国际玉米小麦改良中心(International Maize and Wheat Improvement Center, CIMMYT)的科学家在最近一份研究报告中指出,标记辅助轮回选择技术(Marker-Assisted Recurrent Selection, MARS)正以前所未有的速度帮助育种人员培育出高产、耐旱的玉米改良品种 。
玉米是撒哈拉以南非洲地区3亿人口最重要的粮食。气候变化改变环境的速度已经超过了农业适应自然的速度。农民只有尽快获得抗旱玉米品种,才能适应新环境。
常规育种通常需要7-8年时间,才能使改良品种最终为农民所用。而这项名为“在撒哈拉以南非洲地区干旱胁迫和无胁迫环境下使用MARS技术提高玉米产量”的研究表明,采用MARS技术,即使在干旱条件下,也可以使这个时间缩短到5年,并让改良品种表现出更大的遗传潜力。不仅速度更快、成本更低,而且还可以帮助研究人员快速了解哪些品种具备所需要的性状。MARS技术还可以利用基因型数据对最适宜种植品种进行预测,极大地降低了玉米种植成本。此前,种植者每年只能通过肉眼观察进行品种选择。
这项研究的重点是在频繁遭受旱灾且气候多变的撒哈拉以南非洲地区,开发和改良耐旱、高产热带玉米品种。该研究对10个双亲热带玉米种群的遗传增益进行了估算。总体而言,通过MARS技术,在灌溉良好的情况下,这10个种群每年每公顷可增产105公斤;在干旱胁迫条件下,每年每公顷可增产51公斤。研究还发现测试种群的后代与其上一代和商业对照品种相比,产量明显更高。这表明在撒哈拉以南非洲地区,无论干旱还是适宜环境下,MARS在提高遗传增益方面都具备优异的潜力。
通过前面提到的10个双亲种群的每一轮种植,研究人员利用MARS和谱系法得到了1,000个玉米改良品系并完成了多点试验,其中包括352个双单倍体品系,再利用这些品系得到杂交品种。目前,正在对每个种群中最好的杂交品种在全国范围内进行性状试验,之后将很快在撒哈拉以南非洲地区批准环境释放并进行商业化种植。
(编译 徐倩,编审 孙巍)