提高玉米育种技术途径及效率的有效策略研究

郭祥勇

在新时期科学技术快速发展背景下，我国种植业的技术也相继实现了进步。为更好地发展农业经济，提升农业技术水平尤为重要。就玉米育种技术而言，提高其育种效率不仅有助于促进玉米育种的专业化发展，还能够在一定程度上降低玉米育种压力。本文结合玉米育种技术现状，就当前玉米育种技术发展中的问题展开简要分析，提出玉米育种技术途径以及提高玉米育种效率的具体策略，以供相关人员借鉴。

玉米是我国重要粮食作物，提升玉米育种效率，能够更好地保障玉米品质和产量，满足我国人口粮食供给需求。如今，玉米育种技术已取得一定成果，从整体上来看，在育种技术发展中还存在一些困境。为有效提高玉米育种效率，仍需对玉米育种技术途径与策略展开研究。只有把握好当前玉米育种发展情况，明确当下问题所在，才能够更好地促进玉米育种技术进步，提出有效策略提高玉米育种效率。

一、当前玉米育种技术发展现状

种植业是我国重要发展行业，随着物质生活、社会经济的不断进步，种植业技术也相应得到了发展。其中，玉米育种技术已取得一定成果，不仅实现了技术创新，也有效增加了玉米育种收益。在增产增质的同时，亦推动了玉米育种发展。整体来看，玉米育种技术发展现状主要体现在两个方面，一是技术成果突出；二是育种技术均衡发展。首先，在育种技术成果突出方面，表现为育种数量明显增加、种质改良扩增受到重视、育种技术不断突破等。目前，我国玉米品种已多达千种，且育种品种都已通过评审，不仅具备较强的抗病力，产量也相对较高，有较好的推广前景。其中，部分品种属于自交培育系列，既丰富了育种方式，也增加了品种数量。新时期，玉米育种经验不断成熟，通过积极学习国外先进育种技术，玉米育种技术也实现了有效进步。不仅革新了传统育种思想，也研发出了新品种，加之成效明显，玉米育种技术亦逐渐被重视。另外，在时代发展趋势下，育种技术在广泛应用的同时，亦不断突破与创新，如采取现代生物技术、转基因技术等运用到玉米育种当中。在这些先进技术手段的加持下，玉米育种途径不再受限，既能够研发更多玉米品种，促进玉米种植发展，也能够产出更优质的玉米，使玉米更具抗旱、抗涝、抗风、抗病力，有效解决玉米种植期间常见问题。

其次，在育种技术均衡发展方面，分子育种技术和基因育种技术与传统玉米育种技术实现了融合。经长期研究，这种技术方式已逐渐符合我国实情。同时，在现代化育种技术的灵活运用下，各类资源的利用率都得到了一定调整，使玉米育种技术逐渐均衡化发展。

二、玉米育种技术发展中存在的问题

玉米育种技术在近年来虽得到快速发展，但在实际运用期间还存在一些问题，对玉米育种产生了一定影响。具体而言，主要存在以下几个问题：

1、气候条件对玉米育种产生影响

自然环境因素是影响玉米育种、种植质量和产量的直接影响因素。尤其在极端气候条件下，育种效果更是不尽如人意。尽管将不同品种杂交组合，在特殊气候条件下，其品种优势也无法有效发挥。

2、新品种不占市场优势

新品种的培育并不能完全保障无质量问题，且还会存在不符合审定标准的情况。如此一来，新品种则无法快速占据市场，也难以及时、顺利地展开推广工作。比如一些新品种玉米较为矮小，茎秆纤细，这就导致玉米易于出现倒伏的问题，从而影响玉米育种工作。

3、育种策略与市场发展不相符

玉米育种需要采取品种试验实现。目前在品种试验期间存在对市场因素忽视的问题，即未能详细分析市场情况。比如，在试验玉米新品种的抗逆性、抗倒性等方面时，虽融入了新材料、借鉴了国外技术方法，但未能考虑当下市场实际需要，导致培育品种品质仍较为普遍。

4、存在较强地资源依赖性

技术进步需要虚心学习先进国家技术方法，但也因此造成对国外技术、资源过度依赖的问题，如注重引进国外玉米育种资源，而忽视了内部玉米育种工作进度，致使国内玉米育种新技术较为匮乏，不利于我国玉米育种技术的创新与发展。

三、玉米育种技术途径分析

1、种质改良技术

目前我国玉米育种期间普遍存在资源利用率较低的问题，对此，在运用玉米育种技术提升玉米育种效率时，则可采取改良玉米种子质量的途径解决，增强玉米种子抵抗力，培育出更具抗旱涝、抗病虫害的新种子。在育种时，可选择国外系统改良的玉米种子培育（国外玉米种子大部分都具备耐旱涝、产量高、耐密植、脱水快等特点），以改良国内玉米种子质量。除此之外，还可借助自然环境因素，选择热带或亚热带中的自交系、群体等材料改良玉米种子质量。但由于此类材料适应性不高，因而在选择之前需对其展开适应性、光周期敏感性改良，确保其能够满足玉米育种需求。同时，在杂交模式基础上，也可合成群体材料，以便自交系选育。如此，则可有效保障种子质量以及育种效率。在改良时，可在商业杂交种中分离出二环系。比如，可将两种不同种子合并，之后，再利用测验种子杂交，使其形成两个次级的综合种子。在此基础上，对两个种子进行二环系选育，并分离出二环系。通过这样的方式，玉米种子质量则可得到有效改良，从而提升玉米育种效率，不仅可优化群体内基因，亦是为后续杂交技术奠定了良好基础。

2、分子标记选择技术

分子标记技术能够将生物个体或群体之间的DNA差异反映出来。该技术可作为选择育种材料基因的参考依据，从而提升育种效率。比如，将种子内控制垂直抗性的基因聚集于某个品种，以此增强该品种玉米种子的抗病能力。通过对控制垂直抗性基因实现分子标记，则可快速鉴定基因并提取。如此一来，玉米育种周期将大幅缩短，提高选种效率。在运用这一技术时，可采取回交育种法对所选基因转移处理，并轮回恢复基因组。鉴于基本功能标记不受本体限制，因而具备较高的准确性，有助于保障育种效率。一般而言，分子标记选择技术主要有三种类型：一是以分子杂交技术为基础的探针标记，如多态性标记、原位杂交标记等；二是以聚合酶链式反应为基础的指纹技术，如随机扩增的多态性标记；三是新型分子标记，如单核苷酸多态性等。

3、轮回选择技术

轮回选择技术也是玉米育种技术途径之一，其作用在于保障与杂交育种对接效果，且增益速度不亚于和二环选系技术。同时，该技术也是玉米种子质量改良与增值的基本方法，有助于实现育种创新。其主要是增加育种群体内部优异等位基因的频率，并与育种材料充分融合。经研究，轮回选择技术可依据不同情况对群体内等位基因频率提高或降低，从而增加了种子群体间基因的多样性，有利于提升玉米产量。与此同时，种子群体内部遗传变异基因也会逐渐减少，且并不影响其内部多样性，切实实现了“取其精华，去其糟粕”。为保障玉米产量和质量，在运用轮回技术时，需要选择合适的材料，以保障其配合力能够更好地适应群体内。

四、提高玉米育种效率的具体策略

1、优化种质资源

种质资源对提升玉米育种效率十分重要，是育种研究的物质基础，能够有效保障玉米种子不受多样性不足影响，从而更好地实现育种目标。所谓种质资源，即种子质量资源，既可以是某一突出的功能，也可以是较为完善的整体。在选择种质资源时，应注重包容性。同时，也需要特别重视种质资源的收集，如做好对种子来源、谱系等信息进行调查与分析，以保障种子质量，为后续种质的应用提供参考依据。如若未能对种质进行背景信息调查和了解，则存在较大的不可控性，不利于玉米育种效率提升。此外，还需注意优化种质资源，保障育种目标多元化，既要关注育种的产量，也要注重玉米的其他各个方面，包括如稳定性、耐密植、抗逆性、脱水速度、颜色、颗粒等等。

2、配合力早代测定，挖掘育种材料潜力

玉米种子的配合力具有一定的遗传性。如若在群体中存在配合力较低的材料，则难以为育种技术提供较好的种子支持，从而影响种子组合效果。因此，保障种子配合力也十分必要，需采取特殊验种测定 ，进而将配合力较低的种系淘汰。对于配合力较高的种系，则需做好重点分离和选择，以保障群体内所留下的都是配合力高的材料。这样一来，育种期间，不论是处理材料还是选择材料，都能够提升效率，节约育种时间。另外，在测定之后，还需对配合力最高的组合进行多点育种和种植，进一步提高玉米品质，将育种材料的潜力充分挖掘。在挖掘材料时，受时间因素影响，因而材料数量相对较为饱和，但材料的潜力深度还不足，因而需重点分析材料的特点、性能等方面，尽可能提升其配合力。比如，对于自交系育种而言，则需要深入挖掘特点——如较强的抗黑穗病等。尤其是一些具备诸多特点的自交系，如若不能对其深入挖掘，在育种时则不能充分发挥其作用，从而影响育种效率。反之，若育种材料各方面得到充分挖掘和提升，则能够给予玉米育种更大的发挥空间。

3、引入生物技术，设计选系材料

生物技术运用广泛，在玉米育种时亦可采取生物技术提升育种效率。如分子标记技术则属于生物技术，运用该技术育种可帮助育种人员精准定位内部单个基因，并分析其作用，使育种人员更好地了解材料中各基因及其内部相互作用和影响，从而快速、有针对性地选择合适的种子，提高育种效率。此外，转基因技术也属于生物技术。该技术亦可运用于玉米育种，主要是通过将优质基因转移至玉米种子，达到基因重组的效果，以保障种子内部基因质量。具体在实践中，可根据实际需要，将多种基因融合重组到玉米种子中，如高产量、抗旱涝、抗病虫等。这样，所培育的新品质则具备上述功能，有助于提高育种效率。而对于材料的选择方面，则需要注意选择优势材料。同时，在选系方面，则需充分了解材料的性能与特点，进而结合所选种质选系即可。具体在选系材料上，可将所有种质资源分为两个群体，以此为依据进行设计。如若是杂交组合，则需在两个群体里杂交即可；如若是组培选系，则可将基本材料与某个群体内组合。如此，既能够保障基因质量，也能够提高选育效果。而在育种时，则需注意投入与产出的平衡性，可借助现代化技术设计，保证育种的合理性、可靠性。

4、设计科学育种方法

科学的育种方法是提高育种效率的前提。目前，一些育种人员还存在概念不清晰的问题，如对种质来源、类群等无法分清，或是不能精心设计选系材料等，这就导致玉米种子质量难以得到有效保障。因此，设计科学的育种方法尤为重要。

首先，需做好早代自交系的分离工作，并可借助高密度种植、干旱环境种植等方法增强育种抵抗性。或是将材料基因与环境相互作用，以此增强育种材料群体内的表现性能、遗传性能。在分离材料期间，需结合目标材料特点选择相适宜的材料，确保育种与实际情况相符。

其次，在育种时还需注意地点的选择，即可采取异地多点法育种，根据环境的多元化、种系的不同性能和适应性，在不同地点多点育种。现阶段已有部分基地采取的是该育种方法，如隆平高科、澄海种业等基地，则在多个地区育种。这样的方式能够使种质历经多重气候及生态环境，从而找出最适合的育种种质与地区。之后，再针对性地育种即可。这样则可有效提高玉米种植效率。针对条件较好的育种基地，如综合实力较强、人才众多等的基地，则可尝试建立自己的培育站，并将其置于不同环境，以增强育种的独立性和科学性。同时，各机构之间也可积极交流，相互沟通、分享经验，避免工作重复、效率低下，让资源作用充分发挥。

5、选择合适育种环境

在玉米育种期间，自然环境的影响因素不可忽视。因而在育种时，还需注意完善育种的环境和密度。具体可从三个方面考虑：

首先，在自交系的选择上，应选择密度高的自交系。在选育二环系早代玉米种子时，需了解早代群体密度，如每公顷13.5万株的密度。通过培育改良，其密度则会得到进一步提升。其间，针对种子性能如抗旱涝、抗病虫等方面，可采取密植育种法鉴定。同时，该方法也能鉴定出种子基因类型对微环境的反应。如穗位的整齐度、虚尖和环境的相互作用等。采取这样的方式，则可将较为敏感的种子淘汰，留下抗敏性更强的种子，从而保证育种效率。

其次，在环境的选择上，尽可能选择干旱或低碳环境，以便更好地鉴定种子抗逆能力。比如，结合实际环境特点建立育种基地，如山东省等。同时，在建立基地时，应重点考虑地区环境影响因素，如土质、地下水位等，进而做好水分管理，选择合适的干旱、低碳环境。这样，则更有助于实验和鉴定种子的抗逆能力。另外，在最初选系时，应在前期至少进行一次非生物逆境、密植环境实验，将其结果作为实际环境选择的参考依据，以便选择更加适合的育种环境。其中，后者（密植育种法）更具效果，有助于筛选出更耐寒的种子。

最后，需注重多点鉴定。即除种子适宜生长环境之外，还需要对种子的其他环境适应性给予鉴定。其目的不仅是在于为种子选择更优质的育种环境，还在于增强种子的适应性、抵抗力等能力。比如，一些种子适应当地环境，但无法适应育种环境。因此，还需在多个地区建立育种基地，通过多点鉴定，保障育种的科学性、合理性。而育种也能够在多元环境下逐步提高生态适应性，从而为玉米育种效率提供良好条件。

综上所述，玉米育种技术对提高玉米育种效率意义重大。目前在玉米育种技术的实践运用中，玉米品质、产量、抗病力等各方面得到了明显提高。然而仍有一些问题还需认真考虑。玉米育种技术途径主要有种质改良技术、分子标记选择技术、轮回选择技术等。要想提高玉米育种效率，则需综合考虑多个方面，如优化种质资源、挖掘育种材料潜力、设计选系材料、设计科学育种方法、选择合适育种环境等，以保障玉米育种的科学性，促进玉米种植业在新时期的良好发展。

（作者单位：161200黑龙江省富裕县农业技术推广中心）