《玉米育種玉米育種》課件

玉米育種玉米育種是一個(gè)復(fù)雜而重要的領(lǐng)域，涉及遺傳學(xué)、植物生理學(xué)、生物技術(shù)和農(nóng)業(yè)實(shí)踐等多個(gè)學(xué)科。玉米育種的目標(biāo)是提高玉米產(chǎn)量、品質(zhì)和抗逆性，以滿足不斷增長(zhǎng)的人口對(duì)糧食的需求。課程概述玉米育種的重要性玉米是世界三大糧食作物之一，在糧食安全和經(jīng)濟(jì)發(fā)展中扮演重要角色。課程內(nèi)容涵蓋玉米起源、遺傳基礎(chǔ)、育種方法、新技術(shù)應(yīng)用等方面，為學(xué)生提供全面的玉米育種知識(shí)體系。學(xué)習(xí)目標(biāo)掌握玉米育種的基本原理和方法，了解國(guó)內(nèi)外玉米育種現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立進(jìn)行玉米育種研究的能力。玉米的起源和分布玉米起源于墨西哥，是世界四大谷物之一。玉米的栽培歷史悠久，可追溯到公元前7000年。玉米是重要的糧食作物，也是重要的飼料原料。玉米種植面積廣闊，主要分布在美洲、亞洲和非洲。中國(guó)是世界上玉米生產(chǎn)和消費(fèi)大國(guó)之一，玉米種植面積居世界首位。玉米的遺傳基礎(chǔ)染色體數(shù)目玉米擁有10對(duì)染色體，總共20條染色體，這些染色體攜帶著決定玉米性狀的遺傳信息。自花授粉玉米通常進(jìn)行自花授粉，雄花的花粉落在同一植株雌花柱頭上，完成受精過(guò)程?；蚪M結(jié)構(gòu)玉米擁有龐大的基因組，包含約32,000個(gè)基因，這些基因控制著玉米的各種性狀。雜交優(yōu)勢(shì)玉米雜交育種利用雜交優(yōu)勢(shì)，將不同基因型組合，創(chuàng)造出產(chǎn)量更高、抗逆性更強(qiáng)的雜交品種。主要經(jīng)濟(jì)性狀產(chǎn)量玉米產(chǎn)量是玉米育種的重要目標(biāo)之一，玉米育種家致力于培育高產(chǎn)玉米品種。品質(zhì)玉米品質(zhì)包括玉米的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值、加工品質(zhì)、貯藏品質(zhì)等方面?？鼓嫘杂衩椎目鼓嫘园共⌒?、抗蟲(chóng)性、抗旱性、抗寒性等。成熟期玉米成熟期是玉米育種的重要選擇目標(biāo)之一，適宜的成熟期能夠提高玉米的產(chǎn)量和品質(zhì)。基因資源及保護(hù)11.種質(zhì)資源的重要性玉米種質(zhì)資源是育種的寶貴財(cái)富，為培育高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、抗逆品種提供遺傳基礎(chǔ)。22.種質(zhì)資源收集與保存通過(guò)引種、采集、交換等途徑收集玉米種質(zhì)資源，并建立種質(zhì)資源庫(kù)，為長(zhǎng)期保存提供保障。33.種質(zhì)資源評(píng)價(jià)與利用對(duì)收集的種質(zhì)資源進(jìn)行遺傳分析和性狀評(píng)價(jià)，選育優(yōu)良品種，并進(jìn)行有效利用。44.法律法規(guī)保障制定相關(guān)法律法規(guī)，保護(hù)玉米種質(zhì)資源，防止流失和盜用，促進(jìn)可持續(xù)利用。選擇性狀的遺傳分析遺傳分析對(duì)于玉米育種至關(guān)重要，它能幫助我們理解各種性狀的遺傳規(guī)律，例如產(chǎn)量、抗病性、抗逆性等。通過(guò)分析遺傳規(guī)律，我們可以制定科學(xué)的育種策略，選擇優(yōu)良基因型并進(jìn)行雜交，培育出高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的玉米品種。1基因型分析測(cè)定目標(biāo)性狀的基因型2遺傳參數(shù)估計(jì)計(jì)算遺傳力、遺傳率等參數(shù)3數(shù)量性狀位點(diǎn)分析定位控制目標(biāo)性狀的基因4分子標(biāo)記輔助選擇利用分子標(biāo)記進(jìn)行基因選擇遺傳分析幫助我們理解玉米性狀的遺傳規(guī)律，為育種決策提供理論依據(jù)。通過(guò)基因型分析、遺傳參數(shù)估計(jì)、數(shù)量性狀位點(diǎn)分析等步驟，可以深入了解目標(biāo)性狀的遺傳機(jī)制。分子標(biāo)記輔助選擇等新技術(shù)可以加速育種進(jìn)程。選種的基本方法群體選擇根據(jù)玉米的表型，篩選優(yōu)良植株，進(jìn)而選擇優(yōu)良品種。個(gè)體選擇通過(guò)對(duì)個(gè)體玉米植株的觀察和測(cè)量，選擇具有優(yōu)良性狀的個(gè)體，進(jìn)一步培育優(yōu)良品種。系譜選擇追蹤玉米的遺傳系譜，選擇具有穩(wěn)定遺傳的優(yōu)良品種?；旌线x擇結(jié)合群體選擇和個(gè)體選擇，綜合考慮玉米的遺傳性和環(huán)境適應(yīng)性。純系選育基本原理純系選育是指從雜合群體中，通過(guò)連續(xù)自交，使基因型逐漸純合，最終獲得遺傳性狀穩(wěn)定、性狀一致的純系品種。純系選育方法主要應(yīng)用于自花授粉作物，例如水稻、小麥等。但對(duì)于玉米等異花授粉作物，也可以通過(guò)人工控制授粉來(lái)進(jìn)行純系選育。步驟流程純系選育過(guò)程包括連續(xù)自交、單株選擇、純系鑒定等步驟。通過(guò)連續(xù)自交，將雜合群體中不同基因型的個(gè)體分離出來(lái)，形成多個(gè)純系。然后，對(duì)這些純系進(jìn)行比較，選出優(yōu)良的純系作為生產(chǎn)品種。雜交育種11.雜種優(yōu)勢(shì)雜交育種利用雜種優(yōu)勢(shì)提高產(chǎn)量和品質(zhì)。22.配合力選擇具有高配合力的親本進(jìn)行雜交，獲得優(yōu)良雜交種。33.雜交種雜交種表現(xiàn)出優(yōu)于雙親的生長(zhǎng)勢(shì)、產(chǎn)量和抗逆性。44.育種方法包括輪回選擇、單交種、雙交種和三交種等育種方法。復(fù)合種育種概念復(fù)合種是指由多個(gè)純系或雜交種混合而成的一種雜合種。它結(jié)合了多個(gè)親本的優(yōu)點(diǎn)，例如高產(chǎn)、抗病、耐旱等。優(yōu)勢(shì)復(fù)合種能夠克服單一品種的缺陷，提高產(chǎn)量和穩(wěn)定性，并增強(qiáng)對(duì)環(huán)境變化的適應(yīng)能力。它更適合于大面積種植，有利于提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率。同質(zhì)系選育高度純合同質(zhì)系指的是基因型高度純合的玉米自交系，具有穩(wěn)定遺傳的特性。遺傳基礎(chǔ)在玉米育種中，同質(zhì)系是雜交育種的重要基礎(chǔ)材料，可以為雜交種的選育提供優(yōu)良親本。育種方法同質(zhì)系的選育方法主要包括自交、選擇和鑒定，需要經(jīng)過(guò)多年反復(fù)的培育和篩選。種質(zhì)評(píng)價(jià)與選擇田間試驗(yàn)田間試驗(yàn)評(píng)估品種的適應(yīng)性、產(chǎn)量、品質(zhì)等遺傳分析分析種質(zhì)的遺傳特性和基因型比較分析比較不同品種的優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì)分子標(biāo)記利用分子標(biāo)記輔助選擇，加速育種進(jìn)程玉米種子生產(chǎn)1品種選擇選擇優(yōu)良品種，確保種子質(zhì)量和產(chǎn)量2育種地選擇合適的土地，確保充足的光照、水分和養(yǎng)分，避免雜交污染3種子生產(chǎn)嚴(yán)格按照技術(shù)規(guī)范進(jìn)行種子生產(chǎn)，包括播種、田間管理、收獲、晾曬和精選等環(huán)節(jié)4種子檢驗(yàn)對(duì)種子進(jìn)行嚴(yán)格檢驗(yàn)，包括純度、發(fā)芽率、病蟲(chóng)害等指標(biāo)檢測(cè)5包裝儲(chǔ)藏將合格種子進(jìn)行包裝，并儲(chǔ)藏在通風(fēng)干燥的環(huán)境中品種登記與保護(hù)品種登記品種登記是保護(hù)育種成果的關(guān)鍵，有助于促進(jìn)品種的推廣和利用。品種保護(hù)品種保護(hù)旨在保護(hù)育種者的合法權(quán)益，防止侵權(quán)行為，促進(jìn)育種產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。品種推廣品種推廣需要科學(xué)合理的措施，確保優(yōu)良品種的推廣效果，提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效益。玉米育種發(fā)展趨勢(shì)11.基因編輯技術(shù)精準(zhǔn)基因編輯技術(shù)提高玉米產(chǎn)量和抗逆性，克服傳統(tǒng)育種的局限性。22.高通量篩選高通量表型和基因型分析加快育種進(jìn)程，提高育種效率。33.雜交育種模式利用雜種優(yōu)勢(shì)，提高產(chǎn)量，滿足日益增長(zhǎng)的糧食需求。44.抗逆性育種培育抗旱、抗病、耐鹽等抗逆性強(qiáng)的玉米品種，提高玉米的適應(yīng)性和穩(wěn)定性。玉米新技術(shù)在育種中的應(yīng)用玉米育種技術(shù)不斷發(fā)展，一些新技術(shù)開(kāi)始應(yīng)用于育種實(shí)踐，提升玉米產(chǎn)量和品質(zhì)。分子標(biāo)記輔助選擇、基因工程育種等新技術(shù)極大地提高了玉米育種效率。DNA分子標(biāo)記輔助選擇加速育種進(jìn)程利用分子標(biāo)記可以快速、準(zhǔn)確地識(shí)別優(yōu)良基因，縮短育種周期，提高育種效率。提高選擇效率可以早期識(shí)別目標(biāo)性狀，在幼苗階段就可進(jìn)行選擇，避免傳統(tǒng)方法需要等候到成熟期才能進(jìn)行選擇。精準(zhǔn)選擇可以識(shí)別出傳統(tǒng)方法難以識(shí)別或不易選擇的基因，如抗病基因、抗蟲(chóng)基因等，提高育種的精準(zhǔn)度?；蚬こ逃N轉(zhuǎn)基因玉米轉(zhuǎn)基因玉米是通過(guò)基因工程技術(shù)將外源基因?qū)胗衩谆蚪M中，以獲得優(yōu)良性狀的玉米品種?？瓜x(chóng)性轉(zhuǎn)基因玉米可以提高抗蟲(chóng)性，減少農(nóng)藥的使用，提高產(chǎn)量和降低生產(chǎn)成本?？钩輨┺D(zhuǎn)基因玉米可以提高抗除草劑性，簡(jiǎn)化田間管理，提高種植效率。高產(chǎn)性轉(zhuǎn)基因玉米可以提高產(chǎn)量，滿足日益增長(zhǎng)的糧食需求。育種目標(biāo)與策略高產(chǎn)提高玉米產(chǎn)量是育種的首要目標(biāo)，通過(guò)遺傳改良提高單株產(chǎn)量和群體產(chǎn)量。品質(zhì)提高玉米品質(zhì)，如提高籽粒蛋白含量、淀粉含量、油份含量等?？鼓嫘耘嘤共?、抗蟲(chóng)、抗旱、抗倒伏等抗逆性強(qiáng)的品種。適應(yīng)性培育適應(yīng)不同種植區(qū)域和環(huán)境條件的品種。玉米突破性育種成果玉米育種取得了許多突破性成果，推動(dòng)了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的快速發(fā)展。15%產(chǎn)量提升近年來(lái)，玉米產(chǎn)量顯著提升，部分品種產(chǎn)量提升幅度超過(guò)15%。25%抗逆性育種家培育出抗旱、抗病、抗蟲(chóng)等多種抗逆性強(qiáng)的玉米品種，提高了玉米的穩(wěn)定性。50%營(yíng)養(yǎng)價(jià)值新的玉米品種富含蛋白質(zhì)、維生素、礦物質(zhì)等營(yíng)養(yǎng)成分，提高了玉米的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。30M種植面積高產(chǎn)、抗逆的玉米品種推廣應(yīng)用，玉米種植面積不斷擴(kuò)大，全球種植面積已超過(guò)3000萬(wàn)公頃。品種的推廣與應(yīng)用品種推廣的意義優(yōu)良品種是玉米生產(chǎn)的基礎(chǔ)，推廣應(yīng)用高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、抗病蟲(chóng)害、適應(yīng)性強(qiáng)的玉米品種，對(duì)于提高玉米產(chǎn)量、改善品質(zhì)、降低生產(chǎn)成本、促進(jìn)玉米產(chǎn)業(yè)發(fā)展至關(guān)重要。推廣方式示范推廣科技培訓(xùn)政策引導(dǎo)市場(chǎng)機(jī)制優(yōu)良品種的推廣措施11.區(qū)域試驗(yàn)通過(guò)區(qū)域試驗(yàn)驗(yàn)證品種適應(yīng)性。22.推廣示范在典型區(qū)域開(kāi)展示范種植。33.技術(shù)培訓(xùn)對(duì)農(nóng)民進(jìn)行種植技術(shù)培訓(xùn)。44.宣傳推廣宣傳推廣品種優(yōu)勢(shì)與種植方法。玉米種植技術(shù)要點(diǎn)適宜播種期選擇最佳播種時(shí)間，保證玉米苗期溫度適宜，有利于幼苗生長(zhǎng)。北方地區(qū)通常在4月下旬至5月上旬播種，南方地區(qū)則可提前至3月下旬播種。合理的播種密度根據(jù)品種特性和土壤肥力，選擇合適的播種密度，避免過(guò)密或過(guò)稀。過(guò)密會(huì)導(dǎo)致通風(fēng)透光不良，影響玉米生長(zhǎng)；過(guò)稀則會(huì)造成田間浪費(fèi)，降低產(chǎn)量。玉米高產(chǎn)栽培技術(shù)適時(shí)播種選擇適宜的播種時(shí)間，確保玉米幼苗在最佳生長(zhǎng)階段。合理密植根據(jù)品種特性和生長(zhǎng)環(huán)境，確定合理的株行距，提高光合效率。水分管理及時(shí)灌溉，保持田間適宜的水分，滿足玉米生長(zhǎng)需要。營(yíng)養(yǎng)供應(yīng)根據(jù)土壤肥力狀況，合理施用氮、磷、鉀等肥料，保證玉米生長(zhǎng)所需養(yǎng)分。玉米病蟲(chóng)害防治病蟲(chóng)害識(shí)別識(shí)別玉米常見(jiàn)病蟲(chóng)害，例如玉米螟、玉米炭疽病和玉米細(xì)菌性病害。綜合防控采用農(nóng)業(yè)防治、物理防治、化學(xué)防治和生物防治等多種方法，降低病蟲(chóng)害發(fā)生率。合理用藥選擇安全有效的農(nóng)藥，按照使用說(shuō)明規(guī)范操作，避免農(nóng)藥殘留。玉米生產(chǎn)面臨的挑戰(zhàn)氣候變化導(dǎo)致干旱、洪水和高溫等極端天氣事件加劇，對(duì)玉米生產(chǎn)造成嚴(yán)重影響。病蟲(chóng)害的發(fā)生率和危害程度不斷提高，導(dǎo)致玉米產(chǎn)量下降和品質(zhì)降低。化肥和農(nóng)藥使用過(guò)度導(dǎo)致土壤肥力下降，環(huán)境污染加劇，影響玉米生長(zhǎng)和產(chǎn)量。玉米市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈，價(jià)格波動(dòng)頻繁，對(duì)玉米種植效益造成影響。玉米產(chǎn)業(yè)發(fā)展展望提高產(chǎn)量推廣高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)品種，優(yōu)化種植技術(shù)，提高單產(chǎn)水平。綠色發(fā)展發(fā)展生態(tài)友好型種植，減少化肥和農(nóng)藥的使用。深加工開(kāi)發(fā)玉米深加工產(chǎn)品，增加附加值，拓展市場(chǎng)。保障供給保障糧食安全，滿足國(guó)內(nèi)需求，促進(jìn)出口。主要參考文獻(xiàn)玉米育種學(xué)張洪程等.中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社.2012作