玉米育种的研究进展
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摘 要：随着现代玉米产业链的延伸和发展，当前我国玉米产业发展不均衡，玉米品质差，经济效益低，适应不了市场需求，满足不了机械化生产的要求；特用品质玉米与发达国家和地区相比还有很大不足；玉米种质资源缺乏。
关键词：种质；机械化生产；密度；优质玉米
从建国至今，我国玉米品种先后经历了农家种，品种间杂交种、顶交种、双交种、三交种、和单交种的选育历程。2012年，我国玉米种植面积达34949千公顷，平均单产5955kg/hm2。玉米总产量达20812万吨，成为我国第一大粮食作物。作为重要的工业原料，在工业发达的今天，玉米的需求量越来越大，玉米品种选育朝着优质、高产、抗逆、高效、早熟等方向发展。在诸多增产因素中，玉米新品种的贡献率达到35%左右。因此玉米育种技术和育种方向的作用将不可忽视。
一、发展玉米生产的意义
1.玉米是重要的粮食作物。在现有粮食作物中，玉米占很大比重。1988年统计，我国玉米面积为2.954亿亩，占粮食作物播种面积的17.8%，总产为799.9亿公斤，占粮食总产的20.1%。面积、总产在粮食作物中均居第三位。而在我省玉米是第二大粮食作物。1990年玉米种植面积达3200万亩，占全年粮食作物总播种面积的23.1%，总产为94.72亿公斤，占全年粮食总产量的26.l%目前我省玉米面积占秋粮总面积的46.1%，产量则占秋粮总产的56.8%，因此，玉米在我省粮食生产中占有举足轻重的地位。
2.玉米是高产作物。玉米是C4植物，光合作用效率较高，一般比C3植物如小麦、水稻等高2～3倍；同时玉米是利用杂种优势最早、最好的作物；另外据国内外专家研究认为，从群体光合结构看，玉米是作物中株型最为理想的作物，形态上的特殊结构保证了在群体条件下玉米生产系统能够源多、库大、流畅，因而为高产奠定了基础，这在理论上已决定了玉米在高产栽培中占有绝对优势，并已被生产实践所证明。在目前世界作物高产记录中，玉米居于首位，为1548.3公斤/亩，而水稻、小麦则分别为984.8公斤/亩和1013公斤/亩。世界各种粮食作物的平均单产也以玉米为最高。1985年统计，世界小麦平均产量为147.8公斤，水稻为214.7公斤，而玉米为245.7公斤。
3.玉米是优质饲料。玉米的子粒是家畜、家禽的上等精饲料，对提高猪肉、牛乳和蛋类 产品的产量和品质有显著作用。一般每100公斤玉米子粒的饲用价值相当于燕麦135公斤，高粱120公斤，大麦130公斤、稻谷150公斤。目前，世界生产的玉米70～75%作为畜牧业的饲料，在各种家畜、家禽的配合饲料中，玉米一般都要占到60%左右。
二、玉米品种沿革与换代
1.农家种和品质间杂交种应用阶段。20世纪50年代中前期我国玉米种植密度小，玉米生产管理及技术水平低，新品种引进推广节奏缓慢，造成产量水平不高且提升较慢。50年代应用的主要品种是农家品种和部分品种间杂交种，农家种主要有小黄棒子、灯笼红、大马牙等，一般产量在750～1200kg/hm2。品种间杂交种使玉米产量有了较大提高，但种植面积不大，存在时间不长。
2.优良农家种和双交种引用阶段。1956年1月，为响应党的号召。玉米在种植业中受到进一步重视，20世纪50年代后期，我国相继推出一些双交种，之后又引进了一批国外双交种，使玉米单产猛增。这种局面一直持续到60年度后期。60年代中后期，开始重点利用单交种，结合应用双交种、三交种、顶交种。品种间杂交种已基本淘汰。
3.单交种应用阶段。1963年河南新乡农业科学研究所率先利用矮金525为母本，以混517为父本，选育出新单1号，成为中国第一个在生产上应用的单交种，到70年代初期，生产商充分利用杂交优势，提高玉米产量，随即转入了以种植单交种的局面，一直持续到现在。其单产从推广时的5250～6000kg/hm2，到现在的7500～10000kg/hm2。2000年以来，随着玉米品质的优化调整，玉米品种由单纯注重产量的提高转变为质量、产量并重，并相继推广了特用玉米品种，如：中糯1号、超甜2000、高油115等。
三、当前米育种面临的挑战
1.从事农业生产劳动力日益缺乏，农业经济增长方式正发生转变。随着产业结构的调整和城市化进程的加快，一方面，从事农业生产的劳动力越来越少，老龄化趋势明显，劳动力素质降低，这既是我国农业生产的现实，也是社会经济发展进步的必然；另一方面，我国农业增长方式需要从传统的粗放型向主要依靠效率提高的集约型转变。如何加快玉米机械化进程及全面提高农产品质量安全水平和市场竞争能力，已成为必然的发展趋势。
2.玉米种植面积不可能持续增加。一方面由于工业化和城镇化水平的提高，以及交通建设、水电建设和农民外出务工造成的撂荒等，耕地面积总体上刚性减少的态势不可逆；另一方面，今后玉米生产全程机械化的实施，还会使部分不能适应机械化生产的陡坡地不得不退出玉米生产。如何提高玉米单产，已成为今后该区玉米育种和栽培必须解决的重大问题。
3.优质专用玉米缺乏。随着畜牧业的发展以及玉米加工业的兴起，对优质专用玉米的需求里越来越大，玉米品质受到重视，包括商品品质、营养品质、加工品质和卫生品质（食物安全性）。一般玉米品种产量高品质差，不能适应市场的需求。例如国内自育超甜玉米品种在皮薄、柔嫩、爽脆等品质方面与外引的美国种和台湾种还有较大差距。
4.我国企业的种质创新、技术创新、和产品创新能力都很微弱。我国仅有少数几家科研单位和企业有一定的创新能力，大多企业很难适应未来发展的趋势。摆在我们面前的玉米育种发展思路可概括为“3+1”模式，即种质创新、生物创新、和改善品质的三个技术创新，以及制度创新。科研单位应上下联动，相互合作，充分发挥现有资源；将研究重点放在发展廉价、准确、高通量的分子检测技术和功能分子标记开发上。
四、育种应采取的对策措施
1.选育高密度品种，适应全程机械化生产。产量与种植密度的关系符合拟合方程y=ax2+bx+c。为适应机械化生产的要求，适当提高种植密度，培育耐高密度品种。现代玉米品种较高的耐密能力主要是因为其冠层结构紧凑，植株矮化，叶片少而直，使冠层在较高的叶面积指数下，仍能截获到较多的光照，而且通过降低结穗高度，提高了茎秆抗倒伏能力，这些特征都有助于现代品种在高密度下获得较高的产量。
2.拓展特用玉米育种新方向。我国是当今世界高油玉米种质的主要发展中心之一，宋同明教授培育的BHO、KYHO等群体的含油率已达到高油玉米育种的要求，具有自主知识产权。特种玉米还包括以提高玉米籽粒含油量为目的高油玉米育种；以提高玉米籽粒支链淀粉或直链淀粉含量为目的的玉米淀粉品质育种；以提高玉米乳熟期籽粒糖份含量的甜玉米育种，以及爆裂玉米育种、优质蛋白玉米育种等等。较高的附加值是上述特用玉米品种的一个显著特点。
3.改良创新育种种质，改进育种方法。开展玉米基础种质评价与分析，重点研究群体农艺性状及配合力表现、遗传多样性、杂优类群和遗传组成等，探明群体育种潜势，筛选抗病、耐旱、耐瘠、耐密、养分高效、自身产量高、配合力强的新种质。采用转基因工程育种技术和远缘杂交育种方法，利用近缘种属的抗旱、耐瘠、抗病、优质等优良基因，发掘异源种属中的抗虫、抗逆等特异基因资源，创制玉米杂交育种用特异新种质。将单倍体育种技术、分子标记辅助选择技术和转基因等高新技术与传统育种技术相结合。
参考文献：
[1]张洋，周晶，荣丽.辽宁省玉米育种现状和发展方向探讨.辽宁农业科学，2011，（2）.
[2]施骥，李宁.我国玉米育种发展现状及发展方向探讨.2012（5）.
[3]潘光堂，杨克诚.我国西南地区玉米育种面临的的挑战及相应对策探讨.作物学报2012，38（7）.
[4]赵朝阳.当前我国玉米育种的现状、目标与方法探讨，2012（05）.
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