玉米育种的现状与发展方向
2020-01-10陈瑞杰刘东胜
陈瑞杰 刘东胜 孙 招
(北京联创种业有限公司 北京市 100081)
0 引言
改革开放以来,玉米的产量和玉米育种水平均有着显著的提高,玉米育种的研究也不断深入,一方面是因为我国人口数量总多,而玉米作为一种重要的粮食作物为了满足温饱问题的需要,玉米育种的研究需要一直进行下去;另一方面,科学技术的进步,尤其是生物技术的发展,促进了玉米育种技术的研究。但是,由于种种因素的限制,我国的玉米育种技术并没有跟上国际水平,现在也还不能完全满足生产生活的需要,所以玉米育种技术的研究还需要继续进行。
1 玉米育种的发展现状
1.1 新品种、新自交系成果显著
通过将其他纬度玉米品种的资源导入我国玉米,从而培育新的玉米品种,丰富我国玉米品种的资源[1],在新品种玉米种选取适合我国玉米生长的品种,得到能够提高玉米质量或者提高玉米产量的新品种玉米。此外,我国也进行玉米自交和杂交实验,众多的实验为选取优秀品种提供了良好的基础,也确实在实验品种中,选出了新自交系的品种,这些品种质量好、产量高,还具有高密度种植、生长周期短、抗病、抗倒等一种或几种优秀品质,广泛受到好评,为我国玉米品种缺乏的问题提供了解决办法。
1.2 育种的材料和方法有了较大的突破
在生物技术发展的推动下,我国的玉米育种技术中也开始应用分子标记技术,随着分子标记技术使用日渐趋于系统化和规范化,玉米育种技术也取得了一些显著成果,分子标记技术对于鉴定玉米种子纯度和真伪都有着快速高效的作用,此外,还可以利用分子标记技术进行玉米品种的遗传分析和基因效果分析,对于改良玉米品种,从而改良玉米品质有着很大的帮助,所以分子标记技术具有广阔的应用前景[1]。
2 我国玉米育种存在的主要问题
2.1 育种目标不明确
鉴于我国国土面积广阔,各个省市分布于不同的纬度,玉米的生长状况受到到底气候条件和地理位置的影响,同一玉米品种在不同地区的生长状况也不同,所以需要各个地区根据本地的条件进行玉米品种的开发[3]。但是,由于地区经济条件和发展水平等的限制,很多时候不能开展玉米育种的研究,而其他地区,由于实地试验不便,也很难帮助进行玉米育种研究,使得很多地区种植的玉米与当地条件不相符,造成玉米产量、质量以及其他品质下降,严重影响了我国玉米发展水平整体的提高。
2.2 创新能力差
目前我国很多地方甚至还没有开展玉米育种的研究,新品种玉米也受到试验条件的限制并没有得到广泛的普及,各个地区很少有针对玉米育种的创新。此外,我国的玉米育种技术发展主要是从改革开放开始的,其很大一部分原因是因为引进了外国玉米品种和外国玉米育种技术,所以我国的玉米育种技术的发展一直与发达国家具有一定的差距,常常引进外国的新进技术,虽然一定程度上加快了我国玉米育种技术的发展,但是很大程度上也造成我国玉米育种技术的创新能力差,阻碍了我国玉米育种技术的长远发展。
2.3 育种技术较落后
目前,我国市场对玉米的产量和质量要求都较高,从玉米育种现在的情况来看,单纯的依靠传统的人工选择和自然进化的方法很难满足玉米发展的需要[3],依靠技术引进对于我国玉米育种技术的发展也不是长远方法,所以需要我国依据自身发展情况研制适合的玉米育种技术和玉米品种。但是由于我国对玉米育种的投入和研究有限,所以我国现在的玉米育种技术较落后,与发达国家也还有较大的差距。
2.4 科研经费不足
由于现在我国的玉米可以进行进口,所以对于玉米育种的研究投入还不够多,科研经费受到限制,很多研究单位的研究设备较为落后,研究手段也不够先进,研究规模较小,直接影响了我国玉米育种的发展,此外,我国的科研力量也较为分散,因为各个地区需要针对自身的情况进行玉米育种研究,所以科研力量分散于各个地区,不同地区集中于自身的发展需要,但是分散的科研力量使得一些小规模的科研中心很难开展有效的玉米育种研究,这严重阻碍了育种研究的推广,使得我国的玉米品种更新换代速度缓慢。
3 玉米育种的发展方向
3.1 抗逆性育种
病害是影响玉米产量的一个主要因素,而病害受到温度、水资源、气候等多方面的影响具有很大的不确定性,所以针对病害本身进行防御具有一定的困难,即使可以有效控制住原有病害,也会产生新的病害[2],因此玉米病害的全面控制有较大的困难。此外,玉米的正常生长还广泛受到虫害和干旱问题的影响,同时,化肥的广泛使用,虽然提高了玉米产量和玉米质量,但是也造成了,土壤和水质条件的恶化,所以今后玉米育种要将抗病害、抗虫害、抗干旱、化肥高效利用等作为一个主要的发展方向。
3.2 高产稳产育种
玉米的高产稳产育种是我们一直关注的主要问题,除去病害、虫害等的影响,玉米品种是影响玉米产量最重要的因素,所以利用玉米育种培育新品种玉米来实现玉米增产是未来育种的重要发展方向。玉米产量的提升,依靠单纯的产量性状选择已经很难得到进一步的提高,所以应该充分调动研究的资源库,针对有潜力的玉米性状进行品种改良,或者针对已有品种进行种植条件的研究,以求进一步提高我国的玉米产量。
3.3 分子标记与转基因育种
分子标记技术与转基因技术都是在常规育种技术上融入生物技术的玉米育种技术[2]。根据我国现在的玉米育种技术发展情况看,分子标记技术与转基因技术均已经取得了突破性的进展。分子标记技术可以实时的检测玉米不同阶段、不同环境的玉米性状,通过早期的检测常常可以较早的确定培育品种,能够做到省时省力,极大地方便了玉米育种的进行。玉米转基因技术打破了物种限制和有性杂交障碍,与依靠自然基因突变相比其所需要的时间更短,并且可以有针对性的进行基因变换,很好地解决了玉米可利用资源缺乏的问题。但是,目前我国分子标记技术和转基因技术的利用还不够全面,在很多方面的应用还有待开发,是未来玉米育种的重要发展方向之一[4]。
3.4 特用与专用育种
玉米育种的快速发展,是玉米育种不再局限于提高玉米产量,也开始要求提高经济效益,例如要求玉米含有高赖氨酸、高油、高淀粉,针对玉米用途的不同对于玉米的性状也提出了不同要求,例如,对于用于动物食用的玉米,要求玉米具有良好的可加工性和高饲料价值,对于用于人食用的玉米,要求玉米具有甜、糯等好的口感和一定的营养价值,针对不同的玉米用途培育特用和专用的玉米品种,对于调整农业产业结构、满足市场需求和人们对于高品质生活的需求有着重要的作用,提高经济效益也成为玉米发展的一个重要方向。
4 结语
虽然从改革开发之初至今我国的玉米育种取得了一定的成果,但是较发达国家相比情况依旧不容乐观,因此需要各科研单位在明确玉米育种发展方向的前提下,更加努力的进行玉米育种的研究。国家相关部门也应该在科研经费以及技术引进发面提供一定的帮助,结合我国整体以及各地区的玉米育种发展情况,紧跟玉米育种技术发展的潮流,努力满足各方面对玉米育种的提出的要求。