玉米育种研究的发展方向

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1、玉米育种研究的发展方向中国农业科学院作物所　　在全球经济一体化的大背景下，可持续发展战略的农产品生产经营产业化的发展趋势对农业科学研究的内容、结构与发展方向产生越来越强烈的积极影响。　　1玉米育种研究的发展方向　　1.1加强种质资源研究　　以玉米生产为例，从1949~1996年，我国玉米年产量增加8.88倍，这期间播种面积增长1.25倍，而单位面积产量提高了3.29倍。玉米产量的提高与普遍使用杂交种有直接关系，至少40%的增产因素应归于品种改良。而增施化肥、合理密植和提高复种指数都与使用杂交种有直接关系。目前，我国杂交种普及率已达到90%，其中绝

2、大部分是增产潜力很高的单交种。发展中国家也越来越多地采用各种先进技术，正积极推广玉米杂交种，预计本世纪末杂交种普及率将达到50%左右。但我们还应看到事物的另一面，即现代科学技术也有其局限性。如果对现代技术寄予过高的期望而忽视其局限性，就难免会产生负效应。40年前，我国农民在1000万/hm2玉米面积上至少种植了12000个遗传基础较复杂的地方农家品种；今天，玉米面积增加了一倍多，达到2350万hm2，可是我们只有160~190个遗传基础狭窄的杂交种。其中推广面积前五位的品种是掖单13（14.9%）、丹玉13（12.5%）、中单2号（10.9%）、

3、掖单2号（9.6%）和掖单12（5.1%）。在1995年，全国有53%的玉米面积种植这5个杂交种。更为严重的是，60%以上的玉米生产面积仅仅依赖Mo17（21.2%）、478（12.8%）、黄早四（10%）、丹340（8.8%）和E28（7.9%）这5个自交系。现代技术在提高产量潜力的同时，也把农业生产置于脆弱地位，使数千万公顷作物生产依赖狭窄的遗传基础对付遗传基础广泛的多种病虫害。品种单一化是使病原菌和害虫生理小种发生变异、累积、爆发和流行的诱导因素。这就必然发生遗传脆弱性的威胁。由少数自交系和杂交种控制全国大面积玉米生产的危险局面，自80年代

4、中期以来一直没有大的改变。这要从多方面去寻找原因，让我们首先看一看育种研究方面出现了什么问题。一个国家的植物育种项目通常由四个基本因素构成：一是基本研究队伍，即一大批训练有素的科学家；二是正确的基本理论，即现代遗传学和相关学科的基本理论；三是基本育种方法，要保持先进性和完整性；四是充足有效的基础材料。不难看出，对一个国家来说，前三个基本条件可以通过自身努力而逐渐予以提高，唯有第四个基本条件是限制因素，只能通过引进多样性中心的种质资源，才能拓宽作物育种的遗传基础。我国主要农作物的种质资源状况令人忧虑。水稻的多样性中心一半在中国，一半在南亚次大陆和东

5、南亚，总的来说我国的水稻资源还算丰富。小麦的多样性中心在地中海沿岸的西亚和北非地区，但小麦传入我国较早，在我国复杂的自然气候条件下，群体基因频率发生变化，形成了许多特殊的种质类型，成为小麦的次生多样性中心；但总的来说，种质资源明显不足。玉米的多样性中心在中南美洲，直到15世纪才有一小部分玉米种质传人欧洲和亚洲。因此，玉米科研和生产技术较先进的国家普遍缺乏种质资源。全世界大约有250个玉米种族，美国生产上历来使用2个种族群。我国拥有的种族数量大约只有少数几个。自从推广杂交种以来，生产用种质迅速减少，目前主要是用美国的Lancaster和Reid，中

6、国的唐山四平头和旅大红骨4种类型。就全世界范围来说，在现代技术的冲击下，一些资源正在消失。保护下来的250个种族，大多数没有经过现代技术的改良，因而尚未充分利用。现在人们经常议论超高产育种，事实上，我国非常缺乏高产和超高产育种所必须依赖的种质基础；研究种质资源的手段与设施条件比较陈旧。高产和超高产育种必须扩增种质资源和遗传基础。需要引进或发现新的杂种优势群和杂种优势模式，这才有可能选育出配合力更高的自交系和进一步提高杂种优势水平。从粮食生产安全性角度来看，必须引进各种抗逆性基因来源，增加作物生产的遗传多样性，提高抵御自然灾害的能力。以上我们强调了

7、种质扩增的重要性。从管理的角度来看，可持续农业要求加快品种的更新速度，具体说来就是缩短品种的使用寿命和增加品种数量。为此，需要1修改品种审定办法，简化手续，加快新品种推广速度；2加强新品种保护，调动研究和推广新品种的积极性；3改变农业科技奖励政策，引导作物育种的群体行为。这些政策性的修改，将有利于可持续农业的健康发展。@正1从多样性中心引进外来种质经常伴随各种不适应现象，因而要经历驯化过程。历史上的引种莫不如此。但古代引种一般是渐进过程，而现代引种的地理跨度和生态条件变化剧烈。现代育种所承受的生产压力更大，因而要求在较短时间内就完成历史上漫长的引

8、种驯化过程。正是这种现实矛盾，使许多人对引进和利用外来种质缺乏信心。玉米原产热带和亚热带短日照条件，引种到温带长日照条件下，光周期反应异