紧凑型玉米育种方向和种质创新途径的探讨
玉米是全球性的重要粮食、饲料和工业原料作物；是禾谷类作物中增产潜力最大的作物，在我国粮食及饲料作物生产中占有重要地位。玉米杂交种在生产上的广泛应用则极大提高了玉米产量。而研究表明：玉米产量的提高与杂种优势的增强并无直接关系，玉米产量性状改进和耐密能力增加是产量提高的主要原因。20世纪70年代初，烟台市农科所利用在525自交系中发现的无叶舌植株进行育种时，从无叶舌植株叶片上冲直立受到启发，提出了玉米理想株型育种的问题，进而提出紧凑型育种概念。随着紧凑型玉米的育成，对玉米育种目标产生了巨大的冲击。传统的玉米育种目标是单株大穗，依靠单株生产力增加产量。而紧凑型品种是以增加种植密度，靠群体产量来获取高产。然而玉米种质资源作为玉米育种的物质基础， 其突破性进展无不与玉米品种的选育有关。针对紧凑型玉米育种中出现的问题，提出紧凑型玉米种质创新途径和育种方向。
一、紧凑型玉米育种中出现的问题
(一)在既念上对于紧凑型的理解各育种单位及各育种带头人还有一定的分歧。一种是紧凑型玉米茎叶夹角平均小于25°，穗下茎叶夹角小于39°；另一种认为紧凑型玉米叶片上冲，穗上部茎叶夹角小于25°，穗下部夹角小于40°；因而只能把茎叶夹角在一固定范围内的株型统称紧凑株型。
(二)我国现有玉米种质资源遗传基础单一、骨干系集中， 所造成的种质资源狭窄已成为不可争辩的事实。其种质资源主要集中在改良Lancaster、改良Reid、旅大红骨和唐四平头四大种质类群，而紧凑型玉米种质资源是建立在普通玉米种质资源上，更是局限在少数几个骨干系中，且只注重选择二环系，不注重种质的长期改良。
(三)随着种业市场化进程，玉米育种愈来愈显示出它的商业化方向，新的玉米品种所带来的高回报，致使育种单位庞杂，无法形成优势力量，效率低下。紧凑型玉米育种起步晚，新品种少，模拟品种多，品种存在缺陷。目前郑单958是国内优良杂交种的杰出代表。从2001年到2008年间，该品种播种面积已经超过8000万亩，累计推广近2亿亩。从品种本身来看，其主要优点在于：适应性广，耐密性好，综合抗病性好。但该品种生育后期由于光合产物大量向籽粒库转移，茎秆软弱容易倒伏，后期脱水慢，有穗腐，一些地方还发现纹枯病、粗缩病等病害。先玉335是跨国公司在我国推广杂交种的代表。与国内杂交种相比较，它表现为高产、稳产，而且比较早熟，后期脱水快，出籽率高，容重高，籽粒商品品质好，适合机械化收割。它的弱点在于前期发根慢，容易出现一定程度的根倒，耐密性和适应性还不够好，感虫，而且大小斑病、病毒病(矮花叶)都有所发生，虽然尚未对产量构成影响，但随着推广时间和面积的扩大，存在一定的风险。
二、紧凑型玉米品种的育种方向
紧凑型玉米品种是依靠增加种植密度，通过提高群体产量来获取高产。则要求株型紧凑，在高密度胁迫下果穗表现均匀。
(一)株型方面从提高光合效率和增加密度的角度来看，株高不易太高以中杆品系为宜，穗位处于植株中下部(即1／3一1／2)，茎粗系数大，穗上部茎叶夹角越小越好，但夹角过小，使叶片包被雄穗，则会造成散粉不良。所以紧凑型玉米品种株型应是符合株高适中，穗位偏低，全株叶片上冲，穗上部茎叶夹角应小于25°，穗下部夹角小于40°；适合机械他收割。
在我国现阶段复种指数比较高，群体产量增幅不大，生物及非生物逆境胁迫并存的前提下，紧凑型玉米品种必须对各种主要病虫害的有较强综合抗性。最近几年玉米品种的经济寿命缩短，更新速度加快，抗病性和抗逆性的改良成为玉米生产持续和稳定增长的首要目标。因此品种及品系的选育应在多环境下进一步增大选择压力，利用异地区位和环境优势，加强抗倒、抗旱、耐寒、耐瘠薄品种及自交系的筛选，在丝黑穗、叶斑病、茎腐病和玉米螟虫高发地区鉴定、筛选高抗材料，全面提升新品种的适应性和抗逆性。
(二)产量是衡量品种的重要标准。经多年实践研究证明：玉米杂交种产量最为相关的性状是单穗粒重，其后依次是倒伏、穗位高、生育期、株高、穗长、百粒重、穗行数、出籽率和行粒数。根据玉米主要农艺性状间的关系，对产量影响最大的经济性状：单穗粒重与株高、穗位高、穗行数和穗长关系最为密切；对产量影响较大的农艺性状：倒伏与穗位高和穗长关系密切。在保证适宜的株型的前提下，要注重选育单穗粒重高、抗倒的长穗、多行型品种；同时不要忽略对品种的出籽率和行粒数的选择。
三 紧凑型玉米种质创新途径
(一)紧凑型品种的育成直接影响到选系密度，其选系密度与大田种植密度有关。一般紧凑型品种最适密度在5000—6000株／亩左右，但因肥水条件限制，一般种植密度在5000株／亩左右。而玉米耐密性与遗传有关，要使杂交种耐受高的密度自交系也应有相应的耐密性。这就要求在选系材料的早代，须以高密选择以增加选择压力。选系密度应在6000株／亩左右，严格去劣。
(二)借鉴普通玉米种质资源创新方法，垒面系统地整理、改良和利用地方种质资源，总结已有的杂交组合亲本的亲缘关系、遗传多样性；利用二环系法、回交法、复合杂交和群体轮回选择等方法选育新的紧凑型玉米种质资源。
1、将优良地方种质群体其中之一或某两种或几种地方品种杂交，针对植株形态及产量性状进行轮回选择，不断提高其有利等位基因频率，为今后的育种工作提供丰富的基础材料。并与外引种质、热带种质组建群体，利用地方种质的早熟性和对当地生态条件的适应性，与具有较强的抗逆性、植株形态好的、产量潜力大的种质组建群体，导入特殊的有利基因，经过适应性训化和选择，能在较大程度上改变玉米的适应性和农艺性状，在导人过程中选择强度宜宽，尽量保留遗传变异。
2、加强热带、亚热带种质、外来玉米种质的引进、改良和利用。针对种质资源引进中具有适应性广、根系发达、秆硬抗倒、抗病性强、籽粒脱水较快和株型紧凑优点的种质应采取二环系法和群体轮回选择等方法制定不同的选育方案，固化其有利等位基因。
3、玉米的野生近缘植物类有2个种，即一年生墨西哥类玉米和多年生类玉米。其在自然界的竞争和自然选择条件下形成了许多优良特征特性，特别是在抗逆性、抗病虫害、品质等方面。将其有益基因导入，将获得丰富的多样性的种质资源，是加快育种进程的重要途径。
4、诱变育种作为杂交育种难以替代的一种玉米种质创新有效途径在国内外已成为一项成熟技术，且其诱变效果远高于电离辐射。经Micke(1990)等汇总统计，射线处理育成的品种多达933个。通过物理诱变，我国育成了丹340、丹360、华凤100、原齐123、辐8 0等一批优良自交系。化学诱变剂EMS(甲基磺酸乙酯)可直接处理玉米自交系的成熟花粉，诱发主要胚乳基因突变。如刘治先用EMS花粉诱变技术筛选出两类高油酸玉米突变体。另外，化学诱变剂也可诱导玉米孤雌生殖获得纯二倍体。在利用v、x等电离辐射等物理手段方面，壬桂荣等利用Y射线辐照玉米自交系E2 8，成功选出了2个高配合力的优良玉米种质材料。
随着生产水平提高，土地资源得到充分利用，化肥投入和种植密度明显增加，紧凑型玉米品种将以其卓越的生产潜力登陆历史的舞台。
