玉米是全球三大主粮作物中产量最大的谷类作物，我国做为玉米生产和消费大国，其播种面积、总产量、消费量仅次于美国，均居世界第二位。随着工业化、城镇化快速发展和人民生活水平不断提高，我国已进入玉米消费快速增长阶段，2020年国内玉米消费总量较上年增加1400余万吨至2.9亿吨，未来的玉米供需矛盾突出，玉米缺口很大。抓好玉米生产，就抓住了粮食持续稳定发展的关键。黄淮海平原是我国玉米最集中产区，也是近年来高温热害的易发区，严重威胁玉米安全生产。玉米作为喜温作物，一般会主动适应夏季的高温，但温度超过35℃后会对植株的生长发育造成不良影响。高温胁迫将引起夏玉米生育期缩短，果穗秃尖、秃底、畸形，或者其苞叶短小、缺行甚至出现“哑铃穗”，受灾严重的结实呈“满天星”状，甚至空秆无粒，穗粒数显著减少，粒重降低，最终导致子粒产量降低，且产量损失随着高温胁迫时间的延长而加大。
相关研究表明，高温胁迫下玉米根系变短变细，生物量大幅减少，根系生长速率会降低，根系膜系统受到伤害、质膜透性增加导致根系活力显著降低、早衰和死亡加速等，同时玉米根系的水分传导能力开始下降；叶片叶绿素含量明显下降，类囊体膜结构受损、电子传递活性和传递效率显著下降，导致光合作用受阻、光合速率降低、光合产物减少；雄穗分枝分化发育受阻，分枝数减少、分枝长度缩短，总小花数及花粉量骤减，花粉生活力及萌发力减弱，同时使雌穗吐丝困难，甚至使果穗各部位吐丝紊乱，延缓雌穗花丝吐出，减少花丝上绒毛数量，使散粉盛期花丝数显著降低，雌雄间差扩大，造成受粉不充分，并造成花丝表面黏液减少，使柱头上的花粉萌发困难，即使萌发成功，也会由于水分供应不足而无法完成受精，降低受精率。在高温胁迫下，激素的动态平衡、稳定性、含量、生物合成及分布都会发生变化，进而对籽粒的生长发育产生不利影响。
随着现代分子生物学的发展，SNP分子标记技术因其优点受到国内外育种家越来越多的重视，在黄瓜、苹果、大豆、小麦、水稻、玉米等作物的品种鉴定、遗传作图、QTL定位和基因克隆等方面均有应用。在玉米种质遗传多样性研究方面，Yang等利用884个SNP标记对154份普通玉米自交系进行了遗传多样性分析；wu等利用1015个在基因组中平均分布的SNP标记，对367份普通玉米自交系进行了群体遗传多样性的分析并进行聚类；吴金凤等利用1041个SNP标记对51份玉米自交系进行了遗传多样性分析及类群划分，划分结果与系谱来源一致。但目前利用SNP分子标记技术分析耐高温玉米种质遗传多样性的研究报道较少。目前我国特色优质耐高温玉米生产面临的制约因素也很多，特别是玉米种业发展相对落后，突破性优良品种较少，原创自交系水平低，育成品种同质化严重，如何挖掘生产潜力、增加玉米品质和抗逆性、提高玉米产量、保持玉米生产能够基本自需，是确保国家粮食安全的一件大事。因此，本研究将自选及新引进玉米自交系，利用覆盖全基因组的SNP标记技术进行遗传多样性分析和亲缘关系研究，将系谱关系不明的材料准确合理的划分到相应的优势群中，根据已知杂种优势模式有针对性的配制新组合，减少组配的盲目性，提高育种效率，加快种质资源挖掘利用，从而培育出耐高温、抗旱、耐密、抗倒、抗病、优质、熟期适中的特色优良品种，以应对高温、干旱等极端气候、总产不稳等问题，推动玉米种业的发展，保障我国的粮食生产安全。
方式方法
1、种质资源创新：
广泛引进、鉴定耐高温玉米种质资源，以SNP分子标记为基础，借助分子标记技术，对遗传基础进行分析，明确种质内在的血缘关系，依据遗传关系构建两个彼此对立的杂种优势群体。以P群种质改良335选系作母本，在育种实践上构建178改良335群体，选育出优良自交系，形成耐高温、一般配合力高、抗病性突出、抗倒性强、熟期适中、品质优良的A群种质；以热带种质suwan改良郑单958选系作父本，构建suwan1改良郑单958群体，高密度耐高温选择，经双列杂交测配，选育出CM1、CM2两个高配合力的自交系，形成了配合力高、抗旱性强、耐高温性好，耐密性突出的B群种质，根据后续测配的效果，对群体进行优化和升级。
2、新品种选育
将选育出的自交系进行群体间双列杂交，在多年份、多地点、多环境下，利用抗逆测试（人工加压环境）、表型选择、单倍体育种和配合力测定等方法测试抗性和产量，筛选出一般配合力较高的亲本自交系，以及耐高温、抗旱、耐密、抗倒、抗病、优质、熟期适中的玉米新组合，择优参加下一步试验。
技术关键
1、种植自选及引进的稳定玉米自交系，苗期取叶片提取DNA，利用分子标记SNP技术，分析种质遗传基础，为群体的构建提供理论依据。
2、A、B杂种优势群体的构建和基础亲本的选择是育种成败的关键。平衡抗逆性（耐高温）与耐密性、抗倒性、早熟性之间的矛盾，不仅要考虑材料间遗传距离的远近，还要求亲本的综合性状好，尽可能摒弃其明显缺陷，适度添加热带种质。
3、基于高GCA的自交系选育和基于多环境的新组合测试是确保数据可靠性的重要环节，是提高品种环境适应性及产量稳定性的关键流程。
四、技术路线
来源：（南北学苑2）陈国立
