各位老师:大家好!我是多线穿梭小组的董丽民,今天代表我们小组值日,小组成员有赵国强,石永刚,李四海,丁照华,高宏伟,孟玉兰,胡占卿,李文革,尤宪增,粱文科,余先驹,李友(组长)和我。
随着种植结构调整和种质的更新换代,市场品种的种植密度从稀植大穗向耐密品种已经完成了相应的过渡阶段。
在育种选系过程中,在保持自交系的各方面性状和配合力稳定增加的前提条件下,如何让所选出自交系适当合理的增加密度,在哪个世代作为密度筛选的主要世代等,就成为了能否实现目标的虽细致却又关键的问题。
我查阅一些与密度相关的影响因素文献作为理论支撑,再结合田间实践与大家共同讨论,共同学习。
耐密型品种的选育是提高玉米产量的重要途径。耐密性品种能够在高密度种植条件下保持较好的产量和农艺性状。此外,耐密性的遗传规律和鉴定方法也是影响育种选系过程中密度选择的重要因素。
株型是影响玉米亩产的关键因子,提高株型紧凑程度可以增加玉米种植密度,有利于增产。因此,在育种选系过程中,株型相关性状的变异分析对于指导玉米品种改良具有重要意义。
现代玉米育种过程中,全基因组选择与遗传改良技术的应用,使得育种者能够更有效地挖掘和利用耐密植关键调控基因,从而提高育种效率和产量。
基因影响与密度的关系。玉米的基因型与种植密度之间存在互作关系,这种互作关系影响了玉米的产量和农艺性状。
种植密度对玉米选系的遗传增益有显著影响。研究发现,随着种植密度的增加,某些性状的遗传增益呈现先降低后增加的趋势。
这表明在不同的种植密度下,育种材料的性状表现和遗传潜力会有所不同。高密度循环育种策略在我国逐步受到重视,成为创制玉米育种新材料的重要技术选择,但尚未有试验数据揭示育种材料性状对不同种植密度的选择响应。
探索玉米选系农艺性状遗传增益对种植密度的响应规律,为高密度循环育种提供理论依据。结果显示:联合方差分析表明,除倒伏率、倒折率外,抽丝期、散粉期、株高、穗位、雄穗分支数、穗夹角、叶向值、产量、穗行数、行粒数、百粒重、穗粗、穗长、秃尖长、粒深、容重、叶绿素含量等性状在世代群体间差异达到极显著水平。
随种植密度变化,选系群体产量与生育期呈负相关,与株高穗位呈显著正相关。因此,在提高密度压力筛选单株的过程中,可注重选择生育期较早的优良单株,但对群体株高穗位选择标准应适当降低。综合评价两类选系群体各世代性状及遗传增益表现,发现选系群体对种植密度的响应受遗传背景及世代共同影响。
环境因素的影响。利用2002—2009年国家东北早熟春玉米品种区域试验中对照品种生育期、产量和气候资料等相关数据,分析气候变暖对东北早熟春玉米生产及育种的影响。
气候变暖显著影响中国东北早熟春玉米的生育期、产量、生产栽培和育种。选育总生育期长、营养生长期短但生殖生长期长,耐密植的高产品种是东北春玉米适应气候变暖的育种方向。
在育种选系过程中,应用密度选择也是对耐逆性的筛选,在具体实施时,会有以下几个问题:
增加密度选择的世代。F1代杂种优势最大,为了更好的观察所选择的基础是否是最佳表现,不建议增加密度进行选择,种植该熟期段相对应的正常需求密度即可,如果早晚杂交可根据主要选择亲本的熟期进行调节密度,不需要额外增加密度。
F2代是高度分离世代,具有最丰富的遗传多样性,是增加密度选择的最好世代。增加密度对植株的部分农艺性状有很大影响,如株高、穗位、株型以及根系和茎秆抗性、果穗大小、穗行数、封尖性。在高度分离世代对主要农艺性状进行筛选,保留具有适应该密度的植株进入穗行,对最后选出的稳定自交系能否适应高密度种植具有重要的节点作用。
F3世代是在F2进行加密选择后选出的穗行,为了验证单株进入穗行依然适应加密环境,在F3世代仍然需要再进行一次加密选择,密度同F2代。
进入F4世代后不再需要增加密度选择,遵循优行选优株的原则,让F4世代直到稳定时,都能达到最佳表现,从而选出优秀的穗行。在海南加代时应特别注意,根据地力条件和是否二季的情况,可适当放宽种植密度,以保证加代穗行能够呈现正常表现。
增加密度的幅度。增加密度是必要的一个逆境选择条件,但是增加幅度是否合理是能够达到所需目标的重要因素,是很难把握的度。由大穗型到密植型的过渡阶段已经过去,当前大部分品种都可以适当合理加密种植,所以对于增加多少幅度不应一概而论,跟以下几个因素都或多或少有一定关系。
一是根据该基础双亲原本的杂交种种植密度进行适当调整,不宜跨度过大;
二是该基础双亲遗传距离的远近,遗传距离较远的不宜将密度放置过大;
三是与该基础匹配的相应亲本所在的熟期和密度,如早晚杂交,也是考虑加密幅度的重要条件;最后,选系后所配制杂交种所在的熟期和地域种植习惯,在此基础上适当增加密度即可。
本文参考相关密度文献在理论上了解与密度相关的因素,谈了一些我们在试验中的做法,由于篇幅原因,没有过多将原文内容代入,如对文献内容理解有误或者不透彻的地方,欢迎各位老师参阅原文并对我予以指出,以下附上相关文献的详细信息。对于我们在加密过程中的做法有理论悖论和做法欠妥的地方,请各位老师予以指正,不胜感激!问渠那得清如许,为有源头活水来!欢迎各位老师一起讨论学习!
参阅文献:
玉米基因型密度互作及耐密育种策略研究,杨锦忠,玉米科学,2014.2期;
玉米选系遗传增益对种植密度的选择响应,内蒙古大学硕士论文,2018.6.1;
再议玉米耐密型品种的选育鉴定及配套栽培技术,赵久然,玉米科学,2008.8.15;
基于齐319与黄早四改良后代的株型相关性状变异分析,赵满义,山地农业生物学报,20202.3.15
2022-2009年东北早熟春玉米生育期及产量变化,王玉莹,中国农业科学,2012.12.16;
现代玉米育种过程中的全基因组选择与遗传改良,王宝宝,第十九届中国作物学会学术年会论文摘要集,2020.11.8.