玉米是全球三大主糧作物中產量最大的谷類作物，我國做為玉米生產和消費大國，其播種面積、總產量、消費量僅次于美國，均居世界第二位。隨著工業化、城鎮化快速發展和人民生活水平不斷提高，我國已進入玉米消費快速增長階段，2020年國內玉米消費總量較上年增加1400余萬噸至2.9億噸，未來的玉米供需矛盾突出，玉米缺口很大。抓好玉米生產，就抓住了糧食持續穩定發展的關鍵。黃淮海平原是我國玉米最集中產區，也是近年來高溫熱害的易發區，嚴重威脅玉米安全生產。玉米作為喜溫作物，一般會主動適應夏季的高溫，但溫度超過35℃后會對植株的生長發育造成不良影響。高溫脅迫將引起夏玉米生育期縮短，果穗禿尖、禿底、畸形，或者其苞葉短小、缺行甚至出現“啞鈴穗”，受災嚴重的結實呈“滿天星”狀，甚至空稈無粒，穗粒數顯著減少，粒重降低，最終導致子粒產量降低，且產量損失隨著高溫脅迫時間的延長而加大。
相關研究表明，高溫脅迫下玉米根系變短變細，生物量大幅減少，根系生長速率會降低，根系膜系統受到傷害、質膜透性增加導致根系活力顯著降低、早衰和死亡加速等，同時玉米根系的水分傳導能力開始下降；葉片葉綠素含量明顯下降，類囊體膜結構受損、電子傳遞活性和傳遞效率顯著下降，導致光合作用受阻、光合速率降低、光合產物減少；雄穗分枝分化發育受阻，分枝數減少、分枝長度縮短，總小花數及花粉量驟減，花粉生活力及萌發力減弱，同時使雌穗吐絲困難，甚至使果穗各部位吐絲紊亂，延緩雌穗花絲吐出，減少花絲上絨毛數量，使散粉盛期花絲數顯著降低，雌雄間差擴大，造成受粉不充分，并造成花絲表面黏液減少，使柱頭上的花粉萌發困難，即使萌發成功，也會由于水分供應不足而無法完成受精，降低受精率。在高溫脅迫下，激素的動態平衡、穩定性、含量、生物合成及分布都會發生變化，進而對籽粒的生長發育產生不利影響。
隨著現代分子生物學的發展，SNP分子標記技術因其優點受到國內外育種家越來越多的重視，在黃瓜、蘋果、大豆、小麥、水稻、玉米等作物的品種鑒定、遺傳作圖、QTL定位和基因克隆等方面均有應用。在玉米種質遺傳多樣性研究方面，Yang等利用884個SNP標記對154份普通玉米自交系進行了遺傳多樣性分析；wu等利用1015個在基因組中平均分布的SNP標記，對367份普通玉米自交系進行了群體遺傳多樣性的分析并進行聚類；吳金鳳等利用1041個SNP標記對51份玉米自交系進行了遺傳多樣性分析及類群劃分，劃分結果與系譜來源一致。但目前利用SNP分子標記技術分析耐高溫玉米種質遺傳多樣性的研究報道較少。目前我國特色優質耐高溫玉米生產面臨的制約因素也很多，特別是玉米種業發展相對落后，突破性優良品種較少，原創自交系水平低，育成品種同質化嚴重，如何挖掘生產潛力、增加玉米品質和抗逆性、提高玉米產量、保持玉米生產能夠基本自需，是確保國家糧食安全的一件大事。因此，本研究將自選及新引進玉米自交系，利用覆蓋全基因組的SNP標記技術進行遺傳多樣性分析和親緣關系研究，將系譜關系不明的材料準確合理的劃分到相應的優勢群中，根據已知雜種優勢模式有針對性的配制新組合，減少組配的盲目性，提高育種效率，加快種質資源挖掘利用，從而培育出耐高溫、抗旱、耐密、抗倒、抗病、優質、熟期適中的特色優良品種，以應對高溫、干旱等極端氣候、總產不穩等問題，推動玉米種業的發展，保障我國的糧食生產安全。
方式方法
1、種質資源創新：
廣泛引進、鑒定耐高溫玉米種質資源，以SNP分子標記為基礎，借助分子標記技術，對遺傳基礎進行分析，明確種質內在的血緣關系，依據遺傳關系構建兩個彼此對立的雜種優勢群體。以P群種質改良335選系作母本，在育種實踐上構建178改良335群體，選育出優良自交系，形成耐高溫、一般配合力高、抗病性突出、抗倒性強、熟期適中、品質優良的A群種質；以熱帶種質suwan改良鄭單958選系作父本，構建suwan1改良鄭單958群體，高密度耐高溫選擇，經雙列雜交測配，選育出CM1、CM2兩個高配合力的自交系，形成了配合力高、抗旱性強、耐高溫性好，耐密性突出的B群種質，根據后續測配的效果，對群體進行優化和升級。
2、新品種選育
將選育出的自交系進行群體間雙列雜交，在多年份、多地點、多環境下，利用抗逆測試（人工加壓環境）、表型選擇、單倍體育種和配合力測定等方法測試抗性和產量，篩選出一般配合力較高的親本自交系，以及耐高溫、抗旱、耐密、抗倒、抗病、優質、熟期適中的玉米新組合，擇優參加下一步試驗。
技術關鍵
1、種植自選及引進的穩定玉米自交系，苗期取葉片提取DNA，利用分子標記SNP技術，分析種質遺傳基礎，為群體的構建提供理論依據。
2、A、B雜種優勢群體的構建和基礎親本的選擇是育種成敗的關鍵。平衡抗逆性（耐高溫）與耐密性、抗倒性、早熟性之間的矛盾，不僅要考慮材料間遺傳距離的遠近，還要求親本的綜合性狀好，盡可能摒棄其明顯缺陷，適度添加熱帶種質。
3、基于高GCA的自交系選育和基于多環境的新組合測試是確保數據可靠性的重要環節，是提高品種環境適應性及產量穩定性的關鍵流程。
四、技術路線
來源：（南北學苑2）陳國立
