第二节玉米育种目标与主要性状遗传

第一节国内外玉米育种概况一．玉米生产和育种概况美国是世界玉米生产大国, 其总产占世界玉米总产的40%以上。

我国是仅次于美国的玉米生产大国,年种植玉米3亿亩左右,是仅次于水稻,小麦的第三大粮食作物.我国玉米育种发展大致经过了六个阶段：即农家品种、品种间杂交种、顶交种、双交种、三交种、单交种。

除选育高产、优质、多抗品种外，还重视特殊品质杂交种的选育。

二．我国玉米分布、区划与育种目标（一）我国玉米分布、区划我国玉米划分为6 个自然区域（见图）1、北方春播玉米区2、黄淮海平原套复夏播玉米区3、西南山地套种玉米区4、南方丘陵玉米区5、西北灌溉玉米区6、青藏高原玉米区第二节玉米育种目标及主要性状遗传一、玉米育种目标玉米是异花授粉作物，现代玉米生产上主要是利用自交系间杂种一代，因此，育种程序中包含了选育自交系与组配杂交种两个过程。

开展育种工作时，必须从总体上考虑，形成总的育种策略，并用以指导育种工作。

Hallauer(1979)等对与育种有关的9个重要性状进行了分析，认为籽粒产量是最重要的，而且在今后仍然受到更为关注。

其次为抗病、抗虫以及熟期。

这项调查，与我国的实际也基本相符。

根据我国目前玉米生产和育种现状以及国民经济发展的趋势，我国在当前乃至今后一段较长的时期内，玉米育种总的策略为：大幅度提高产量，同时改进籽粒品质，增强抗性，以充分发挥玉米在食用、饲用和加工等方面多用途特点，为国内市场提供新型营养食品。

一是高产、优质、多抗普通玉米杂交种的选育要求：新选育的杂交种比现有品种增产10％以上或产量相当，但具有特殊的优良性状，大面积单产达9000公斤/公顷以上，产量潜力12000公斤／公顷以上，籽粒纯黄或纯白，品质达到食用，饲用或出口各项中的至少一项。

要高抗大斑病（春玉米尤为重要），小斑病（对夏玉米应严格要求），丝黑穗病，耐病毒病，不感染茎腐病；另外一类是特殊品质杂交种的选育高赖氨酸玉米：要求籽粒中赖氨酸的总量不低于0.4％，单产可略低于普通玉米推广杂交种，不发生穗腐或粒腐病，抗大、小斑病，胚乳质地最好为硬质型；高油玉米：籽粒中的含油量不低于7％，产量不低于普通推广种5％，抗病性同普通玉米；甜玉米：普通甜玉米乳熟期籽粒中水溶性糖含量≥8％，超甜玉米乳熟期籽粒中水溶性糖含量≥18％，穗长在15ｃｍ以上，分别符合制罐、速冻或鲜食的要求，单产鲜果穗11250公斤/公顷（750公斤/亩）以上；青贮和青饲玉米：绿色体产量达52.5吨／公顷（3.5吨/亩）以上，并且适口性较好；此外还应适当进行爆裂玉米、糯玉米的育种工作，以满足食品行业的需要。

玉米育种与遗传研究一、引言玉米是全球最重要的粮食作物之一，其种植历史可追溯到至少4000年前的墨西哥，如今在全球范围内都有广泛的种植。

玉米的种质资源丰富，包括不同形态、不同颜色、不同营养成分的玉米品种。

为了满足人们日益增长的粮食需求，玉米育种是至关重要的工作之一。

其中，遗传研究对于玉米育种的进步起着关键性的作用。

二、玉米育种与遗传研究的历史概述在玉米品种育种的历史上，遗传学研究在20世纪才逐渐兴起。

随着分子生物学等学科的发展，越来越多的分子遗传学研究方法应用于玉米育种研究中。

在玉米育种研究的实践中，研究人员已经建立了一整套从遗传资源挖掘到遗传育种的方法和技术体系。

三、玉米遗传资源的挖掘玉米作为人类历史最悠久、最广泛种植的作物之一，拥有极为丰富的遗传资源。

在玉米遗传资源挖掘中，利用遗传多样性分析方法进行遗传资源分组，并进行遗传多样性研究，可为遗传改良提供重要的资料。

四、玉米育种遗传改良方法（一）陆地玉米育种改良方法陆地玉米育种改良方法是指通过自交、杂交、选择、混合、转移、创新等基本育种技术手段，通过不断的选择和组合遗传基因，筛选并创新出更为优良的种质资源。

其中，玉米杂交育种是玉米育种中最为重要的一个环节。

（二）水稻玉米育种改良方法水稻玉米育种改良方法是指将水稻与玉米进行杂交，随后进行基因筛选，创新出更为强健、耐旱、效率更高等优秀性状的品种。

这种新品种的应用在农业生产实践中将会减少对土地的破坏和资源消耗。

五、玉米遗传工程研究玉米遗传工程的研究是通过将玉米的基因改变，达到提高产量、改良农产品质量等目的。

这种工程具有高效、可控、可预测、可持续等优点。

玉米遗传工程的研究能够在较短时间内实现品种改良，开辟出新的玉米品种育种途径。

六、遗传研究在玉米育种中的应用案例（一）地下室瘤菌素耐受性玉米品种选育地下室瘤菌素是一种广泛用于农业生产的除草剂，但同时也会带来玉米的毒害。

为了解决这一问题，研究者采用遗传遗传工程方法，改变玉米的基因表达方式和膜通透性，最终创新出一种地下室瘤菌素耐受性高的玉米品种。

玉米育种总结玉米育种目标与性状遗传一、育种目标的制定1、玉米杂交种总体目标高产：核心、基础稳产：保障优质：市场、效益适应机械化操作：迫切需求机播机管机收适宜生育期：区域性特点系统工程、艺术品、有机完美结合不能有一个严重缺陷玉米自交系目标间接需求玉米杂交种目标直接需求2、育种目标方案制定原则现实性：目前当地自然和生产条件（主要矛盾、制约因素）预见性：未来发展变化多样性：市场和生产需求多样性可行性：通过审定获得市场入门证方案制定市场调查（自然、生产和耕作制度）主要制约因素分析当地生产上最优杂交种，优缺点哪些性状超过对照，超多少，具体详细（超过郑单958产量5%-10%，抗病、无严重缺陷）预见性→未来3-5年ck变化性状分析→提出标准→性状具体→量化落实品种更换5-6年换一代产量为主要目标1、产量>10%，省区试10%以上（>8%）2、抗病性，抗倒性级品质相当或略高3、制种产量不降低（亲本产量高）4、无严重缺陷（郑单958不能籽粒机收）特殊性状为主要目标：如高淀粉二、目标性状分析1、产量性状（700-800公斤每亩？）直接构成产量性状亩穗数（株数，双穗率），穗粒数，行粒数，穗轴粗，出籽率间接影响产量的性状株高株型生育期倒伏穗数综合穗部性状（1）穗形筒形：穗大，粒大，高产，马齿型锥形：穗小，粒小，优质，硬粒形（2）穗长、穗粗：范围理想植株性状（1）株高穗位高适宜高度：250-280 90-110 cm(2) 株型（茎叶夹角）平展型：适于中肥力密度<3500株/亩紧：高肥水>5000半紧：中间型4000理想型：下部叶平展，功能叶以上夹角小生育期稳产性状过短→产量降低，浪费光热资源过长→稳产降低，与耕作制度矛盾2、品质性状蛋白质、赖氨酸，淀粉、油分。

优质专用：高淀粉74%以上，高油60%以上高蛋白12%以上，高赖氨酸0.4% 以上甜：糖8-15% 和15-20% ，果皮厚度薄水溶性多糖wsp>30% 采收期长，果穗不露糯：糯性好，支链淀粉99%以上，商品性好青贮玉米：生物学总产量高8%以上爆裂玉米：膨胀系数30倍，爆花率>95%，花大呈蘑菇状或者蝴蝶状，酥脆，香甜3、稳产多抗（生物逆境和非生物胁迫）抗病性：病害多，防治难。

玉米育种引言玉米（学名：Zea mays L.），又称秀珍珠、地瓜粟、洋粟等，是传统的重要经济作物之一。

玉米是世界上种植面积最广、产量最高的粮食作物之一，也是重要的饲料作物和工业原料。

为了提高玉米的产量、抗病虫害能力以及适应不同的环境条件，玉米育种逐渐成为现代农业中的重要研究领域。

玉米育种的意义玉米育种的主要目标是培育出高产、优质、抗逆的品种。

通过选择和改良，可以提高作物的适应性、抗病虫害能力和抗逆性，为农民提供更好的种植材料，进而提高粮食产量、改善食品质量，增加农民的收入。

玉米遗传多样性玉米是一个具有丰富遗传多样性的植物。

根据形态特征、产地和遗传关系，可以将玉米栽培品种分为固定种群、杂交种群和无穗玉米。

通过对不同品种的杂交和选育，可以利用这些遗传资源创造出多样化的玉米品种。

玉米育种的方法自然选择法自然选择法是通过观察和选择具有优良特征的个体进行繁殖的方法。

在玉米育种中，农民和研究人员会从大量的种子中选择表现优异的苗木进行繁殖，以期能够获得更好的品种。

杂交育种法杂交育种是通过将不同的玉米品种进行雄配雌授，产生新的杂交种群。

通过对不同品种的杂交，可以利用杂种优势提高玉米的产量和品质。

基因工程育种法基因工程育种是利用现代生物技术手段进行玉米改良的方法。

通过人工干预玉米的基因组，可以增加玉米对抗病虫害和逆境的能力。

目前，基因工程育种在玉米育种中已经取得了一些重要的成果。

玉米育种的挑战在玉米育种过程中，还面临着一些挑战。

首先，玉米是一个具有复杂遗传背景的作物，其遗传机制的解析和利用仍然较为困难。

其次，玉米的生产环境和病虫害压力不断变化，需要育种人员及时调整育种策略。

此外，由于玉米是一个大型作物，其育种周期较长，需要耗费大量的时间和资源。

玉米育种的未来发展方向未来玉米育种的发展方向包括：1.利用基因组测序技术解读玉米基因组，并找到与产量、抗病虫害等性状有关的关键基因。

2.进一步挖掘和利用玉米的遗传多样性，培育出更适应不同环境和抗逆性更强的品种。

一、名词解释（20分）0基因型频率：在群体遗传学中，某一种基因型个体数在总群体中所占的比率称基因型频率0同形异位现象：器官形态与正常相同，但生长的位置完全不同。

0染色质：染色质是细胞间期细胞核内能被碱性染料染色的物质，是由DNA与蛋白质组合成的复合物，也是构成染色体的结构。

0、复等位基因：同源染色体上占有同一基因座的两个以上的等位基因称为复等位基因0、性导:细菌细胞在接合时，携带的外源DNA整合到细菌染色体上的过程。

通常利用F'因子（带有部分细菌染色体的性因子）来形成部分二倍体。

0、作物品种:人类在一定的生态条件和经济条件下，根据自身需要所选育的某种作物的特定群体，该群体具有特异性、一致性、稳定性。

0、自交不亲和性：指具有完全花并可形成正常雌雄配子，自花花粉落在柱头上，不能发芽或发芽后不能受精结实的特性。

、杂交育种：指不同种群、不同基因型个体间进行杂交，并在其杂种后代中通过选择而育成纯合品种的方法。

0、近等基因系：除了某一两个基因外，其他基因都相同的两个遗传材料，通常是经过饱和回交形成的除了目标性状有差异，其他遗传背景完全相同的两个遗传材料（品系）。

0、轮回亲本：一般在第一次杂交时选具有优良特性的品种作母本，而在以后各次回交时作父本，这亲本在回交时叫轮回亲本0二、简答题（45分）01、相互易位杂合体半不育的原因。

02、基因突变的一般特征。

03、数量性状遗传的多基因假说。

04、同源三倍体不育的原因。

05、远缘杂交育种的重要性及远缘杂交存在的困难。

06、转基因育种的程序。

07、作物品种的类型及各类型的育种特点。

08、人工诱导产生单倍体的途径。

09、在生产实践中利用杂种优势的方法，每种方法举出一两种作物为例。

0三、论述题01、论述基因概念的发展与演变。

（20分）02、由于病菌生理小种变异，某作物品种丧失对某病害的抗性，其一近缘植物由此抗性基因，且抗性为显性。

是设计完整的改良这一品种的育种技术方案。

玉米主要数量性状遗传相关分析玉米的产量、数量、性状是多个数量性状综合作用的结果，而玉米各主要农艺数量性状对产量存在不同程度的影响，因此需要充分了解目标数量性状对产量形成的影响程度，明确各主要农艺数量性状对产量构成的相对重要性，从而有根据、有重点地进行自交系的选择和杂交组合的选配。

同时将产量与各数量性状之间的相关系数分解为直接作用和间接作用，进一步剖析各自变量之间的相互作用。

本研究采用完全双列杂交遗传设计对11个玉米自交系及其组配的杂交组合进行遗传相关分析，为玉米育种提供一定的理论指导。

1材料与方法1.1供试材料供试的11个玉米杂交系由新疆农业大学农学院作物遗传育种系提供，并对其编号：1、47×90，2、39×44，3、99×13，4、99×61，5、45×60，6、99×44，7、新玉米9号(CK)，8、45×44，9、61×06，10、99×15，11、37×44等11个组合。

1.2试验设计配置的11个杂交组合采用随机区组设计，3次重复，小区面积为3.5m×0.9m=3.15m2。

地膜覆盖，膜宽为70cm。

人工播种，一区两行，株行距为25cm×50cm，试验地面积为24m×6m=144m2，每小区行距为50cm，株距为25m，播种深度为5-7cm，每小区种植28株，试验地总株数为924株。

抽雄期，每小区随机选择10株，测其株高、穗位；收获时，每小区随机选择10个果穗进行室内考种，测其穗长、穗粗、百粒重等。

玉米各农艺数量性状数据如下表1。

2结果与分析作物杂交优势是各个数量性状相互作用的综合表现，各数量性状间存在着不同程度的相关，因而对一个数量性状的选择势必影响到另一个数量性状的遗传效果。

一般所观察到的是表现型的相关，包含环境的影响，不能真实地反映出各数量性状间相关的遗传效应。

作物育种学各论----玉米育种第一节国内玉米育种概况第二节玉米育种目标及主要性状遗传第三节玉米种质资源研究与应用(重点) 第四节自交系及其杂交种的选育(重点) 第五节主要目标性状育种第六节雄性不育性的应用第七节分子育种与分子标记技术第八节玉米育种试验技术第九节玉米种子生产第十节玉米遗传育种研究的动向与展望一、60年来我国玉米生产取得飞速发展二、玉米育种水平提高对玉米生产贡献巨大三、60年来我国玉米育种成功的主要经验四、面临的挑战五、我国玉米育种科技存在的问题六、依靠科技创新，发展我国玉米种业七、提高我国玉米育种创新能力的举措玉米育种科技进入一个历史转折的关头美国先锋（杜邦）公司育成的先玉335在中国的推广面积直线上升。

我国育种的优势地位即将被跨国公司所取代。

中国的玉米育种科技何去何从？2（估计）2000200948162008262292007位次推广面积（万亩）年份一、60年来我国玉米生产取得飞速发展12.36倍1.659477.8370.4200831.668.400.12464.11949面积单产贡献率（%）增幅总产（亿吨）增幅（%）单产（公斤）年份人均占有谷物量增加速度的比较（1949-2008）玉米 3.89倍水稻0.44倍小麦 1.98倍谷物总产中增加额度的比较（1979-2008）谷物 1.9659亿吨100 %玉米 1.0588亿吨53 %水稻23 %小麦24 %玉米生产保持强劲上升势头（2004-2008）31.381.659200830.361.523200729.241.455200628.791.394200527.751.3032004占粮食总产比重（%）玉米总产（亿吨）年份二、玉米育种水平提高对玉米生产贡献巨大育成了一批组配组合多、应用时间长、应用面积大的优良自交系 4.081540多个4788.1345100个以上黄早4 2.71635个丹3409.455101个自330到1999年累计推广面积（亿亩）大面积应用品种数（个）育成杂交种数目系名育成一大批优良杂交种年种植面积最大的品种5815(2006)郑单958分布最广的品种4099(2002)0.1317（1998-1999）农大1083397.5(1995)1.924（1991-1999）掖单13种植面积比例17.2%，居全国第一5252(1989)4.20（1984-1999）丹玉13连续应用20年以上3433(1989)4.97（1977-1999）中单2号 1.76（1972-1989）丹玉6号特点年推广最大面积（万亩）推广面积（亿亩）杂交种名称三、60年来我国玉米育种成功的主要经验1、选育单交种是主要的应用形式。

玉米育种目标实施方案玉米是世界上最重要的粮食作物之一，其育种工作对农业生产和粮食安全具有重要意义。

为了实现玉米育种的目标，我们制定了以下实施方案。

首先，我们需要确定育种目标。

玉米育种的目标通常包括提高产量、改良品质、增强抗逆性和抗病虫害能力等。

在确定育种目标时，我们需要充分考虑当地的气候环境、土壤条件、种植结构和市场需求，确保育种目标符合实际需求。

其次，我们要选择合适的亲本材料。

亲本材料的选择对育种取得成功至关重要。

我们需要根据育种目标，选择具有优良遗传性状的亲本材料，同时充分考虑亲本间的亲缘关系，确保育种后代具有良好的遗传背景。

接下来，我们需要利用适当的育种方法。

玉米育种方法包括传统育种和分子育种两种。

传统育种主要依靠亲本的自交和杂交，通过选择和配制亲本，培育出具有优良性状的杂交种。

分子育种则是利用分子标记辅助选择和育种，加快育种进程，提高育种效率。

在育种过程中，我们需要进行有效的遗传改良。

遗传改良是育种的核心环节，通过选择和配制亲本，实施自交和杂交，筛选出具有优良性状的后代，并利用分子标记辅助选择，加速育种进程，提高育种效率。

最后，我们需要进行品种的选育和推广。

选育出具有优良性状的新品种后，我们需要进行严格的田间试验和品种比较，确保新品种的稳定性和优良性状。

同时，我们还需要进行品种的推广和示范种植，让更多的农民受益于新品种的优势。

综上所述，玉米育种目标的实施方案包括确定育种目标、选择亲本材料、利用育种方法、进行遗传改良和推广新品种等环节。

通过科学的育种方法和严格的育种实施方案，我们相信可以培育出更加适应当地环境和市场需求的优质玉米品种，为农业生产和粮食安全做出更大的贡献。