1、当前南京地区鲜食糯玉米的育种目标及方法摘 要:根据南京地区土壤、气候等环境条件,结合当前鲜食糯玉米科研、生产现状,对现阶段适时的育种目标及方法等问题进行探讨,旨在为提高鲜食糯玉米品种的选育水平和促进鲜食糯玉米产业的发展提供参考。 关键词:南京地区;鲜食糯玉米;育种目标;育种方法 中图分类号:S513 文献标识码:A 文章编号:1001-3547(2013)20-0005-03 鲜食糯玉米是指以收获嫩果穗直接蒸煮食用或用于速冻保鲜加工的糯玉米,又称菜用玉米、果蔬玉米或餐桌型玉米1。南京地区自然气候条件优越,为鲜食糯玉米的生长提供有利环境,且其栽培相对简单、周期短、经济效益明显,深受玉米产业者的欢
2、迎,栽培面积逐年上升,因此对优质、高产、抗逆、广适鲜食糯玉米品种的需求量不断增加,许多育种者纷纷开展对鲜食糯玉米的育种研究。为此,确定满足栽培和消费要求的品种选育目标,选择合理可行的育种方法显得尤为重要2。 1 南京地区自然条件 1.1 南京地区农业地理土壤条件 南京人口多、土地少,地形地貌复杂,土壤类型多样。至 2009 年末,全市耕地面积为 24.1 万 hm2,由于成土母质的复杂性和不同区域水文条件差异以及农业活动对土壤的影响,主要土壤类型为水稻土,pH 值约为6.3,略偏酸性,土壤有机质平均含量为 21.3 g/kg,其土壤条件适宜鲜食玉米种植。 1.2 南京地区农业气候环境条件 南京
3、地处中纬度欧亚大陆的东岸,属北亚热带湿润气候,处于西风环流控制下,季风显著,四季分明。年日照量 1 982.82 200 h,平均气温 1516,春秋两季平均温度为(19.40.5),其气候环境条件适合鲜食玉米种植3。 2 鲜食糯玉米育种目标 2.1 优质高产型 优质高产是新品种选育的永恒目标,南京地区也不例外。优质体现在食用口感、加工品质和外观商品性,同时协调好单个指标与综合评价、优质与高产之间的矛盾;产量与种植效益直接关联,注意内在的遗传特性与外在的栽培技术相结合等方面4;在适宜的种植密度条件下可兼顾产量和果穗商品性状,收到较好的效益5,6;选育高产品种的同时也要研究、优化可行的配套高产技
4、术;早熟可使青果穗提前上市,提高售价,并可增加年内种植次数,生产时做到早、中、晚熟不同熟期品种搭配,延长青果穗市场供应时间7。 2.2 色泽亮丽型 鲜食糯玉米外观要求果穗苞叶完整、叶色嫩绿,果穗无秃尖、露肩等现象,籽粒色泽亮丽、排列整齐和紧密、饱满、大小均匀、以硬粒型为主,穗行数 1416 行。因此,在选育过程中,则需要对糯玉米的亲本自交系加以挑选。在籽粒的色泽上,南京地区常见的为雪白色,随着市场的需求,渐渐出现黑色、紫色、红白相间等不同颜色的鲜食糯玉米。目前,南京市蔬菜科学研究所已选育出雪白、金黄色、黑色、红色、紫色、红白色和紫白色等不同类型的鲜食糯玉米品种。 2.3 甜糯结合型 南京地区对
5、鲜食糯玉米的口感要求柔软细腻、糯性强、皮薄无渣、有少量的玉米清香味和适当甜味,具轻松舒适的嚼劲。根据南京地区多数人喜爱鲜食糯玉米的消费特点,考虑到不同人群的需求差别,选育甜糯玉米应以糯为主、糯中带甜,而不是以甜为主,且保留其鲜食糯玉米的香味。 2.4 鲜食加工型 与加工品质有关的性状主要有果穗的大小、形态、色泽、适口性、加工适合性等。基本上果穗大小与机械加工有关,依加工的产品不同而有所差别。整穗形状为圆筒形、轴细、粒深且整齐一致,适于鲜食加工两用。籽粒颜色好且容易保色的品种,经高温杀菌后,不一定会发生变化,或不容易褪色。花丝为白色或浅色比紫色或深色花丝的品种更受加工厂欢迎8,9。当前南京地区主
6、要加工型玉米由真空包装即食糯玉米,有雪白色、红白色、全黑色和紫色等不同颜色品种。 2.5 紧凑双穗型 紧凑型是目前南京地区提高穗数,群体增产的主要手段。其表现为叶片直线形,叶片与茎秆角度小,耐密植;叶片能正反面受光,提高光能利用率,减少蒸发量,提高群体光合效率,延长光合时间,增强耐旱性,提高其产量。双穗型强调的不仅仅为果穗的数量多,同时注重果穗的品质,且果穗穗位不宜过高。鲜食糯玉米紧凑双穗型要求果穗长与单果净质量均匀,不能大小差异明显;籽粒排列紧凑有序;果穗不出现弯曲现象;无秃顶、露肩现象;果穗外苞叶紧、耐贮运等。培育出紧凑、双穗型鲜食糯玉米品种,将促进鲜食糯玉米向标准化、产业化深度发展。因此
7、,紧凑、双穗型已成为南京地区育种工作者目前重要的育种目标。 3 鲜食糯玉米育种方法 南京地区可进行春、秋两季育种工作。通常包括自交系选育、杂交选育和其他生物技术选育等。 3.1 自交系选育方法 获得优良自交系是鲜食糯玉米杂交育种的前提。自交系的数量及质量,代表着育种工作的深度和广度,既影响着优良品种的质量,又决定着育种工作的成就。 鲜食玉米中的甜玉米、糯玉米所要求的育种目标及方法极为相似,两者可以互为种源,选育自交系,两者优缺点可互补10,11。扩增自交系种质资源的有效途径有用不同类型玉米-普通玉米优良种质通过杂(回)交对糯玉米进行遗传改良,利用糯玉米杂交种选育二环系,利用群体改良选育自交系材
8、料等,同时扩充创新种质、构建基础群体、加强人工胁迫、本地异地变换、高标准严选择等方法,可以增加自交系抗逆性和多类型。 3.2 鲜食甜糯玉米杂交选育方法 在鲜食玉米中,普甜基因(su1) 、超甜基因(sh2)和糯质基因(wx)都属于单基因隐性遗传。甜、糯基因均属影响胚乳碳水化合物成分的突变基因,su1、sh2 为淀粉缺陷型基因,wx 为淀粉修饰型基因。虽然甜质基因(su1、sh2)和糯质基因(wx)在籽粒外观上都有各自独特的表现型,但当它们共存于同一玉米籽粒中时,却不可能同时呈现各自的表现型。基因 su1、sh2 对 wx 表现了隐性上位性效应,sh2 对 su1 表现了隐性上位性效应,故当 s
9、u1、sh2 与 wx 同时存在的时候,其表现型为甜玉米12。 选育普甜糯双隐性自交系时,将含有普甜基因(su1)的玉米自交系与糯质玉米自交系进行杂交得到 F1,自交后选留糯质籽粒种植,再按育种目标进行农艺性状选择与自交加代及品质、产量配合力测定等工作,选育出优良普甜糯双隐性自交系,以同样的方法可获得超甜糯双隐性自交系。糯玉米自交系与普甜糯双隐性自交系(或超甜糯双隐性自交系)杂交,或者普甜糯双隐性自交系与超甜糯双隐性自交系杂交,选配出符合育种目标的鲜食甜糯玉米杂交品种。组配后在一个果穗上的甜、糯籽粒比约为 13 或 79。由于甜糯双隐性自交系既含有糯基因,又含有甜基因,组配比较灵活,可根据隐性
10、基因类型、农艺性状、配合力及籽粒颜色等,调整籽粒的甜度和糯性比例等13,14。 3.3 鲜食糯玉米杂交配组育种方法 杂交配组的亲本选育有一定原则,如亲本性状的互补,不同类型不同地理起源的组配,以具有较多优良性状的亲本作为母本,根据性状的遗传规律选配,选择配合力高的亲本,同时注意其亲和性等原则。 当前鲜食糯玉米通常为杂交配组选育出优良品种,育种中一般选用产量高、农艺性状好、配合力高的糯玉米自交系作亲本进行相互杂交。可根据亲本间的亲缘关系与杂优模式、农艺性状间的互补关系,特别是鲜食品质的性状选育新的杂交品种。而鲜食糯玉米的支链淀粉含量高低直接影响糯性程度,因此在选育鲜食糯玉米过程中,需注意加强对支
11、链淀粉含量的检测,一般要求支链淀粉含量占总淀粉含量的 97%以上。而且利用杂种优势可以选育果皮较薄的鲜食糯玉米杂交组合,通过分析亲本和组合的配合力效应及方差,对糯玉米自交系的利用价值进行评价,选择果皮厚度和支链淀粉含量与部分农艺性状相关性显著的优良自交系,可以提高糯玉米品质育种的效率15。 3.4 常规育种与生物技术相结合的方法 常规育种具有周期长、效率低等缺点,随着生物技术的快速发展,已广泛应用于现代育种领域,并取得了显著的成效,但鲜食糯玉米的生物技术育种主要有单倍体育种和分子标记辅助育种,利用玉米单倍体诱导系进行诱导,可快速获得糯玉米单倍体,加倍后结合农艺性状选择即可选育出优良糯玉米自交系
12、,再杂交组配;对糯玉米的果皮厚度、糯性、芳香味和抗性等性状可通过分子标记技术进行筛选与关联分析,获得与优良性状紧密连锁的分子标记,结合常规育种程序,可获得优质、抗逆的糯玉米自交系,进行配合力测定,培育出优质、高产、抗逆性好的糯玉米杂交种。 参考文献 1 刘鹏飞,唐君兴,蒋锋,等.鲜食型糯玉米品质性状的育种探讨J.长江蔬菜,2009(18):1-3. 2 戴惠学.甜玉米的育种目标和育种方法探讨J.长江蔬菜,2007(11):40-41. 3 毛久庚.南京地区设施蔬菜栽培实用技术M.南京:江苏科学技术出版社,2011:2-9. 4 戴惠学.对当前甜玉米育种目标及技术路线的思考J.长江蔬菜,2010
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