我国玉米抗旱育种研究进展及展望
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玉米研究的目的和意义引言玉米(学名: Zea mays)是一种重要的粮食作物,具有广泛的应用领域。
玉米在全球范围内被广泛种植,被用于食品、饲料、生物质能源等方面。
玉米的研究对于提高玉米产量、改良品种、增加抗性以及发展相关产业具有重要的意义。
本文将探讨玉米研究的目的和意义。
玉米研究的目的玉米研究的主要目的是为了探索和提高玉米的产量和质量。
随着全球人口的增长和粮食需求的增加,提高粮食生产力成为关键问题。
通过玉米研究,可以了解和改善玉米的生长环境、生理特性、基因组结构等方面的知识,从而增加玉米的产量和耐受性。
首先,玉米研究的目的之一是提高玉米的产量。
通过研究和优化玉米的种植条件、施肥技术、灌溉管理等,可以增加单株玉米的产量,提高农民的经济效益。
此外,通过培育和选育高产的玉米品种,也可以在单位面积内增加玉米的产量。
其次,玉米研究的目的还包括改良玉米的品质。
玉米作为食品和饲料的重要来源,其品质对于满足人们的营养需求至关重要。
通过研究玉米的化学成分、营养价值以及口感特性,可以改良玉米的品质,使其更适合作为食品和饲料使用。
玉米研究的意义玉米研究的意义非常重大,对于农业领域和相关产业的发展具有深远影响。
首先,玉米研究可以提高农业生产力。
通过研究和应用新的种植技术、育种方法等,可以提高玉米的产量和品质,增加农业生产的效益。
这将有助于解决全球粮食安全问题,满足人口不断增长的粮食需求。
其次,玉米研究对于环境保护和可持续发展也具有重要意义。
通过研究玉米的生长环境和生理特性,可以优化农业生产过程,减少对土地、水资源和能源的消耗,降低农业对环境的负面影响。
此外,通过研究和应用生物技术手段,如转基因技术,可以培育抗虫、抗病、耐旱的玉米品种,减少农药和化肥的使用,从而实现农业的可持续发展。
最后,玉米研究对于相关产业的发展也具有重要意义。
玉米不仅可以作为食品和饲料使用,还可以用于生物质能源生产、化工原料等方面。
通过研究和应用新的技术和工艺,可以提高玉米的综合利用率,促进相关产业的发展,推动农业产业化和农村经济的发展。
玉米种质资源研究发展现状及创新途径焦仁海仲义刘俊蔡鑫茹吴凤新刘兴二夏远峰(吉林省农业科学院,吉林公主岭 136100)玉米是全国第1大粮食作物[1,2],在保障国家粮食安全、促进畜牧业发展、开发诸如工业乙醇等新能源方面发挥了举足轻重的作用[3]。
为维护国家粮食安全及自身经济发展做出了巨大贡献。
其中,新品种的选育与推广起到了不可代替的支撑作用,成为农业科技战略的核心。
据美国学者预测,未来粮食增产潜力70%依靠新品种持续不断更新换代,而品种的更新换代进展决定于种质资源的创新研究水平。
玉米种质资源研究发展现状及创新途径 1种质资源是保障国家粮食安全与重要农产品供给的战略性资源,是建设生态文明与支撑农业可持续发展的物质基础,是驱动农业科技原始创新与发展现代种业的芯片。
种质资源保护与利用具有公益性、基础性、长期性等显著特点。
种质资源是在不同生态条件下经过上千年的自然演变形成的,蕴藏着各种潜在有益基因,是人类生存和发展最有价值的宝贵财富,是作物育种、生物科学研究和农业生产的物质基础。
举世闻名的“绿色革命”和杂交水稻的成功均源于种质资源的开发与利用。
鉴于种质资源在农作物生产中的重要地位,世界范围内的种质资源竞争愈演愈烈,资源的争夺和发掘已成为竞争焦点,常规技术和现代分子技术相结合对种质资源进行深入精准鉴定评价、发掘、创新的研究已成为许多国家的战略共识。
从种质资源中获取“基因主权”,带来巨额财富,已成为发达国家及其跨国公司控制别国经济的一种新的战略手段。
种质资源不被专利保护,但从种质资源中获取的优异基因序列却可以实施专利保护,不仅可以使窃取别国基因资源的“生物海盗”合法化,而且将致使种质资源拥有国应用本国种质资源时变成非法化。
将给包括中国在内的发展中国家造成巨大的经济损失,并有可能对粮食安全和国计民生带来重大影响。
“种中国大豆侵美国权”等事件给人们敲响了警钟,充分说明了加强种质资源研究实力、提升总体研究水平的重要性。
第1篇时光荏苒,岁月如梭,转眼间,又到了一年一度的总结时刻。
在这一年里,我国玉米育种工作者们在国家粮食安全和农业现代化的道路上,砥砺前行,取得了丰硕的成果。
以下是我对2023年度玉米育种工作的总结与回顾。
一、南繁育种基地的坚守春节临近,但北京市农林科学院玉米首席科学家赵久然及其团队在南繁育种基地的忙碌并未因节日的临近而减缓。
他们依然每天早晨7点开始田间工作,晚上分析数据、整理资料、提交品种参试申请。
在南繁基地,他们需要在短短的三四个月里完成从播种到收获的整个过程,每一粒种子都承载着他们的梦想和希望。
这种坚守和付出,是我国玉米育种科研工作者的缩影。
二、全链条创新发展中国农业科学院作物科学研究所研究员、国家玉米育种联合攻关秘书长王天宇及其团队在2023年取得了显著成果。
他们创新玉米绿色高产高效新种质与新品种,育成中玉303为代表的品种表现高产优质、抗病抗旱、适应性广,成为种质资源发掘创新与高效利用密切结合的成功范例。
在黄淮海区域,中玉303在偏盐碱旱地上取得亩产1077.5公斤的好成绩,为农民增收、为国家增粮贡献力量。
三、乡村振兴助力在乡村振兴的道路上,我国玉米育种工作者们也发挥着重要作用。
以楚雄州委宣传部在云南永仁县他的苴村的帮扶为例,驻村工作队引导村民种植新型玉米育种,亩产均值超过普通玉米一倍,为村里的弱劳力家庭开辟了新的增收渠道。
此外,他们还引进了贡菜等特色新型品种种植,带动村民人均收入较上年度增长13.79%。
四、未来展望展望未来,我国玉米育种工作者将继续秉承“绿色、高产、高效”的理念,加大科技创新力度,努力实现以下目标:1. 提高玉米单产和品质,满足人民群众对美好生活的需求;2. 加强种质资源保护和利用,培育更多抗逆、抗病、适应性强的优良品种;3. 推进玉米产业绿色发展,助力乡村振兴和农业现代化。
总之,2023年是我国玉米育种工作取得丰硕成果的一年。
在新的一年里,我们坚信,在党的领导下,我国玉米育种工作者将继续为实现国家粮食安全和农业现代化贡献力量。
[西南大学][中国近十年玉米育种、生产现状和发展趋势]专业:[ 农学]学生姓名:[ ]指导教师:[ ]完成时间:2022年4月26日中国近十年玉米育种、生产现状和发展趋势xxxx( xxxx)(西南大学农学与生物科技学院2014级重庆 400715)【摘要】:玉米是世界三大粮食作物之一,也是重要的饲料作物和经济作物,至20世纪90年代,全世界玉米播种面积已突破1.3亿hm2,中国栽培玉米已有400多年历史是玉米生产大国,玉米是我国主要粮食作物对我国粮食安全举足轻重。
近年来,我国玉米育种取得了突飞猛进的发展。
在玉米增产的各种技术因素中,优良品种的贡献率在35%以上。
我国玉米单产和总产的增长速度大大超过其它发展中国家,玉米杂交种的普及率 95%左右,达到发达国家的水平,玉米在我国粮食生产中的地位显得愈来愈重。
2010年,我国玉米种植面积4.872亿亩*、单产364.10千克/亩、总产1.774亿吨,目前已成为我国第一大作物。
在21世纪,随着工业化、城镇化的快速推进、人民生活水平的逐步提高和科技的不断发展,我国玉米生产呈现明显的阶段性、消费多元化、分布区域化、产业层次等特点。
在了解玉米育种和生产状况的同时,进一步探索玉米的发展趋势。
【关键词】:玉米育种玉米生产发展趋势一、我国玉米育种的现状和发展趋势(一)我国玉米育种成就1、玉米育种理论创新成就1.1玉米育种目标、育种方向的改进随着市场经济的发展,玉米育种目标有很大变化,商业化育种机制正在形成。
为了满足玉米生产、加工、饲料、出口的需求,育成的品种类型多、周期短、速度快,除了保持和发扬传统的优质、高产、抗病等育种目标外,随着对玉米品质要求的提高,对高淀粉、高油、高支链淀粉、甜玉米、爆裂玉米等专用玉米的研究更加重视。
同时加强耐密植、低能量消耗、高产、优质的普通玉米新品种和专用品种选育。
近年又提出“超级玉米”育种目标,培育抗病、抗倒伏、抗螟虫、脱水快、籽粒含水量低、产量高、品质好、耐寒、拱土力强、适应性广的育种新材料,玉米自交系和杂交种。
浅谈当前玉米育种中存在的问题和对策作者:王春华来源:《农民致富之友(上半月)》 2019年第17期我国是一个农业大国,同时也是一个玉米生产大国。
玉米生产技术的提高不但要求种植技术的不断革新,同时还需要玉米育种方面的技术创新。
我国的玉米品种主要经历了农家品种和部分品种间杂交种、优良农家种和双交种、单交种等发展阶段,到21世纪以来,随着玉米品质的不断优化,我国开始进行玉米产量和玉米质量并重,不断推广特制玉米品种。
文章基于当前玉米制种发展的现状,开始了对当前玉米育种中存在的问题和对策的探究,以期为下一步玉米制种产业发展提供借鉴。
一、我国玉米育种产业发展现状21世纪以来,我国玉米产量得到不断增长,玉米增产已成为粮食增产的重要体现,但伴随着近年来玉米产业消费总量的不断上升,玉米供求关系发生了明显的变化,我国逐渐由玉米出口国变成了玉米进口国。
据报道2009年以后,我国每年都要从其他国家进口玉米,进口数量从2009年的100万吨上升到2015年的230万吨。
作为最大的农业生产国和最大的种子需求国,我国每年玉米所需的杂交种9亿kg。
基于现实需求,我国种子企业发展迅速,种子市场得到全面开放,虽然在种子产业发展方面取得一定成就,但是,由于产业发展起步晚,时间较短,产业技术力量比较薄弱,农民看中品种却不识品牌,对市场不够了解,呈现出多而散、小而乱的局面。
二、我国玉米育种存在的问题1、育种针对性不明确,种植资源狭窄玉米育种受到地理位置、气候环境、光照等多个条件的影响,对于不同的地域,玉米育种时应具体问题具体分析。
例如河北省北纬36°-北纬42°,北部张承海拔较高,多为山地,平原面积较小;南部石家庄、邯郸平原面积广大,而当前在审定的玉米品种中,这些品种对气候条件的适应性较窄,多个品种只是适应局部小气候,育种针对性有待增强。
目前新培育的新品种,多个品种间遗传背景相似,未能有效的利用各地方资源的优势,导致品种间抗逆性和抗病性能类似,一旦出现病虫等逆境危害,玉米产量和品质将会遭受严重破坏。
玉米种植现状及新技术应用价值探究作者:赵丽娜来源:《种子科技》2021年第17期摘要:玉米作为我国农业生产中种植面积较大的一种农作物,具有非常重要的农业价值,种植经济效益较高,能保证我国的粮食生产安全,促进畜牧业及工业发展。
现阶段,我国玉米种植量较大,在技术不断优化升级的情况下,需使用更先进的栽培技术,培育出高产的玉米作物,优化防治病虫害及改良玉米种植技术,促进玉米增产增收。
关键词:玉米;种植现状;新技术;应用价值文章编号:1005-2690(2021)17-0069-02 中國图书分类号:S513 文献标志码:B玉米是我国当前农业生产中种植规模较大的粮食作物之一,属于高产作物,大力发展玉米种植,不仅能推动农业经济发展,还能调整农业生产结构,并且玉米作物种植范围较广,用途较多,具有集中性及经济性,因此,在现阶段展开对玉米种植的研究,需要注重先进的种植技术以及各项技术的集中改良,从而能够在玉米生长的各个阶段当中强化控制,进而提升产量,提高质量,保证经济效益。
1 玉米种植现状在我国农业产业中,玉米作为最为重要的粮食作物之一,为农业经济带来了较大的效益。
近年来,我国不断重视农业环境,提高对玉米种植技术的重视程度,玉米种植也能够为农业经济带来良好的效益,促使玉米种植逐渐扩大种植规模,导致市场环境中的玉米作物产量不断增加,在市场中供大于需的背景下,导致国内市场对玉米作物的消费需求逐渐降低。
由于近几年国家经济逐渐与国际化接轨,在经济全球一体化的运转模式之下,受到了进口农产品的冲击,玉米销量上受到了一定的影响。
收储制度发生了一定的变革,导致玉米的市场规模逐渐趋于下降,难以有效发挥出经济作物的优势,经济效益逐渐降低。
为了有效保证玉米作物能够始终在农业经济中占有一席之地,国家提高了对玉米种植技术的重视程度,不断研究新型高产增收的种植技术,开发出更多有效的种植方法。
例如应用现代化的科技人造卫星搭载孕种,利用先进的科技培育种子,能够有效提升玉米种子的成活率。
玉米基因编辑研究进展和前景展望目录一、内容概括 (1)二、玉米基因编辑研究进展 (1)三、玉米基因编辑技术的方法与手段 (3)3.1 基因组测序及数据分析 (4)3.2 基因克隆与表达分析 (5)四、玉米基因编辑研究的挑战与问题 (6)4.1 技术应用的伦理与法规问题 (8)4.2 基因编辑效率与特异性挑战 (9)4.3 遗传稳定性及环境影响评估 (10)五、玉米基因编辑前景展望 (11)5.1 在农业生物技术中的应用 (13)5.2 玉米基因编辑品种的创新与改良 (14)5.3 基因编辑技术与传统育种技术的结合 (15)六、结论 (16)6.1 研究总结 (17)6.2 未来研究方向及建议 (19)一、内容概括基因编辑技术的发展与应用:介绍了基因编辑技术如CRISPRCas 系统在玉米基因工程中的应用,包括基因敲除、基因插入和基因编辑的效率提升等方面。
玉米重要性及其遗传改良的需求:强调了玉米作为全球主要农作物之一,对其产量、抗逆性和品质进行遗传改良的重要性。
基因编辑在玉米遗传改良中的应用实例:列举了基因编辑技术在玉米抗病、抗虫、抗旱、提高产量和改良品质等方面的实际应用案例。
技术进步带来的新机遇:随着基因编辑技术的不断进步,未来可能在玉米基因编辑的精准性、效率和多功能性方面取得更大突破。
潜力巨大的应用领域:玉米基因编辑技术有望在农业生产、生物能源、医药和生物工程等领域发挥巨大潜力。
面临的挑战与解决方案:讨论了当前玉米基因编辑研究面临的伦理、法规和技术挑战,并提出了可能的解决方案和发展方向。
对未来玉米产业的影响:预测玉米基因编辑技术的进一步发展将对玉米产业产生深远影响,包括提高产量、改善品质、加速育种进程等。
二、玉米基因编辑研究进展抗病性改良:通过基因编辑技术,研究者成功地将一些抗病基因引入到玉米中,提高了玉米的抗病能力。
通过CRISPRCas9系统,研究人员将Pm3e基因导入到玉米中,使其对玉米花叶病毒具有较强的抗性。
·18·种业导刊,2019年第2期Journal of Seed Industry Guide玉米育种技术研究进展王鹤桦,刘金海(信阳职业技术学院/医药生物检测河南省高校工程技术研究中心,河南 信阳 464000)玉米是我国播种面积和总产量最大的粮食作物,也是主要的饲料原料和重要的工业原料。
近年来,随着畜牧业的快速发展,玉米的需求日益增加。
与此同时,我国玉米品种营养品质差,赖氨酸、色氨酸含量低等,严重影响了畜禽发育以及人民的身体健康。
因此,亟需加快育种步伐,生产出更多质量更好的玉米来满足生产、生活的需要。
1 玉米育种技术1.1 单倍体育种单倍体是用天然或人工诱导方法(例如孤雌生殖)获取单倍体生物以及用单倍体生物培育后代的育种方式,主要有诱导品系、组织体外培养和化学诱导的杂交方法等。
单倍体诱导商业价值巨大,常规的杂交育种周期长,诱导单倍体加倍产生纯合的二倍体,直接利用配子体进行选择,只需2~3 a 即可育成稳定的纯系,可大大缩短育种时间、减少成本。
中国农业大学陈绍江团队创建了玉米单倍体育种高效技术体系,将基础研究与技术发明以及育种实践结合起来。
吴鹏昊等比较了多个不同遗传背景的单倍体雄穗自然加倍能力,探明单倍体雄穗育性恢复不受细胞质基因的控制,而受核基因控制。
有学者认为基因型在单倍体雌穗育性恢复中起主要作用,单倍体雌穗育性恢复过程与雄穗育性恢复过程相对独立。
北京市农林科学院玉米研究中心已经创制出8个具有诱导率高、结实性好等优良特性的玉米单倍体诱导系,并率先利用和选育出3个单交种型诱导系,选育出系列优良玉米品种11个。
有学者认为用同族单倍体诱导剂生产母体单倍体是常用的单倍体育种方法,在玉米育种中非常有效,并开发了一种从花粉粒中分离出3个核和从四分体中分离出4个小孢子的方法,观察到非整倍性在三核期高发,表明配子体减数分裂后发生的连续染色体断裂可能形成胚胎的单倍体。
1.2 远缘杂交育种远缘杂交育种指的是不同种、属间甚至亲缘关系更远的物种间的杂交产生的后代。
抗旱、高产玉米新品种“华玉518”的选育作者:杨华来源:《新农业》2021年第23期摘要:“华玉518”是山西华科种业有限公司以母本Hy11-40与父本Hy13-15杂交选育而成的玉米杂交种。
该品种生育期为105天左右,籽粒橘黄色、半马齿型,容重760克/升,粗蛋白10.46%,粗脂肪3.76%,粗淀粉76.16%,具有抗病性强、增产潜力大、出苗快、长势强、结实性好等特点,适合在山西南部复播区种植。
该品种2020年已通过山西省品种委员会审定(晋审玉20200030)。
关键词:“华玉518”;抗病;增产;选育玉米起源于南美洲,在我国各地均有种植,是种植面积最大的三大粮食作物之一,2018年在我国种植面积达到了5990万公顷,约占全国主要农作物播种面积的26%。
山西种植面积约172万公顷,占全省总耕地面积的42.4%,因此产量的高低对于粮食安全至关重要。
温度的高低对玉米生长发育十分重要。
在一定范围内,温度越高玉米生长发育越快,通过某个发育阶段所需时间越短。
然而,随着全球工业化的发展,生态环境遭到破坏,极端天气异常增多,高温、干旱频发,给世界农作物的生产带来了严重危害,玉米也不例外。
为了应对这种极端天气对玉米生产造成的危害,就需要积极调整山西玉米产业结构,选育出耐旱、耐高温、丰产稳产玉米新品种。
本研究团队利用运城地区天然的高温、干旱地理优势,多年来一直进行抗旱、耐高温玉米新品种的选育,经过一年两代的加速育种,选育出了“华玉518”。
该品种田间生长整齐,出苗快、苗势强,结实性好,高抗腐霉茎腐病,抗丝黑穗病,中抗大斑病,抗倒伏,丰产稳产,品质优,适应性强。
1.1 亲本来源及特征特性母本H y 1 1 - 4 0与父本Hy13-15均系本研究团队自选自交系。
母本Hy11-40经多代自交穗选而成。
平均生育期为106天。
植株茎秆粗壮,叶片向上直冲,属紧凑型,株高243厘米,穗位高为78厘米,叶片数20片。
叶色深绿,叶片坚硬,果穗筒型,平均穗长为15.8厘米,平均穗粗为4.3厘米,平均穗行数为15.6行,平均行粒数为32粒。
我国玉米抗旱育种研究进展及展望
发表时间:2017-08-17T15:08:34.313Z 来源:《基层建设》2017年第12期作者:刘小伟
[导读] 摘要:随着我国科学技术的发展,我国的玉米抗旱育种技术有了一定的发展,但是还有很多的原因使育种的效率得不到提高。
身份证号码:13022819791026xxxx 河北承德 067000
摘要:随着我国科学技术的发展,我国的玉米抗旱育种技术有了一定的发展,但是还有很多的原因使育种的效率得不到提高。
玉米抗旱性是一个复杂的综合特性,对其研究主要是针对抗旱机理研究和抗旱性鉴定与评价,而与此同时,对玉米在干旱胁迫下的生理生化途径研究很多,其成果可以为抗旱育种提供理论指导。
关键词:抗旱性;玉米;育种
引言
随着全球气候变暖以及人口不断增长,水资源短缺成为目前农业生产上面临的最严峻挑战之一。
干旱作为农业生产上最具破坏力的非生物逆境因子,导致农作物大量减产或绝收。
油菜作为我国最重要的油料作物,整个生长季节需水量较大,耐旱性较差。
因此,筛选抗旱自交系,培育耐旱杂交种已成为我国玉米生产的迫切要求和抗旱育种的重要目标。
1玉米抗旱性与产量的关系
抗旱性和产量均是由数量性状位点控制的,两者由不同的遗传网络系统所控制,因而分析抗旱性与产量的关系需要从不同的角度来看。
在水分充足的条件下,一些与抗旱性相关的基因不会表达,最终的产量表现主要与控制产量的遗传系统有关,而在水分胁迫条件下,某些抗旱相关基因呈现诱导表达,某些基因抑制表达,最终的产量表现则是抗旱性和产量两大遗传系统相互作用的结果。
因此,同一品种在水分条件良好和水分胁迫条件下的产量并无直接相关关系。
玉米作为一种粮食作物,必然以收获产品为目的。
尽管如上所述抗旱性和产量是由不同遗传系统控制的,没有任何一个单独的生理生化性状指标能够代表抗旱性,抗旱性是多种生理生化代谢途径的综合表现,因此在玉米抗旱育种甚至一些基础研究中仍有必要把产量性状当做衡量抗旱性的直接指标。
2抗旱评价标准
2.1玉米不同生长时期抗旱性的相关问题
2.1.1发芽期和苗期抗旱性
干旱胁迫下,玉米会受不同程度的干旱伤害,从而产生一系列相应的生理生化变化,最终引发外在形态的变化,抑制生长是对干旱胁迫最直观的反映。
因此保证一定的出苗率以达到合适的种植密度是最终获得高产的基础之一,在玉米播种期和出苗后遭遇干旱,出苗不好和幼苗生产迟缓或死亡将严重影响收获密度,从而严重影响最终产量。
解决发芽期和苗期干旱性问题还缺乏更多的办法,尽管已发现存在遗传变异,但这些遗传变异还不足以用来真正解决问题。
国际小麦玉米改良中心的研究表明,通过育种手段只能使水分胁迫下的玉米幼苗存活率有一定程度的提高,但对出苗后的抗旱性选择难度很大,其主要原因是田间筛选时环境变异太大及遗传变异太小。
2.1.2开花期抗旱性
开花期干旱胁迫严重影响玉米雌穗的小穗和小花分化发育,使不育小花数增多,有效花粉数目减少和花丝生活力降低,出现大量的不育小花。
Hall等亦指出玉米植株出现水分亏缺,将强烈抑制花丝伸长,致使雌穗延迟吐丝,开花吐丝间隔时间(ASI)延长,从而导致受精结实率降低,穗粒数和有效穗数减少,导致库容量减小,限制产量形成。
Bolanos等研究认为干旱对抽丝期影响较大,对抽雄影响较小,ASI延长主要来源于干旱胁迫条件下雌穗抽丝延迟。
李新海研究表明,ASI、结穗率与籽粒产量均成极显著相关,因此,在干旱胁迫条件下,ASI和结穗率可以作为筛选耐旱性的指示性状。
2.1.3灌浆期抗旱性
如果在灌浆期遭遇干旱,则需要维持绿色冠层和转运碳水化合物的能力才可能达到高产的目的。
在灌浆期,植株一方面进行光合同化作用,另一方面将茎秆和其他器官中储存的碳水化合物转移到籽粒,这两个方面共同决定了最终的粒重。
但研究发现玉米叶片持绿性与产量的相关关系并不大,其原因可能是植株氮平衡方面的问题,因此直接选择持绿性来提高玉米抗旱性并不成功,且容易筛选出贪青晚熟不符合当前育种趋势的品系,而是要提高干旱条件下植株吸收土壤中氮素的能力,以及植株营养器官氮素向籽粒中转移的能力,这也是要求在改良抗旱性的同时需要提高氮素利用率的重要原因。
2.2抗旱性鉴定与评价
我国对玉米的抗旱性还没有一套鉴定评价标准方法和体系,其主要原因在于抗旱性对植株生产力的影响涉及到植物水分关系和植物生理功能之间的复杂互作问题,植物对干旱胁迫的反应和胁迫程度、胁迫时间长短、植株发育阶段等密切相关。
产量是玉米育种最重要的鉴定指标,但由于干旱胁迫条件下的产量分别受到植株本身的产量潜力和抗旱性两套遗传机制影响,在田间鉴定时需设置一系列不同胁迫程度的处理,严格控制其他影响因子,才能分析基因型和环境之间的相互作用,把两种效应分开。
在抗旱育种中,除了用产量来评价抗旱性,还可采用相关二级性状进行辅助性选择。
二级性状是指除产量以外的其他植物特征,它可以间接提供干旱胁迫条件下产量变化的一些信息,因此理想的二级性状应具有以下特点:
2.2.1在胁迫条件下与产量存在遗传相关,遗传力高,遗传变异丰富,容易快速鉴定且表现相对稳定;
2.2.2在收获时能较准确指示产量结果。
CIMMYT生理学家对很多抗旱性相关的二级性状进行研究,其重要程度依次为每株穗数、ASI、叶片衰老率、雄穗大小和叶片卷曲度,其他性状相对较难用于抗旱育种。
2.3玉米抗旱育种的方法
近年来,由于科技水平的不断提高,培育抗旱玉米品种的策略和方法也不断得到丰富,并取得了一定的进展。
研究者也尝试利用分子育种等手段来改良作物的抗旱性,培育抗旱新品种。
国际玉米小麦改良中心(CIMMYT)率先于 1994 年开展了分子标记辅助改良玉米自交系耐旱性的研究,有效提高了骨干亲本 CML247 的抗旱水平。
但我国的主要手段仍然集中在常规育种方面,选择确实可用的抗旱种质资源改良目标种质,在较早代即施加较高的干旱选择压力,采用合理的抗旱性评价标准进行筛选,从而达到对目标种质的抗旱性改良。
除了利用相关二级性状,亦可采取更多的生理学方法来辅助抗旱性评价标准的建立。
尽管目前直接把生理生化指标用在玉米抗旱育种的成功例子还很少,但水分生理学研究提供了很多指导,尤其在育种中,一般把产量作为选择的第一性状,而众多的二级性状则来自生理学研究的成果,如渗透调节、根生长能力、冠层温度、叶片卷曲和叶片夹角、叶片衰老程度及同化物分配和转运能力等。
另外在分子育种方面,
CIMMYT应用分子标记辅助选择做了大量的工作,取得了一定的进展,但效果并不是十分明显。
不过随着分子标记技术的不断发展和完善,利用分子标记进行玉米抗旱育种是完全有可能的。
3讨论
3.1国内外已进行了很多玉米抗旱性鉴定的基本指标方面的研究。
但如何把众多指标联合应用,结合抗旱育种工作,从而进一步创制新的抗旱种质的进展仍不明显。
这就要求我们应进一步完善出能够在育种工作中实际应用的筛选抗旱种质的评价体系。
3.2玉米抗旱性是在水分胁迫下,体内细胞在结构上及生理生化过程发生一些列适应性改变后综合表现出来的结果,不同的基因型、不同的生育时期,其抗旱性不同。
全面评价其抗旱性,不但需要多指标的综合鉴定,也需要不同生育时期抗旱性的综合评价。
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