甜玉米育種技術(shù)研究

孫勁松

（單縣終興鎮(zhèn)政府農(nóng)業(yè)技術(shù)服務(wù)站，山東　單縣　274300）

甜玉米在日常生活中主要應(yīng)用于保鮮加工或直接食用鮮穗，其是將糧、飼、蔬、果融為一體且營養(yǎng)豐富、風(fēng)味獨特的四元經(jīng)濟(jì)農(nóng)作物，有多年的發(fā)展經(jīng)歷，種植規(guī)模越來越大。而通過產(chǎn)銷一體化模式大大提高了甜玉米的附加值，實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)，對加快育種進(jìn)程有重要作用。然而，甜玉米育種技術(shù)水平和理想高度還有很遠(yuǎn)的距離，急需進(jìn)一步加強(qiáng)研究。

1　甜玉米品質(zhì)性狀

甜玉米品質(zhì)一般有營養(yǎng)品質(zhì)、食用品質(zhì)、商業(yè)品質(zhì)與加工品質(zhì)，其中的營養(yǎng)品質(zhì)是甜玉米的品質(zhì)基礎(chǔ)，主要涵蓋糖分、淀粉、蛋白質(zhì)、脂肪和氨基酸等營養(yǎng)成分，而食用品質(zhì)主要涵蓋甜度、香味、柔嫩度、風(fēng)味和糯性等方面。與普通玉米相比，甜玉米含糖量高出2～7倍，其甜度受到糖分的組成與含量的影響；柔嫩性和甜玉米果實皮的厚度成負(fù)相關(guān)，果實皮越厚，柔嫩性越差，果實皮越薄，柔嫩性越好。授粉后14～18 d，超甜玉米的食用品質(zhì)較佳，粗纖維含量較低，這與胚背面的果實皮厚度較薄有一定關(guān)系。甜玉米的果皮厚度是較為復(fù)雜的一個品質(zhì)性狀，研究其遺傳規(guī)律的難度較大，改善果皮的柔嫩度是甜玉米育種的重要目標(biāo)。

2　甜玉米育種技術(shù)策略

2.1　甜玉米選育技術(shù)方法

選育甜玉米的關(guān)鍵是自交系選育，當(dāng)下使用的技術(shù)方法主要包括雜交選育、回交選育、二環(huán)系選育、單倍體選育4種［1］。雜交選育沒有品質(zhì)保障，周期較長，較少應(yīng)用；回交選育是將普通玉米自交系當(dāng)作輪回親本，與普通玉米自交系直接相關(guān)，只對單基因控制的性狀有效，在甜玉米選育中應(yīng)用較少；二環(huán)系選育是分離自交系，方法方便快捷，只是難以超越親本自交系，育成優(yōu)良品種的難度較大，適用于有豐富種質(zhì)資源的情況下；單倍體選育是利用人工或自然誘發(fā)單倍體玉米植株，經(jīng)過自然加倍或人工染色體加倍獲取純合二倍體，再選出優(yōu)良的自交系，培育時間較短，但該育種技術(shù)尚不成熟，需要繼續(xù)加強(qiáng)研究。

2.2　轉(zhuǎn)基因抗蟲育種技術(shù)

甜玉米受到玉米螟極為嚴(yán)重的危害，導(dǎo)致產(chǎn)量與品質(zhì)下降。當(dāng)前種植的甜玉米品種的抗性不強(qiáng)，尤其是優(yōu)質(zhì)超甜玉米，甜度高、食味佳，抵抗蟲害能力更弱。所以，現(xiàn)階段甜玉米育種的首要任務(wù)就是培育抗蟲自交系或者抗蟲品種。在我國，抗蟲甜玉米種質(zhì)資源匱乏，有效的抗蟲基因資源很少，利用傳統(tǒng)技術(shù)難以獲取抗性甜玉米品種，最近幾年發(fā)展起來的轉(zhuǎn)基因技術(shù)開辟了培育高效抗蟲甜玉米品種的新途徑，受到了高度、廣泛的重視。瑞士先正達(dá)公司基于轉(zhuǎn)基因抗蟲育種技術(shù)把合成基因和標(biāo)記基因一起導(dǎo)入甜玉米自交系，成功培育Bt-11甜玉米品種。近幾年我國也積極研究轉(zhuǎn)基因抗蟲育種，取得了一定成效，將超甜玉米自交系1132的幼胚作為愈傷組織，對外植體加以誘導(dǎo)，通過基因槍法把蘇云金桿菌殺蟲蛋白基因成功轉(zhuǎn)化成胚性愈傷組織，基于優(yōu)化再生條件、生根培養(yǎng)條件等建立既高效又穩(wěn)定的超甜玉米轉(zhuǎn)基因再生成株體系，奠定進(jìn)一步推動甜玉米育種進(jìn)程的基礎(chǔ)。

2.3　溫?zé)岱N質(zhì)互導(dǎo)育種技術(shù)

生長在溫帶地區(qū)、亞熱帶地區(qū)、熱帶地區(qū)的甜玉米品種具有各自的優(yōu)勢，合理利用亞熱帶與熱帶地區(qū)的優(yōu)良甜玉米基因，能豐富國內(nèi)甜玉米種質(zhì)材料來源，顯著鞏固其遺傳基礎(chǔ)。但我國的研究不足、起步較晚，導(dǎo)致現(xiàn)有不同地區(qū)的甜玉米種質(zhì)之間的遺傳趨勢評估缺乏準(zhǔn)確性，而且甜玉米育種受到光敏感反應(yīng)的影響，這也是在溫帶地區(qū)豐富亞熱帶與熱帶地區(qū)甜玉米種質(zhì)面臨的技術(shù)難題，必須積極利用溫?zé)崽鹩衩追N質(zhì)互導(dǎo)育種技術(shù)有效改善缺少甜玉米種質(zhì)資源的現(xiàn)狀，研究新的甜玉米種質(zhì)。

2.4　利用先進(jìn)技術(shù)加速育種進(jìn)程

隨著現(xiàn)代生物學(xué)的高速發(fā)展，生物技術(shù)逐漸在玉米育種領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，開辟新的甜玉米育種策略［2］。當(dāng)下研究最多的是轉(zhuǎn)基因育種技術(shù)、分子標(biāo)記育種技術(shù)。正如前文所述，轉(zhuǎn)基因育種技術(shù)主要是把抗病、抗蟲基因?qū)胩鹩衩椎淖越幌?，選育出抗病抗蟲甜玉米品種，瑞士先正達(dá)公司已經(jīng)成功培育Bt-11轉(zhuǎn)基因甜玉米，被種植于瑞士、美國、加拿大等國家；分子標(biāo)記技術(shù)則是輔助育種技術(shù)方法之一，直接在個體基因型上進(jìn)行選擇，輔助常規(guī)育種跟蹤目標(biāo)性狀的基因型，快速排除非目標(biāo)性狀基因型個體，弱化盲目選擇的弊端，提高育種工作效率。國際上對甜玉米基因的主效基因、微效基因都已有相應(yīng)的DNA分子標(biāo)記，但在甜玉米育種實踐中的應(yīng)用不多，尤其是我國基層單位尚處于傳統(tǒng)甜玉米育種階段，利用先進(jìn)技術(shù)手段育種的情況較少，應(yīng)快速改進(jìn)。

3　結(jié)語

本文簡述甜玉米品質(zhì)性狀，并探討其育種技術(shù)策略，主要有選育技術(shù)方法、轉(zhuǎn)基因抗蟲育種技術(shù)、溫?zé)岱N質(zhì)互導(dǎo)育種技術(shù)、先進(jìn)技術(shù)手段等。當(dāng)然，今后還需不斷探索新的有效的育種技術(shù)，大膽創(chuàng)新，加快推進(jìn)甜玉米育種進(jìn)程。

參考文獻(xiàn)