品种是玉米高产的基础,进一步提高品种耐密性和种植密度是提高玉米单产的关键。
在近80 年中,美国玉米单产提升了近8 倍,这个过程中种植密度从平均每亩2000 多株增加到近6000 株,种植密度贡献显著。
我国高产玉米新品种更新迭代过程中,玉米株型也逐渐从平展型演变成紧凑型,品种的耐密性明显提高,但和美国的种植密度相比,潜力仍然很大。
密植增产得益于通过改良叶夹角、雄穗大小等性状,改善玉米群体冠层结构,增强群体的通风透光性、有效叶面积指数,从而获得较高的群体
光合和合理的冠层光辐射分布,显著提高玉米群体光合效率和干物质积累效率。
玉米密植后,群体内通风、透光降低,抗病抗逆能力降低,更易发生倒伏,个体生理和形态也会发生变化,对有限光温、水肥的竞争加剧。培育株型紧凑、水肥和光利用效率高的品种,对玉米密植增产,实现农业可持续发展意义重大。
2009 年玉米B73 参考基因组公布后,玉米功能基因组研究进入快车道。针对耐密高产相关性状,如叶夹角、穗位高、雄穗大小、穗长、行数和籽粒大小等,国内外科学家通过正向和反向遗传学克隆了数百个基因,涉及不同的细胞学、生理生化过程和代谢途径。但与玉米复杂的基因组相比,认识还远远不够,解析的基因和网络的数量还非常有限。
目前,我国玉米平均单产只有美国的60% 左右,而且单产还在以每年约4 kg/ 亩的差距扩大,如何加快缩小与发达国家的差距,是我国玉米科技工作者亟需解决的重大产业课题。
以上内容节选自:严建兵&赵久然. 密植高产——我国玉米育种的最核心目标. 生物技术通报, 2023, 39(8):1-3.
关于玉米耐密改良研究与育种,推荐阅读以下资源:
- 汤继华 | 关于高密度玉米育种之思考(南北学院1)
- 王宝宝,王海洋. 理想株型塑造之于玉米耐密改良. 生物技术通报, 2023, 39(8):11-30.
- JIPB | 中国农科院&华南农大王海洋等综述玉米响应密植的遗传调控分子机制
- 吕国祥 | 增加玉米种植密度的途径和耐密株叶型的浅议(南北学院1)
- 魏国才 | 再谈玉米耐密育种(南北学院1)