改良HS相互轮回选择与玉米育种

群体改良是现代玉米育种的基础环节,非常重要,在国外被称作前育种(Pre-breeding),是玉米种质改良创新的核心技术.为了适应玉米杂交育种的需要,必须把群体改良技术转向相互轮回选择.CIMMYT已经全面转向相互轮回选择,而沿用了几十年的全同胞、半同胞、S1、S2及改良穗行法等已很少使用.美国、印度、津巴布韦、巴西等国也逐渐转向相互轮回选择.文章详细介绍了CIMMYT重点利用的改良HS相互轮回选择技术,并提出了对方法的优化及与育种结合的方案。     

CIMMYT21世纪玉米种质改良战略

改良种质的广泛应用,促进了其它技术的相应改变。种质改良是植物育种的一项长期目标,对21世纪种质的预测将影响目前及将来的育种战略决策,CIMMYT(国际玉米和小麦改良中心)考虑到21世纪全球玉米供求变化趋势,科技进步、生态环境的变化,CIMMYT本身条件及国家项目等因素,提出了下列7个种质改良的战略性问题,即21世纪的改良种质重点、广适性和特殊适应性、遗传变异、种质保护、遗传增益、逆境、布局。作者根据CIMMYT有关资料,综述了这7个种质改良战略性问题,供我国玉米育种工作者参考。     

CIMMYT的玉米改良

CIMMYT(国际玉米小麦改良中心)玉米改良的主要任务,是选育适于发展中国家直接种植的玉米改良群体,或可被世界各国间接利用的育种中间材料,以提高世界玉米产量,解决粮食不足问题。据不完全统计,自1980年以来,各国利用 CIMMYT 材料育成的品种和杂交种有170多个,每年直接种植CIMMYT 改良群体的面积在300万公顷以上,年增产玉米60多万吨。     

玉米种质改良与相关理论研究进展

自上世纪70年代以来,优质、抗逆、高配合力和适应性广的新种质匮乏,已成为影响玉米商业育种进一步发展“的瓶颈”。生产用种质的遗传脆弱性受到普遍关注,种质扩增、改良与创新成为作物育种研究最重要的发展方向。综述了CIMMYT和美国玉米遗传资源的搜集、评价、改良和利用情况,玉米遗传多样性的演变趋势与动力,杂种优势群和杂种优势模式研究进展,群体改良理论和技术的新发展及对杂种优势遗传机理的探索。Hallauer于2003年提出的两个杂种优势列(heteroticalignment)的概念,把对玉米杂种优势模式的认识从温带种质扩展到所有生态类型,为玉米种质扩增、改良和创新奠定了理论和方法学基础。两个群体间的相互轮回选择改良技术,是把种质资源大规模推向杂交育种应用的关键步骤。     

国际玉米小麦改良中心杂交玉米育种技术

国际玉米小麦改良中心(CIMMYT) 于1984 年开始进行杂交玉米研究,其研究表明热带、亚热带玉米的耐自交能力可以通过轮回选择的方法加以改良,并通过组建综合种来培育以选育自交系为目的的基础群体;用双列杂交或NC₂杂交的方法鉴定测验种。CTMMYT 用轮回选择的方法把杂交种的选育和群体改良有机的结合在一起,目前已选育出许多产量超过现有生产上用的品种的杂交种。     

玉米品系内改良S1选择方法与技术

根据玉米群体轮回选择的基本原理和方法，建立起一套简单易行的群体改良S1选择方法，其主体技术包括组建一个好的基础群体，利用控制授粉提高优良基因的频率，借助互交使基因重组。采用此方法对CIMMYT提供的热带玉米群体进行了3轮选择，群体产量平均每轮增益为6．4％，群体测交种产量平均每轮增益为6．3％。表明群体产量的一般配合力有较大的提高。     

玉米抗旱育种

干旱是世界、也是我国许多玉米种植区限制产量的主要因素,培育抗旱玉米品种是解决这一问题的根本途径之一.在玉米抗旱育种中,正确选定目标性状是十分重要的.CIMMYT在玉米抗旱育种中以ASI(Anthesis-silking Interval)作为选择性状之一进行群体改良,并已育出一批抗旱玉米群体.描述了抗旱玉米的理想型,并讨论了利用分子生物技术于玉米抗旱育种中的问题.     

CIMMYT玉米种质的配合力

在过去的20年中,CIMMYT 中心的玉米计划主要是通过选育和改良大量的基因库、群体及试验品种,之后经国际试验网将之发放到80多个国家,为玉米种质利用单位(机构)效力。目前,CIMMYT 种质大多以自由授粉品种,也以国家和私人种子公司培育的不同类型     

CIMMYT玉米群体Pob101的改良与利用研究

外来种质的引进与利用是解决我国玉米育种种质资源狭窄的重要途径。通过平均数、配合力和杂种优势分析,研究CIMMYT极早熟群体Pob101生态适应性的改良效果及其与我国主要种质的杂种优势关系。分析表明,群体产量平均每轮增益5.69%,生育期平均每轮下降3.8d,散粉期平均每轮下降1.3d,抽丝期平均每轮下降1.8d,穗位高和株高每轮下降10.33cm和5.37cm。与5个测验种的测交组合产量平均每轮增益4.02%,配合力和杂种优势都有所提高。Pob101群体与掖478有较近的亲缘关系,可以将掖478导入群体Pob101以改良其产量性状。     

玉米品系内改良S1选择方法与技术

根据玉米群体轮回选择的基本原理和方法,建立起一套简单易行的群体改良S₁选择方法,其主体技术包括组建一个好的基础群体,利用控制授粉提高优良基因的频率,借助互交使基因重组.采用此方法对CIMMYT提供的热带玉米群体进行了3轮选择,群体产量平均每轮增益为6.4%,群体测交种产量平均每轮增益为6.3%.表明群体产量的一般配合力有较大的提高。     

文摘

92101 8个亚热带玉米群体抗玉米大斑病的轮回选择——(H.Ceballos 等),CropScience,1991,Vol.31,No.4,964～971(英文)关于热带或亚热带玉米群体通过轮回选择对病害数量化抗性所取得进展的报道极少。本研究旨在评价来自国际玉米和小麦改良中心(CIMMYT)的8个亚热带玉米群体,通过4轮全姊妹S_1家系轮回选择后取得的进展。选择主要是为改良由玉米大斑病菌引起的北方玉米叶枯病和普通锈病的多基因抗性。在3种环境(高、中感病区和无病区)下进行鉴定。每一环境提供2个地点。2种病害的抗性获得了非常快的增加(玉米大斑病和锈病每轮分别增加19％和6％),而且根据种植在相对无病条件下测定的结果,群体的成熟     

玉米人工合成群体的改良与利用

回顾国内外玉米群体改良利用研究的概况,分析四川农业大学在玉米群体合成、改良与利用方面开展的研究及取得的主要成果,结合玉米育种发展趋势,对进一步提高玉米群体改良利用效率提出思路。就研究方法和内容而言,应将传统方法和现代分子生物学技术结合,重点研究群体农艺性状及配合力表现、遗传多样性、杂种优势和遗传组成等,探明群体育种潜势;合成群体时,应按杂优类群选择自身性状优良、配合力高且彼此又有一定差异的材料,以适当协调群体的遗传异质性与群体内优良个体出现频率两者的矛盾,在对群体遗传育种潜势评价的基础上,应针对群体存在的问题,确定好选择目标性状和选择强度,并利用适当的轮回选择方法进行改良,以提高玉米群体改良利用效率;在群体改良过程中,应定期进行群体改良效果评价,以便根据评价结果及时调整改良方案;在利用人工合成改良群体选系前,应对群体的育种潜势进行评价,并根据群体遗传特性和自交后代配合力表现,采取相应的策略和方法。     

CIMMYT玉米种质自交系的配合力

有关国际玉米与小麦改良中心(CIMM-YT)玉米群体和基因库杂种优势模式的研究较少。Vasal 等(1986)在综合鉴定 CIMMYT、不同玉米群体和基因库间的杂交种后,划分了几个基本杂种优势组。但在多数情况下,由于杂种优势太弱还无法区别群体或基因库间的杂交种。两个群体间杂交种的优势较弱可能产生于两群体间缺少遗传多样性或在其不同位点和等位基因组配时存在抵消效应的结果。Cress(1966)指出两群体间遗传多样性与杂种优势     

混合选择法对玉米群体产量性状改良效果的比较分析

群体改良是玉米种质创新的重要途径,运用适宜的改良方法可显著提高群体改良效率。从群体遗传学和分子数量遗传学角度,系统分析前人利用混合选择法实行群体改良获得的遗传增益、遗传变异及其对群体结构的影响。分析结果表明:混合选择法可以有效改良群体的产量、产量构成性状及一般配合力效应,保持群体遗传变异,是玉米种质改良和创新的有效途径。     

热带玉米Suwan群体的遗传特性及育种潜势

基于对玉米Suwan 1、Suwan 3和Suwan 5群体的植物形态学农艺性状特征特性调查与玉米Suwan 1群体的遗传潜势研究,对玉米Suwan 1、Suwan 3和Suwan 5群体的遗传特征特性和Suwan 1群体进行方差分析。结果表明,热带玉米Suwan 1群体的综合性状包括育种产量潜力、基因加性效应积累等方面优于Suwan 3和Suwan 5群体;基于导入玉米Suwan 1群体后的杂种优势模式及产量表现,根据贵阳市两年田间产量鉴定结果发现,将Luda Red cob/Suwan 1类群合并的新种质与PB类群的平均产量最高。根据Suwan 1种质导入我国5大玉米类群后顶交种的配合力和杂种优势组型,经过2年多点的田间试验鉴定得出强杂种优势组型PB×Luda Red cob/Suwan 1、CIMMYT×Reid/Suwan 1、CIMMYT×Luda Red cob/Suwan 1和PB×Reid/Suwan 1。同一地点不同年际间田间试验鉴定,试验点次较少,有必要对优良热带玉米Suwan 1群体的遗传潜势及种质改良利用等进行深入的、更全面的研究。     

CIMMYT的玉米改良计划

目前,国际玉米小麦改良中心(CIMM YT)已开始或将要在下列领域开展研究: 探索把群体改良和杂交种选育有效地结合起来的途径。创立有关玉米基因库和群体的配合力和杂优类型的资料。选育新的优良杂种优势组。改良和选育耐自交的玉米种质。选育鉴定和利用早代自交系。     

世界主要玉米复合种质的研究和利用

本文介绍了全球热带、亚热带、温带、低地、中海拔、高原环境中主要玉米种质类群和系谱关系;重要玉米群体、基因库、复合种的改良利用轨迹和杂种优势模式;简述拉美、亚洲、非洲、欧洲部分国家改良、拓宽玉米种质的方法和利用状况。为我国玉米种质的扩增、加强基础种质的改良和利用,提供借鉴。     

CIMMYT玉米遗传资源的保存与利用

玉米地方品种的收集墨西哥国际小麦和玉米改良中心(CIMMYT)玉米种质库保存着美洲本世纪40和50年代期间所收集的主要原始材料。1972年以来,在CIMMYT成功地繁殖并利用种质库现代化设备,以充足数量贮存着这些材料。在其原产地已经繁殖更新或即将更新那些不适     

浅谈我国玉米种质扩增、改良和创新的途径

针对我国玉米育种和生产中存在的问题,指出了进行种质扩增、改良和创新的必要性,并提出了杂种优势群和杂种优势模式、群体改良、地方种质资源潜力的挖掘、热带亚热带优良种质的引进和利用、野生玉米的驯化和生物技术的应用等种质扩增、改良和创新途径。     

热带玉米Tuxpeno种质形成、改良及育种潜势分析

我国玉米种质资源狭窄和杂种优势单一,严重制约着我国玉米育种和生产的发展,发掘优异种质,获得突破性育种材料是选育优良品种的基础与前提,热带、亚热带玉米种质的引入、改良和应用对促进我国玉米育种与生产发展起到重要作用。本文综述热带玉米Tuxpeno种质形成、改良以及演化进程。采用群体改良方法对玉米Tuxpeno-Reid种质进行4次轮回选择,构建温热人工合成Tuxpeno-Reid 1号(简称墨瑞1号)C0、C1、C2和C3群体,回顾玉米Tuxpeno种质在我国玉米育种与生产中的应用,为有效地利用热带玉米Tuxpeno种质提供技术支撑,并进一步拓宽与丰富我国现有种质基础。