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1、寸 睦 种廿 专 题 论 述 王 求匀 系 秀方 之 金黎明 李有明 马现斌 刘金 波 李新彦 范 兵 ( 湖北省襄樊市农 科院, 4 4 1 0 5 7 ) 摘要 : 简要介绍 了自交系选育的多种方 法与途径 并对各种 方法进行 了评述 。以期为广大育种者尤其是初 学者提供借鉴 。 关键词 : 玉米 ; 自交系; 选育 ; 二环 系 玉米杂交育种离不开 自交系的选育 许多突破性 新 品种的选育都源于突破性优 良自交系的选育 选育 出创 新 型 优 良玉 米 自交 系 有 可 能 连续 培 育 组 配 多 个 杂交玉米新品种 因此 自交系的选育在杂交玉米育种 中占有非常重要 的地位 本文简述了
2、多个 自交系选育 的方法 并对不 同方法优缺点及具体操做作出了简要 评 述 。 1 培育玉米 自交系的方法 1 1 常规选育法 这种方法在分离世代中严格按照 穗行进行种植 通过对基础材料的 自交选育 从而选 育出新的 自交系材料 , 该方法因有系谱可查询 也可称 作系谱法 有 目的地组配杂交组合进行选系 此方法通常也 叫二环系选育 组配的杂交组合是经过选择的具有多 个优 良性状 的能够 互补 的 自交 系 。 从群体材料 中选 系 这种选系方法的基础群体可 以是农家种等地方品种群体 也可以是育种者根据 自 己的需要有 目的合成的达到遗传平衡 的群体 还可 以 是育种者根据 自己的需要有 目的组
3、配 的复合杂交种 育种者可以采用相互轮回选择 的方法 先对群体进行 改 良 不断剔除群体内的不 良基因, 拉大对立群体间的 杂种优势距离 然后再对群体进行 自交选系 获得优 良 新 系的可 能性大 从杂交种选 系 直接从商业杂交种尤其是 国外杂 交种中自交选育 杂交种可以是窄基 的单交种( 即二环 系选育) , 也可以是广基的多系复交种( 即群体选系 ) 。 1 2回交转育选 系法就是将一 自交 系存在的 1 个 或 2个方 面 的缺 点 通过 另外 一 个 自交 系 把所 需 弥补 的性状转育过来 同时又能保持原系配合力 的一种方 法。例如 , 某一 自交系有多方 面的优 良性状 , 但不抗
4、 基 金项 目:襄樊市科技攻关计划项 目( 襄科计 2 0 0 7 0 3 7 ) ; 湖北省农业科技创新中心资助项 目( 2 0 0 7 - 6 2 0 - - 0 0 1 4 ) 3 ) 倒 这样可选择另外一个抗倒的自交系与之杂交 , 然后 在其后代 中选择抗病植株再与两个 自交系中的其中一 个进行回交 回交的代数主要看其后代是否已将需要 弥补的抗倒性状结合过去 直到符合要求为止。这样 经过若干代回交后 再 自交一次 就可以选得优良而抗 倒 的改 良 自交 系 1 3 聚 合 改 良法 即用 双 重 的 回交 法 同时去 改 良某 一 个双交组合 中的两个 自交系 而又不降低其配合力 的一
5、种方法 该方法实际上应属于回交转育的一种改 进方 法 。 1 4利用单倍体选系 就是利用各种单倍体诱导因 素诱导基础材料产生单倍体 然后再将单倍体用秋水 仙素 加倍 以形成 自交 系 的方 法 1 5辐射诱变选系法 就是利用核反应堆和放射性 同位素产生的辐射能量及太空诱变 ( 包括 、 p 、 、 X射 线 中子等) 诱发染色体结构变异或基因位点突变 , 从 而选 育新 自交 系 1 6其 他 方 法 利 用 野生 近 缘 种 玉米 材 料 自交 选 系: 利用转基因技术选育新系 2 对各种 自交系选育方法的简要评述 2 1 常规选育法二环系选育方法简单易行、快速有 效 深受 国内外广大育种者
6、喜爱 国内外约 4 0 5 0 的优系都是采用二环系选育是当前主要的 自交系选 育方 法 。它是 一个不 断积聚优 良基 因的过程 , 从 而促进 遗传基础发展进化 至于群体材料选系 因基础材料的 遗传基础较为复杂 后代分离类型较为丰富 , 其工作量 大 , 育种周期长 , 纯合较慢 , 较难实现预期的效果, 是适 用于中长期 目标考虑的一种 自交系选育辅助方法 现 在很 少有育 种者 直接从 商业 杂交种( 尤 其是 国内杂交 种) 中直接选系 因为利用这种方法选出来的新系血缘 混杂 , 来源不清 , 很难获得高效利用 。目前利用的主要 是 国外杂交种 因其可能带来 了国内玉米材料所不具 备
7、的种质基因 可以有 目的地加以选育利用。 2 2回交 转 育及 聚 合 改 良选 系法 回交 转 育 法是 改 良 自交 系和选 育 新 品种 的 的快速 有 效途 径 是 当前 选 育 新 系及 改 良品种 的一 种常用 方法 。 其应 用较为 灵活 专 题 论 述 呻 固 种业 可以根据育种 目标需要 , 采用饱和回交或不饱和 回交 以控制回交的次数 可以针对某一性状改良亲本 自交 系, 其 目标性强 、 成功率高, 但难以获得突破性、 创新型 的优 良新 系 2 3其他 自交系选育方法 利用单倍体加倍选育 自 交系 其重要性早已得到肯定 但至今未取得突破性进 展。 单倍体的诱导、 鉴定、
8、 加倍技术现在 日趋成熟 , 实际 中应用未能获得大范围推广主要还是源于该方法缺 少田间鉴定环节 发生单倍体的基因型不一定符合育 种 目标的需要 : 因此 很难获得符合育种 目标的单倍体 和纯合 自交系。一些国外公司及少数国内单位使用该 方法已有多年 , 积累了丰富的经验和技术 , 一旦该技术 应用成熟 必将在今后的玉米育种中迅速广泛应用 将 极大地缩短育种年限 , 提高育种效率 。 关于辐射诱变选 系 由于诱变的方向性难以把握 , 很难获得符合育种 目 标的突变材料 ; 因此 , 目前这种方法较少使用 , 仅仅可 作为 自交系选育方法的一种补充 利用野生近缘种同 玉米杂交选育 自交系 可以得
9、到某些抗性和配合力特 殊的有利基因 , 丰富玉米的种质资源 : 但由于种间杂交 困难 选系的难度很大 目前采用这种方法选系的也还 很少。而利用转基因技术获得新 自交系却是未来发展 的方向和趋势 一旦该技术应用成熟 也将极大地提高 育种效率。 3 自交系选育过程中需要把握的几个关键环节 3 1 选 系原始材料的组建与选择 从上述选 系的各 种方法中可以看出 选系的原始材料有很多 如何组建 与选择何种材料 需要根据各单位 自身的实际与育种 需要来考虑 它关系到今后选系的成功与否 一定要慎 重 选择 。 如果 自身材料 缺乏 可 以选择 利用 商业 杂交种 , 尤其是利用国外的杂交种进行选系,也可以
10、选择利用 各种群体材料进行选系 以丰富本单位的种质资源 人 为有选择地、有 目的地组配杂交组合进行二环系选育 是广大育种者普遍应用的一项技术 在实际运用中需 注意以下几个环节 :选择的亲本材料亲缘关系要清 楚明晰。要依据本地区主要利用的杂优模式 ,在了解 各材料的性状基础及杂优模式的基础上 严格划分 A、 B两群 在群内有 目的地选择材料互相组配选系。 选 择的亲本材料 自身综合性状优 良、 一般配合力较高 最 好为本地区常用的骨干材料 这些综合性状包括具有 较好 的丰产性 、 抗病性 、 抗倒 性 、 抗 逆性 及适应 性 , 熟 期 适 中、 品质优 良、 穗匀粒深、 容重及出子率高, 以
11、及具有 较好的株型、 能够耐密植等。 选择的亲本材料性状能 够互补。 因双亲均含有较多的优良基因 只有双亲性状 互补, 才有可能聚合更多的优良基因于一个个体中 从 而选育出综合性状均超过双亲的优良新系。选择的 亲本 材料 最好包 含适应 本 地的优 良材料 并适 当利用 国外尤其是美国的优 良新种质这样才有可能获得突 破性 的优 良新 系 3 2 对各种选系方法应用选择在确定选系的原始 材料 后 育种 者需 根据 自己的需要采 用上 述某种 方法 进行选系 有时还需多种方法交叉运用 以达到预期的 效果 。 3 - 3 对 自交后代处理的选择 对于各原始材料 自交 后代的处理 , 通常采用穗行种
12、植 、 系谱选育 , 一般通过 育种者个人的经验 田间观察进行单株选择 。 为了提高 选择的效率 通常需要人为创造一些逆境条件 增加选 择压力 , 使各分离个体在逆境下表现出一定差异 为田 问筛选鉴定创造有利条件 具体操作包括以下几个方 面: 增加原始材料主要分离世代的种植密度 根据基 础材料、 育种地点、 育种 目标 的不 同及育种单位的条件 和需要一般控制在 6 0 0 0 1 2 0 0 0的范 围为宜 人为 创造一些逆境条件或在逆境条件较为严重的地区种植 鉴定 。这些逆境条件包括干旱、 水渍、 多风、 病虫害等。 多地点多环境条件鉴定。对各分离世代分别在不同 的气 候条件 与逆境 条件
13、 下种植 鉴定 选 出在多 个地点 均表现优异的穗行和单株 重点对这些穗行或单株进 行选 育 。 3 4对中选穗行与单株标准的界定与选择 育种者 通常根据制定育种 目标的需要 以各分离世代的个体 在不 同逆境条件下的表现情况制定一定 的中选标准 。 对于不符合育种 目标 的性状一票否决 全部淘汰: 而那 些 对育 种 目标 影 响不大 的性状 则 只需 在不 同姊妹 穗行 间或单株 间筛 选 出相 对最 好 的穗行 与单株 即可 4 配合 力测定在 自交 系选育过程中的作用 配合力测定在 自交系选育过程中起着至关重要的 作用 在选系的早代进行配合力测定可以及早地淘汰 不 良穗行 , 节 省人力
14、 、 物力 、 财力 。 通 过利用 对立优 势群 的典型材料对原始材料 的不同世代进行配合力 的测 定 可以定 向将对立两群的遗传距离进一步拉开 这样 不仅可以筛选出优良新系 ,而且还可以在新系获得稳 定的同时及时选育出强优势的杂交组合 许多育种者 倾 向于利用 多 系测交 法进行 配合力 的测定 因为该 法 可以在测定配合力的同时筛选出优 良杂交新组合。运 用多 系测交 法进行 配合 力测 定时 一个很 重要 的环节 就是测验种的确定 它直接决定了育种者所选新系的 优势关系走向 一般多系测交的测验种不需要太多, 以 呻睦 舯韭 专 题 论 述 湟 击旱作生态农业发展愚路的探讨 王 生峰 (
15、 青海省湟 中县技术推广 中心 , 8 1 1 6 0 0 ) 摘要:近年来湟 中县在旱作生态农业发展 中采取工程措施 与生物措施相结合、 肥料建设 与培肥土壤相 结合 、 结构调 整与推 广抗旱技术相结合、 科技 培训 与提 高农民素质相结合等措 施 旱 作生态农业得到 了长足发展 积 累了一定的经验 但仍存在基础 脆弱、 生产水平不高、 生态环境 恶劣 、 农 业投入不足等 问题 。 针对 取得 的成效和存在的 问题 提 出了今后旱作生态农业发展 思路 从 加 强 基础 设施 建设 、 推 广 农 业 适 用技 术 、 调 整 优 化 种 植 结构 、 发展特 色优 势农业和提高农民科技素
16、质方面探 索新途径 关键词 : 旱作生态农业 : 发展 : 主要措施 湟 中县 土地 总面 积 2 7万 h m2 , 南 北 长 9 1 k m 东 西 宽 6 8 k m 海拔 2 2 2 5 4 4 8 8 m, 相对高差 2 2 6 3 m, 年均气 温 2 8 年平均降水 5 2 7 m m。农业经济结构明显表现 出地域性差异 , 地势高寒 气候干燥 , 降水分布极不均 匀 年降水 总量 8 0 以上集中在夏秋 两季 春季降水 只 占年降水量 的 7 左右 , 春旱发生频 繁 , 十年九旱 , 粮油产量 变 幅较大 。 因此 对旱 作生态 农业 开展研 究 和 探讨 。 在农业可持续
17、发展中有着重要意义 1 旱作农业发展现状 湟中县现有耕地 6 0 1 0 O h m z 其中 无灌溉条件的山 旱地 4 2 7 0 0 h m 2 占总耕地面积的 7 1 O 5 人均旱地达 0 2 h m z 左右, 属于典型的雨养农业。因此 充分利用资源 优势 大力促进山旱地、 尤其是干旱地区农业生产发展 , 是推动全县农业生产持续稳定发展的全局性和战略性 问题。近年来 , 湟中县立足实际, 紧紧围绕“ 旱 ” 字做文 章 坚持不懈地发展旱作生态农业 使干旱山区粮油产 量得到稳定提高 目前浅 山地区粮食产量每 h m 2 达 2 2 0 0 k g 、 油料产量 1 8 0 0 k g
18、, 粮油总产量占全县的 6 6 。 1 1 工程措施和生物措施相结合 把改土改水作为发 展旱作 生态农业 的突破 口 从 2 O世纪 8 0年代初开 始 , 结合实施农 田水利工程 、 农业综合开发、 商品粮基 地、 粮食 自给工程建设 、 “ 三北” 防护林体系建设、 生态 环境综合治理 、 干旱山区综合治理、 退耕还林还草等项 目, 大力种草种树 、 绿化荒 山、 封山育林 、 涵养水源 , 坚 持开展大规模的小流域治理和农 田基本建设 使农业 生产生态环境条件 明显改善 全县 已累计兴修梯 田 l 8 7 0 0 h m z 治理水 土流失面积 1 5 0 6 1 k m 改善灌溉面 积
19、 3 6 0 O h m 2 扩 大 灌 溉 面 积 3 0 0 O h m 2 ,造 林 面 积 4 3 0 0 O h m 2 四旁植树 3 3 0 0万株 农 田林网植树 1 3 0 0万 株 防护农 田 2 1 3 0 O h mz 全县 森林 覆盖 率 由 2 0世 纪 8 0 年代 的 1 7 达到 目前的 3 3 。通过治理 。 部分山旱地 植被已基本恢复 水土流失表面径流量减少 7 O 使 昔 日跑水 、 跑肥、 跑土的“ 三跑田” 变为“ 三保田” , 有效 地促进 了粮油产量的提高 1 2 肥料 建 设与培 肥 土壤相 结 合 把 有 机肥 建设 作为 发 展旱 作 生态
20、农 业的 基础 措 施 根 据 山 区地广 人稀 、 土壤肥力不足的实际把肥料建设作为发展山区旱作 农业的重要措施 , 认真贯彻有机肥与无机肥相结合 、 以 有机促无机的方针 大力促进肥料建设 特别是人畜粪 便、 麻渣 、 过磷 酸钙等堆制“ 几合一” 肥料得到广泛应 用 , 全 县平 均 每年 堆 制 1 0万 1 5万 m s , 干旱 山 区耕地 精 肥上 山 面积 达 到 6 7 0 O h m 2 , 近地施 家粪 2 3 m 3 。据调 查 每 h m : 施用 7 5 t “ 几合一” 堆肥的地块与不施“ 几合 一 ” 堆肥 的地块相 比 粮食作物增产 1 1 9 1 3 5 油
21、 菜增产 1 3 8 1 7 2 。 为提高肥料的利用率 , 按照土壤 3 4个为宜。所选测验种应该为属于对立优势类群并 在本地有较好适应性且配合力较高的几个典型骨干 自 交 系。 参 考文 献 【 1 】 刘纪麟 玉米育种学( 第-r a) 北京 : 中国农业出版社 , 2 0 0 2 2 李伟, 郑旭春 玉米商业育种 自交系选育浅析 中国种业 , 2 0 0 5 , 1 0 : 2 3 2 4 【 3 】 赵久然 优 E h t 自交系选育新方法 玉米科学,2 0 0 5 , 1 3 ( 2 ) : 3 1 3 2 f 4 1 陈晓亮 , 周广 成 改进玉 米 自交 系常规 选育技 术的探 讨 中国种业 , 2 0 0 7, 2: 4 6 4 7 5 】 高伟政 , 张万志 , 徐韶 玉米 自交系铁 0 2 5 5选育研究 中国种业 , 2 0 1 0 , 4 : 6 3 6 5 ( 收稿 日期 : 2 0 1 0 一 O 8 1 7 )
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