帕列托法则及其在玉米育种研究中的应用

改良间比法试验设计在玉米育种中的应用作者：徐涛来源：《河南农业·科技版》2018年第11期摘要：在玉米育种过程中，在每个育种周期中都会有大量的杂交种组合需要测试，而这些需要大量测试的杂交种组合由于种子量较少，难以在同一个地点进行重复试验，而只能在不同试验地进行有限的重复试验。

因此，间比法试验设计是此类试验的首选试验方法。

但传统间比法试验设计存在一些缺点，本文则对传统间比法进行改进，以最大限度地满足玉米育种的实际需要。

关键词：间比法;改良;玉米;育种;试验一、传统间比法设计的特点传统间比法设计比较简单，在同一块试验地中，每排的第1个小区和末尾小区一定是对照区，每两个对照之间的测试小区数一定，可以进行设置重复，也可以不设置重复。

具体分布情况如图1所示。

二、“逢X对照”间比法的特点在实际操作中，育种家为了排序方便，往往采用固定对照排列，如使用“逢1对照原则”，如1、11、21、31、41、51等为对照编号，其他序号为测试小区号，如果未进行有效排列，具体分布如图2所示。

三、传统间比法和“逢X对照”间比法的分析方法和不足间比法试验设计中，数据统计分析主要是利用每个测试小区的相邻两个对照的产量性状平均数和测试小区进行比较，分析方法较为简单[1]。

但是从图1和图2可以发现，传统间比法对照位置均在试验地的相同垄上，这样的对照排列分析方法有2种不足：一是假如对照所在垄有肥力上的差异，造成对照数据失真，会对本试验造成严重的影响;二是对照不是均匀分布在试验地，无法对试验地肥力是否一致进行数据监测与校正。

四、改良间比法的对照分布原则为了避免传统间比法和“逢X对照”间比法2种试验设计所带来的不足，笔者建议在使用间比法遵循以下原则：相邻2个对照中间测试小区数n+1不能被每排所能容纳小区数N整除：N/（n+1）≠整数。

使用以上原则得到的小区分布图如图3所示。

按照“N/（n+1）≠整数”进行小区试验设计可以将对照均匀分布在试验地中，最大限度地减少应为地力差异（垄与垄之间地力的差异）对试验数据造成的影响。

摘要：数字化技术是随着移动互联网技术深度应用而诞生的一种现代化的信息技术，目前数字化技术在各个领域得以深度的应用，切实提升了工作效率、工作质量。

应用数字化技术可以保证玉米育种方向的科学性，同时也可以进一步缩短玉米育种时间，确保各项工作更加高效，在短时间内培育出大量高品质的玉米品种。

该文结合实际工作经验，探讨了数字化技术在玉米育种工作中的具体应用，希望通过研究对广大同行有所帮助。

关键词：数字化技术；玉米育种；应用措施玉米新品种的培育和选育是一个系统性、周期性较长的工程，每年都需要面对数千份的自交系、杂交组合、品种对比试验和大量的田间记录、资料归类整理和遗传性重要分析，涉及到的环节多种多样，任何环节出现问题，都会对玉米的育种工作产生深刻影响。

在玉米育种工作开展过程中，为了进一步简化育种流程，提高数据管理成效，就需要充分应用数字化技术，实现对育种材料育种数据的自动化收集、自动化分析、自动化管理，确保数据的归纳整理分析更加直观化，以此来优选组合，克服育种工作的盲目性，为针对性育种工作推演奠定坚实的数据支撑，大大提高育种成效，缩短育种周期，提高工作效率。

1 数字化技术与玉米育种数字化技术是指利用计算机、互联网、大数据、人工智能等现代信息技术手段，对数据进行采集、处理、分析和应用的过程。

在农业领域，数字化技术的应用可以提高农业生产效率、降低成本、优化资源配置，促进可持续发展。

在玉米育种中，数字化技术的应用具有以下价值：首先，能够采集与分析数据。

数字化技术可以帮助玉米育种者更加高效地采集和管理大量的遗传数据，如基因组数据、表型数据等。

通过数据分析和挖掘，可以识别与玉米相关的关键基因，加速玉米品种改良的进程[1]。

其次，基因组学研究。

数字化技术可以帮助玉米育种者进行基因组学研究，通过高通量测序技术获取玉米基因组的详细信息，并利用大数据分析方法揭示玉米基因的功能和相互作用关系，为育种提供更多的理论依据。

最后，高效筛选与预测。

玉米耐旱育种研究及分子育种策略作者：牛姣姣来源：《广东蚕业》 2020年第2期DOI：10.3969/j.issn.2095-1205.2020.02.13牛姣姣（新乡学院河南新乡 453003）作者简介：牛姣姣（1987- ），女，汉族，河南安阳人，硕士，助教，研究方向：作物遗传育种。

摘要干旱对玉米种植的影响较大，直接影响玉米的产量。

为了提高我国玉米产量，需要针对干旱气候培育耐旱性的品种，提高玉米种植的抗旱性。

目前，玉米耐旱育种主要从表型和基因型两个方面进行研究，并在玉米品种选育过程中提出新的策略，加强对玉米选种的创新性，从而有效提高玉米的产量，减少玉米种植的损失。

关键词玉米；耐旱遗传；育种；策略中图分类号:S513 文献标识码:A 文章编号:2095-1205(2020)02-21-02随着社会经济的快速发展，人们对环境的破坏比较严重，导致全球气候变化较大，气候变暖影响农作物的生长，而我国是个农业大国，农业种植在我国经济发展中的占比越来越大。

我国人口数量比较多，且农业种植历史比较悠久，玉米种植在我国农业中的占比非常大，为了有效提高我国玉米的产量，需要采取相应的措施，加强耐旱玉米种植的培育，提高玉米对干旱气候的适应性，通过玉米种子改良，有效提高玉米的产量。

下面针对玉米耐旱性遗传机理进行研究，并对玉米耐旱分子育种进行分析，提升玉米的产量。

1 干旱环境下玉米的表现型变化随着社会经济的快速发展，工业生产速度加快，对气候环境的影响越来越严重，目前，全球气候变化较大，气候变暖等影响全球经济发展，并且对农业种植也产生不利影响。

因气候变化较大，因此在玉米种植期间，气候干旱对气候的影响较大，尤其对玉米的产量影响更加严重。

一般情况下，玉米在开花前后容易受到水分的影响，玉米开花期的水分不足，将影响玉米的生长，同时在灌浆期如果没有充足的水分，将影响玉米的生长效果。

如果在花期水分充足，则能够对玉米的生长起到推动作用，并且也能改善玉米的生长趋势。

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。

帕鲁育种公式
帕鲁育种公式是一种用于作物育种的数学模型，经常被农业科学家和育种专
家用于评估和提高作物品种的育种效果。

帕鲁育种公式是以育种选择进化理论为基础的，它将遗传进化的基本原理应
用于作物育种中。

该公式的核心概念是选择增益，它代表了通过选择可以在下一代中增加所需性状的程度。

根据帕鲁育种公式，选择增益可以通过以下方式计算：选择增益 = 遗传方差 ×选择强度。

其中，遗传方差代表了性状在群体中的遗传变异程度，选择强度代表了育种选择的强度。

帕鲁育种公式的使用可以帮助育种专家确定哪些个体应该用于繁殖下一代，
以达到改良目标。

通过计算选择增益，育种专家可以选择那些具有良好性状的个体，进而提高下一代作物品种的性状。

此外，帕鲁育种公式还可以用于预测育种计划的效果。

通过计算选择增益，
育种专家可以预测不同选择策略对作物性状的影响，从而优化育种方案，并提高育种效果。

总而言之，帕鲁育种公式是作物育种中一种重要的数学工具，可用于评估和
改良作物品种的性状。

它的应用可以帮助育种专家选择合适的个体用于繁殖下一代，并优化育种计划，提高作物品种的质量和产量。

我国玉米种质的遗传基础（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。

一、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。

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。

美国商业种质对我国玉米育种的影响石雷（中国农科院作物科学研究所）[摘要] 美国商业种质对我国玉米育种作出了不可磨灭的贡献。

我国育种者从美国商业杂交种分离了许多二环系，逐渐形成了PA（Reid）和PB（non-Reid）两大种质群，并利用这些二环系改良国内种质，取得明显成效。

PA种质是目前我国玉米育种利用的主要A类种质，在很大程度上稳定了我国玉米育种的杂种优势模式。

而PB种质在引入抗病、耐逆基因的同时，倾向于破坏我国玉米杂种优势模式的稳定性和集中性，趋向于瓦解我国的玉米杂种优势模式，同时也造成对热带种质的盲目利用，使得玉米育种的技术路线和杂种优势模式变得复杂化。

目前直接对商业杂交种的分离选系，在很大程度上造成育种思路与杂种优势模式的混乱。

正确利用国外商业杂交种选育二环系和改良种质，对于制定今后玉米育种的技术路线和指导产品创新，具有重要的实践意义。

1、美国商业种质的引进与利用外来种质对我国玉米生产的贡献率已经接近60%。

引进和利用外来优良种质，是我国近代玉米育种的基本策略之一。

研究表明，美国种质利用率每增加一个百分点，全国玉米平均产量增益约10kg/ha，CGIAR种质利用率每增加一个百分点，产量增益约25kg/ha[1]。

我国近代引入美国玉米杂交种，大致分为以下三次过程[2]。

上世纪80年代，从美国引入杂交种，并以其为基础分离二环系组配杂交种，成效显著。

如沈阳市农科所从P3147选育出沈5003，铁岭农科所从P3382选育出铁7922，莱州市农科所从美国商品玉米选育出U8112等。

这些材料大多表现Reid类群的配合力反应，且株型紧凑、茎秆坚硬、子粒偏马齿，故有人推测并称之为改良Reid。

在此基础上，进一步用这些自交系杂交，培育出以掖478为代表的一批优秀自交系，如掖107、掖832、DH3189、DH4866、DH872、郑58、郑29、郑32、冀815、鲁原92和独321等。

此外，还有东北地区选育的C8605-2、丹446、辽2345、辽5114等。

作物育种学各论玉米育种试题库一、名词解释1、玉米自交系：单株玉米经过多代连续自交和选择，最后育成的基因型相对纯合、性状整齐一致的自交后代群体。

2、一环系：从异质杂合的群体品种或综合品种中选育出的自交系。

3、二环系：从自交系间杂交种后代中选育出的自交系。

4、顶交种：选用一个品种和一个自交系或单交种杂交而成。

5、三交种：选用一个自交系与一个单交种杂交而成。

6、双交种：先选用四个自交系分别配成两个单交种,再用两个单交种杂交而成双交种。

7、S型雄性不育系：育性不稳定、配子体不育、恢复基因Rf3表现显性、抗玉米小斑病8、T型雄性不育系：育性稳定、孢子体不育、恢复基因Rf1和Rf2 表现显性互补、高感玉米小斑病9、C型雄性不育系：育性稳定、孢子体不育、恢复基因Rf4和Rf5 表现重叠作用、抗玉米小斑病10、孢子体雄性不育系：指不育系的花粉的育性受孢子体的基因型所控制，而与花粉本身所含基因无关。

11、配子体雄性不育系：指不育系的花粉育性直接受雄配子体本身的基因所决定。

12、测验种：在测定配合力时，用来与被测系杂交的品种、杂交种、自交系、不育系、恢复系等称为测验种。

13、测交种：测交所产生的杂种。

14、轮回选择：轮回选择是反复鉴定、选择、重组的过程，每完成一次鉴定、选择、重组过程便称为一个周期或一个轮回。

15、糯玉米：又称粘玉米，其胚乳淀粉几乎全由支链淀粉组成。

16、普通甜玉米：以su1为基础。

在乳熟期，纯合su的复原糖和蔗糖含量增加，尤其是水溶性多糖〔water soluble polysaccharide〕增多，使支链淀粉变为水溶多糖。

17、超甜玉米：以sh2和以bt1，bt2为基础，sh2突变体子粒的含糖量是普通玉米的10倍，其作用是在胚乳发育过程中阻止蔗糖向合成淀粉底物的转化，故使胚乳中蔗糖含量增加，淀粉减小。

能较长期地保持高糖分水平。

18、杂种优势群：是指遗传基础广泛、遗传变异丰富、具有较多有利基因、较高一般配合力、种性优良的育种群体。