標記混合花粉估計了玉米當代雜種優勢和油分花粉直感效應。唐祈林等［22］作了玉米與玉米近緣種可雜交性的研究。玉米與其遠緣種的雜交也是玉米育種工作的研究熱點，但報道不多。4.結論總之，玉米育種工作是一個長期的、持續性的工作，需要我們堅持研究下去。玉米雜交制種還存在許多問題，這也需要我們去研究、解決。參考文獻：［1］ 內蒙古農牧學院.植物分類學（第二版）.北京：中國農業出版社.1992.227［2］ 陳寶書.牧草飼料作物栽培學.北京：中國農業出版社.2001.409葉雨盛，宇文強.地方種質資源在我國玉米育種中的利用.山地農業生物學報.2005,24(5):435-437云錦鳳.牧草及飼料作物育種學.北京：中國農業出版社.2001趙久然.超級玉米育種目標及實現途徑.作物雜志.2005,106(03)：1-3張旭等.作物生態育種學.北京：中國農業出版社.1998黎裕，王天宇等.玉米抗蟲性基因的研究進展.玉米科學.2006,14(1):7-11孫琦，孟昭東等.SSR標記在玉米遺傳育種中的應用.玉米科學.2006，14(1):37-39程偉東，周文亮等.中國玉米分子標記技術研究進展.中國農學通報.2005,21(2):49-55何余堂，梁文科等.玉米配子體基因研究進展.玉米科學.2005，13(3)：10-13張丹，司洪華等.旅大紅骨群自交系雜種優勢研究.玉米科學.2005,13(2):26-28周小輝，楊賢成等.不同生態類型區玉米自交系雜種優勢利用研究.玉米科學.2004,12(4):35-38左淑珍，許崇香等.8個玉米自交系配合力分析及應用評價.玉米科學.2005,13(2):39-41,44李鐘，鄭祖平等.矮生玉米自交系的選育和利用.玉米科學.2006,14(1):76-78黃宜祥.四川玉米雜交種的發展及育種進展.西南農業學報.1998,(11):14-20劉宗華，王慶東等.優良玉米自交系豫自87-1的血緣及其聚類分析.分子植物育種.2005,3(4):525-530王浩等.玉米種子雜種優勢的利用.現代農業.2001,(11):21-23孟慶平等.玉米品種間當代雜種優勢測試和利用的初探.玉米科學.2002,10(增刊):14