玉米种质资源研究进展
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玉米种质资源导读:我国长期种植的玉米地方品种主要是硬粒型,例如北方春玉米区的火苞米、金顶子、白苞米、老来皱、霜打红、白顶、高桩,北方夏玉米区的野鸡红、小粒红、金棒锤、小白糙、干白顶,华北玉米区的武陟矮、石灰篓、大红袍、七叶糙、紫玉米、红玉米,南方玉米区的小金黄、满堂金,西南玉米区的大籽黄、南充秋子等,据1984年全国农作物品种资源考察,共征集整理的玉米地方品种近800份,—《中国玉米种质资源的整理与成就》,玉米玉米种质资源第一阶段:1950年以前,农家品种、外来品种我国长期种植的玉米地方品种主要是硬粒型,还有少数糯质型。
例如北方春玉米区的火苞米、金顶子、白苞米、老来皱、霜打红、白顶、高桩;北方夏玉米区的野鸡红、小粒红、金棒锤、小白糙、干白顶;华北玉米区的武陟矮、石灰篓、大红袍、七叶糙、紫玉米、红玉米;南方玉米区的小金黄、满堂金;西南玉米区的大籽黄、南充秋子等。
据1984年全国农作物品种资源考察,共征集整理的玉米地方品种近800份。
—《中国玉米种质资源的整理与成就》玉米传入我国以后,经过近500年的风土驯化,形成了各种生态型的丰富的地方品种。
硬粒型品种是最早引入我国的类型,经过长期在某一地区培养与选择,已形成各种生态型。
硬粒玉米共同特点是对特定的地区有较强的适应性,但因受生态型的限制,这类品种适应性不广泛。
耐瘠薄性、耐旱性、早熟性和品质好是其共同特点,适应于丘陵山区和生育期短的早熟地区。
籽粒品质角质,淀粉多,食味好。
例如黑龙江北部的火苞米、小粒红;陕西的野鸡红;四川南充的秋子;湖北山区的小子黄等地方品种皆属于这一类。
而在半高山地区和纬度较低地区的硬粒玉米则属于熟或晚熟品种,如西南大籽黄和文山白玉米,京津一带的小八趟等。
—《玉米种质资源概况及其改良利用研究》1950年以前评选出的优良农家品种有:金皇后、英粒子、金顶子、白鹤、旅大红骨、辽东白、四平头、白马牙、华农2号、小粒红、大粒红、安东黄马牙11号、黄县二马牙等。
玉米种植调查报告玉米种植调查报告玉米种植调查报告1玉米产业现状及问题浅析玉米产业:围绕玉米生产形成的产业链,包括玉米生产前的种子、及产出后在产品消费过程中涉及的饲料工业、食品工业、化工工业、医药工业、生物燃料等。
一、玉米产业概况1.玉米生产概况在世界谷物总产量中,玉米居第2位,仅次于小麦。
在世界经济发展中,拉美、非洲把玉米生产放在首位;而亚洲则放在水稻、小麦后的第3位。
玉米是种植最广泛的谷类作物,全世界有70多个国家,包括53个发展中国家种植玉米。
未来10~20年,世界玉米种植面积基本稳定,平均产量持续提高,总产量不断增长;玉米的用途将更加广泛,加工更精细;饲用玉米的数量将占有更大的比例;玉米在世界经济发展中的地位日趋重要。
目前,美国、中国、巴西、墨西哥、阿根廷是世界上最主要的玉米生产国,这五国的产量之和达到世界玉米总产量的70%以上。
从数据来看,五国的总产量仍在不断的上升当中。
20xx/11年度(7月到次年6月)全球玉米产量预计为8.253亿吨。
其中,美国玉米产量为3.302亿吨,相比之下,早先的预测为3.363亿吨,上年为3.33亿吨。
预计中国20xx年玉米产量为1.68亿吨,较上年增长2.5%或403万吨。
欧盟27国玉米产量可能达到5560万吨,低于早先预测的5770万吨,上年为5580万吨。
美国和中国的玉米产量占世界玉米总产的60%以上。
预计到20xx/2013年度,世界玉米种植面积将稳定在1.38亿至1.39亿公顷之间,单产将由4.56吨/公顷稳定增加到5.12公顷。
因单产的增加,总产量也稳定增加到8.2亿吨。
年平均增长1.34%。
20xx 年我国玉米的种植面积达到2898万公顷,较20xx年增加18万公顷。
预计20xx年中国玉米播种面积为3,056万公顷,较上年增加10万公顷,增幅为0.3%。
2.玉米消费情况自1999年起全球玉米总需求一直保持在6亿吨以上,并且呈刚性增长态势。
世界玉米消费主要有三个方面。
玉米优异种质资源精准鉴定玉米,咱们生活中随处可见的“明星食物”,无论是煮玉米、烤玉米,还是做成玉米粥、玉米面饼,都是餐桌上的常客。
可你知道吗,这个“明星食物”背后藏着一段令人惊叹的故事?玉米的“优异种质资源”,简直就像是宝藏一样,挖掘它们的人可不在少数!这就不得不提到玉米精准鉴定了。
说白了,玉米不是所有的玉米都能“卖得上价”。
每一颗种子、每一株玉米,背后都有它的“血统”和“性格”,它们可不都是千篇一律的。
“优异种质资源”这四个字听上去有点高大上,不过其实就是指那些玉米种子里的“好基因”。
就像咱们人类有好基因、坏基因一样,玉米也有。
这些“好基因”决定了玉米的产量、抗病虫害能力、耐旱能力等等,反正就是影响玉米质量和表现的那种关键因素。
所以啊,精确地鉴定出哪些种质资源好,哪些不好,直接关系到玉米的未来发展。
怎么精准鉴定这些玉米呢?这就得说到现代农业技术的“大杀器”了。
以前农民种玉米,靠的全是经验,拿着“看天吃饭”的态度,不知道哪颗玉米的基因最强、最耐旱、最抗病。
今天不一样了,科学家们已经掌握了一整套技术,可以通过DNA检测、基因组学分析这些方法,来判断每一颗玉米种子的质量和潜力。
简直就像给玉米做个“体检”,不管是土生土长的本地品种,还是外来的新手,大家都能得到一个客观、公正的评价。
可是你以为搞个鉴定就能完事了?那你就太小看这事儿了。
玉米的优异种质资源藏得可深呢!不仅仅是基因这一层面,连它生长的环境、土壤的质量、气候的变化,都会影响到玉米的表现。
所以,鉴定的时候不仅要看种子的基因,还得考虑到它的生长背景。
像这种精准的评估,光是高科技手段肯定不够,还得有经验丰富的专家来对这些数据进行解读。
就好比你去看病,医生给你做了好多检查,最后还得根据你的具体情况来开药方一样。
说起来,玉米的“精准鉴定”有点像一个复杂的大拼图。
科学家们需要拿到不同地方、不同品种、不同环境下的玉米样本,仔细分析它们的基因、性状,找出哪些基因组合最适合现代农业生产,哪些种质资源能在全球气候变化的背景下稳稳地生长。
玉米品种选育调研报告范文玉米品种选育调研报告一、选题背景和目的为了适应市场需求和提高农民种植效益,农业科技部门进行了玉米品种选育调研。
本次调研的目的是了解当前玉米品种选育的现状、存在的问题和发展趋势,为农民种植提供科学的种植指导。
二、调研方法和过程1. 了解国内外玉米选育现状:通过文献调研和网络搜索,了解国内外玉米选育的研究进展、主要品种和选育技术。
2. 走访玉米选育单位:前往当地农业科技推广站、农业大学和农业公司等单位,与相关科研人员和农技人员进行交流,了解他们在玉米品种选育方面的研究情况和实践经验。
3. 网络调查问卷:利用互联网平台设计问卷,向广大种植户和农民进行调查,了解他们对不同玉米品种的种植需求和反馈意见。
4. 实地考察种植户:走访当地玉米种植户,参观他们的玉米田,了解他们对不同品种的种植效果和评价。
三、调研结果1. 国内外玉米品种选育现状:国内玉米品种选育取得了显著进展,已经育成了多个丰产优质的玉米品种,如甲玉108、秀玉335等。
而国外主要玉米品种选育技术和种质资源也在进一步发展,不断有新品种涌现。
2. 主要问题和挑战:目前玉米品种选育中存在一些问题和挑战。
一方面,由于不同地区的气候和土壤差异,不同地区需求的品种特性有所不同,玉米品种的适应性仍然有待提高。
另一方面,现行的选育技术对于一些抗虫、抗逆性强的品种仍然有限,需要进一步研究和改进。
3. 市场需求和发展趋势:调查发现,农民对于高产、抗病虫、适应性强的玉米品种有较高需求,希望能够种植出更多的高品质、高产量的玉米。
从国内外玉米品种选育的趋势来看,未来的发展方向是将优质、高产、抗逆性等特点进行综合选育,生产更好的玉米品种。
四、建议和对策1. 加强科研和合作:加大科研投入力度,提供更多的资源和技术支持,为玉米品种选育提供更好的基础。
同时,加强国际合作,引进和消化吸收国际先进技术,提高我国玉米品种选育的水平。
2. 提高选育技术:加强对抗虫、抗逆性等优质品种的研究,提高选育技术,培育更多的高产、抗病虫、适应性强的玉米品种。
我国青贮玉米育种研究进展孟令聪;路明;张志军;刘文国【摘要】青贮玉米在畜牧业发展中起着重要作用。
文章对我国青贮玉米的种质资源、品质及当前的育种现状进行了综述,提出了近期青贮玉米的育种对策,并讨论了青贮玉米的发展前景,为今后青贮玉米的发展提供依据。
【期刊名称】《北方农业学报》【年(卷),期】2016(044)004【总页数】6页(P99-104)【关键词】青贮玉米;育种现状;育种对策;发展前景【作者】孟令聪;路明;张志军;刘文国【作者单位】[1]吉林吉农高新技术发展股份有限公司,吉林公主岭136100;[2]吉林省农业科学院,吉林长春130124;;;【正文语种】中文【中图分类】S513玉米素有“饲料之王”的美誉,我国玉米总需求量的78%用作畜禽饲料,预计到2020年饲料玉米需求量将占到总需求量的89.5%以上[1]。
以粮食为主发展畜牧业不能很好地利用玉米的茎秆和叶片等部分,浪费了大量的营养物质,而且秸秆焚烧造成了严重的环境污染。
随着国家新一轮农业结构调整的推行,青贮玉米种植面积调增,其利用与推广受到了广泛关注[2]。
1 青贮玉米育种发展现状1.1 青贮玉米的概念、种类及特点青贮玉米是将籽粒蜡熟后期收获的玉米果穗和茎叶进行青贮后,专门用于饲养反刍动物的玉米品种。
青贮玉米可分为青贮专用型、粮饲兼用型与粮饲通用型[8]。
专用型青贮玉米植株高大、叶片茂盛、适口性好、生物产量优势明显,具有较强的抗倒性和较高的机械化水平优势[3];通用型青贮玉米生物产量与籽粒产量都有明显优势;兼用型青贮玉米籽粒产量有明显优势,生物产量相对较低,种植目的是收获果穗,但秸秆可兼作饲料。
1.2 我国青贮玉米育种发展现状世界上畜牧业发达的欧洲国家如法国、荷兰等,专用型青贮玉米种植面积占玉米种植面积的80%以上[4]。
我国长期以来受传统粮饲观念的影响,一直以高产作为主要的育种目标,20世纪80年代之前还没有青饲型玉米品种,直到1977年中国科学院作物所引进墨白1号,我国青贮玉米的研究开始起步。
玉米种质资源研究进展 刘丹,东北农业大学,150030 玉米的种质资源非常丰富,玉米无论在表型水平还是在分子水平上都是遗传差异较大的物种。即使在育种水平较高的美国,目前所利用的玉米种质还不到总资源量的5%[1] 。在中国,优质、抗逆、高配合力和适应性广的种质资源的匮乏,始终是玉米育种快速发展的制约因素。近年来,国内有关玉米种质资源的评述,多局限于杂种优势群和杂种优势模式的框架之下,但不同类型种质资源的利用途径的讨论较少,因此实用性不大,同时,对国外的最新研究成果介绍的也不多。 摘要 玉米种质资源是选育优良品种的遗传物质基础。搜集原始素材,拓宽种质基础,开展种质鉴定、创新和利用,在玉米品种改良工作中始终占有重要地位。本文主要介绍了玉米种质资源的遗传背景、研究方法,以及玉米种质资源在遗传多样性、种质类群的划分、群体配合力、抗胁迫性、品质等方面的研究,探讨了玉米种质资源的研究方向。 关键字:玉米 种质资源 背景 研究方法 研究现状 1 玉米种质资源的利用背景 根据玉米种质资源遗传背景的差异,可以把它们划分成不同的杂种优势群。在不同环境下的自然和人工选择,造成不同亲本之间基因型的差异,从而形成了它们之间的杂种优势。杂种优势模式是杂种优势群之间的杂交后代的相对表现。在美国,北方硬粒与南方马齿亚种之间的形态差异非常大,如果它们是野生的禾本科植物,就会被划分为不同的种,甚至是不同的属。美国玉米带玉米的杂种优势似乎应归功于北方硬粒和南方马齿之间的巨大差异,最大的杂种优势也可望从分别来源于北方硬粒和南方马齿的自交系之间的杂交组合中获得。Reid×Lancaster 是最主要的杂优模式。Reid 更像北方硬粒亚种,而Lancaster 更像南方马齿亚种。两个杂种优势群的标准测验种分别是B73 和MO17,B73×MO17 是美国玉米带很长一段时期内主推的杂交种之一。欧洲引进美国马齿种质,与当地的欧洲硬粒种质构成最常见的杂种优势模式,该模式将美国种质的丰产性与欧洲种质的早熟性和适应性相结合。欧洲使用的美国种质大部分属于Minnesota13 优势群,该优势群在美国玉米种质中所占的比例仅次于Reid,是早熟种质的主要来源。在热带、亚热带地区,Tuxpeno 和ETO 构成两个基础的杂种优势群,Tuxpeno × ETO 是当地最重要的杂种优势模式[2]。 从20 世纪80 年代到90 年代中期,中国玉米育种消化和利用78599 及其同类杂交种,这是续MO17、B73 之后中国玉米种质资源引进的第二次浪潮。21 世纪初,美国先锋种子公司以„先玉335‟为代表的先玉系列品种,具有突出的丰产性、广适性和多抗性。全国多数育种单位都将此作为玉米种质扩增的首选材料,选育出一批优良的自交系,被称为X系种质[3]。这一方面反映出中国玉米育种领域对国外优秀种质资源的积极引进,另一方面也反映出中国玉米种质资源的缺乏和育种工作低水平重复的状况,可见,加强玉米种质资源创新的育种基础性工作已迫在眉睫。利用和改良玉米种质资源时,要灵活运用杂种优势群和杂种优势模式,既要参考一定的杂种优势群的划分,以便对种质资源的遗传背景有较清楚的认识,同时,又要突破固定的杂种优势模式,以便根据目标性状组建群体和配制组合。石雷[4]认为,中国的玉米育种,应把中国玉米种质与引进的国外种质相结合,把本土的杂种优势模式与国外的杂优模式相结合,同时与国际通用的Reid-Tuxpeno×nonReid-nonTuxpeno 杂优模式接轨。高翔等[5]遵循种质扩增中优势互补,不断创新的原则,对美国Reid 种质进行改良利用。一是沿用原有的典型杂优模式,即Reid×Lancaster,利用四平头和旅大红骨等种质对父母本双方进行种质扩增。二是采用单交、复合杂交、回交、自交、辐射诱变、化学诱变、生物技术等方法,对含美国Reid 种质的选系进行种质扩增,目的是创建新的杂优模式。刘纪麟[6]指出,把玉米育种的基础材料,按杂种优势模式,划分成若干对杂种优势群,可以减少盲目性,提高育种效率。同一个杂优模式下的杂种优势群间选出的优系,遗传背景不同,应具有较大的杂种优势,相互之间的特殊配合力较高,这些自交系也便于按各自的优势群归类。不同杂优模式的优势群选出的优系,因含的有利基因较多,一般配合力较好,也可能组配出农艺性状较优的强优势组合。番兴明等[7]也报道,CIMMYT利用优良自交系,组建了选育新自交系的基础群体。尽管这些群体不是按杂优模式组成的,但每一个群体内通过轮回选择已有大量的基因重组,它们的遗传构成和籽粒品质(马齿或硬质)表明,它们可以作为对应的杂种优势群利用。 2 玉米种质资源的研究方法 2.1 系谱分析法 系谱分析法是在对种质基础分析的基础上,根据育种材料的血缘关系研究群体的方法。我国所用的主要种质从来源上可以分为改良Reid、Lancaster、四平头和旅大红骨四个杂种优势群,相对应地构成了国内主要杂优模式。因此,可以根据这些类群的遗传特点进行种质的改良和创新研究,但要注意在改良某一类群时,不要把同一杂种优势类群的对应类群进行杂交,以避免相互间杂种优势的丧失。 2.2 数量遗传学方法 2.2.1 NC—II设计 NC—II设计是一种较优的特殊不完全双列杂交设计,可以用于研究具有不同特性的亲本材料,如人工合成群体、雄性不育材料和新选自交系等。首先,以一组能够代表各个杂种优势群的自交系作为标准测验种,然后与待测群体或自交系进行杂交;然后,测定配合力的值后就可以依据待测材料SCA表现对其进行种质类群划分和杂种优势模式的初步判断。 2.2.2 双列杂交 双列杂交包括完全双列杂交和不完全双列杂交。完全双列杂交是指一组亲本间进行所有可能的杂交,依据不同的组合类型,共分为4种:(1)包括亲本自交系及正反交组合,共P2个实验材料;(2)包括亲本自交系及正交组合,共I/2P(P+1)个实验材料;(3)不包含亲本自交系,仅包含正反交组合共P(P一1)个实验材料;(4)仅包含正交组合,共1/2P(P—1)个实验材料。其中每一种方法,都有相应的配合力计算公式,可以为各种作物进行配合力研究提供较详尽的信息。但其缺点是随着被测系的增加,杂交组合数会急剧增加,导致工作量剧增和试验误差难于控制,从而影响试验的准确性和精确性。后来出现了把供试亲本分为两组,只进行组间杂交,不进行组内杂交的不完全双列杂交方法,优点可以大大减少育种方案中的杂交组合数,且有利于研究群体或具备特殊优良性状的一组自交系的配合力和遗传力等参数。所谓不完全双列杂交是指把供试纯育亲本按试验要求分为两组,只进行组间杂交,不进行组内杂交。 2.2.3 三重测交法 三重测交法(TIC)是以NC Ul设计原理和方法为基础,检验上位性较为灵敏,而且在无上位性时,也能准确地检验和估算加性遗传分量(D)和显性遗传分量(H)。后来,以品种群体代替原设计中的心,使其应用更加普遍化。在玉米育种中,本法较适用于群体改良中基础群体的遗传分析和群体重要性评价。可以把该设计所获得各种有关遗传参数进行综合分析,使群体改良、自交系和杂交种选育有机的结合起来,从而提高育种的准确性和预见性。如潘光堂等运用该设计,以综合种群体代替原设计中的F2代,对群体21个数量性状的遗传分量进行的研究,以及金益等运用该设计对东农2号玉米改良群体的12个品质性状进行遗传相关及选择预期遗传进度的分析都显示了其设计优良的特点。 2.3 分子标记法 分子标记是直接以DNA多态性为基础的遗传标记。它在植物的各个组织,各个发育时期均可以检测,不受季节和环境的限制。现用于群体遗传多样性和杂种优势群研究的较成熟的分子标记有两大类:一类是基于DNA分子杂交技术的分子标记,如RFLP;另一类是基于PCR技术的分子标记,如RAPD、SSR和AFLP等。日趋成熟的分子标记技术为玉米群体遗传多样性和杂种优势类群划分提供了新的手段和方法。然而,杂种优势群划分面对的是复杂的产量性状,完全依靠分子标记技术而抛弃对育种材料的田间组配与评价显然不够恰当,因此用DNA分子标记确切划分玉米种质的杂种优势群以及构建杂种优势模式,目前还需要与数量遗传分析相结合。所以在现所以在现阶段的遗传育种研究中,最好还是采用多种研究手段相结合的方式以避免不必要的失误[8]。 3 玉米种质资源研究现状 3.1 遗传多样性研究 多年来,育种家通过形态观察、常规手段整理种质资源,选择亲本,育成了许多高产组合玉米。由于表型性状是遗传背景与环境综合作用的结果,因此要获得优良单株,在很大程度上取决于育种家的实践经验。随着生物技术的发展,检测DNA 的各种技术相继建立和完善。一些研究者用限制性内切酶片段长度多态性( RFLP) 研究了不同玉米群体的遗传变异和自交系间的亲缘关系,开拓了分子标记在种质研究方面的新途径。充分发掘地方种质,掺和外引种质,并采用轮回选择体系不断积累有利基因,为中长期分离优良玉米自交系提供基因库已成为当今种质研究的热点。近年来植物基因组学的迅速发展使人们对作物种质的分析进入分子水平。美国于1996 年开始实施的玉米基因组计划,加快了这个领域的研究进程。10 多年来,分子标记的出现,为玉米的遗传多样性分析提供了更深层次的技术。目前分子标记正逐渐成为分析生物遗传多样性的有力工具,在农作物遗传分析中应用最广的主要有RFLP、随机扩增的多态性DNA( RAPD) 、SSR、扩增片段长度多态性( AFLP) 等。 3.2 杂种优势群研究 杂种优势群及杂种优势模式的构建是近年来国内外玉米育种家们研究的热点。这一研究有利于拓宽种质资源和克服种质资源的脆弱性,尤其是对克服杂交组合组配的盲目性和提高育种效率至关重要。划分玉米育种材料的杂种优势群和构建杂种优势模式将使自交系选育(尤其是二环系选育) 技术、群体合成与改良技术、杂交种选配技术及育种研究管理技术等在一定程度上逐步向理论思维方式靠近。把优良玉米自交系划分到不同杂种优势群以及把新自交系划分到已建立的杂种优势群的方法有: 亲缘关系、表型聚类、配合力分析和杂种优势分析,生理生化指标(同功酶) 、分子标记。结合相关研究对各种方法的评价,认为配合力分析、杂种优势分析和分子标记方法有助于育种实践。目前用于划分玉米杂种优势群和建立优势模式的方法主要有系谱分析法、数量遗传学方法和分子标记法。特别是近10 年来,分子标记技术的飞速发展,为在分子水平上研究玉米的杂种优势群及其模式提供了新的手段[9]。 3.3 基础群体研究 3.3.1 群体改良研究 理论和实践证明,根据育种目标,选择自交系,组配综合种,而后采取轮回选择加以改良,是创造优良育种群体,进而育成优良自交系和杂交种的一条有效途径。热带、亚热带群体和杂交组合的产量及配合力高,利用潜力大,可加入到玉米育种方案中以拓宽我国育种材料的遗传基础。温热杂交组合的抽雄、吐丝、ASI 值、果穗性状基本达到温带生产可利用的标准,温带种质中控制这些性状的基因对外来光敏感基因表现显性,