潘　光　堂四川农业大学玉米研究所

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西南地区玉米育种面临的挑战及相应对策探讨西南地区玉米育种面临的挑战及相应对策探讨

2013.12. 2013.12. 广州广州

主要内容主要内容一、西南玉米生产及产业概况一、西南玉米生产及产业概况二、西南玉米育种面临的挑战二、西南玉米育种面临的挑战三、西南玉米育种的主要差距三、西南玉米育种的主要差距四、西南玉米育种的对策措施四、西南玉米育种的对策措施

西南西南地区地区

四川盆地四川盆地玉米区玉米区云贵高原云贵高原玉米区玉米区陕南和陇南陕南和陇南山地丘陵山地丘陵玉米区玉米区

湘西和鄂西湘西和鄂西山地玉米区山地玉米区

生态特点生态特点我国三大玉米主产区之一我国三大玉米主产区之一地处第二级地形阶梯地处第二级地形阶梯

500500 万公顷，约占全国万公顷，约占全国1/51/5

一、西南玉米生产及产业概况一、西南玉米生产及产业概况

◇◇ 西南地区是我国第三玉米生产区；玉米是该地区第二大粮西南地区是我国第三玉米生产区；玉米是该地区第二大粮

食作物，是目前及今后粮食增产的主力军食作物，是目前及今后粮食增产的主力军

◇ ◇ 西南、特别是四川是我国养猪的传统优势区域，养猪是西西南、特别是四川是我国养猪的传统优势区域，养猪是西

南山区农民的主要收入，又是养地、用地的有机质来源南山区农民的主要收入，又是养地、用地的有机质来源

◇ ◇ 西南地区生态恶化，旱情日趋严重，不少地区把大力发展西南地区生态恶化，旱情日趋严重，不少地区把大力发展

玉米生产作为提高粮食产量的战略措施玉米生产作为提高粮食产量的战略措施

◇ ◇ 饲料、粮食、工业原料（酿酒）、鲜食等多元作物；需求饲料、粮食、工业原料（酿酒）、鲜食等多元作物；需求

量大不，供不应求，供需矛盾日益加剧量大不，供不应求，供需矛盾日益加剧


生态独特 ---- 地形地貌复杂，立体气候明显，灾害频繁、严重，阴雨寡照生产条件较差 ---- 旱土坡地，地块零碎，土壤瘠薄，多靠雨养，病害严重，间套种植

（一）西南玉米生产主要生态、生产特点（一）西南玉米生产主要生态、生产特点一、西南玉米生产及产业概况一、西南玉米生产及产业概况

““一山分四季，十里不同一山分四季，十里不同天天””属于典型的立体农业属于典型的立体农业

山地丘陵占全区土地总山地丘陵占全区土地总面积的面积的 8080～～ 90%90%

地形地貌复杂，气候垂直差异极为显著地形地貌复杂，气候垂直差异极为显著1. 1. 生态特点生态特点

光能资源、雨热同步情况地区差异大光能资源、雨热同步情况地区差异大

西部、南部光西部、南部光能资源丰富能资源丰富但雨热不同步但雨热不同步

四川盆地四川盆地黔中光照不足黔中光照不足但雨热同步但雨热同步

贵州遵义、湄潭和四川盆地的盆西、盆南日照百分率在贵州遵义、湄潭和四川盆地的盆西、盆南日照百分率在 30%30% 以下以下

广西广西

贵州 . 四川

坡耕地比重大，土层薄坡耕地比重大，土层薄

山高坡陡，水土流失严重山高坡陡，水土流失严重

山高坡陡，土壤瘠薄，极不适宜种植玉米山高坡陡，土壤瘠薄，极不适宜种植玉米水土流失严重，种植玉米等粮食会加重影响水土流失严重，种植玉米等粮食会加重影响

山高坡陡，土块零碎，极不适合机械化耕作山高坡陡，土块零碎，极不适合机械化耕作缺乏机械行走道路，无法进行机械化耕作缺乏机械行走道路，无法进行机械化耕作

陡坡地、土块零碎，不利机械化耕作陡坡地、土块零碎，不利机械化耕作

贵州毕节贵州毕节地区薄土占旱坡地的一半地区薄土占旱坡地的一半四川宜宾、攀枝花四川宜宾、攀枝花等地区占等地区占 40%40% 以上以上

多多黄壤黄壤、、红壤红壤和和石灰土石灰土

偏酸、缺磷、黏重、有机质含量低偏酸、缺磷、黏重、有机质含量低

低贫类型低贫类型

缺素普遍、严重，土壤贫瘠缺素普遍、严重，土壤贫瘠

雨养玉米，土层薄，土壤本身抗旱能力极差雨养玉米，土层薄，土壤本身抗旱能力极差蓄灌工程建设少且年久失修，工程抗旱能力差蓄灌工程建设少且年久失修，工程抗旱能力差季节性干旱严重季节性干旱严重川东：伏旱，川中川东：伏旱，川中 ;; 夏旱，川西夏旱，川西 :: 春旱春旱云南、贵州：春旱、冬旱；广西云南、贵州：春旱、冬旱；广西 :: 春旱、秋旱春旱、秋旱

干旱是西南地区玉米生产最严重的非生物胁迫因素干旱是西南地区玉米生产最严重的非生物胁迫因素一、西南玉米生产及产业概况一、西南玉米生产及产业概况

西南地区降雨量时空分布极不均衡，常出现干旱、洪涝等灾害。旱灾尤其频繁，已成为玉米增产增收的第一限制因素

广西西部山区春旱发生频率为 60%~90%

东部地区秋旱发生频率为 50%~70%


季节性降水多、阵性大风；季节性降水多、阵性大风；苗期低温，成熟期高温，昼夜温差小；苗期低温，成熟期高温，昼夜温差小；病、虫害种类多且较严重病、虫害种类多且较严重（大、小斑病，灰斑病、穗粒腐病，丝黑穗病，青枯病，（大、小斑病，灰斑病、穗粒腐病，丝黑穗病，青枯病，

锈病；地老虎，蚜虫，玉米螟，大螟，春蟓等）锈病；地老虎，蚜虫，玉米螟，大螟，春蟓等）

其他生物、非生物胁迫因素多而严重其他生物、非生物胁迫因素多而严重一、西南玉米生产及产业概况一、西南玉米生产及产业概况

一年两熟制一年两熟制油菜油菜 -- 玉米玉米小麦小麦 // 玉米玉米马铃薯马铃薯 // 玉米玉米玉米玉米 // 大豆大豆

一年一熟制一年一熟制冬闲土一春玉米冬闲土一春玉米春马铃薯春马铃薯 // 玉米玉米

一年三熟制一年三熟制小麦小麦 // 玉米玉米 // 甘薯甘薯粮、经、饲的三熟三作、粮、经、饲的三熟三作、三熟四作、三熟五作等三熟四作、三熟五作等多种模式多种模式

2. 2. 生产现状生产现状 ------ 生产条件复杂多样，生产水平低下生产条件复杂多样，生产水平低下

多熟间套种植形式面积大，多熟间套种植形式面积大，不利于机械化种植与推广不利于机械化种植与推广

1.1.

耕作栽培制度多样，间套种植面积

耕作栽培制度多样，间套种植面积

大大

0

50

100150

200

250

300

350

1952 1980 1998 2005

四川玉米平均亩产四川玉米平均亩产云南云南

四川四川贵州贵州

2.2. 生产条件较差，全区亩产低于全国平均水生产条件较差，全区亩产低于全国平均水平平

生产条件较差，玉米生产水平较低生产条件较差，玉米生产水平较低

全区平均产量全区平均产量还未达全国平均水平还未达全国平均水平

多民族聚居多民族聚居农村人口文化科技素质低农村人口文化科技素质低

交通比较闭塞交通比较闭塞经济发展相对滞后经济发展相对滞后

农业投入不足，基础设施农业投入不足，基础设施差，旱地多数无灌溉条件差，旱地多数无灌溉条件

施肥水平低，为全国施肥水平低，为全国平均水平的平均水平的 79.2%79.2%

生产现状生产现状

西南山地玉米产业发展的总体趋势西南山地玉米产业发展的总体趋势

更高产玉米新品种选育更高产玉米新品种选育——高产是永恒主题高产是永恒主题满足多元化需要满足多元化需要 -------- 产业发展趋势产业发展趋势机械化种植机械化种植 -------- 玉米生产发展方向玉米生产发展方向安全高效安全高效 -------- 产业经济社会效益统一产业经济社会效益统一

总体目标总体目标 : : 高产、优质、高效、生态、安全高产、优质、高效、生态、安全


• 玉米生产面临的生态、环境条件日益恶化玉米生产面临的生态、环境条件日益恶化• 从事农业（玉米）生产的劳动力日益缺乏从事农业（玉米）生产的劳动力日益缺乏• 玉米种植面积不可能持续增加，还将下降玉米种植面积不可能持续增加，还将下降• 农业经济增长方式正在或将发生巨大转变农业经济增长方式正在或将发生巨大转变• 国际玉米种业集团进入我国带来的激烈竞争国际玉米种业集团进入我国带来的激烈竞争

二、西南玉米育种面临的挑战二、西南玉米育种面临的挑战

2006 年重庆干旱

干旱是制约该区玉米非生物胁迫最严重因素之一，且日益严重干旱是制约该区玉米非生物胁迫最严重因素之一，且日益严重过去降雨较多的四川、重庆等省、直辖市过去降雨较多的四川、重庆等省、直辖市近年来也连续发生干旱，且有加重的趋势近年来也连续发生干旱，且有加重的趋势

2007 年四川干旱

1. 1. 玉米生产面临的生态、环境日益恶化玉米生产面临的生态、环境日益恶化

干旱气候异常是制约该区玉米非生物胁迫主要因素，且日益严重干旱气候异常是制约该区玉米非生物胁迫主要因素，且日益严重

51%25%

18%6%

旱灾低温霜冻洪涝病虫害等

云南近 10 年平均作物受灾面积达23%


20102010 年贵州春大旱年贵州春大旱

㎝

短时降雨频率高、强度大，阵性大风增多；短时降雨频率高、强度大，阵性大风增多；苗期低温时间延长，成熟期高温频率增多；苗期低温时间延长，成熟期高温频率增多；病、虫害种类增多且呈日益严重趋势病、虫害种类增多且呈日益严重趋势（弯孢叶斑病，灰斑病，穗腐病，纹枯病；椿像，玉（弯孢叶斑病，灰斑病，穗腐病，纹枯病；椿像，玉

米螟等）米螟等）

其他生物、非生物胁迫因素多而呈不断严重的趋势其他生物、非生物胁迫因素多而呈不断严重的趋势1. 1. 玉米生产面临的生态、环境日益恶化玉米生产面临的生态、环境日益恶化

重金属污染种类多且严重，公共安全事故呈恶化态势重金属污染种类多且严重，公共安全事故呈恶化态势我国受重金属污染的耕地面积约占耕地总面积我国受重金属污染的耕地面积约占耕地总面积 1/51/5 ，西南地区则，西南地区则高达高达 1/31/3 ；西南地区主要受铅、镉、砷等，有关毒害事件时有报；西南地区主要受铅、镉、砷等，有关毒害事件时有报道。道。


2. 2. 从事农业生产的劳动力日益缺乏从事农业生产的劳动力日益缺乏

面临劳动力数量不足、质量差。面临劳动力数量不足、质量差。劳动力日益缺乏，且先多为“三八六一劳动力日益缺乏，且先多为“三八六一九九”部队。九九”部队。面临劳动力日益缺乏的严峻挑战，加快玉米生产全程机械面临劳动力日益缺乏的严峻挑战，加快玉米生产全程机械化已成为必然发展趋势化已成为必然发展趋势

十年、二十后谁来为国家生产粮食？十年、二十后谁来为国家生产粮食？

3. 3. 玉米种植面积不可能持续增加，还将下降玉米种植面积不可能持续增加，还将下降

退耕还林还草，撂荒，城建、工业、交通、水电等占用，及不宜种机械化耕退耕还林还草，撂荒，城建、工业、交通、水电等占用，及不宜种机械化耕作的土地退耕，耕地刚性减少不可逆转作的土地退耕，耕地刚性减少不可逆转。提高单产是玉米生产的发展方向。提高单产是玉米生产的发展方向

传统的狭义的“粮食安全”向现代的广义的“食物安全的转变传统的狭义的“粮食安全”向现代的广义的“食物安全的转变传统的粗放型向依靠效率提高的集约型转变传统的粗放型向依靠效率提高的集约型转变实现产品优质化、布局区域化、生产集约化、经营产业与可持续发展实现产品优质化、布局区域化、生产集约化、经营产业与可持续发展耕作制度变革与环境友好，低碳高效型玉米新品种选育与推广已成为必耕作制度变革与环境友好，低碳高效型玉米新品种选育与推广已成为必然然

4.4.农业经济增长方式正发生着巨大转变农业经济增长方式正发生着巨大转变

先锋、孟山都与利马格兰国际知名种业集团把中国作为海外先锋、孟山都与利马格兰国际知名种业集团把中国作为海外拓展的主要市场拓展的主要市场

泰国正大泰国正大 8080 年代就把西南作为杂交种生产基地；建立育年代就把西南作为杂交种生产基地；建立育种基地；审定推广了正大种基地；审定推广了正大 619619 、迪卡、迪卡 888888 等杂交种等杂交种

先锋、孟山都现已在西南设立研发中心，或参股合资办公司，先锋、孟山都现已在西南设立研发中心，或参股合资办公司，或建设育种试验站或建设育种试验站

国外种业集团雄厚的技术资金，丰富的种质资源，崭新的育国外种业集团雄厚的技术资金，丰富的种质资源，崭新的育种理念，科学的推广体系，完善的管理制度，严格的质量控种理念，科学的推广体系，完善的管理制度，严格的质量控制，带来了严峻挑战制，带来了严峻挑战

5.5.国际玉米种业集团进入我国带来的激烈竞国际玉米种业集团进入我国带来的激烈竞争争

除优质高产、抗病抗逆等特性以外除优质高产、抗病抗逆等特性以外杂交种子耐加工，栽培管理简约，全程机械化管理杂交种子耐加工，栽培管理简约，全程机械化管理

大穗为育种目标，过份强调高产大穗为育种目标，过份强调高产造成育成品种抗倒、耐密抗逆性较差造成育成品种抗倒、耐密抗逆性较差自交系选育过份强调产量的配合力自交系选育过份强调产量的配合力忽视农艺性状、特别是制种产量与种子质量忽视农艺性状、特别是制种产量与种子质量

多年推广高秆、大穗品种，种质资源利用多年推广高秆、大穗品种，种质资源利用注重丰产性而忽视抗病抗逆特性注重丰产性而忽视抗病抗逆特性

三、西南玉米育种存在的差距三、西南玉米育种存在的差距 1. 1. 育种目标与产品质量差距育种目标与产品质量差距

种质血缘不清晰，杂优类群不明确，杂优模型多而种质血缘不清晰，杂优类群不明确，杂优模型多而混乱，难以用来指导种质资源的扩增、改良与创新混乱，难以用来指导种质资源的扩增、改良与创新

先锋公司拥有世界玉米种质的先锋公司拥有世界玉米种质的 60%60% ，仍很，仍很重视种质资源的继续收集与创新研究重视种质资源的继续收集与创新研究西南玉米种质较为狭窄，生产上大面积推广杂西南玉米种质较为狭窄，生产上大面积推广杂交种多集中在交种多集中在 7859978599与与 7869878698 ，或，或 SuwanSuwan种质种质

极为重视种质资源研究，拥有庞大的公益极为重视种质资源研究，拥有庞大的公益性研究机构进行资源的收集、改良与创新性研究机构进行资源的收集、改良与创新

三、西南玉米育种存在的差距三、西南玉米育种存在的差距 2. 2. 种质资源研究严重滞后种质资源研究严重滞后

抗病与抗虫抗病与抗虫本区玉米生长季节气候高温多湿、阴雨寡照本区玉米生长季节气候高温多湿、阴雨寡照 , , 病虫害病虫害(( 大斑病、小斑病、纹枯病、灰斑病、青枯病、穗粒腐病、大斑病、小斑病、纹枯病、灰斑病、青枯病、穗粒腐病、丝黑穗病、玉米螟、蚜虫、椿蟓等丝黑穗病、玉米螟、蚜虫、椿蟓等 )) 种类多种类多 , , 易流行成易流行成灾灾 , , 是影响玉米高产稳产和食物安全的第一生物胁迫因素。是影响玉米高产稳产和食物安全的第一生物胁迫因素。

1. 1. 调整育种目标，确定主攻方向调整育种目标，确定主攻方向四、西南玉米育种的对策措施四、西南玉米育种的对策措施

培育抗病抗虫玉米品种是西南地区玉米育种的主培育抗病抗虫玉米品种是西南地区玉米育种的主攻方向之一攻方向之一

耐旱与耐瘠耐旱与耐瘠干旱是影响西南山地玉米区玉米高产稳产的第一非生物胁迫干旱是影响西南山地玉米区玉米高产稳产的第一非生物胁迫

因素。从生物学角度讲因素。从生物学角度讲 , , 要求玉米完全抗旱是不可能的。要求玉米完全抗旱是不可能的。应应把耐旱品种选育列为本区今后育种工作的重点。把耐旱品种选育列为本区今后育种工作的重点。西南地区种植玉米的旱坡地土壤瘠薄西南地区种植玉米的旱坡地土壤瘠薄 , , 土壤有机质含量低土壤有机质含量低 ,,保水保肥能力差保水保肥能力差 , , 有效磷钾供给缺乏有效磷钾供给缺乏 , , 是制约玉米产量提是制约玉米产量提高的重要因素高的重要因素。选育氮磷钾高效利用的杂交种是本区玉米育选育氮磷钾高效利用的杂交种是本区玉米育种工作的又一重点种工作的又一重点


适应全程机械化生产适应全程机械化生产从目前及今后农村劳动力状况看从目前及今后农村劳动力状况看 , , 提高玉米机械化种植水平提高玉米机械化种植水平已成必然的发展趋势。已成必然的发展趋势。选育适宜机械化种植的玉米新品种也选育适宜机械化种植的玉米新品种也是需要重点解决的问题是需要重点解决的问题。。

一个适合机械化种植的玉米品种要求杂交种一代能适度耐密一个适合机械化种植的玉米品种要求杂交种一代能适度耐密植植 , , 植株半紧凑植株半紧凑 , , 株高、穗位高整齐一致株高、穗位高整齐一致 , , 同期成熟同期成熟 , , 茎秆坚韧茎秆坚韧 , , 抗病抗倒抗病抗倒 , , 灌浆脱水快灌浆脱水快 , , 同时种子粒大适中、同时种子粒大适中、圆粒、均匀、饱满、发芽势强、发芽率高、苗势旺。圆粒、均匀、饱满、发芽势强、发芽率高、苗势旺。更加强更加强调新品种的种子质量是今后玉米育种的发展趋势调新品种的种子质量是今后玉米育种的发展趋势


适应耕作制度改革的需要适应耕作制度改革的需要目前西南地区玉米间套种植的耕作方式显然不适应玉米机械目前西南地区玉米间套种植的耕作方式显然不适应玉米机械化种植发展的要求化种植发展的要求 , , 春播地区要改现在窄行间套种植为宽行复春播地区要改现在窄行间套种植为宽行复合带状种植，夏播地区宜改目前的间套种植为净作种植，改现在合带状种植，夏播地区宜改目前的间套种植为净作种植，改现在春播间套种植为夏播净作种植，这极可能是今后西南地区玉米种春播间套种植为夏播净作种植，这极可能是今后西南地区玉米种植制度改革的发展方向植制度改革的发展方向

1. 1. 调整育种目标，确定主攻方向调整育种目标，确定主攻方向

应把选育早熟、苗期耐高温高湿、生育后期耐高温逼熟、适宜应把选育早熟、苗期耐高温高湿、生育后期耐高温逼熟、适宜夏播的高产新品种增列为西南杂交玉米育种新的研究方向夏播的高产新品种增列为西南杂交玉米育种新的研究方向

四、西南玉米育种的对策措施四、西南玉米育种的对策措施

注重有利于机械化种植性状改良，注重有利于机械化种植性状改良，适应玉米生产未来种植方式的变革适应玉米生产未来种植方式的变革

注重有利于机播、机管、机收品种特性的改良与培育，注重有利于机播、机管、机收品种特性的改良与培育，适应玉米生产机械化的发展需求适应玉米生产机械化的发展需求发展现存的间套种植模式，实行宽幅带状种植，既发展现存的间套种植模式，实行宽幅带状种植，既有利于机械化耕作，又有利于全年平衡增长有利于机械化耕作，又有利于全年平衡增长新型宽幅带状间套作与轮作，充分利用生物多样性原新型宽幅带状间套作与轮作，充分利用生物多样性原理，平衡土壤营养元素，控制病虫害方式，持续稳定增产理，平衡土壤营养元素，控制病虫害方式，持续稳定增产

拓展饲草玉米育种新方向拓展饲草玉米育种新方向西南地区无霜期长、热量资源丰富西南地区无霜期长、热量资源丰富 , , 但阴雨寡照但阴雨寡照 , , 大部分大部分地区虽不太适合玉米籽粒的生产地区虽不太适合玉米籽粒的生产 , , 但很适宜玉米茎叶生长但很适宜玉米茎叶生长 ; ; 同同时在农区发展草食动物存在着饲料严重不足和与粮争地、与畜争时在农区发展草食动物存在着饲料严重不足和与粮争地、与畜争粮的矛盾，发展饲草玉米有助于实现经济社会生态效益协调统一。粮的矛盾，发展饲草玉米有助于实现经济社会生态效益协调统一。

1. 1. 调整育种目标，确定主攻方向调整育种目标，确定主攻方向

应从因地制宜和农业产业结构调整的需求来看应从因地制宜和农业产业结构调整的需求来看 , , 利用玉米作为种子利用玉米作为种子生产载体与四倍体多年生大刍草杂交生产载体与四倍体多年生大刍草杂交 , , 选育多分蘖、生长快、一年选育多分蘖、生长快、一年刈割多次、光周期钝感、多季多年持续高产、冬季耐低温、主要利刈割多次、光周期钝感、多季多年持续高产、冬季耐低温、主要利用营养体优势的多年生“饲草玉米”新品种，应是今后西南地区玉用营养体优势的多年生“饲草玉米”新品种，应是今后西南地区玉米育种的重要创新途径。米育种的重要创新途径。

四、西南玉米育种的对策措施四、西南玉米育种的对策措施

×

×

① ②

③

④ ⑤饲草玉米饲草玉米(2n=30)(2n=30)

PP11(2n=20)(2n=20)

P2(2n=40) 代换系代换系(2n=20)(2n=20)

饲草玉米的选育饲草玉米的选育

墨西哥大刍草

饲草玉米

四川洪雅县希望集团、蒙牛集团发展“饲草玉四川洪雅县希望集团、蒙牛集团发展“饲草玉米”经济效应极为明显；四川阆中市种植“饲草米”经济效应极为明显；四川阆中市种植“饲草玉米”发展草食动物，经济、生态效益显著。玉米”发展草食动物，经济、生态效益显著。

利用玉米近缘材料培育出的饲草玉米，与传统籽实作物不同。它更能够发挥植物生长的生理学优势，利用植物的逻辑斯蒂生长规律，对光照强度要求不高，对气候和土地资源的时间匹配性要求不严，能够减少漏光现象，提高光能利用效率，其生物产量和经济产量较高，营养价值好，生产潜力大。　　饲草玉米在我国农业可持续发展中，对促进饲草资源开发，解决因人畜共粮而导致饲料粮短缺问题，促进农业结构调整，促进生态环境建设，促进现代化农业发展等方面，都将发挥重要作用。

展　望展　望

明确杂优类群，简化杂优模式明确杂优类群，简化杂优模式• 了解玉米杂优类群和杂优模式有助于减少育种盲目性了解玉米杂优类群和杂优模式有助于减少育种盲目性变变完全双列杂交完全双列杂交为为部分部分双列杂交双列杂交，提高育种效率，提高育种效率• 玉米杂优类群划分应遵循：玉米杂优类群划分应遵循：经济性，地区性，主观性，变化性经济性，地区性，主观性，变化性创新种质时，必须根据种质现状、杂交育种实际需要创新种质时，必须根据种质现状、杂交育种实际需要和生态生产特点，确定杂优类群，构建杂优模式和生态生产特点，确定杂优类群，构建杂优模式

2. 2. 改良创新育种种质改良创新育种种质四、西南玉米育种的对策措施四、西南玉米育种的对策措施

明确杂优类群，简化杂优模式明确杂优类群，简化杂优模式• 依据多年的经验与教训，提出以下三种类群依据多年的经验与教训，提出以下三种类群 ReidReid ，， Non-ReidNon-Reid ，热带，热带 (( 地方地方 )) 种质种质• 构建杂优模式：构建杂优模式：简化为简化为 ;; 温带种质温带种质××热带（亚热带或地方）种质热带（亚热带或地方）种质自育系自育系××外引系（国外或北方）外引系（国外或北方）

2. 2. 改良创新育种种质改良创新育种种质四、西南玉米育种的对策措施四、西南玉米育种的对策措施

Reid系非非 ReidReid系系

热带系热带系

因地

温带系温带系

平坝丘陵区平坝丘陵区

山区山区山区山区

明确杂优类群，简化杂优模式明确杂优类群，简化杂优模式

明确杂优类群，简化杂优模式明确杂优类群，简化杂优模式杂种优势群和杂种优势配对模式的构建杂种优势群和杂种优势配对模式的构建 ◎ ◎ 以产量和产量性状以产量和产量性状 GCAGCA 为主要指标，结合主要抗性（抗主要病害、抗倒为主要指标，结合主要抗性（抗主要病害、抗倒伏）筛选地方品种初级杂优类群；伏）筛选地方品种初级杂优类群；

◎◎ 以产量和产量性状以产量和产量性状 SCASCA 为主要指标，以美国两大杂优群及其衍生群体为主为主要指标，以美国两大杂优群及其衍生群体为主要测验种，筛选地方初级杂优类群与国外杂优势类群间的配对模式；要测验种，筛选地方初级杂优类群与国外杂优势类群间的配对模式；

◎◎ “坚持国外基础杂种优势群不交叉混血，坚持地方品种“坚持国外基础杂种优势群不交叉混血，坚持地方品种 ×× ”外引群体配对原”外引群体配对原则，构建新的杂种优势模式；则，构建新的杂种优势模式；

◎◎ 宜选用与被改良群体杂优类群对应群体骨干自交系为测验种，采用循环育种宜选用与被改良群体杂优类群对应群体骨干自交系为测验种，采用循环育种策略，既有助于改良群体策略，既有助于改良群体 SCASCA和和 GCAGCA，还有助于拉大群体间的遗传距离。，还有助于拉大群体间的遗传距离。

四、西南玉米育种的对策措施四、西南玉米育种的对策措施 2. 2. 改良创新育种种质改良创新育种种质

明确杂优类群，简化杂优模式明确杂优类群，简化杂优模式西南玉米杂交育种的主要杂优模式西南玉米杂交育种的主要杂优模式

A: A: 非非 Reid Reid 群（代表系群（代表系 : 18-599: 18-599）） B: ReidB: Reid群群 ((代表系代表系 : 478) : 478) C: C: 热带和地方种质群热带和地方种质群 ((代表系代表系 : S37, 21-ES: S37, 21-ES、、 7777和交和交 51)51)

A×B A×B 丘陵区（川单丘陵区（川单 1313）） A×C A×C 山区或低纬度（川单山区或低纬度（川单 2929）） B×C B×C 山区（川单山区（川单 1414））


明确杂优类群，简化杂优模式明确杂优类群，简化杂优模式杂种优势群和杂种优势配对模式的构建杂种优势群和杂种优势配对模式的构建应采用群体性状的遗传结构的测定的群体改良与自交系和杂交种选育相应采用群体性状的遗传结构的测定的群体改良与自交系和杂交种选育相

结合的玉米遗传育种新方法。实践证明，应用结合的玉米遗传育种新方法。实践证明，应用三重测交设计（三重测交设计（ Triple Triple Test CrossTest Cross ，简称，简称 TTCTTC ），），既可以更准确选择改良基础群体的轮回既可以更准确选择改良基础群体的轮回

选择方案，又可更好地制定从群体中选育自交系的方案，也可以预知所选择方案，又可更好地制定从群体中选育自交系的方案，也可以预知所

测定的亲本测定的亲本 GCAGCA对杂交组合选配的可靠程度，实现玉米性状的遗传变异对杂交组合选配的可靠程度，实现玉米性状的遗传变异

研究、群体改良与自交系和杂交种同步进行，提高选择的准确性，缩短研究、群体改良与自交系和杂交种同步进行，提高选择的准确性，缩短

选育自交系和组配杂交种的时间，加快育种进程。选育自交系和组配杂交种的时间，加快育种进程。


应开展的主要工作应开展的主要工作基础种质评价与分析基础种质评价与分析• 以综合采用常规方法与现代育种技术以综合采用常规方法与现代育种技术 , , 多年多点、生物非生物强胁迫条多年多点、生物非生物强胁迫条件对外引和国内主要种质材料进行鉴定与评价；件对外引和国内主要种质材料进行鉴定与评价；

• 重点研究：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成等

• 重点探明：重点探明：群体育种潜势群体育种潜势 , , 筛选抗病、耐旱、耐瘠、耐密、养分高效、筛选抗病、耐旱、耐瘠、耐密、养分高效、自身产量高、配合力强的新种质自身产量高、配合力强的新种质

• 重点筛选：重点筛选：耐旱耐瘠、耐适度密植和抗区域主要病害的种质材料耐旱耐瘠、耐适度密植和抗区域主要病害的种质材料


应开展的主要工作应开展的主要工作育种用群体合成与改良育种用群体合成与改良• 根据西南玉米产区的生态、生产条件和玉米产业的发展需要根据西南玉米产区的生态、生产条件和玉米产业的发展需要 , , 遵循该区所用种质杂优类遵循该区所用种质杂优类群及杂交种组配模式群及杂交种组配模式 , , 在国内外玉米种质鉴定的基础上在国内外玉米种质鉴定的基础上 , , 按杂优类群选择自身性状优按杂优类群选择自身性状优良、配合力高且彼此又有一定差异的材料（良、配合力高且彼此又有一定差异的材料（ 66个以上骨干自交系个以上骨干自交系）） , , 合成群体合成群体

• 依据群体遗传育种潜势评价的基础依据群体遗传育种潜势评价的基础 , , 针对群体存在的问题针对群体存在的问题 , , 确定好选择目标性状和选择确定好选择目标性状和选择强度强度 , , 并利用适当的轮回选择方法进行改良并利用适当的轮回选择方法进行改良（半同胞互相轮回选择，三重测交方法）（半同胞互相轮回选择，三重测交方法）

• 在群体改良过程中在群体改良过程中 , , 应定期研究群体改良进展应定期研究群体改良进展 , , 及时调整改良方案和添加目标性状基因及时调整改良方案和添加目标性状基因

• 在利用人工合成改良群体选系前在利用人工合成改良群体选系前 , , 应根据群体遗传特性和自交后代配合力表现，采取相应根据群体遗传特性和自交后代配合力表现，采取相

应的选系策略和方法应的选系策略和方法


应开展的主要工作应开展的主要工作特异育种材料创新特异育种材料创新• 针对危害西南山地玉米区的主要病虫害和非生物逆境针对危害西南山地玉米区的主要病虫害和非生物逆境 , , 以及玉米以及玉米

耕作制度改革和发展玉米生产全程机械化的需要，采用基因工程育耕作制度改革和发展玉米生产全程机械化的需要，采用基因工程育

种技术和远缘杂交育种方法：种技术和远缘杂交育种方法：

利用利用近缘种属的抗旱、耐瘠、抗病、优质等优良基因近缘种属的抗旱、耐瘠、抗病、优质等优良基因

发掘发掘异源种属中的抗虫、抗逆等特异基因资源异源种属中的抗虫、抗逆等特异基因资源

创制创制玉米杂交育种用特异新种质玉米杂交育种用特异新种质


衡量自交系衡量自交系优劣的标准优劣的标准

自身产量高自身产量高高抗主要病害高抗主要病害配合力高配合力高

一般配合力一般配合力

(GCA)

特殊配合力特殊配合力

(SCA)

四、西南玉米育种的对策措施四、西南玉米育种的对策措施 3. 3. 突破性自交系选育突破性自交系选育

“优良自交系的选育是杂交种选育的基础和关键。“优良自交系的选育是杂交种选育的基础和关键。玉米杂交种选育，难在选玉米杂交种选育，难在选系，重在组配，关键是自交系的配合力系，重在组配，关键是自交系的配合力”” --------李竞雄李竞雄

• 突破性种质的创制突破性种质的创制 ,,尤其是要注重特异新基因的发掘与利用尤其是要注重特异新基因的发掘与利用

• 选育过程中，要把产量一般配合力选育过程中，要把产量一般配合力 (GCA)(GCA)作为重要选择标准作为重要选择标准 , , 以自交衰退慢以自交衰退慢

的株系为主要选择对象，将优株自交、姊妹交或多株混粉交替进行，打破有利的株系为主要选择对象，将优株自交、姊妹交或多株混粉交替进行，打破有利

基因与不利基因连锁，提高优良基因及优良基因型频率，降低自交衰退程度基因与不利基因连锁，提高优良基因及优良基因型频率，降低自交衰退程度

• 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

术相结合术相结合

• 加大选系鉴定力度加大选系鉴定力度 ,,重点开展多年多点、高密度、强生物非生物胁迫条件的鉴重点开展多年多点、高密度、强生物非生物胁迫条件的鉴

定及产量测定定及产量测定

四、西南玉米育种的对策措施四、西南玉米育种的对策措施 3. 3. 突破性自交系选育突破性自交系选育

增加种植密度，加大选择压力增加种植密度，加大选择压力多年来选育和推广高秆大穗型品种，导致多数品种在稍多年来选育和推广高秆大穗型品种，导致多数品种在稍高密度和逆境下表现出空秆、秃尖、倒伏和病害加重高密度和逆境下表现出空秆、秃尖、倒伏和病害加重 , , 稳产性差稳产性差

随着该区耕作制度的改革，增加种植密度不可逆转随着该区耕作制度的改革，增加种植密度不可逆转

通过选育和推广耐密品种、增加大田种植密度提高玉通过选育和推广耐密品种、增加大田种植密度提高玉

米单产是西南区玉米育种的发展方向米单产是西南区玉米育种的发展方向

四、西南玉米育种的对策措施四、西南玉米育种的对策措施 4. 4. 改进育种方法改进育种方法

增加种植密度，加大选择压力增加种植密度，加大选择压力密植育种法可以淘汰那些对微环境敏感的基因型，鉴定出材料的抗密植育种法可以淘汰那些对微环境敏感的基因型，鉴定出材料的抗

倒伏能力、抗病能力和结实特性，如空秆率、果穗的整齐度和结实倒伏能力、抗病能力和结实特性，如空秆率、果穗的整齐度和结实

率等，提高品种的适应性和稳产能力率等，提高品种的适应性和稳产能力

结合西南地区生态特点、现有种质资源情况及育种实践结合西南地区生态特点、现有种质资源情况及育种实践 ,,• 建议的高密度：建议的高密度：杂交组合鉴定，杂交组合鉴定， 1.51.5～～ 2.02.0；自交系选育：；自交系选育： 2.0 2.0 ～～ 3.03.0• 适宜高密度胁迫的时期：适宜高密度胁迫的时期：总体原则：高密度与正常密度交替进行。杂交组总体原则：高密度与正常密度交替进行。杂交组合，杂交组合初步鉴定，较高密度；多点鉴定，正常密度或较低高密度。合，杂交组合初步鉴定，较高密度；多点鉴定，正常密度或较低高密度。自交系选育，自交系选育， S0S0～～ S3S3 ，较高密度，，较高密度， S4S4～～ S5S5 ，较低高密度。，较低高密度。


完善玉米育种体系，实施南北穿梭育种完善玉米育种体系，实施南北穿梭育种以新疆、甘肃为代表的我国西北一些地区，具有玉米杂交制种的十分优越的以新疆、甘肃为代表的我国西北一些地区，具有玉米杂交制种的十分优越的

光温水条件，是我国杂交玉米制种最理想的地区。光温水条件，是我国杂交玉米制种最理想的地区。

我国西南地区自育自交系，常因其具有较强的光周期反应，不能用做母本在我国西南地区自育自交系，常因其具有较强的光周期反应，不能用做母本在

我国西北地区制种。我国西北地区制种。

培育既适应西南平丘、河谷地区玉米生态生产条件种植培育既适应西南平丘、河谷地区玉米生态生产条件种植 , , 又能在我国西北地又能在我国西北地

区杂交制种的优良品种是今后该区玉米杂交育种的一个新趋势。区杂交制种的优良品种是今后该区玉米杂交育种的一个新趋势。

采用南北穿梭育种方式，在一定程度上钝化西南地区自育自交系的采用南北穿梭育种方式，在一定程度上钝化西南地区自育自交系的

光周期特性，是我国西南地区杂交玉米商业化育种的重要技术路线光周期特性，是我国西南地区杂交玉米商业化育种的重要技术路线


加快我国玉米南方种子生产基地建设加快我国玉米南方种子生产基地建设 , , 满足西南特殊生满足西南特殊生态条件所需杂交种的繁育与制种态条件所需杂交种的繁育与制种

育种和生产的实践表明，适应西南山地的玉米优良杂交种，其亲本双方或育种和生产的实践表明，适应西南山地的玉米优良杂交种，其亲本双方或

一方均含有一定比例的热带种质血缘，或一方纯粹为热带种质选系，这些一方均含有一定比例的热带种质血缘，或一方纯粹为热带种质选系，这些

组合的亲本自交系难以通过南北穿梭育种方法钝化其光周期特性，使得不组合的亲本自交系难以通过南北穿梭育种方法钝化其光周期特性，使得不

能利用我国西北地区制种基地繁殖亲本和配制杂交一代种。能利用我国西北地区制种基地繁殖亲本和配制杂交一代种。

充分利用我国四川西昌和云南西双版纳等地的光温水和土地潜力充分利用我国四川西昌和云南西双版纳等地的光温水和土地潜力

等有利条件，加快建设我国南方玉米种子生产基地建设，解决西南等有利条件，加快建设我国南方玉米种子生产基地建设，解决西南

特殊生态条件所需和生产所需杂交种的繁育与制种，也应作为该区特殊生态条件所需和生产所需杂交种的繁育与制种，也应作为该区

玉米育种发展的战略问题来考虑玉米育种发展的战略问题来考虑


四川安宁河流域（凉山州、攀枝花市）生产玉米种子优势四川安宁河流域（凉山州、攀枝花市）生产玉米种子优势独特独特

光热水资源丰富。年均温度光热水资源丰富。年均温度 16.6—18.2℃16.6—18.2℃ ，昼夜温差大，降雨量为，昼夜温差大，降雨量为 960960—1100mm—1100mm ，多集中在，多集中在 6-96-9 月，干湿季分明，年日照时数月，干湿季分明，年日照时数 2074—24312074—2431小时，相对湿度为小时，相对湿度为 58—60%58—60% ，具备含热带血缘和硬粒型杂交玉米种子生产，具备含热带血缘和硬粒型杂交玉米种子生产的独特自然优势。的独特自然优势。

单产潜力大，收获季节早，种子商品性好。平均单产单产潜力大，收获季节早，种子商品性好。平均单产 350350公斤，收获期为公斤，收获期为 99月份，较西北提早月份，较西北提早 1-21-2个月，种子基本上为自然干燥，其含水量可达个月，种子基本上为自然干燥，其含水量可达 12.5%12.5%

以下，籽粒大而饱满，外观色泽好，商品性极佳。以下，籽粒大而饱满，外观色泽好，商品性极佳。种子外运交通条件较好。基本形成以城市为中心，以国、省、县道为主骨架，种子外运交通条件较好。基本形成以城市为中心，以国、省、县道为主骨架，

遍布乡镇，方便快捷的交通运输网络。遍布乡镇，方便快捷的交通运输网络。

四、西南玉米育种的对策措施四、西南玉米育种的对策措施加快我国玉米南方种子生产基地建设加快我国玉米南方种子生产基地建设 , , 满足西南特殊生态满足西南特殊生态条件所需杂交种的繁育与制种条件所需杂交种的繁育与制种

安宁河流域（凉山州、攀枝花市）种子生产现状安宁河流域（凉山州、攀枝花市）种子生产现状凉山州西昌市凉山州西昌市 20132013年制种面积达年制种面积达 55万亩以上，单产万亩以上，单产 350350公斤公斤生产品种近生产品种近 8080个，主要为正大系列、迪卡系列、雅玉系列、贵个，主要为正大系列、迪卡系列、雅玉系列、贵玉、黔单、黔玉等玉、黔单、黔玉等

四、西南玉米育种的对策措施四、西南玉米育种的对策措施加快我国玉米南方种子生产基地建设加快我国玉米南方种子生产基地建设 , , 满足西南特殊生态满足西南特殊生态条件所需杂交种的繁育与制种条件所需杂交种的繁育与制种

该地区已经成为我国西南杂交玉米种子生产的重要基地该地区已经成为我国西南杂交玉米种子生产的重要基地

加快育种新技术的开发与应用加快育种新技术的开发与应用育种育种新技术、新方法如转基因技术、分子标记辅助育种和双单倍体育育种育种新技术、新方法如转基因技术、分子标记辅助育种和双单倍体育

种等都已经在先锋和孟山都等公司广泛应用。我国在研究和应用这些新技种等都已经在先锋和孟山都等公司广泛应用。我国在研究和应用这些新技

术选育玉米自交系和杂交种方面还存在很大的差距术选育玉米自交系和杂交种方面还存在很大的差距

• 玉米转基因育种存在的主要问题是克隆技术不完善、具有自主知识产权的基因很少和玉米转基因育种存在的主要问题是克隆技术不完善、具有自主知识产权的基因很少和

缺乏规模化的高效遗传转化技术，缺乏规模化的高效遗传转化技术，这些是需要重点解决的问题这些是需要重点解决的问题

• 分子标记辅助育种虽然已经取得了很大的进展，但很少有报道育成的品系或品种，绝分子标记辅助育种虽然已经取得了很大的进展，但很少有报道育成的品系或品种，绝

大多数研究仍停留在标记鉴定、定位和作图，大多数研究仍停留在标记鉴定、定位和作图，今后研究的重点是发展廉价、准确、高今后研究的重点是发展廉价、准确、高

通量的分子检测技术和功能分子标记开发通量的分子检测技术和功能分子标记开发

• 很多育种单位在开展单倍体诱导选系研究很多育种单位在开展单倍体诱导选系研究 , , 并已初步建立较完善的育种体系，并已初步建立较完善的育种体系，还需还需

要进一步改进和完善亲本选择、诱导系选择和单倍体加倍等技术环节要进一步改进和完善亲本选择、诱导系选择和单倍体加倍等技术环节


多学科、多种技术融多学科、多种技术融合合

优异种质优异基因

常规育种

转基因育种分子标记辅助育种

遗传学遗传学

基因组学基因组学生物信息学生物信息学

生理生化生理生化

品种

理论技术

生物技术的应用是玉米遗传育种的发展方向生物技术的应用是玉米遗传育种的发展方向

玉米分子标记辅助选择技术玉米转基因工程育种技术

玉米单倍体育种技术及种子生产技术玉米分子设计育种技术

http://imbgl.cropsci.uiuc.edu/

作物产量在内的经济学性状，受多基因控制，采用常规的育种技术作物产量在内的经济学性状，受多基因控制，采用常规的育种技术方法进行鉴定选择，因控制性状的单个基因效应较小，且易受环境方法进行鉴定选择，因控制性状的单个基因效应较小，且易受环境影响，最终导致选择的准确性差、选择效率低。影响，最终导致选择的准确性差、选择效率低。

玉米的多数抗病、抗逆性状属于微效多基因控制的数量性状，运用玉米的多数抗病、抗逆性状属于微效多基因控制的数量性状，运用常规的育种手段鉴定选择费时费力，收效甚微。常规的育种手段鉴定选择费时费力，收效甚微。

育种实践中，借助分子标记对目标性状的基因型进行选择，可以大育种实践中，借助分子标记对目标性状的基因型进行选择，可以大大地提高对玉米一些复杂性状的选择效率，加快育种进程，缩短育大地提高对玉米一些复杂性状的选择效率，加快育种进程，缩短育种年限。种年限。

1. 分子辅助标记选择是玉米育种的发展方向


孟山都 LOWA 试验站


玉米转基因工程育种是玉米育种的必然选择玉米转基因工程育种是玉米育种的必然选择作物转基因工程的优点：作物转基因工程的优点：

可利用远缘有利基因，定向转移有利基因，快速转移有利基因可利用远缘有利基因，定向转移有利基因，快速转移有利基因

作物转基因利用现状：作物转基因利用现状：

20092009年，年， 2424种作物，种作物， 2525个国家使用个国家使用

玉米，玉米， 2020余余个国家批准使用个国家批准使用 ,,占到总面积占到总面积 36%36%。美国，。美国， 32003200 余公余公

顷，顷， 70%70%以上面积。以上面积。多为两个基因（除草剂、抗玉米螟），三个基因多为两个基因（除草剂、抗玉米螟），三个基因

（除草剂、抗玉米螟、根际线虫）（除草剂、抗玉米螟、根际线虫）

作物转基因发展方向：作物转基因发展方向：由单基因向多基因发展，由简单性状向复杂性状发展，由抗性性状向产由单基因向多基因发展，由简单性状向复杂性状发展，由抗性性状向产

量、品质、营养、高效性状发展。量、品质、营养、高效性状发展。


先锋公司现代化全自动转基因检测温室

孟山都公司孟山都公司开发出“开发出“农达农达”杀雄制种技术。”杀雄制种技术。原理是在花粉形原理是在花粉形成期喷施“农达”除草剂杀死母本的花粉，植株生长正常，成期喷施“农达”除草剂杀死母本的花粉，植株生长正常，且不含新的转基因成分。该技术可提高制种纯度，降低去雄且不含新的转基因成分。该技术可提高制种纯度，降低去雄工作量和生产成本。工作量和生产成本。该基因与抗“农达”除草剂的基因相同该基因与抗“农达”除草剂的基因相同，只是启动子不同，只是启动子不同

新型雄性不育制种技术开始用于玉米制种新型雄性不育制种技术开始用于玉米制种

先锋公司先锋公司已经获得已经获得控制雄性不育控制雄性不育的的基因。基因。该基因控制花粉细胞质中的该基因控制花粉细胞质中的蛋白质合成，造成花粉败育，所转蛋白质合成，造成花粉败育，所转基因不遗传给杂交种后代，即商品基因不遗传给杂交种后代，即商品玉米中不含转基因成分。玉米中不含转基因成分。


● 常规育种技术与生物技术作为育种的重要途径，各有其优缺点，两者是相辅相成的关系，而不是相互替代的关系。常规育种在过去和现在 , 甚至在将来很长时间内都将是植物育种的基本途径，

● 生物技术育种以其特有的优越性将在育种上起着越来越大的作用，特别是能有效地解决杂交育种中所遇到的“杂交不亲和、杂种不育和杂种后代强烈分离”三大难题；

● 生物技术只是育种的一个重要环节；利用生物技术改造传统技术，提升常规技术水平，弥补常规技术的不足，提高育种效率。

现代生物技术与常规育种技术间的关系现代生物技术与常规育种技术间的关系


Research Institute

谢谢谢谢

潘 光 堂 四川农业大学玉米研究所

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潘　光　堂四川农业大学玉米研究所