Méthodes et précautions de sélection du maïs

Aujourd'hui, je vais vous parler des méthodes et des approches de sélection du maïs. Jetez-y un œil :

1. Caractéristiques de la sélection du maïs

La caractéristique la plus importante du maïs est la pollinisation croisée naturelle. La composition du champ de la population de pollinisation naturelle est dans un état très hétérogène et les génotypes individuels sont dans un état hautement hétérozygote. Cela détermine que dans la population de pollinisation naturelle du maïs, la comparaison des phénotypes entre les plantes n'est pas très significative, et un certain processus de sélection du génotype doit être effectué pour décider correctement de la sélection. Dans le même temps, en raison de la forte hétérozygotie des génotypes individuels, la sélection phénotypique n'est pas fiable, et des croisements tests ou l'identification de la progéniture doivent être effectués sur un grand nombre d'individus pour confirmer si le phénotype est vraiment hérité. Pour ces raisons, dans le processus de sélection du maïs, il faut généralement plusieurs générations de sélection et de comparaison pour développer de nouvelles lignées ou variétés consanguines.

La sélection du maïs moderne repose essentiellement sur la sélection de la vigueur hybride. L'approche de base consiste d'abord à sélectionner et à reproduire des lignées consanguines parentales pures, puis à hybrider les lignées consanguines parentales, puis à sélectionner des hybrides à forte vigueur hybride. L’avantage hybride de la génération F1 est utilisé en production. L'élevage de lignées consanguines requiert non seulement d'excellentes caractéristiques, mais également une grande capacité de combinaison. La sélection des caractères agronomiques et la capacité de combinaison des lignées consanguines sont tout aussi importantes et ne doivent pas être négligées. Cela augmente considérablement la difficulté de reproduction et prolonge le cycle de reproduction. De plus, même si les caractéristiques des lignées consanguines sont apparentées à celles des hybrides, il existe toujours une distance entre elles. Les caractéristiques agronomiques doivent être sélectionnées et identifiées au niveau de l'hybride, et les niveaux de vigueur hybride des principales caractéristiques cibles doivent être comparés pour obtenir au final d'excellentes variétés hybrides.

2. Sélection de lignées consanguines de maïs

1. Bonnes caractéristiques agronomiques. Caractéristiques des plantes : comprennent principalement le type de plante et la résistance à la verse. Les traits des plantes sont généralement divisés en types compacts, semi-compacts et étalés selon la posture d'extension des feuilles sur la partie supérieure de l'épi ; et sont divisés en grands, moyens, nains, semi-nains, etc. selon la hauteur de la plante.

Caractéristiques de l'épi : Les caractéristiques de l'épi sont généralement composées de la forme de l'épi, de la forme du grain, du nombre de rangées d'épis, etc. Il existe de nombreuses façons de classer les types d'oreilles, les plus évidentes étant le type à oreille longue, le type à oreille épaisse, le type cylindrique, le type à cône, le type à fuseau, etc. Les types de grains sont divisés en type dent de cheval, type à grain dur et leurs différents types de transition. Il est préférable de prendre en compte à la fois les types à oreilles longues et à oreilles épaisses lors de l'élevage de lignées consanguines. Le type à épis longs a plus de grains par rangée, mais moins de rangées de grains ; le type à épis épais a plus de rangées de grains, mais le nombre de grains par rangée ne peut pas être très grand. Le nombre de rangées de graines dans la lignée consanguine est généralement de 10 à 20. 12 à 14 lignes sont modérées. Le choix du type de grain doit être déterminé en fonction des objectifs de sélection. En général, les hybrides produits par des lignées consanguines à grains durs ont de bonnes propriétés commerciales, tandis que les hybrides produits par des lignées consanguines à grains dentés ont des rendements et une teneur en amidon relativement élevés. En outre, la cohérence de la taille, du poids et de la couleur des grains doit également être prise en compte.

Résistance au stress : Il doit y avoir un certain degré de résistance ou de tolérance aux principales maladies du maïs et aux catastrophes naturelles pour assurer la stabilité de la production de semences et le développement stable des avantages hybrides. Uniformité et cohérence : Les caractères agronomiques doivent être uniformes et cohérents en apparence, ce qui se reflète dans le fait que le génotype doit être fondamentalement homozygote.

2. Haute compatibilité. La capacité de combinaison fait référence à la capacité potentielle des parents hybrides à exercer une hétérosis dans leur progéniture hybride. La capacité de combinaison des lignées consanguines détermine la capacité d'augmentation du rendement et la valeur d'utilisation des futurs hybrides et constitue donc la caractéristique la plus importante des lignées consanguines. La capacité de combinaison est divisée en capacité de combinaison générale et capacité de combinaison spéciale. La base génétique de la première découle de l'effet additif des gènes parentaux, tandis que la seconde est déterminée par l'effet non additif des gènes parentaux. Les deux sont relativement indépendantes en génétique. Par conséquent, ces deux facteurs ne doivent pas être négligés lors de la sélection et de l’élevage des lignées consanguines.

3. Excellentes performances de production de semences. La possibilité de promouvoir ou de faire croître des hybrides à haut rendement, de haute qualité et résistants, voire de les faire devenir les principales variétés cultivées, dépend en grande partie de leurs excellentes performances en matière de production de semences. Il s'agit notamment d'une forte capacité de germination et de la vigueur des graines parentales, d'une bonne croissance des semis, d'une protection facile des semis et d'une coordination entre les mâles et les femelles ; d'une bonne dispersion du pollen du parent mâle, d'une grande quantité de pollen et d'une longue période de floraison ; le parent femelle a une longue tige d'épi mâle, une émergence mâle facile, une soie rapide et uniforme, une bonne fermeté, des grains uniformes et un rendement élevé ; les parents ont peu de réponse à la lumière et à la température, une coordination facile de la période de floraison et une production de graines facile et réussie.

4. Sélectionnez les matériaux de base pour les lignées consanguines. Fondamentalement, la forte hétérosis des hybrides de maïs provient de différences génétiques suffisamment importantes entre les parents. Par conséquent, les matériaux de base pour la sélection de lignées consanguines doivent provenir de sources diverses et d’une base génétique large. Il existe généralement quatre sources de matériel sélectionné : la première est le matériel génétique local, comprenant d'anciens groupes de variétés locales ou des lignées consanguines dérivées de variétés locales. Dans certaines conditions écologiques particulières, il peut y avoir d'excellentes sources de résistance ou des matériaux de haute qualité, et une attention particulière doit être accordée à leur collecte. Le deuxième type est celui des hybrides, qui désignent principalement les hybrides utilisés en production ou introduits, et qui incluent également les hybrides volontairement combinés avec des lignées consanguines à des fins de sélection. Parmi eux, les hybrides simples sont les plus utilisés. On pense généralement que l'utilisation de lignées hybrides largement utilisées dans la production locale ou étrangère est un moyen rapide de créer d'excellentes lignées consanguines. Ces lignées sélectionnées présentent généralement de bonnes caractéristiques agronomiques et une capacité de combinaison relativement élevée. Le troisième type est la population globale ou améliorée cycliquement. Ces populations ont généralement une fréquence plus élevée d'excellents gènes et un taux de recombinaison plus élevé d'excellents génotypes, mais le degré d'agrégation des gènes favorables peut ne pas être aussi bon que celui des variétés issues d'un seul croisement. Par conséquent, il est généralement nécessaire d'augmenter le degré de sélection lors du processus de sélection des lignées. Le quatrième type est la progéniture d’hybrides éloignés. Il existe de nombreux parents sauvages du maïs, dont certains présentent de nombreux traits excellents. Cependant, en raison de la difficulté de l'hybridation interspécifique, les descendants sont stériles ou sévèrement séparés et se stabilisent lentement. Il est difficile de les utiliser directement pour créer des lignées consanguines, et ils sont rarement utilisés aujourd'hui.

5. Méthodes de sélection des lignées consanguines.

(1) Méthode d'élevage conventionnelle. Cette méthode de sélection consiste à sélectionner des lignées consanguines individuelles à partir d'une population d'origine distincte et, après plusieurs générations d'autosélection visuelle, la capacité de combinaison est mesurée pour finalement sélectionner d'excellentes lignées consanguines. Le problème avec la méthode de sélection conventionnelle est que l’échelle de la sélection précoce est difficile à définir. Actuellement, certains obtenteurs ne plantent pas en rangées selon les épis dans les premières générations, mais plantent des quantités égales d'épis sélectionnés de manière mixte. Ce n'est que dans les générations ultérieures qu'ils sélectionnent rigoureusement les plantes individuelles à planter en rangées selon les épis pour déterminer leur aptitude à la combinaison. Cette méthode augmente efficacement le nombre de génotypes sélectionnés tout en augmentant la pression de sélection sur les plantes individuelles, ce qui peut être utile pour améliorer la résistance et obtenir des génotypes cibles. Lorsque l’échelle d’élevage est petite, les méthodes d’élevage conventionnelles s’appuient davantage sur l’expérience des éleveurs.

(2) Méthode de sélection haploïde. Le principe de base est d'utiliser des plantes haploïdes naturellement ou artificiellement induites et cultivées pour obtenir des diploïdes homozygotes par doublement artificiel des chromosomes ou par doublement naturel, puis de sélectionner d'excellentes plantes individuelles parmi elles pour former une lignée consanguine. La sélection haploïde ne prend généralement que deux ans pour obtenir des lignées consanguines homozygotes, ce qui raccourcit le cycle de sélection par rapport aux méthodes conventionnelles et est très attrayant pour les éleveurs. Cependant, la sélection haploïde omet l’étape de sélection sur le terrain, et des caractères tels que la résistance nécessitent généralement une double sélection.

(3) Méthode de sélection par radiation et mutagenèse chimique. La méthode de sélection par mutagenèse induite par rayonnement utilise l'énergie de rayonnement produite par des isotopes radioactifs ou même des rayons cosmiques pour induire des variations structurelles ou des mutations alléliques dans les chromosomes et sélectionne des individus utiles pour former des lignées consanguines en fonction des variations phénotypiques. Le mécanisme de mutagenèse de cette méthode repose principalement sur la récupération des dommages, et des mutations favorables sont découvertes au cours du processus de récupération. Par conséquent, lors de la sélection des matériaux d'origine, nous devons tenir compte à la fois d'une base génétique riche et d'une forte résistance aux dommages. Dans le processus de sélection des lignées, nous devons veiller à éliminer diverses souches déformées et mutations défavorables, et sélectionner des plantes saines présentant des traits mutants évidents. Cette méthode a été transplantée par certaines personnes dans l'élevage aérospatial ou spatial ces dernières années.

(4) Méthode de sélection moléculaire. La méthode dite de sélection moléculaire est la méthode de sélection de lignées consanguines réalisée au niveau de l'ADN, comprenant la méthode de sélection transgénique et la méthode de sélection assistée par marqueurs moléculaires. La sélection de lignées transgéniques est le processus qui consiste à introduire des gènes exogènes bénéfiques provenant d'autres animaux et plantes dans des lignées consanguines ou des hybrides à l'aide de la technologie de transformation génétique, afin de produire d'excellentes lignées consanguines dotées de caractères contrôlés par des gènes exogènes. Cette méthode est essentielle pour transformer certains caractères cibles qui ne sont pas disponibles dans le pool génétique du maïs. La sélection assistée par marqueurs moléculaires consiste d’abord à déterminer les marqueurs moléculaires étroitement liés de certains excellents gènes, puis à utiliser ces marqueurs moléculaires comme caractères de sélection indirecte pour sélectionner les caractères cibles et enfin à développer d’excellentes lignées consanguines.

(5) Amélioration des lignées consanguines. Après la sélection de certaines lignées consanguines, on constate que certaines lacunes doivent être surmontées. Après avoir été utilisées pendant un certain temps, on constate que certaines caractéristiques importantes de certaines lignées consanguines ont dégénéré, que de nouvelles espèces physiologiques de maladies sont apparues ou qu'elles ne sont pas adaptées à l'environnement de la nouvelle zone de promotion. À ce stade, le raccourci pour résoudre le problème consiste à transformer les caractéristiques individuelles des lignées consanguines d'origine et à sélectionner de nouvelles lignées améliorées.

La méthode la plus couramment utilisée pour améliorer les lignées consanguines est le rétrocroisement. La méthode de rétrocroisement consiste à utiliser la lignée consanguine améliorée comme parent récurrent et le parent donneur du gène cible comme parent non récurrent. Après plus de 5 générations d'amélioration par rétrocroisement et 1 à 2 générations de stabilisation par autofécondation, une nouvelle lignée consanguine améliorée peut être obtenue. L'efficacité du rétrocroisement est liée au mode de transmission du caractère cible. En général, le rétrocroisement est plus efficace pour les caractères simples ou contrôlés par un seul gène et les caractères hérités cytoplasmiques, mais a des effets médiocres sur les caractères complexes. Lors de la sélection du parent donneur dans la méthode de rétrocroisement, il convient de prêter attention aux principaux caractères cibles ne présentant pas de traînée de liaison, ainsi qu'à la sélection d'excellentes lignées consanguines présentant la même orientation d'avantage hybride, afin d'empêcher que l'amélioration des caractères indésirables d'origine n'entraîne de nouveaux caractères indésirables et ne provoque des problèmes tels qu'une diminution de la capacité de combinaison. La capacité de combinaison des descendants issus de rétrocroisements doit également être testée, et ceux présentant une capacité de combinaison élevée doivent être sélectionnés pour une application parmi différentes lignées Zimei.

3. Sélection d'hybrides de maïs

La sélection d'hybrides consiste à combiner des lignées consanguines ou d'autres excellents matériels parentaux dans des combinaisons hybrides et à sélectionner des hybrides forts et supérieurs qui répondent aux objectifs de sélection grâce à des tests d'identification de croisement, à des comparaisons de variétés et à divers tests de comparaison de variétés.

1. Sélection de lignées consanguines d'hybrides. L’élevage de lignées consanguines a fourni de nombreux documents de référence et informations pour l’élevage hybride. Avant d'utiliser un groupe d'excellentes lignées consanguines pour créer des hybrides, il est nécessaire d'avoir une compréhension détaillée des parents utilisés et de combiner les parents selon certains principes : parenté éloignée et grandes différences géographiques. Par exemple, le modèle de combinaison lignée étrangère x lignée nationale a été largement reconnu par les sélectionneurs nationaux ; il existe des différences de types et les caractères doivent être complémentaires. Les différences entre les types reflètent généralement les différences de génotypes. La complémentarité des caractères est plus importante, en particulier les caractères de résistance importants, qui doivent exister dans au moins l'un des parents ; de bonnes caractéristiques agronomiques et de bonnes performances de production de semences, qui sont extrêmement importantes pour l'application de nouveaux hybrides ; une capacité de combinaison élevée, qui est l'une des conditions les plus fondamentales, en particulier la capacité de combinaison des caractères de rendement doit être élevée.

2. La technologie de sélection des hybrides est simple. Outre les sélectionneurs qui sélectionnent les parents en fonction de leur propre expérience, il existe deux méthodes les plus couramment utilisées pour associer des variétés issues d'un seul croisement : l'une est la méthode de rotation : le nombre de combinaisons issues d'un seul croisement = P(P-1)/2, où P est le nombre de parents ; l'autre est la méthode de la lignée dorsale : le nombre de combinaisons issues d'un seul croisement = M×N, qui divise les lignées consanguines en deux groupes, M et N. Rendre possible l'hybridation entre les groupes dont l'un est composé des lignées consanguines dorsales et l'autre est composé des nouvelles lignées consanguines. Cette approche est généralement la plus efficace.