第五節(jié) 玉米遺傳育種研究的動(dòng)向與展望

作物遺傳育種教研室姜海鷹作物育種學(xué)各論

玉米育種沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)玉米育種學(xué)課程簡介和要求

玉米育種

第一節(jié)國內(nèi)外玉米生產(chǎn)和育種概況第二節(jié)

玉米育種目標(biāo)及主要性狀遺傳第三節(jié)玉米種質(zhì)資源的研究與利用第四節(jié)玉米育種的途徑和方法第五節(jié)玉米遺傳育種研究的動(dòng)向與展望沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)玉米育種學(xué)第六節(jié)玉米遺傳育種研究的動(dòng)向與展望一、玉米遺傳育種研究的進(jìn)展

1.玉米種質(zhì)資源的擴(kuò)增、改良與創(chuàng)新得到廣泛重視；

2.對(duì)雜種優(yōu)勢與產(chǎn)量的關(guān)系有了更深刻的認(rèn)識(shí)；

3.以耐旱、耐貧瘠為主要特征的抗非生物逆境的遺傳育種研究取得明顯進(jìn)展；

4.轉(zhuǎn)基因操作和分子育種等新技術(shù)正在推廣應(yīng)用，尤其植物基因組學(xué)的迅速發(fā)展，為玉米遺傳研究帶來深刻的影響，將極大地促進(jìn)新品種選育。沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)玉米育種學(xué)1、玉米遺傳資源的搜集、評(píng)價(jià)、改良和利用自1970年以來，種質(zhì)擴(kuò)增、改良與創(chuàng)新成為作物育種研究最重要的發(fā)展方向。在世界范圍內(nèi)，先后啟動(dòng)與玉米種質(zhì)擴(kuò)增、改良有關(guān)的項(xiàng)目計(jì)劃。通過實(shí)施這些項(xiàng)目，從玉米多樣性中心鑒定出許多優(yōu)良的地方種質(zhì)，這些在特殊的生態(tài)環(huán)境，如嚴(yán)重的病蟲害、干旱和低氮脅迫下逐漸演進(jìn)而成的資源，具有獨(dú)特的育種利用價(jià)值，目前已經(jīng)或正在北美和南美洲一些國家利用。第六節(jié)玉米遺傳育種研究的動(dòng)向與展望沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)玉米育種學(xué)2、雜種優(yōu)勢群和雜種優(yōu)勢模式雜種優(yōu)勢群和雜種優(yōu)勢模式已經(jīng)在玉米育種實(shí)踐中得到普遍應(yīng)用，并越來越簡單、實(shí)用化。第六節(jié)玉米遺傳育種研究的動(dòng)向與展望沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)玉米育種學(xué)3、群體改良理論和技術(shù)的新發(fā)展玉米所表現(xiàn)的無窮變異性，許多都可以在群體改良過程中選擇利用。輪回選擇的基本原理是增加數(shù)量性狀有利等位基因的頻率，從而定向改變?nèi)后w的性狀表現(xiàn)和配合力結(jié)構(gòu)。輪回選擇方法已經(jīng)廣泛用于配合力、耐旱、抗病和莖稈品質(zhì)等特殊性狀的改良。第六節(jié)玉米遺傳育種研究的動(dòng)向與展望沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)玉米育種學(xué)4、雜種優(yōu)勢機(jī)理的探索傳統(tǒng)數(shù)量遺傳學(xué)基于兩個(gè)概念解釋雜種優(yōu)勢現(xiàn)象：一是顯性效應(yīng)，指雜種優(yōu)勢源于親本間等位基因的互補(bǔ)；二是超顯性效應(yīng)，指雜種等位基因的相互作用。盡管顯性或超顯性假說可能適合多種情況，但這種傳統(tǒng)的解釋并沒有增加對(duì)雜種優(yōu)勢的理解。第六節(jié)玉米遺傳育種研究的動(dòng)向與展望沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)玉米育種學(xué)5、生物技術(shù)在玉米遺傳育種中的應(yīng)用

1）基因工程技術(shù)不斷創(chuàng)新，轉(zhuǎn)基因玉米層出不窮

近年來，美國及加拿大的許多公司都推出了自己的轉(zhuǎn)基因玉米品種，例如孟山都公司的抗蟲玉米、抗草甘膦玉米、抗草丁膦玉米、抗草丁膦雄性不育玉米，以及轉(zhuǎn)入兩種以上目的基因的轉(zhuǎn)基因玉米。

來自蘇云金芽孢桿菌(Bacillusthuringeinsis，Bt)的cry34Ab1與cry35Ab1基因能產(chǎn)生一種對(duì)玉米根蟲具有高度選擇性的殺蟲蛋白（Bt蛋白）,

cry1F基因能產(chǎn)生一種對(duì)鱗翅目昆蟲具有高度選擇性的殺蟲蛋白（Bt蛋白），使轉(zhuǎn)基因玉米具有抗玉米螟的特性。對(duì)Bt殺蟲蛋白已進(jìn)行的數(shù)十年安全性試驗(yàn)證實(shí)，它對(duì)人類和哺乳動(dòng)物是安全的。第六節(jié)玉米遺傳育種研究的動(dòng)向與展望沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)玉米育種學(xué)2）分子標(biāo)記技術(shù)廣泛應(yīng)用準(zhǔn)確定位玉米的各種質(zhì)量性狀及數(shù)量性狀基因，對(duì)抗蟲、抗病、品質(zhì)等重要農(nóng)藝性狀進(jìn)行輔助選擇，提高選擇的準(zhǔn)確性，縮短回交轉(zhuǎn)育年限；或在基因工程操作中跟蹤和克隆目的基因。玉米的株高、穗位高、葉片數(shù)、葉面積、雄穗分枝數(shù)、吐絲期、生育期、抗倒性、耐旱性、穗長、穗粗、穗行數(shù)、百粒重、粒深、單株粒重、蛋白質(zhì)含量、淀粉含量、油脂含量等主要數(shù)量性狀，都已進(jìn)行了標(biāo)記。第六節(jié)玉米遺傳育種研究的動(dòng)向與展望沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)玉米育種學(xué)二、對(duì)玉米遺傳育種研究的展望

1、高產(chǎn)育種仍然是玉米育種的主要研究方向2、提高玉米的抗逆性是玉米育種的永恒目標(biāo)3、玉米品質(zhì)育種的地位應(yīng)有所加強(qiáng)4、常規(guī)育種與生物技術(shù)育種的緊密結(jié)合。第六節(jié)玉米遺傳育種研究的動(dòng)向與展望沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)玉米育種學(xué)美國玉米種業(yè)技術(shù)的重要變化高通量的分子標(biāo)記

Highthroughputmolecularmarker高通量的轉(zhuǎn)基因鑒定

Highthroughputtransgenicidentify高通量的單倍體選擇HighthroughputDH育種的全程機(jī)械化Highlymechanized基于全基因組的自交系選擇和雜交種預(yù)測Highefficientpredictionofinbredandhybridperformance

第六節(jié)玉米遺傳育種研究的動(dòng)向與展望沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)玉米育種學(xué)玉米育種未來發(fā)展轉(zhuǎn)基因是占有市場的有利工具。玉米育種將更系統(tǒng)化、科技化及專業(yè)化。以技術(shù)分工可分為群體組建、自交系選擇、分子輔助選擇、性狀轉(zhuǎn)換、產(chǎn)量測試、單倍體育種及自交系擴(kuò)繁等育種家。生物科技的實(shí)際應(yīng)用，增加玉米應(yīng)對(duì)不良環(huán)境的能力，并有效擴(kuò)增品種資源遺傳的多元性。高科技的實(shí)際應(yīng)用，保障玉米品質(zhì)及產(chǎn)量。包括種子包衣，生長素，殺菌劑等的應(yīng)用。玉米育種研發(fā)和產(chǎn)運(yùn)銷的一體化將進(jìn)一步降低成本，提高利潤。中小型種業(yè)公司將難以生存并逐步消失。第六節(jié)玉米遺傳育種研究的動(dòng)向與展望沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)玉米育種學(xué)未來展望分子生物學(xué)和育種新技術(shù)新工藝的運(yùn)用，將繼續(xù)提高玉米產(chǎn)量。DNA水平的準(zhǔn)確信息會(huì)顯著提高育種的選擇效率和準(zhǔn)確性