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提高玉米抗逆性,要采取何种最经济、最有效手段?

发布日期:2022/10/24 12:27:27 浏览:106

来源时间为:2022-10-23

提高玉米抗逆性,要采取何种最经济、最有效手段?

2022-10-2317:48:12来源:

河南

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我国玉米主产区区域辽阔,从东北到西南、沿胡焕庸线,形成了中国的黄金玉米带。中国玉米带环境复杂,农业气候类型多样;土壤耕层较浅,有机质含量偏低;横向比较,综合生产条件不及美国的玉米带。特别是黄淮海夏玉米主产区,耕作制度以一年两熟为主,近年来,逆境愈加严峻,灾害频发给玉米生产带来极大的挑战;所以,在最求产量效益的同时,稳产性尤为重要,玉米品种抗逆性的优劣在很大程度上就决定了玉米产量的丰欠;DUVICKS说过产量就是抗逆性,现在看来一点也不为过。

玉米在全生育期所遇到逆境大概分两类:I,生物逆境,主要包括各种病害,虫害和杂草,各个生态区各有不同的表现,有主次的分别,不一一列举;II,非生物逆境,相对生物逆境则更为复杂,在水分方面,干旱,涝渍,花粒期连阴雨;在温光水耦合方面,高温高湿,低温寡照;风灾的倒伏倒折,盐碱以及多个逆境耦合叠加等。涉及的逆境多样,所以危害也是花样百出;玉米是生命体,遭遇逆境时为了生存,自然会对逆境做出各种应急响应,动员物质能量重新分配;所以逆境给玉米造成的危害有直接的(如茎秆叶片干枯,倒伏倒折,花粉失活,籽粒败育等),也有间接的(光合产物,或矿物营养重新分配,从而减少了产量的形成等);各种逆境在全生育期都可能发生,造成的危害与对应的生育期相关;如干旱若发生在苗期,会缺苗断垄,影响最终收获穗数,若发生在开花灌浆期,则影响结实性和成熟度及籽粒的饱满程度。有数据表明逆境造成的危害损失是惊人的,非生物逆境占66,生物逆境占10。

作为玉米产业链上重要的一环—优良的玉米品种,是抵御各种逆境的物质基础,推广利用抗逆品种是最经济和有效的手段。所以育种者要研究逆境和抗逆品种。对于生物逆境中的病虫研究的比较深入,特别对抗病性的研究详尽,有分类指标,鉴定方法和标准;而对非生物逆境的研究较为定性,凭育种者经验和自己的标准,如适应性这样笼统的描述,不便于比较,缺少指标体系和量化标准(在此抛砖引玉)。

众知,产量表现可表达:Y=G E GxE e,(G:基因型和遗传改良的贡献;E:环境,气候环境,栽培技术的贡献;GxE两者互作的贡献,也就是适应性;e:随机误差);因此,抗逆性主要体现在GxE这一项上。研究抗逆性就离不开研究基因型与环境型的互作,这涉及到数量遗传学的理论和方法。在抗逆育种实践中,特别是对非生物逆境的研究似乎不那么深入;大多使用笼统的适应性的广和窄来定性描述,不便于鉴定比较和筛选优良的抗逆种质,而适应性来源于GXE效应,因此,多年多点试验就成为一个不可或缺的环节。在各种各样的逆境中非生物逆境的胁迫危害更多更大(非生物逆境66,生物逆境10)。在现代生物育种研究中,转基因比较成熟的技术是抗虫和抗除草剂。也充分证明了抗逆的重要性。

提高玉米抗逆性水平,通过多年多点试验的筛选是重要和有效措施和手段,但费用也是高昂的;如何低成本运行,是否存在替代或部分替代这一环节的方法?说到底多年多点试验,本质是给基因型提供机会,在不同的年景,不同地点多样化的生态条件下,即在多样化的逆境下接受考验。因此,适度的高密度选择压,是否可以部分地替代多年多点试验和鉴定(抛砖引玉,其中存在许多未解的理论问题,有研究价值)。适度的高密度,能人为地创造多重逆境,如高温高湿,光热水肥缺乏,易病环境;这些都有利用筛选出富有竞争性的基因型,这有利于种质提高资源的利用效率,培育出抗逆性优良的新品种。

此外,转基因等现代生物育种功不可没,推动了抗逆研究进步。夏皮罗(转基因推手之一)等新基因发现者,当年手中拥有基因,寻找优良品种做载体,致力于利用基因掘金;而优良品种拥有者则想用基因给自己的品种锦上添花,从而获得更多效益。共同的底层逻辑将使二者走向融合与合作。科学技术发展的走向有时受到利益的强劲驱动,玉米走向杂交种之路是一个例子,据说当初若沿着综合种的路发展,近百年的改良,也能使玉米达到现代的产量水平。

再抛一砖,在抗逆育种实践中,是否有这样的体验,当一个好用的种质抗性丧失,过几年再拿出来,抗性又恢复过来了,是生理小种变化,还是优势小种存在周期性循环?请批评之正,谢谢。

来源:(南北学苑1)梁文科

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