玉米育种技术
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玉米杂交育种过程一、引言玉米是世界上最重要的粮食作物之一,其杂交育种是提高产量和品质的重要手段。
本文将详细介绍玉米杂交育种的过程。
二、杂交育种的基本原理杂交育种是利用不同基因型的父本进行杂交,通过基因的重新组合和优势互补,获得具有优良性状的后代。
在玉米杂交育种中,常用的方法是利用两个亲本的优势性状进行杂交,在后代中筛选出具有所需性状的优良杂交组合。
三、亲本的选择亲本的选择是玉米杂交育种的第一步。
一般来说,选择具有高产、耐病、耐逆性等优良性状的亲本作为父本和母本。
这些亲本应该具有较大的遗传差异,以增加杂交后代的遗传多样性。
四、授粉和结实在玉米杂交育种中,首先需要进行授粉。
通常情况下,将雄花蘸取花粉,然后轻轻地撒在雌花的柱头上,使其受精。
之后,花粉在雌花内受精,花柱基部的子房开始膨大,形成胚乳。
经过一段时间的发育,胚乳逐渐形成玉米籽粒。
五、后代筛选杂交后的玉米种子可以种植,通过对后代的筛选来选择具有所需性状的优良杂交组合。
这一过程需要大量的田间观察和数据统计,以确定哪些杂交组合具有较高的产量和优良的品质。
六、纯化和选优在筛选出具有优良性状的杂交组合后,需要进行纯化和选优。
纯化是指通过连续自交或人工授粉,将杂交后代逐代自交,使其趋于纯合。
通过纯化,可以消除杂合性状的影响,确保后代的稳定性。
选优则是在纯化后的后代中,再次筛选出具有更高产量和更好品质的个体,作为下一轮杂交的亲本。
七、再次杂交经过纯化和选优后,选出的优良个体可以作为新的亲本进行再次杂交。
通过不断地重复杂交、筛选和纯化的循环,逐步改良玉米的性状,提高产量和品质。
八、种子繁育和推广经过多轮的杂交育种后,选出的优良杂交组合可以进行种子繁育和推广。
种子繁育是指将优良杂交组合进行大面积种植,收集并加工成商业化的优良种子。
推广是指将这些优良种子推广给广大农民,以促进玉米产业的发展。
九、总结玉米杂交育种是一项复杂而精细的工作,通过多轮的杂交、筛选和纯化,可以逐步改良玉米的性状,提高产量和品质。
玉米育种新技术的研究【摘要】本文详细论述了玉米育种地的选择及选择标准、母本父本比例、去杂、去雄等育种技术。
【关键词】玉米;育种技术;母本植株;父本植株;去杂玉米是世界五大作物之一,在我国乃至全世界的粮食生产中都占重要地位。
对于玉米高产的首要条件之一就是要有优良的种子,因而育种在生产上有着极其重要的意义。
育种过程类似于大田生产的过程,但因为良种的价值高于大田生产的价值,对种子生产来说还存在一些独特的要求。
育种的目的是为了获得遗传基础纯合的原种,应对育种地进行仔细选择和最均匀一致的种植环境,以便在将来的去杂过程中选出杂株。
1.育种地的选择及选择标准成功进行玉米育种的基本条件是育种地的选择和与农户的合作。
选择育种地的先决条件是种植地点是否适合自交系生长发育。
这关系到植株能否再生产、植株遗传构成是否会发生变化等。
其次,应该考虑到温度的变动范围和常见的害虫胁迫,同时也要检测田地的地形特征、固有肥力和自然杂草的情况,避免因贫瘠和杂草带来田地不均匀的问题。
为防止出现自生玉米的情况,最好不要选用以前种植过玉米的田块。
选择运输方便的育种地对于种子、肥料等的运送、收获种子的运输都很有益。
选择适当的承包农户也是很重要的,应该选择进步的、富于改革意识的农户;农户土地固有的性能和农户的灌溉能力、除害能力等;农户有一定的育种经验等等。
2.花粉、花粉活动及隔离玉米的自然授粉随着花粉的大量产生而发生。
因为花粉粒较轻,可以靠风传送,这就常常使花粉污染难于避免。
隔离的目的实质上就是限制外来花粉的污染,从而生产遗传基础纯合的种子。
2.1花粉产生、萌发及活动玉米花粉具有很强的活力,温度超过38℃时花粉萌发力会减弱,但干旱对其仅有少许影响。
虽然玉米花粉产生量大且颇耐外界环境胁迫,然而它在田地里的活动常是受限制的,这是因为相对于其他作物来说玉米花粉较大和较重。
大多玉米花粉在发源地50~70m处落下,如果风力大,会迁移得更远些。
2.2隔离实现隔离的方法有距离隔离、时间隔离、雌雄协调三种。
玉米育种的几种方法玉米是世界上最重要的粮食、饲料和工业作物之一。
其种植面积广泛,品种多样,而且具有很高的适应性。
但是随着人类对玉米需求的增加,需要更高的产量、更高的质量和更强的抗逆能力。
玉米育种是提高产量、改善品质和增强抗性的有效方法,下面将介绍几种常见的玉米育种方法。
1. 选择育种法选择育种法是指根据自然界中存在的耐受性和遗传多样性,在群体中选择具有要求性状的个体作为后代的亲本,进行杂交育种。
适用场景选择育种法适用于以下场景:•大量群体的交配可以引入基因并提高多样性。
•可以利用它来削弱常染色体及杂交劣势的影响。
•可以在底层早期发现抗性杂交。
•可以在选定抗性后增强种质。
实施步骤选择育种法的实施步骤如下:1.选出具有想要特性的母本和父本。
2.为该种群进行交配,制造适宜的生长环境。
3.筛选符合选择标准的后代。
优缺点选择育种法的优缺点如下:优点•通过选择,产生的材料具有优良性状,并有很强的适应性。
•可以更直观的掌握材料的性状,可以更加易于实施。
•与其他育种法相比,成本较低。
缺点•可能存在许多不可预测的因素,以及大量的时间和努力。
•因为需要时间来循序渐进地挑选母本和父本,所以需要耐心和大量的精力。
2. 遗传育种法遗传育种法是通过优化材料基本遗传单元(基因)的表达,从而创造特定性状的新品种。
适用场景遗传育种法适用于以下场景:•对特定基因的知识水平较高。
•对组织培养或转化技术的熟练掌握和使用。
•遗传的影响更显著,更容易进行遗传分析。
实施步骤遗传育种法的实施步骤如下:1.选择合适的母本和父本,分离和纯化某种性状的材料。
2.使用遗传学和分子生物学分析,确定与所需性状相关的基因和机制。
3.在遗传水平上修改性状,并采用合适的检测方法对其进行鉴定。
优缺点遗传育种法的优缺点如下:优点•通过精确操作基因,可以更精确地掌握材料的性状。
•速度较快,通常只需数年即可完成。
•遗传纯性较高,能够高度稳定性状。
缺点•成本较高,需要高科技设备进行实施和大量技术支持。
玉米育种的几种方法
玉米育种是以利用杂种优势为主,是从选育自交系开始,以选育并利用单交种为主要目的。
自交系的选育标准以自身繁殖产量高,优质、多抗、耐密和综合性状优良为标准。
自交系的育种方法是与原始材料的种类以及育种目标性状相关联的
1.二环系育种:用单交种和一些商品杂交种等作原始材料,一般采取常规的二环系育种方法;
2.群体改良法:利用遗传基础复杂的综合品种或群体作为原始材料选育自交系时,可以采有两种方法:一种是结合群体改良,在进行轮回选择的同时,分离自交系。
另一种是按二环系育种方法直接分离自交系;
3.回交改良及定向复交综合法;是改良自交系某些缺点的有效途径;
4.单倍体育种:包括花药培养、孤雄、孤雌生殖法;
5.诱变育种:采用射线处理玉米种子、花粉、幼苗使之产生变异;
6.配子选择法和聚仓改良方法:前者因其程序较繁琐,后者因其局限性,一向较少采用。
7.生物育种技术:80年代以来,特别在90年代中,分子生物技术在玉米育种中得到广泛的应用。
分子标记技术已经广泛用于玉米遗传育种研究。
在一定条件下,可加速玉米育种进程,提高选择效果;用于遗传多样性的研究,可鉴别玉米
种质的多样性和差异;用于qtls的研究,可以探明受多基因控制的玉米产量性状和品质性状的基因座位效应和效应,认识杂种优势的机理;用于基因定位,可以进行基因克隆制作精确的玉米基因图谱,最终可能破译玉米的全部遗传密码,调控玉米性状的遗传行为。
随着分子生物技术不断改进和完善,必将更广泛地用于玉米遗传育种的研究之中,促进本学科的创新与发展。
玉米单倍体育种是一种育种技术,通过诱导玉米花粉中的细胞减数分裂不完全或不正常,从而产生具有单倍体染色体组的玉米植株。
单倍体植株具有一半的染色体数目,通常为2n=20(玉米的染色体数为2n=40),因此被称为单倍体。
玉米单倍体育种可以用于加速育种过程、选择优良基因和杂交品种等。
在单倍体育种中,单倍体植株会表现出一些特殊的性状,其中包括:
1. 外部形态:单倍体植株通常较小,叶片狭窄,植株高度较低,与二倍体植株相比较为矮小。
2. 生长发育:单倍体植株的生长发育速度较快,从种子萌发到开花结实的时间较短。
3. 花序和花粉:单倍体植株的花序较小,花粉少且较小,有些单倍体植株甚至无法正常产生花粉。
4. 叶色:部分单倍体植株叶片可能呈现异色,如黄叶。
需要注意的是,单倍体植株的表现会受到环境因素和基因型的影响。
此外,由于单倍体植株的基因组处于不稳定状态,存在一些不利于育种的问题,如易发生染色体重组和遗传变异等。
因此,在玉米单倍体
育种中,需要结合其他育种技术和综合评价方法,进行进一步的选育工作。
玉米育种技术员工作总结
作为一名玉米育种技术员,我在过去的一段时间里积累了丰富的工作经验。
在
这篇文章中,我将总结我在工作中所学到的技术和经验,分享给大家。
首先,作为一名玉米育种技术员,我需要具备扎实的专业知识和技术能力。
在
工作中,我不断学习新的育种技术和方法,不断提高自己的专业水平。
我深入研究玉米的生长特点和遗传规律,掌握了玉米育种的基本原理和方法。
通过实践和经验积累,我能够准确地判断玉米的生长状态和品质特点,为育种工作提供重要的技术支持。
其次,我在工作中注重团队合作和沟通交流。
玉米育种是一个复杂的系统工程,需要多个部门和人员的协作配合。
我和团队成员密切合作,共同制定育种方案和研究计划,共同分析和解决实验中遇到的问题。
在工作中,我积极参与讨论和交流,不断学习和吸收他人的经验和意见,不断完善自己的工作方法和技术手段。
此外,我还注重实践和创新。
在工作中,我积极参与实验和研究工作,不断尝
试新的育种方法和技术手段。
我善于总结经验,发现问题和改进方法,不断提高工作效率和育种成果。
在实践中,我发现了一些新的育种技术和方法,取得了一些突破性的成果,为玉米育种工作做出了一些贡献。
总的来说,作为一名玉米育种技术员,我在工作中不断学习和提高自己的专业
水平,注重团队合作和沟通交流,注重实践和创新。
我相信,通过不懈的努力和实践,我能够在玉米育种领域取得更大的成就,为玉米产业的发展贡献自己的力量。
玉米育种技术
玉米育种技术是指利用各种育种方法和技术,选择、培育和繁殖出具有特定优良性状和表现的新品种。
以下是玉米育种的一般过程和技术:
1. 研究生物学特性:选择优秀的亲本进行杂交,观察和记录杂交后的遗传特征,如基因型、表现型等。
2. 制定育种目标:根据市场需求、粮食品质和产量、抗病性、耐盐碱性等特性,选择合适的育种目标。
3. 选择育种材料:根据育种目标和生物学特性要求,选择亲本进行杂交,获得表现良好的杂交种。
4. 育种分析:对杂交种的表现进行分析,比较不同材料的优缺点,选择表现最佳的育种材料进行进一步培育和改良。
5. 杂交育种:利用选定的育种材料进行杂交,产生多个杂交种,
然后对杂交种进行筛选和评价,选择表现最优的一组杂交种进行进一步培育和改良。
6. 改良育种:对选定的杂交种进行改良,通过基因重组、基因编
辑、转基因等方式,提高其品质和产量,增强其抗病性和耐盐碱性等特性。
7. 后续育种:对改良后的杂交种进行持续改良,以满足市场需求和科技不断提升的要求。
玉米育种技术需要建立在科学育种理论基础上,利用科学技术手段和试验方法进行育种,不断选择和培育出具有优秀品质和性能的新品种,以满足人类对粮食生产和消费的需求。
玉米育种技术一、我国玉米种质的遗传基础,主要包括以下几个杂种优势群。
1、改良ReidReid Y.D.是19世纪末,由美国Robert Reid和James Reid父子通过对Gordon Hopkins与Little Yellow天然杂交群体精心选择培育成功的品种群体,经过各地育种家选育后,出现Funk、Osterland、Troyer、Iodent、BSSS等衍生群体。
国内育种工作者对BSSS选系及美国杂交种选系进行了一系列的改良创新,形成了国内的改良Reid群(也有称PA群)。
该类群遗传基础丰富,也是玉米自交系改良的重要基础材料。
引入我国较早并广泛应用的是美国BSSS不同轮回选育出的B14、B37、B73、B84及衍生系A632、A634、A635A、NC250、B68、B14A等自交系,并以部分自交系为基础材料,选育出许多优良自交系及杂交种,初步形成了国内系×国外系这一优良杂交组配模式,但由于这些材料大多感小斑病严重,限制了其应用。
随着美国杂交种的引入,以其为基础选育自交系组配杂交种,成效显著。
如沈阳市农科院从先锋杂交种3147中选育出了5003,铁岭市农科院从先锋杂交种3382中选育出了7922,莱州市农科所从U8(未知名杂交种)中选育出U8112,从XL80中选育了掖107等,在此基础上,莱州市农科所用5003×8112成功地选育出了掖478。
此后全国利用掖478组配并通过审定的紧凑型玉米杂交种有超过40多个,如掖单13号、掖单12、掖单17、掖单19、豫玉18等优良杂交种,掖478也成为公认的改良Reid代表系和测验种。
此外,国内众多育种单位也纷纷以改良Reid系群为材料,选育出了一系列优良自交系,如登海种业选育的3189、4866、832、8681、8723、DH08、DH13、DH15等,河南省农科院从478变异株选育出了郑58,以及郑30(郑20×掖478)、郑32(杂交种3382)、郑653(5003/综31//5003)等,铁岭市农科院、丹东农科院、辽宁农科院等利用5003×7922选育出C8605-2、丹9046、辽2345、辽5114等,丹东农科院育成了丹446(478×9046)、丹703(9046×丹340)等,此外还有陕西省农科院的K22、武109,河北农科院的冀815、冀15-22,北京市农科院的B尖8、9585,山东省农科院的鲁原92,新乡所的独321等。
该群自交系具有以下特点:一般配合力高,叶片上冲、株型紧凑,穗位较低,茎秆坚硬,花粉量偏小,果穗较长,子粒较长,中间或偏马齿,轴粗适中,根系发达,高抗倒伏,耐密植,制种产量高,较抗丝黑穗、大斑病等病害,适应性广,但近年来感染SCMV、茎腐病、锈病、粗缩病、纹枯病,应重点改良其抗病性(大斑、茎腐、SCMV、穗粒腐、锈病、纹枯病、灰斑病、弯孢叶斑病)及抗倒伏性,适当增加穗粗,增加穗长,提高自身产量(该群常作母本)。
除用群内系相互改良外,亦可用PB的适宜系和Tuxpeño种质等进行改良。
如河北省农科院从8112×107中选出冀815,北京市农科院从B73/尖端2号//8112中选出B 尖8,河南农科院利用掖478×Tuxpeño-1选出郑28,等等。
改良Reid×四平头模式在黄淮海应用尤其普遍,该模式的突出特点是中早熟或早熟,高产、稳产,中等果穗,株形紧凑耐密,多粒、不秃尖、不空秆,抗倒抗病,适应性广、制种产量高,非常适合黄淮海夏播区种植。
主要代表性杂交种有郑单958、掖单2号、掖单4号、掖单12号、登海1号等。
掖单2号、掖单4号,株形紧凑耐密,打破了全国种植平展型玉米的格局,开创了我国开展紧凑型玉米杂交种选育和生产的局面。
而郑单958具有高产、稳产、优质、多抗、耐密植、适应性广等特点,被誉为划时代跨世纪的优质高产粮饲兼用型杂交新品种, 2007年超过6000万亩,成为中国第一大玉米品种,目前还呈明显上升的态势。
改良Reid与旅大红骨组合虽然不多,但丰产性好,适应性广,如沈单7号、掖单13号、郑单14等,尤其掖单13号,被全国16个省(市、区)审(认)定,创下全国年种植近5000万亩的纪录,被国家农业部列为八五、九五期间紧凑型玉米的主推品种,也是这一时期全国种植面积最大的玉米杂交种,使我国玉米高产育种迈上了一个新台阶,2004年获得国家科技进步一等奖。
改良Reid×PB模式丰产性好,籽粒较深,株高穗位适中,抗倒性强,株型多半紧凑,抗病性和稳产性都比较好,应用潜力也非常大,如农大108、登海3号、金海5号、鲁单50等。
此外,改良Reid与Lancaster群的Mo17亚群和自330亚群都有一些组合,但主要分布于北方春玉米区,在黄淮海分布不多。
2、唐四平头唐四平头是河北省唐山的地方农家种,白色硬粒型,在华北地区具有广泛适应性。
70年代初,中国农科院(原华北农科所)育种家以唐四平头为基础选一环系,育成了优良自交系唐四平头。
1974年中国农业科学院作物所与北京市农业科学院作物所联合,从唐四平头天然杂株穗行中选优株连续多代自交,成功地育成了黄早四。
该系配合力高,抗病性强,穗部性状好,株型紧凑,叶片挺立,组配的杂交种多为紧凑型或半紧凑型,开创了中国紧凑型玉米大面积种植的局面。
由于长期大量利用,不少玉米育种家,采用交单、复合杂交、回交、自交及辐射诱变处理等方法,主要利用不同类型的温带种质(主要为旅大红骨群、自330、北方地方种质等),对其抗性等方面进行改良利用,育成了一大批(超过70个)优良改良系,如山东莱州市农科所选育的双105、双741、⑦-61、H201、81515、5327、DH05、西502-196-1331等,山东烟台市农科院选育的文黄31413,山东省农科院选育的Lx9801、鲁原133、鲁原33、齐310、齐401、齐137等,莱阳农学院选育的H21,中国农科院选育的多黄27、CN962等,北京农林科学院选育的四自四、京404、京24等,河北唐山农科所选育的白野四、黄野四、D黄212等,河北农林科学院选育的冀35等;河南新乡农科所选育的京7、京7黄等,安阳农科所选育的昌7-2等,陕西省农科院选育K12、武314、天4等,以及吉林农科院选育的吉853、444等,这些黄改系与黄早四一起构成了四平头杂种优势群。
四平头杂种优势群普遍具有以下特点:一般配合力较高,叶片窄短上冲,株型半紧凑,灌浆速度快,中早熟,花粉量大,散粉集中,硬粒,结实性好且遗传力较高,双穗率高,抗旱耐瘠,抗矮花叶病等,综合抗病性好,但近年来易感丝黑穗病、褐斑病、锈病、弯孢菌叶斑病等病害,好多还具有籽粒淡黄(黄白顶)的不足。
虽然目前黄改系非常多,但GCA的改良进展有限,所以应改良重点是提高或保持配合力,提高抗倒伏性、抗病性(小斑病、青枯病、褐斑病、茎腐、锈病等),改善籽粒颜色,并适当增加穗长。
可用旅大红骨群、自330亚群、Suwan 亚群、综台种选亚群等进行改良。
如山东省莱州农科所利用丹340×黄早四育成502-196,吉林省农科院用自330×黄早四育成吉853,四平市农科院用A619×黄早四育成444,河北省农科院用冀多142×黄早四育成冀35,北京市农科院用黄早四×自330育成四自四,陕西省农科院用黄早四×(武302D+黄爆裂)育成武314,安阳所用黄早四×潍95育成昌7-2等等。
四平头杂种优势群是中国玉米最重要的杂种优势类群之一,在国内种质中起主导地位,在我国玉米杂种优势模式中占有重要地位。
据不完全资料统计,以唐四平头自交系组配的郑单2号、白单4号累计推广面积821.9万公顷以上。
黄早四是我国玉米育种利用率最高的自交系,其组配并审定的玉米高产杂交种超过50个,累计推广面积在2000万公顷以上,主要有掖单2号、烟单14、掖单4号、鲁玉3号、京早7号等;以黄早四改良系组配的杂交种有上百个,累计推广面积则超过5000万公顷,主要有郑单958、掖单12、鲁单981、四单19、西玉3号、唐抗5号等。
所以,高配合力、综合性状优良的玉米自交系黄早四获1999年农业部科技进步一等奖和2000年度国家科技进步一等奖,并参加了中华世纪坛封存仪式,是当之无愧的。
四平头杂种优势群与改良Reid群、Lancaster群、外杂选群、其它类群等都具有很强的杂种优势。
除与改良Reid群外,四平头与Lancaster群的Mo17亚群、外杂选群的模式在黄淮海应用较广。
四平头与Lancaster群的Mo17亚群的杂交种主要有烟单14、豫玉1号、四单19等,推广面积都比较大,主要特点是抗病性好,适应性非常广。
四平头与PB模式的代表性杂交种有鲁单981、沈单10、沈单16、中科4号、京科25、京早13等,主要表现为中早熟,株型紧凑半紧凑,耐密,丰产性和适应性好,但应注意其抗倒性。
3、LancasterLancaster S.C.是美国Hershey家族1910年前后育成的品种群体。
在种植过程中,Lancaster S.C.与晚熟马齿型金皇后偶然混粉杂交,杂交后代又与Lancaster S.C.回交,回交过程中不断选择黄色硬粒白轴长穗类型。
用Lancaster S.C.为材料,1949年,D.F. Jones育成一环系C103,1964年M.S. Zuber育成Mo17(187-2×C103)。
此外,Richey家族由Lancaster S.C.得到衍生群体Richey Lancaster,从该群体中筛选初一系列优良自交系,如Oh40B、L289、L317等。
目前指的Lancaster杂种优势群主要指C103和Oh40B选育的二环系及多环系。
20世纪50~70年代,中国玉米育种家先后从国外引入C103、Mo17、Oh43(Oh40B ×W8)、Va35(C103×T8/T8)等优良自交系,选育出一大批优良的Lan选系及其衍生系,形成我国的Lancaster杂种优势群。
但是,应该指出的是,目前Lancaster杂种优势群绝非纯粹的Lancaster种质,该群自交系大约含有12.5%~50%的Lancaster种质,其种质背景中广泛存在Reid、Iowa Goldmine、Minesota13和Creole种质。
理论上讲,Mo17遗传成分中,Lancaster占50%,Reid占25%和Iowa Goldmine占25%;Oh43含有50%的Lancaster,25%的Reid和25%的Minnesota13。
Lancaster群的自交系均为以C103、Mo17、Oh43等自交系直接或间接培育的二环系,除通过C103(如杂C546)和Mo17杂株(如412)或经辐射处理(如4F1等)的Lancaster种质能达到50%外,其余自交系的Lancaster种质含量均不足50%;其次由于Lancaster品种本身在植株性状方面尤其是抗倒伏性方面存在缺陷,致使人们利用其它种质对其进行了改良。