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黄淮海玉米育种难点在美国种质利用

发布时间:2013年07月08日 14:36 | 进入三农论坛 | 来源:农民日报 | 手机看视频


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  张世煌

  近年来,黄淮海地区现有玉米品种的遗传单一化越来越严重,创新的道路越走越狭窄,症结在于缺乏新种质。机械作业特别是机械收获,将逼迫中国企业调整育种方向,矮秆、早熟、耐密植和增强抗逆性将成为主流方向,而这一切都要落实到种质改良和创新上。

  我国玉米育种方向、目标和技术路线经历了20年的彷徨与徘徊,忽视了种质的改良与创新。在这一背景下,缩短玉米品种的生育期,提高籽粒灌浆与脱水速度,提高耐密植、抗倒伏和适应机械收获的重要途径是研究和使用美国商业种质,但现在的主要困难是美国种质在中国抗病性较差。抗病性这类与逆境有关的性状比较容易改良,而涉及到生产效率的重要农艺性状却非常难以改良。所以,我们利用欧美商业种质算是一条捷径。在黄淮海地区,即使有再大的困难,也要改良和使用美国商业种质。

  美国种质所适应的生态特点类似黑龙江、吉林和辽宁,种子在低温下萌发,苗期在低温环境下生长,根系比较发达,而同样的基因型在黄淮海夏播条件下,由于土壤温度高,玉米根系活性丧失得比较快,根系发育相对较弱,容易发生倒伏。此外,前期高温和中期阴雨寡照也都使美国种质不适应,导致结实障碍和抗病性较差。这些都是黄淮海夏播区利用美国种质的难处,也正因为如此,黄淮海夏播玉米育种不能像东北那样“全盘西化”,而只能以我为核心,把黄淮海本地种质与美国种质结合,淘汰根系生长缓慢、易老化和发育不良的基因型,选育在高温条件下根系生长较快、活性保持较长久的自交系和耐阴雨寡照的基因型。中国企业要意识到黄淮海生态条件的特殊性,同时充分理解使用美国商业种质改良本地种质的必要性并克服各种障碍。

  跨国企业在中国的技术流是从高端流向低处,但在黄淮海地区遇到挑战。跨国企业还没有充分意识到自己所面临的挑战,尚未制定出合理的技术路线。虽然黄淮海特殊的生态条件阻挡了跨国公司的进军步伐,但我们要看到人家的育种技术路线在理论和实践上都比我们强,因此我们要更积极地调整育种方向,改良和创新种质基础,像跨国公司那样选取正确的育种技术路线。

  国家玉米产业技术体系从美国引进了300余份商业自交系,但这些种质绝大部分存在生态适应性问题,需要深入研究,与中国自交系结合进行改良。比如,黄淮海地区有必要继续使用热带种质,才能克服某些重要病害。

  目前,中国玉米育种正处于纠结状态,一方面通过学习与模仿,选育新品种的能力和水平有了较明显提高,另一方面也面临新问题,主要农艺性状有缺陷,或延长生育期,或倒伏,或密度上不去,或籽粒含水量高,顾此失彼,目前还难以取得重大突破。现在的问题已经不是理论障碍,而是积累实践经验和改良种质基础,即商业育种理论和技术的贯彻落实,国家的玉米育种研发系统要把种质的扩增、改良与创新落到实处。

  在这过程中,要深入研究种质。由于理论缺失和双重利益集团的误导,这一直是我国玉米育种的薄弱环节。育种者对国内材料还算是熟悉,但对美国自交系的遗传基础知之甚少。改变这种局面,首先要搜集信息,通过自交系的系谱演变了解跨国公司的育种思路和技术路线,并发现利用价值高的少数种质为我所用。

  利用美国商业种质,首先要承认两个杂种优势群理论的普适性,坚定不移地推行循环育种和抗逆育种策略。如果继续信奉多群论,那就不要试图利用美国自交系和其他育种材料了。经验育种采取流星碰撞式技术路线不是企业的投资方向。

  改良美国种质,首先是基于杂种优势模式的设计育种和循环育种,然后是采取高密度抗逆育种策略,并根据市场目标施加其他选择压,从育种群体中淘汰不适应的基因型和提高有利等位基因频率。

  面临压力的不仅仅是中国企业,跨国公司也面临同样压力。如果不调整育种方向,就得不到市场。先锋公司对中国研发能力与国家农业经济、技术的发展趋势估计不准确,导致对黄淮海地区的玉米生产形势判断失误。国内外育种者都要认识到,即使美国最先进的种质,到了黄淮海也需要改良,也会遇到难题。

  (作者系国家玉米产业技术体系首席科学家)

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