中國(guó)玉米遺傳育種

第一章緒論1
第一節(jié)玉米的地位及起源1
一、 玉米的地位及用途1
二、 玉米的起源與傳播3
第二節(jié)中國(guó)玉米生產(chǎn)概況5
一、 中國(guó)玉米生產(chǎn)歷史與現(xiàn)狀5
二、 中國(guó)玉米種植區(qū)劃8
三、 中國(guó)玉米產(chǎn)業(yè)發(fā)展11
第三節(jié)中國(guó)玉米遺傳改良研究概述14
一、 經(jīng)典遺傳相關(guān)研究15
二、 分子遺傳相關(guān)研究16
三、 育種技術(shù)相關(guān)研究20
第四節(jié)中國(guó)玉米育種概況23
一、 玉米種質(zhì)研究與應(yīng)用23
二、 雜種優(yōu)勢(shì)群與雜種優(yōu)勢(shì)模式25
三、 普通玉米育種26
四、 專用玉米育種28
五、 玉米種子生產(chǎn)與檢測(cè)30
第一篇玉米育種的遺傳基礎(chǔ)
第二章玉米發(fā)育生理35
第一節(jié)玉米生長(zhǎng)與發(fā)育35
一、 玉米生育時(shí)期與階段35
二、 玉米營(yíng)養(yǎng)器官的生長(zhǎng)37
三、 玉米生殖器官的生長(zhǎng)45
第二節(jié)玉米遺傳育種的生理基礎(chǔ)51
一、 玉米高產(chǎn)的生理基礎(chǔ)51
二、 玉米抗逆生理基礎(chǔ)68
三、 玉米養(yǎng)分高效利用生理基礎(chǔ)79
第三節(jié)玉米生長(zhǎng)發(fā)育生態(tài)因子89
一、 氣候因子89
二、 土壤因子91
第三章玉米主要性狀遺傳94
第一節(jié)玉米質(zhì)量性狀遺傳94
一、 玉米質(zhì)量性狀94
二、 玉米質(zhì)量性狀遺傳94
第二節(jié)玉米數(shù)量性狀遺傳104
一、 玉米數(shù)量性狀104
二、 玉米數(shù)量性狀遺傳105
第三節(jié)遺傳力與配合力估算108
一、 遺傳力及其效應(yīng)估算108
二、 配合力及其效應(yīng)估算116
第四章玉米細(xì)胞遺傳122
第一節(jié)玉米細(xì)胞遺傳研究進(jìn)展122
一、 玉米細(xì)胞遺傳學(xué)的創(chuàng)立與發(fā)展122
二、 玉米細(xì)胞遺傳學(xué)的研究進(jìn)展124
第二節(jié)玉米染色體組及其變異126
一、 染色體結(jié)構(gòu)及形態(tài)126
二、 染色體結(jié)構(gòu)變異130
三、 染色體數(shù)目變異133
第三節(jié)玉米離體培養(yǎng)137
一、 離體胚胎發(fā)生及其影響因素137
二、 玉米離體培養(yǎng)體系142
第五章玉米分子遺傳147
第一節(jié)玉米的遺傳標(biāo)記147
一、 遺傳標(biāo)記的類型147
二、 分子標(biāo)記的應(yīng)用150
第二節(jié)玉米的遺傳作圖群體152
一、 遺傳群體類型152
二、 遺傳群體的構(gòu)建方法及注意事項(xiàng)154
第三節(jié)玉米分子圖譜構(gòu)建156
一、 分子遺傳作圖的理論基礎(chǔ)及步驟156
二、 數(shù)量性狀定位方法157
三、 分子圖譜構(gòu)建及QTL分析進(jìn)展159
第四節(jié)玉米轉(zhuǎn)座子及其應(yīng)用161
一、 轉(zhuǎn)座子的種類162
二、 Mu轉(zhuǎn)座子的分類及其特性162
三、 Mu轉(zhuǎn)座子的應(yīng)用163
第六章玉米群體遺傳166
第一節(jié)群體的遺傳結(jié)構(gòu)166
一、 基因型頻率和基因頻率166
二、 玉米群體的遺傳平衡168
三、 復(fù)等位基因群體的遺傳平衡169
四、 多個(gè)位點(diǎn)的遺傳平衡170
第二節(jié)玉米群體中基因頻率變化174
一、 遷移174
二、 突變175
三、 選擇177
四、 突變與選擇之間的平衡182
第三節(jié)理想小群體183
一、 理想化群體184
二、 近親交配184
三、 近交系數(shù)186
四、 理想小群體內(nèi)的遺傳效應(yīng)191
第四節(jié)非理想小群體195
一、 有效群體含量及其應(yīng)用195
二、 玉米群體改良中基于小群體的近交201
第七章玉米雜種優(yōu)勢(shì)204
第一節(jié)雜種優(yōu)勢(shì)的發(fā)現(xiàn)與利用204
一、 雜種優(yōu)勢(shì)概念的提出204
二、 玉米雜種優(yōu)勢(shì)的利用205
三、 雜種優(yōu)勢(shì)的度量與表現(xiàn)特性206
第二節(jié)雜種優(yōu)勢(shì)的理論基礎(chǔ)208
一、 雜種優(yōu)勢(shì)理論假說208
二、 雜種優(yōu)勢(shì)形成的分子基礎(chǔ)212
三、 雜種優(yōu)勢(shì)形成的生物學(xué)機(jī)制217
第三節(jié)雜種優(yōu)勢(shì)預(yù)測(cè)218
一、 遺傳距離法218
二、 雜種優(yōu)勢(shì)類群法220
三、 基于組學(xué)數(shù)據(jù)的雜種優(yōu)勢(shì)預(yù)測(cè)221
第二篇玉米育種理論與技術(shù)
第八章玉米群體改良技術(shù)225
第一節(jié)玉米群體改良發(fā)展概況225
一、 玉米群體改良概念225
二、 群體改良發(fā)展概述225
三、 群體改良的作用227
第二節(jié)群體改良的理論與方法228
一、 群體改良理論228
二、 改良用基礎(chǔ)群體228
三、 玉米群體改良方法230
第三節(jié)群體改良利用234
一、 群體改良利用原則234
二、 影響群體改良效果的因素234
三、 群體改良與現(xiàn)代生物技術(shù)235
第九章玉米誘變技術(shù)241
第一節(jié)發(fā)展概況241
一、 誘變技術(shù)的發(fā)展241
二、 誘變育種的特點(diǎn)243
第二節(jié)誘變方法244
一、 輻射誘變244
二、 化學(xué)誘變245
三、 太空誘變248
四、 基于遺傳轉(zhuǎn)化的生物誘變249
五、 突變體形成的生物學(xué)過程249
第三節(jié)誘變材料的選擇與鑒定250
一、 誘變基礎(chǔ)材料250
二、 誘變處理對(duì)象251
三、 誘變后代的處理與選擇252
四、 突變體的鑒定253
第四節(jié)突變體的應(yīng)用與發(fā)展254
一、 育種材料的改良創(chuàng)新254
二、 基因的功能解析254
三、 突變體庫的構(gòu)建255
第十章玉米單倍體技術(shù)257
第一節(jié)研究概況257
一、 早期研究與實(shí)踐257
二、 生物雜交誘導(dǎo)單倍體技術(shù)258
三、 單倍體育種優(yōu)勢(shì)260
第二節(jié)單倍體誘導(dǎo)與鑒定技術(shù)261
一、 單倍體產(chǎn)生途徑261
二、 單倍體誘導(dǎo)遺傳與機(jī)理264
三、 單倍體鑒定267
第三節(jié)單倍體加倍技術(shù)與DH系測(cè)試269
一、 自然加倍269
二、 人工加倍271
三、 DH系鑒定與測(cè)試274
第四節(jié)單倍體技術(shù)優(yōu)化與工程化育種276
一、 單倍體育種技術(shù)優(yōu)化276
二、 技術(shù)集成與工程化育種279
第十一章玉米分子標(biāo)記技術(shù)280
第一節(jié)分子標(biāo)記技術(shù)的發(fā)展概況280
一、 分子標(biāo)記技術(shù)的概念280
二、 基于DNA雜交技術(shù)的分子標(biāo)記281
三、 基于PCR技術(shù)的分子標(biāo)記283
四、 基于芯片的DNA標(biāo)記288
五、 分子標(biāo)記的發(fā)展歷程289
第二節(jié)分子標(biāo)記技術(shù)的理論基礎(chǔ)290
一、 玉米分子標(biāo)記的開發(fā)290
二、 玉米分子標(biāo)記的檢測(cè)技術(shù)295
第三節(jié)分子標(biāo)記技術(shù)在玉米育種中的應(yīng)用306
一、 種子真實(shí)性和純度檢測(cè)306
二、 分子標(biāo)記輔助選擇307
三、 抗病基因類似物標(biāo)記開發(fā)308
四、 全基因組關(guān)聯(lián)分析309
五、 全基因組選擇311
六、 功能標(biāo)記在育種中的應(yīng)用312
七、 分子設(shè)計(jì)育種314
第十二章玉米基因工程技術(shù)317
第一節(jié)發(fā)展概況317
一、 植物基因工程歷史與現(xiàn)狀317
二、 玉米基因工程319
三、 玉米基因組編輯技術(shù)327
第二節(jié)轉(zhuǎn)基因鑒定與安全評(píng)價(jià)331
一、 轉(zhuǎn)基因材料的鑒定方法331
二、 轉(zhuǎn)基因安全性評(píng)價(jià)333
第三節(jié)玉米抗蟲、抗除草劑基因工程335
一、 抗蟲基因工程335
二、 抗除草劑基因工程342
三、 性狀疊加的抗蟲抗除草劑基因工程344
第四節(jié)耐鹽耐旱基因工程345
一、 研究現(xiàn)狀及技術(shù)路線345
二、 玉米耐鹽耐旱基因工程348
第五節(jié)抗病基因工程350
一、 抗病毒基因工程350
二、 抗真菌病害基因工程351
第六節(jié)產(chǎn)量及品質(zhì)改良基因工程353
一、 玉米產(chǎn)量性狀改良的基因工程353
二、 玉米品質(zhì)性狀改良的基因工程357
第三篇玉米育種總述
第十三章玉米種質(zhì)資源365
第一節(jié)搜集與保存365
一、 國(guó)內(nèi)地方品種資源的征集366
二、 國(guó)外玉米種質(zhì)資源的引進(jìn)367
三、 玉米種質(zhì)資源的保存368
第二節(jié)鑒定與評(píng)價(jià)369
一、 抗病性鑒定369
二、 抗蟲性鑒定371
三、 耐旱性鑒定371
四、 耐澇性鑒定371
五、 耐寒（冷）性鑒定371
六、 耐鹽（堿）性鑒定372
第三節(jié)創(chuàng)新與利用372
一、 基于野生近緣植物的種質(zhì)創(chuàng)新與利用373
二、 基于地方品種的種質(zhì)創(chuàng)新與利用373
三、 基于外來群體的種質(zhì)創(chuàng)新與利用374
四、 基于外來雜交種的種質(zhì)創(chuàng)新與利用376
五、 基于外來自交系的種質(zhì)創(chuàng)新與利用376
六、 玉米種質(zhì)創(chuàng)新與利用的發(fā)展建議377
第十四章玉米自交系選育380
第一節(jié)自交系的概念及其選育目標(biāo)380
一、 自交系的概念380
二、 自交系選育目標(biāo)380
第二節(jié)選系基礎(chǔ)材料381
一、 地方品種381
二、 窄基礎(chǔ)群體382
三、 廣基礎(chǔ)群體382
四、 外來種質(zhì)382
第三節(jié)自交系選育383
一、 常規(guī)選系法383
二、 單倍體選系法384
三、 人工誘變選系法386
四、 轉(zhuǎn)基因技術(shù)選系法388
五、 分子技術(shù)選系法391
六、 自交系配合力測(cè)定393
第四節(jié)自交系的改良方法394
一、 回交法394
二、 配子選擇法395
三、 聚合改良法395
四、 輪回選擇法396
五、 大群體選擇法397
第十五章玉米雜交種選育398
第一節(jié)育種目標(biāo)399
一、 產(chǎn)量400
二、 品質(zhì)400
三、 抗逆性400
四、 耐密性401
五、 生育期401
六、 主要農(nóng)藝性狀402
第二節(jié)選育方法402
一、 組配原則402
二、 配合力測(cè)定403
三、 理想親本404
第三節(jié)雜交種鑒定評(píng)價(jià)405
一、 初級(jí)鑒定405
二、 高級(jí)鑒定406
三、 雜交種區(qū)試審定406
四、 條帶定位試驗(yàn)411
第十六章玉米抗性育種412
第一節(jié)抗病育種412
一、 大斑病412
二、 小斑病414
三、 莖基腐病417
四、 穗粒腐病419
五、 絲黑穗病423
六、 瘤黑粉病425
七、 紋枯病429
八、 矮花葉病432
九、 粗縮病434
十、 銹病436
十一、 灰斑病439
十二、 彎孢葉斑病441
第二節(jié)抗蟲育種443
一、 玉米螟443
二、 蚜蟲447
第三節(jié)抗非生物逆境育種450
一、 抗倒伏450
二、 耐旱性452
三、 耐高溫457
四、 耐寒性461
五、 耐鹽（堿）464
六、 氮高效467
第十七章專用玉米育種470
第一節(jié)青貯玉米470
一、 發(fā)展概況470
二、 自交系選育473
三、 品種選育與利用475
第二節(jié)糯玉米育種478
一、 發(fā)展概況479
二、 自交系選育483
三、 品種選育與利用489
第三節(jié)甜玉米育種493
一、 發(fā)展概況與分類493
二、 自交系選育495
三、 品種選育與利用498
第四節(jié)優(yōu)質(zhì)蛋白玉米500
一、 發(fā)展概況500
二、 自交系選育504
三、 品種選育與利用505
第五節(jié)其他專用玉米508
一、 高油玉米508
二、 高淀粉玉米511
三、 爆裂玉米514
四、 筍玉米519
第四篇玉米分區(qū)育種
第十八章北方春玉米育種523
第一節(jié)北方早熟玉米育種523
一、 區(qū)域分布與生態(tài)特點(diǎn)523
二、 育種目標(biāo)與主要目標(biāo)性狀分析525
三、 骨干自交系及其衍生系526
四、 品種創(chuàng)新與利用535
第二節(jié)北方中熟玉米育種543
一、 區(qū)域分布與生態(tài)特點(diǎn)543
二、 育種目標(biāo)與主要目標(biāo)性狀分析544
三、 骨干自交系及其衍生系546
四、 品種創(chuàng)新與利用553
第三節(jié)北方中晚熟玉米育種554
一、 區(qū)域分布與生態(tài)特點(diǎn)554
二、 育種目標(biāo)559
三、 骨干自交系及其衍生系560
四、 品種創(chuàng)新與利用570
第十九章黃淮海夏玉米育種577
第一節(jié)區(qū)域分布概況577
一、 生產(chǎn)概況577
二、 生態(tài)特點(diǎn)581
第二節(jié)育種目標(biāo)583
一、 高產(chǎn)583
二、 優(yōu)質(zhì)585
三、 穩(wěn)產(chǎn)585
四、 適應(yīng)機(jī)械化生產(chǎn)588
第三節(jié)骨干自交系及其衍生系589
一、 四平頭群骨干自交系及其衍生系590
二、 PA群骨干自交系及其衍生系591
三、 PB群骨干自交系及其衍生系592
四、 外來種質(zhì)選育的骨干自交系及系譜593
第四節(jié)品種創(chuàng)新與利用596
一、 黃淮海玉米品種發(fā)展歷程596
二、 玉米單交種品種更替599
三、 主要雜優(yōu)模式599
第二十章南方玉米育種601
第一節(jié)西南玉米育種601
一、 區(qū)域分布與生態(tài)特點(diǎn)601
二、 育種目標(biāo)606
三、 骨干自交系及其衍生系608
四、 品種創(chuàng)新與利用613
第二節(jié)東南玉米育種617
一、 生產(chǎn)概況617
二、 自交系的選育621
三、 品種選育與利用624
第三節(jié)熱帶、亞熱帶玉米育種627
一、 區(qū)域分布與生態(tài)特點(diǎn)627
二、 育種目標(biāo)629
三、 骨干自交系及其衍生系632
四、 品種創(chuàng)新與利用635
第二十一章西北旱地玉米育種639
第一節(jié)區(qū)域分布與生態(tài)特點(diǎn)639
一、 區(qū)域分布639
二、 影響玉米生產(chǎn)的因素641
三、 玉米育種中存在的問題642
第二節(jié)育種目標(biāo)644
一、 育種目標(biāo)的影響因素644
二、 育種目標(biāo)的協(xié)調(diào)645
三、 育種基礎(chǔ)理論與技術(shù)的應(yīng)用646
四、 育種和栽培技術(shù)結(jié)合646
五、 西北不同區(qū)域的育種目標(biāo)646
第三節(jié)骨干自交系及其衍生系647
第四節(jié)品種創(chuàng)新與利用650
一、 品種發(fā)展歷程650
二、 主要雜種優(yōu)勢(shì)群及雜種優(yōu)勢(shì)模式652
三、 育種發(fā)展策略652
第五篇玉米種子生產(chǎn)與育種信息管理
第二十二章玉米種子生產(chǎn)657
第一節(jié)影響因素及相關(guān)措施657
一、 種子生產(chǎn)的影響因素657
二、 提高種子質(zhì)量和產(chǎn)量的措施664
第二節(jié)親本性狀保持與繁殖668
一、 原種生產(chǎn)技術(shù)668
二、 提純復(fù)壯技術(shù)668
三、 定系循環(huán)技術(shù)669
第三節(jié)種子生產(chǎn)程序671
一、 保持玉米親本特性種子生產(chǎn)技術(shù)規(guī)程（DB37/T 3103—2018）671
二、 玉米優(yōu)質(zhì)雜交種生產(chǎn)技術(shù)規(guī)程（DB37/T 3107—2018）673
第四節(jié)不育系制種技術(shù)674
一、 不育系種類674
二、 不育系和恢復(fù)系的回交轉(zhuǎn)育676
三、 利用細(xì)胞質(zhì)雄性不育系生產(chǎn)雜交種677
四、 SPT技術(shù)678
第五節(jié)種子生產(chǎn)的田間檢驗(yàn)679
一、 田間檢驗(yàn)的目的與作用680
二、 田間檢驗(yàn)的項(xiàng)目與檢驗(yàn)時(shí)期680
三、 田間檢驗(yàn)的程序681
四、 種子生產(chǎn)的質(zhì)量要求684
第二十三章玉米種子加工與貯藏685
第一節(jié)加工原理685
一、 干燥原理685
二、 玉米種子清選分級(jí)原理687
第二節(jié)玉米種子加工技術(shù)691
一、 干燥技術(shù)691
二、 干燥設(shè)備693
三、 加工設(shè)備696
四、 包裝702
第三節(jié)玉米種子處理技術(shù)705
一、 種子處理的目的705
二、 種子處理的方法705
第四節(jié)玉米種子貯藏706
一、 影響貯藏的因素706
二、 玉米種子貯藏技術(shù)709
第二十四章玉米育種信息化管理713
第一節(jié)育種大數(shù)據(jù)713
一、 育種數(shù)據(jù)的分類713
二、 育種數(shù)據(jù)之間的關(guān)系714
三、 基因型數(shù)據(jù)715
四、 表現(xiàn)型數(shù)據(jù)715
五、 育種流程數(shù)據(jù)716
六、 環(huán)境數(shù)據(jù)716
第二節(jié)數(shù)據(jù)庫及信息管理系統(tǒng)717
一、 數(shù)據(jù)庫概念717
二、 數(shù)據(jù)庫建設(shè)的要求718
三、 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和建設(shè)718
四、 廣泛使用的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)軟件719
五、 育種數(shù)據(jù)庫720
第三節(jié)育種信息管理系統(tǒng)721
一、 現(xiàn)有育種管理信息系統(tǒng)721
二、 育種信息管理軟件的選擇724
三、 育種信息管理系統(tǒng)的實(shí)施724
第四節(jié)公共數(shù)據(jù)庫簡(jiǎn)介725
一、 AGRICOLA數(shù)據(jù)庫725
二、 NCBI數(shù)據(jù)庫725
三、 MaizeGDB數(shù)據(jù)庫726
四、 Panzea數(shù)據(jù)庫727
五、 Gramene數(shù)據(jù)庫728
六、 中國(guó)國(guó)家作物種質(zhì)資源數(shù)據(jù)庫729
參考文獻(xiàn)731
附錄820
一、 玉米品種特征特性術(shù)語解釋及觀察記載標(biāo)準(zhǔn)說明820
二、 玉米品種審定標(biāo)準(zhǔn)（國(guó)家級(jí)）821
三、 國(guó)家審定玉米品種同一適宜生態(tài)區(qū)824
四、 2006～2017年全國(guó)主要推廣玉米品種名錄827