玉米育种学s(2)

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1、 玉米育种学 主要参考书 玉米育种学 作物育种学各论 玉米遗传育种学 玉米种子大全 中国玉米新品种图鉴 中国玉米科技史 玉米育种课程内容 第一章玉米育种概况第二章玉米育种目标第三章玉米种质资源第四章玉米性状遗传第五章玉米自交系的选育第六章玉米杂交种的选育第七章玉米种子生产 玉米简介 玉米 粮 饲 经三用作物禾本科作物高产之王 八十年代以前 玉米是仅次于水稻 小麦的第三大粮食作物 现在玉米产量已超过小麦 成为第二大粮食作物 玉米别名 棒子 玉蜀黍 玉麦 珍珠米 苞谷 包儿米 西番麦 御米等 玉米简介 玉米种植地带 世界 北纬58 南纬40 世界 面积19亿亩 总产4400亿斤玉米种植最多的国家

2、美国 中国 巴西 阿根廷 法国 墨西哥 玉米简介 中国 北纬50 东北黑河 北纬17 海南三亚等地 遍及全国中国 面积3亿亩 总产350亿公斤 第一章 玉米育种概况 第一节玉米的起源与进化 一 玉米的起源假说 玉米原产于南美洲的墨西哥 秘鲁一带 玉米起源 5大理论假说 1 有稃玉米理论 1829 法国 Saint Hilaire提出 有稃玉米是玉米的自然状态 推测原产地在南美或巴拉圭 有稃玉米和正常玉米只有一个单基因差别 形态与玉米草 类大刍草有稃型相似 不具有野生禾草特征 许多人反对该理论 2 共同祖先理论 1906 Montgomery提出 玉米 大刍草具有共同祖先 1918年Weathe

3、rwax认为摩擦禾和玉米 大刍草也具有共同祖先 3 三成分 理论 1939 Reeves和Mangelsdorf提出 1 大刍草是野生玉米与摩擦禾的杂种后代 2 有稃玉米可能是祖先类型 3 大刍草对玉米进化起重要作用 现代玉米品种 玉米与大刍草 一次或多次 杂交的产物 4 野生杂种理论 1979 Mangelsdorf提出 玉米起源于野生玉米 原始的有稃 爆裂玉米 与二倍体多年生大刍草的杂种 同时 Mangelsdorf坚持认为野生玉米的祖先已灭绝 5 大刍草理论 19世纪70 S Ascherson提出 多人发展 a 玉米由大刍草与一个已灭绝的近缘禾本科植物杂交起源 b 玉米是野生大刍草与栽

4、培型大刍草杂交产物 c 玉米起源于大刍草与蜀黍族杂种 大刍草在玉米起源上起主要作用 近年 形态 遗传和细胞学研究支持 二 栽培玉米的进化 1 美洲玉米2 欧洲玉米引种3 中国玉米引种 1 美洲玉米的迁移 玉米基本种质来源 墨西哥大刍草 美洲玉米迁移三路径 西路 最古老途径 墨西哥和危地马拉沿太平洋沿岸向北中路 近代的途径 墨西哥中部向北到美国边境东路 墨西哥东部向北 西扩展B染色体分布 染色体纽和异常10染色体 2 欧洲玉米引种 1494 欧洲 西班牙 首次引种 后陆续从墨西哥 希腊 美国 加拿大等地引种玉米 硬粒型和马齿型类型种质丰富 3 中国玉米引种 1511年以前 玉米引入中国 颖州志

5、有玉米的记载 2个可能途径 1 北欧印度西藏四川 中国 2 欧洲由海路传至东南沿海 再传至内地 中国 第二节玉米的特性 一 生物学特性二 遗传结构三 育种特点 一 生物学特性 1 同株异位发育不同步 早3 4天 2 花粉量大 2500 3500粒 花药 2000万粒 株 6000kg籽粒 3 花粉易传播 风媒 质轻 传播800 1000米 利于异株传粉 自然异交率 95 异花授粉作物虫媒 二 遗传结构 自由授粉条件下个体 基因型高度杂合 杂合体群体 不同杂合体的混合物 个体数 基因型数 玉米品种群体的遗传特点 自然条件下 外来花粉 群体内非随机授粉 典型性 隔离区内 随机授粉 无突变 无迁移

6、无自然选择 基因频率不变 品种典型性不变 基因平衡 Hardy Weinberg定律 三 玉米育种特点 1 易于利用杂种优势 人工去雄制种 1 2亩 工日 4 6亩 人 制种1000公斤 大田300 400亩 2 育种手续较繁琐 自交系选育 小麦 棉花品种选育 杂交种选育 选配杂交組合 良种繁育 自交系保存 繁殖 制种 3 需严格人工控制授粉 各育种环节 第三节玉米育种方法的演变 玉米栽培史 4000年 中国近500年 育种史 150年 中国近80年 国内外玉米育种三阶段 一 品种选育与改良二 品种间杂交种选育与利用三 自交系间杂交种选育与利用 一 品种选育与改良 玉米生产 品种 地方品种 自

7、留自种 多年重复利用 育种工作 农家品种 改良品种 一 品种选育与改良 国际1847 1847年Reid家族在伊利诺斯自己的农场种上了从Ohio州带来的GoldenHopkins品种 因缺苗补种了一部分当地的LittleYellow品种 在这两个品种天然杂交的后代中经过混合选择改良 以后又经过JamesReid在隔离条件下混合选择 终于育成了ReidYellowDent品种 由于它的丰产性能和广泛的适应性而成为当时美国玉米带的主要品种 在美国推广杂交种以前的50年中 ReidYellowDent及其衍生品系大约占美国玉米带3 4的种植面积 以后这个品种成为自交系的主要亲本之一 一 品种选育与改

8、良 国内1926 金陵大学王绶 郝钦铭 孙仲逸分离自交系和组配杂交种作为教学之用 卢纬民于1929年开始玉米育种工作 1930年南京中央大学农学院赵连芳 金善宝开始玉米育种工作 1931年山西省铭贤学校在太谷开始引种试验 从中选出金黄后品种 成为中国20世纪50年代至60年代中期栽培面积最大的品种之一 1 混合选择法 Massselection 地方品种 选株 穗 混合脱粒 改良品种产量 3 5 代表品种 Reid品种1847年开始选育 1880年占美国玉米面积的3 4缺点 无法全部淘汰误选个体 2 穗行育种法 Ear to rawselection 原始品种 优株 穗 穗行 优行混粉 改良品

9、种产量 5 10 代表品种 Lancaster 金皇后 华农1 2号缺陷 1 选优株时只注意授粉产物 果穗 的选择 没有控制授粉 2 未利用异花授粉特点 育种效果较差 品种间杂交种杂种优势的发现 马齿品种补种鸟害缺苗硬粒品种 选马齿型留种 生长势 产量 二 品种间杂交种选育与利用 国际1880 1930 国内1954 1959 Beal 1880年首批品种间杂交种 产量 20 美国及欧洲我国50 S中开始杂交种选育 山东 坊杂2 4号 15 3000万亩河北 白头霜 大红袍 三 自交系间杂交种选育与利用 国际1930 至今 国内1960 S初 至今 Shult 1908 品种间杂交种不整齐 杂

10、种优势未完全发挥 品种 自交系 VA LA VB LB A B F1 自交系间杂交种 单交种 优点 整齐 优势强 增产30 40 缺点 自交系产量低 种子成本高 农民开始难以接受 双交种方案 Double cross East 1927 双交种方案 A BC D F1a F1b F1 制种繁琐 双交种一度作为单交种的替代措施 1930年 第1个双交种 比品种间杂交种 10 15 1944年 美国玉米带90 为双交种 种子公司兴起先锋迪卡布 三交种单交种 1960 S初 自交系产量 开始利用三交种 Three waycross A B F1 C F1作为单交种的过渡 1963年 迪卡布公司 XL

11、45 单交种 60 S中 美国开始利用单交种70 S中 美国普及单交种目前 全世界80 单交种发达国家90 98 单交种 中国玉米育种发展历程 60 S初 双交种 双跃3号 4号 新双1号 农大3 7号 6000万亩 60 S末 三交种 烟三6号 泰安三1号70 S初 单交种 丹玉6号 中单2号1975年 单交种55 双交种40 三交种5 1986年 全国单交种面积为96 山东 河北 吉林近100 目前 广西尚种植部分顶交种和三交种 第四节玉米育种动向一 育种目标 1 高产育种 1950 80 S 世界玉米总产 1 6倍 面积 40 单产 83 1980 S后 面积 单产 总产 总趋势 高产

12、优质 抗病 抗倒 机械化 一 育种目标 2 生理生态育种高光效 耐盐性 抗旱性 抗逆性 适应性 3 品质育种 1 饲用玉米 2 食用玉米 3 工业原料 4 特用玉米 二 育种方法 1 常规育种 主导方法 90 以上品种由常规法育成 2 诱变育种60C0 激光 快中子 卫星搭载一般为隐性突变 需双亲都为隐性时才能在F1表现 转育时有可能优势不强 3 生物技术育种1 单倍体育种 2 离体诱变育种 3 体细胞杂交 4 基因工程 玉米育种方法发展趋势 不同育种方法相结合具较大实践意义 常规育种 生物技术 趋势和方向生物技术作为常规育种的辅助手段 以常规育种为基础 结合生物技术提供的新技术新方法应用于作

13、物育种实践 这是当前作物育种发展的趋势和方向 目前国内是常规育种为主 三 选择手段 1 形态标记 形状 体积 重量 颜色2 生理生化标记 光合效率 酶活性 同功酶 电导率 细胞透性 生化产物含量 3 分子标记 SSR RFLP RAPD AFLP等 种子醇溶蛋白电泳 玉米自交系RAPD图谱 思考题 1 玉米的起源地2 玉米的生物学特点3 玉米育种的特点4 玉米育种发展的阶段5 如何处理新技术育种和常规育种的关系 玉米育种目标 第二章 第一节育种目标的制订 育种目标 杂交种最后要求自交系直接要求 一 制定原则 玉米育种总目标 以高产稳产为前提 改进品质为中心 进行多用途 抗病 适应机械化操作的杂

14、交种的选育 制定原则 自然条件 高产水平具体目标 详细方案 育种条件 二 制定步骤 1 做好调查2 提出赶超对象及赶超水平3 分解落实赶超对象 1 做好调查 政府计划 规划 国家 省 当地 市场需求 国内外 自然条件 胶东沿海 抗大斑病鲁中鲁南 抗小斑病 栽培条件 高肥 水浇地 高产 抗倒瘠薄 干旱地 中产 抗旱低洼地 耐湿 抗病 耕作制度 套种 生育期100 110天直播 95天左右 机械化高 政府计划 规划 国家规划 863计划 973计划农业部攻关计划等 省计划 良种产业化 工程 省农业厅 省科委 市场需求 食用 硬粒 营养 食味好 淀粉原料 淀粉含量高 淀粉提取率高 白粒 免脱色 早春

15、鲜食 特早熟 2 提出赶超对象及赶超水平 赶超对象 当地生产上种植的最优杂交种 CK 参照省 国家区试 04年以前 紧凑型 掖单4号 稀植大穗型 农大10805年以后 郑单958 预见性 未来3 5年CK变化B组 鲁玉16 鲁单50 农大108 郑单958 1998前 1998 2003 2005赶超水平 哪些性状超对照 超多少 赶超水平 产量为主要目标 产量 10 省区试10 8 抗病性 抗倒性及品质相当或略高 制种产量不降低 亲本产量高 无严重缺陷 掖单12号 感青枯病 特殊性状为主要目标 高淀粉 QPM 高油和抗病 抗倒 早熟 抗旱 耐盐碱等 目标性状 明显优于对照 产量 正常时与对照相

16、当 目标性状表现时 10 以上 3 分解落实赶超对象 赶超水平 具体性状目标性状分析 提出标准 性状具体化 量化落实 第二节目标性状的分析 一 产量性状二 品质性状三 抗性性状 一 产量性状 直接构成产量的性状 亩穗数穗粒数千粒重株数 双穗率 穗行数 行粒数 间接影响产量的性状 株高株型生育期倒伏穗数综合 1 穗部性状 1 穗形 筒形 穗大 粒大 高产 马齿型锥形 穗小 粒小 优质 硬粒型 2 穗长 穗粗 范围理想穗行数 8 2814 18行粒数 20 5035 45穗粒数 200 1000600 800 3 千粒重 范围 50 500g 理想 300 400g 高产育种 千粒重作用 穗粒数 2 植株性状 1 株高 穗位高 过高 倒伏 过低 单株产量 脱水慢 适宜高度 不倒为度 250 280cm 90 110cm 2 植株性状 2 株型 茎叶夹角 平展型 适于春播 麦套 3500株 亩鲁单981 山农121 农大108 丹玉13号 紧凑型 适宜高肥水 密度 5000株 亩鲁单984 郑单958 掖单4号 鲁玉10号 普通型 中间类型 密度4000株 亩 掖单13 鲁单50 掖单22号