當(dāng)前該怎么進(jìn)行玉米育種，如何制定育種目標(biāo)，什么是商業(yè)化育種，跨國(guó)公司到底有什么絕密方法，為何我國(guó)玉米育種和國(guó)外有很大大的差距？希望通過(guò)對(duì)這些問(wèn)題的解析能夠促進(jìn)玉米育種技術(shù)之進(jìn)步。
1 學(xué)術(shù)理論探討
1.1 多群論與二群論
Duvick 教授創(chuàng)造了二群論，提倡兩邊拉的育種理念，獲取了巨大成功，創(chuàng)造了先鋒公司玉米雜交種的輝煌。
中國(guó)特色的雜優(yōu)模式是多群論，四大血緣。目前生物技術(shù)及生物統(tǒng)計(jì)已非常成熟，能迅速分析出血緣，必須走育種數(shù)字之路。靠經(jīng)驗(yàn)的積累將成為過(guò)去。
1.2優(yōu)秀雜交種能否選出超親自交系
我國(guó)自有種質(zhì)有黃系和旅系等，與美國(guó)比起來(lái)，我們的玉米種質(zhì)資源相當(dāng)貧乏。我國(guó)每次玉米品種的更新?lián)Q代都與引進(jìn)美國(guó)種質(zhì)資源有關(guān)。從鄭單958 選二環(huán)不可能選出東西，能選出新的純Reid 和黃改系嗎？不可能！選一個(gè)Reid/ 黃改系（RY）怎么用？Reid× 黃改系是黃淮海十幾年來(lái)固定雜優(yōu)模式。從美雜交種也很難選出好東西。BSS×NSS, Reid×lancaster，已成固定雜優(yōu)模式。只有進(jìn)行創(chuàng)新打破這種模式。
1.3玉米種植密度的極限
實(shí)踐證明，玉米的種植密度一直在提升。美國(guó)和中國(guó)的數(shù)據(jù)都證明了這一點(diǎn)。從聯(lián)產(chǎn)承包到現(xiàn)在，玉米種植密度每年提高100 株/667m2。
玉米是C4 作物，光能利用率高，產(chǎn)量提升空間還很大。中美育種實(shí)踐都證明，玉米靠單株提高產(chǎn)量的能力非常有限，達(dá)到一定產(chǎn)量水平就不能再提高產(chǎn)量?？咳后w上產(chǎn)量的潛力還是巨大的，這也是高光效育種的理論基礎(chǔ)和實(shí)踐歸宿。玉米合理的種植密度是多少？從玉米種植歷史看，它是一個(gè)正態(tài)曲線(xiàn)，極限密度的拐點(diǎn)在哪里。
美國(guó)玉米帶大面積玉米種植密度5000-7000株/667m2，玉米種到10000 株以上可以滿(mǎn)足其好奇心而沒(méi)有實(shí)際意義，是對(duì)玉米生理極限的挑戰(zhàn)。
1.4玉米早熟性的思考
傳統(tǒng)觀點(diǎn)認(rèn)為，植株矮小，葉片少產(chǎn)量低的品種才是早熟品種。“早熟必減產(chǎn)”根深蒂固。我們有一系列早熟組合，株高 250-300cm，總?cè)~片 20 片，穗上葉 6 片，不符合傳統(tǒng)的早熟形態(tài)標(biāo)準(zhǔn)，
莖稈粗度、雄穗分支數(shù)、葉片厚度、穗行數(shù)、穗軸粗度、子粒厚度以及子粒大小，與玉米早熟性呈負(fù)相關(guān)；穗上節(jié)間長(zhǎng)度、莖稈曲度、果穗長(zhǎng)度、子粒淀粉含量與玉米早熟呈正相關(guān)。總?cè)~片數(shù)、葉片長(zhǎng)短、穗上葉片數(shù)似乎與玉米生育期關(guān)系不大。
短（出苗到拔節(jié)）- -短（拔節(jié)到大喇叭口）-- 長(zhǎng)（授粉到生理成熟）-- 短（臘熟后脫水）是粒收玉米理想的各生育階段的模式。從出苗到拔節(jié)盡可能快速生長(zhǎng)，此時(shí)根系少，葉片（同化作用）面積小，一般生長(zhǎng)較慢。美系×歐系大多早熟。但前期生長(zhǎng)快，次生根出不來(lái)，頭重腳輕，大喇叭口期容易倒伏；許多美系組合就有這個(gè)缺陷。14-16 行,細(xì)長(zhǎng)穗，小細(xì)軸，硬粒長(zhǎng)子粒，這樣的果穗形態(tài)灌漿速度快，而像478、鄭58 或旅系配的組合灌漿時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，不利于給脫水留有足夠的時(shí)間。
1.5質(zhì)量（數(shù)量）性狀和遺傳力
鄭單958 推出至今已20多年，生命力這么強(qiáng)，推廣面積這么大，創(chuàng)造了中國(guó)玉米育種史上的奇跡！
昌7-2 穗位下降配合力隨之下降。鄭 58 穗行數(shù)穩(wěn)定地傳遞給下一代，他的雜交種穗行數(shù)卻表現(xiàn)出了超親優(yōu)勢(shì)。
花絲顏色、次生根顏色、穗軸顏色屬于質(zhì)量性狀，產(chǎn)量屬于數(shù)量性狀。穗行數(shù)是構(gòu)成畝產(chǎn)量的主要因素，可歸為數(shù)量性狀。但穗行數(shù)年度之間在不同地區(qū)變化不大，可穩(wěn)定遺傳，又像質(zhì)量性狀。鄭58 頑固性的穗行數(shù)遺傳似乎是質(zhì)量性狀，而F1 穗行數(shù)的加性法則似乎又像數(shù)量性狀。
1.6玉米倒伏的追問(wèn)
倒伏是造成黃淮海地區(qū)玉米減產(chǎn)的第一大因素。玉米倒伏有根倒和莖折之分，莖折又分莖基部莖折和穗上部莖折。玉米全生育期都可能根倒，莖折主要是2 個(gè)時(shí)間，即大喇叭口期、灌漿期。
玉米根有“三性”—趨溫性、向地性、背光性。美系玉米苗期根向地性強(qiáng)，主根向下長(zhǎng)得快。歐系玉米前期次生根出得早，長(zhǎng)得快。美系×歐系，主根和次生根可平衡生長(zhǎng)，玉米一生中抗倒伏能力強(qiáng)。
鄭單958、浚單 20 等傳統(tǒng)的Reid/ 黃改雜交種大喇叭口期抗倒伏能力強(qiáng)，后期不抗倒伏。有人認(rèn)為黃改系后期根毛脫落快，根衰朽速度快。
1.7青枯病抗性問(wèn)題
青枯病是黃淮海第一大病。若9月15日以前青枯病發(fā)生，玉米會(huì)嚴(yán)重減產(chǎn)。青枯病發(fā)病很復(fù)雜，有多達(dá)十幾種病原菌可引發(fā)青枯病，主要的有2種，腐霉菌和鏈孢菌。以鄭單 958 為代表的傳統(tǒng) Reid 系抗腐霉菌，以先玉335為代表的美國(guó)雜交種抗鏈孢菌，Reid×BNS 似乎可以實(shí)現(xiàn)兼抗。
1.8硬粒×硬粒的宿命
有學(xué)者認(rèn)為：馬齒×馬齒＝長(zhǎng)粒，馬齒× 硬?？赡艹鲩L(zhǎng)粒，硬粒× 硬粒只能出圓粒，出不了長(zhǎng)子粒雜交種。
掖單2 號(hào)— 馬齒× 硬粒，掖單 13 號(hào)— 馬齒×半馬齒，農(nóng)大 108—硬粒×馬齒，鄭單 958—馬齒×半馬齒，先玉 335—硬粒×馬齒。
無(wú)論中外雜交種，只要在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)有一定份額的，無(wú)一例外都是馬齒×馬齒或馬齒× 硬粒模式，因?yàn)橛擦?times; 硬粒＝圓粒，拉不長(zhǎng)子粒，出子率低，產(chǎn)量就打了折扣。
1.9逆向優(yōu)勢(shì)之惑
9801 自交系，配合力高，配出組合穗位偏高,9801/p 群，穗位高, 而 9801/鄭58、478 等 Reid 系，穗位不升高。專(zhuān)家將這一現(xiàn)象稱(chēng)為逆向優(yōu)勢(shì)。
F1 穗位高度屬于多基因控制的數(shù)量性狀，符合加性法則，同一個(gè)自交系，為何與不同系組配穗位發(fā)生截然不同的變化？逆向優(yōu)勢(shì)成為不解之惑。
1.10子粒脫水問(wèn)題
玉米生理成熟后，子粒與穗軸產(chǎn)生離層，穗軸的水分與子粒相對(duì)隔離，通過(guò)日曬及風(fēng)干，子粒進(jìn)行脫水。脫水速度與苞葉長(zhǎng)短薄厚、子粒形狀、蛋白質(zhì)及淀粉含量都有關(guān)系。穗部脫水早期是以活稈成熟的莖葉通過(guò)蒸騰失水為主，后期隨著莖葉干枯則逐步以純物理性的蒸發(fā)失水為主。
2 新技術(shù)應(yīng)用問(wèn)題
2.1DH 系的潮起潮落
DH系是常規(guī)技術(shù)，不屬于生物技術(shù)范疇。
DH 系技術(shù)簡(jiǎn)單，操作方便，規(guī)模迅速擴(kuò)大。但業(yè)界在DH 系的應(yīng)用上犯了“方向或路線(xiàn)錯(cuò)誤”。搞育種是為了出品種，而出品種只有品種審定一條路可走，由于審定制度實(shí)行產(chǎn)量一票否決，品種審定制度的缺陷誤導(dǎo)了育種工作者，為了進(jìn)區(qū)試，育種者人為拉長(zhǎng)生育期，提高株高穗位，追求單株產(chǎn)量，沒(méi)有基因與環(huán)境條件互作過(guò)程，且缺乏優(yōu)良基因重組機(jī)會(huì)，不能多代比對(duì)，誘導(dǎo)出來(lái)的純系實(shí)用性不強(qiáng)。
2.2大穗&小穗之爭(zhēng)
稀植大穗的育種理念正在被摒棄，代之以密植中小穗。有些大穗型玉米單穗子粒產(chǎn)量并不高，葉柄長(zhǎng)，苞葉厚，穗軸粗，外觀好看，俗稱(chēng)“虛胖”。中小穗不等于單穗結(jié)實(shí)能力差，葉柄短，果穗含在苞葉內(nèi)，苞葉薄短，子粒排列緊密，小細(xì)軸，長(zhǎng)子粒，外觀不吸引人，但單穗粒重并不低。高出子率是耐密豐產(chǎn)的技術(shù)關(guān)鍵。拉長(zhǎng)果穗，拉長(zhǎng)子粒，提高容重，縮細(xì)穗軸是今后育種的重要指標(biāo)。
2.3 參考系的設(shè)置
一般常規(guī)品種用鄭單958做CK,機(jī)收子粒采用用MY73、抗農(nóng)玉 8009做CK。
2.4測(cè)驗(yàn)種的選擇
用鄭58、昌7-2、6WC、4CV、DK517 母或父本。先測(cè)一般配合力，看它離哪個(gè)血緣近，“一推一拉”模式，然后再用自有系有針對(duì)性地測(cè)特殊配合力。
每一個(gè)雜交種都是時(shí)代的產(chǎn)物，一個(gè)自交系代表了一個(gè)時(shí)代。鄭58 晚熟、脫水慢，昌7-2 后期莖稈松軟，不抗倒伏，生育期長(zhǎng)；6WC 穗上葉寬大，大喇叭口期不抗倒伏，4CV 感大斑、灰斑。其他各常用系也各有不同的缺陷。
2.5配合力的分析
無(wú)論一般配合力還是特殊配合力，只能稱(chēng)為假說(shuō)，把血緣拉近，性狀大致一樣的自交系分成一類(lèi)，二大類(lèi)群之間雜交實(shí)現(xiàn)基因互補(bǔ)，產(chǎn)生雜交優(yōu)勢(shì)，比較好理解。上位基因、超顯性基因、超強(qiáng)優(yōu)勢(shì)、特殊配合力，比較抽象。但抗性即產(chǎn)量！已深入人心，近緣也有雜交優(yōu)勢(shì)。只要耐密、抗倒、抗病就能實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)。
2.6選系的穩(wěn)定速度
對(duì)主基因控制的性狀，6-8代可以基本穩(wěn)定。
株高穗位是數(shù)量性狀，穩(wěn)定的快；次生根顏色、花絲顏色是質(zhì)量性狀，遲遲穩(wěn)定不了。果穗形狀、粒型應(yīng)是質(zhì)量性狀。
基因的連鎖、交換、錯(cuò)位、缺失等錯(cuò)綜復(fù)雜有待探索。
2.7空稈和禿尖難題
空稈和禿尖是玉米育種上棘手的難題。對(duì)于此傳統(tǒng)的解釋是，密度大，爭(zhēng)水分，爭(zhēng)養(yǎng)分；土地瘠薄，養(yǎng)分供應(yīng)不上，不良環(huán)境易造成禿尖。
有人認(rèn)為，枝繁葉茂，株型郁閉，易造成空稈和禿尖。DK517 穗上葉寬大，株型說(shuō)不上清秀，但結(jié)實(shí)良好。有些株型非常漂亮的雜交種，空稈禿尖比較嚴(yán)重。 先玉335 葉片拉得開(kāi)，株型結(jié)構(gòu)合理，但年年禿尖，種到 3500 株/667m2也禿尖。先玉335 果穗筒形結(jié)構(gòu)，頂部沒(méi)有小粒，千粒重高，有禿尖但不影響產(chǎn)量。
也有人認(rèn)為，熱源多，對(duì)光溫敏感的組合或品種容易出現(xiàn)雌雄不協(xié)調(diào)，吐絲不暢，引起空稈、禿尖、缺粒，甚至出現(xiàn)果穗上下沒(méi)粒，俗稱(chēng)“上吐下瀉”。
農(nóng)大108 母本178 是 P 群，但農(nóng)大 108 結(jié)實(shí)封頂良好。
雄穗分枝少，花粉量??；直稈比曲稈易禿尖等等。錐型穗比筒形穗結(jié)實(shí)封頂好。有人把禿尖解釋為遺傳性禿尖和生理性禿尖。生理性禿尖，穗頂端形成胚胎，但不膨大，秕子；遺傳性禿尖，穗底部或頂部沒(méi)有授粉受精。
一個(gè)玉米品種是否耐密，主要從二方面去檢驗(yàn)，一是看是否高抗倒伏；二是看是否出現(xiàn)空稈和嚴(yán)重禿尖?？斩挾d尖嚴(yán)重，就不能上密度。
2.8雄穗主枝與側(cè)枝的選擇
雄穗分枝發(fā)育可以消耗玉米穗分化期養(yǎng)分，分枝多，花粉量太大，粘著在穗上葉上影響葉片的光合作用，在選系過(guò)程中，注意選分枝少的材料。
NSS、蘭德系，主枝長(zhǎng)側(cè)枝短，一般3條分枝，主枝20cm 以上，側(cè)枝大多退化。主枝長(zhǎng)花粉量大，散粉時(shí)間長(zhǎng)，不影響結(jié)實(shí)，側(cè)枝退化，不消耗營(yíng)養(yǎng)。
2.9機(jī)收子粒的標(biāo)準(zhǔn)
機(jī)收籽粒參考標(biāo)準(zhǔn)
水分 ＜25% 破碎率＜ 5%
三、育種目標(biāo)&體系建設(shè)
3.1產(chǎn)量是永恒的主題
提高玉米產(chǎn)量，稀植大穗的育種模式必須擯棄，這樣的品種風(fēng)險(xiǎn)太大。
東北、西北、黃淮海，農(nóng)戶(hù)粗放管理玉米的平均產(chǎn)量水平還在600kg 以上，全國(guó)平均產(chǎn)量上不來(lái)，關(guān)鍵還是倒伏和病害面積太大，加之干旱等脅迫。
早熟、堅(jiān)稈、耐密、高抗倒、高抗病，這樣的品種才是未來(lái)發(fā)展的方向。
牢記抗性既產(chǎn)量的至理名言。
3.2穩(wěn)產(chǎn)與高產(chǎn)問(wèn)題
穩(wěn)產(chǎn)和高產(chǎn)似乎是一對(duì)矛盾，高產(chǎn)的特性是遺傳基因可以對(duì)生長(zhǎng)環(huán)境變化產(chǎn)生明顯的反應(yīng)。多施肥，多灌溉，高產(chǎn)品種的產(chǎn)量可以顯著提高。穩(wěn)產(chǎn)的特性是遺傳基因?qū)ιL(zhǎng)環(huán)境變化沒(méi)有太明顯反應(yīng)，不論種在什么環(huán)境，產(chǎn)量變化不大。
一個(gè)組合在某一年某一地突然冒尖，產(chǎn)量突出，往往不穩(wěn)定，適應(yīng)面窄，年度差異大，大起大落。稀植大穗組合往往容易創(chuàng)造高產(chǎn)，但風(fēng)險(xiǎn)大。多地多點(diǎn)試種表現(xiàn)平穩(wěn)的組合，往往具有推廣價(jià)值。
要成為大品種，不能過(guò)度強(qiáng)調(diào)超CK多少，要看其綜合性狀及廣適性，對(duì)環(huán)境條件不敏感，年度差異小，多年多點(diǎn)表現(xiàn)穩(wěn)定的品種才具有推廣價(jià)值。
3.3品質(zhì)問(wèn)題
傳統(tǒng)觀念認(rèn)為，硬粒比半硬粒品質(zhì)好，其次是半馬齒—馬齒—粉質(zhì)，籽粒亮晶晶，容重高，市場(chǎng)上受歡迎。
蛋白質(zhì)含量高品質(zhì)好，淀粉含量高似乎品質(zhì)差。蛋白質(zhì)含量高、角質(zhì)厚、純硬粒的雜交種脫水慢，不利于機(jī)收子粒，而淀粉型的雜交種品質(zhì)差，但脫水快，盡管硬度不夠、破碎粒多，但脫水快，易于機(jī)收子粒。
有觀點(diǎn)認(rèn)為：粉質(zhì)型玉米牛吃了好消化，蛋白質(zhì)含量高的玉米雞吃了產(chǎn)蛋多。
3.4果穗收獲及脫粒問(wèn)題
育種要與時(shí)俱進(jìn)，我們過(guò)去的雜交種不易收獲，美國(guó)雜交種一碰果穗就掉下來(lái)。Reid/ 黃改、Reid/ 旅系配的雜交種不好脫粒，而335類(lèi)的雜交種比較好脫粒。好收獲、好脫粒對(duì)機(jī)收子粒是優(yōu)良性狀，可降低子粒破碎率。
有學(xué)者認(rèn)為，易收獲易脫粒與植株型形態(tài)和果穗形狀沒(méi)有相關(guān)性，與玉米含的脫落素有關(guān)。
3.5子粒排列與脫水速度
育種工作者在選系過(guò)程中注重選子粒排列緊密的材料，排列不緊密（俗稱(chēng)縫隙），是顯性遺傳，且遺傳傳遞力強(qiáng)，可穩(wěn)定地遺傳到下一代。雜交種雙親之一穗行之間若有縫隙，雜交種也會(huì)有縫隙。穗行排列不緊密子粒拉不長(zhǎng)，影響出子率，想出耐密豐產(chǎn)組合會(huì)比較困難。
若子粒排列太緊密（亂行），沒(méi)有“粒溝”，子粒拉長(zhǎng)了，出子率上來(lái)了，但影響子粒脫水速度。
3.6測(cè)試體系建設(shè)
一般來(lái)說(shuō)：試驗(yàn)—示范—推廣三步曲。國(guó)外公司提出“以空間換時(shí)間”的測(cè)試?yán)砟?，多點(diǎn)試驗(yàn)，快出品種。在不同生態(tài)區(qū)建立測(cè)試點(diǎn)，檢測(cè)在不同生態(tài)區(qū)的適應(yīng)性。
玉米生長(zhǎng)發(fā)育是動(dòng)態(tài)的。組合太多，試驗(yàn)站幾個(gè)人，看不過(guò)來(lái)，記不住，談不上對(duì)主要目標(biāo)性狀調(diào)查記錄。只有水分和產(chǎn)量?jī)蓚€(gè)指標(biāo)，產(chǎn)量達(dá)標(biāo)的入選升級(jí)。
“大品種是種出來(lái)的，不是審出來(lái)的”有一定道理。
3.7常規(guī)育種與生物技術(shù)
常規(guī)育種結(jié)合分子標(biāo)記輔助育種項(xiàng)目、全基因組選擇育種。
依賴(lài)常規(guī)育種或迷信生物技術(shù)是兩個(gè)極端。不搞生物技術(shù)，單純依賴(lài)常規(guī)育種，肯定會(huì)落伍。生物技術(shù)是手段，不是目的，生物技術(shù)可以大大提高育種速度，加速選系進(jìn)程，甚至做到精準(zhǔn)育種。
