鮮食甜糯玉米新品種徐甜糯019的選育研究

李小珊，黃忠勤，王 歆，劉紅偉，王 波，常 勇

(江蘇徐淮地區(qū)徐州農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所，江蘇徐州 221131)

鮮食玉米分為甜玉米、糯玉米和甜加糯玉米，因具有風(fēng)味獨(dú)特、適口性好、營養(yǎng)豐富等特點(diǎn)而深受消費(fèi)者歡迎。糯玉米是普通玉米發(fā)生基因隱性突變 (WX突變?yōu)閣x)而形成的一種特殊玉米類型[1]。糯玉米胚乳中淀粉主要為支鏈淀粉，分子量小，食用消化率高，蛋白質(zhì)含量比普通玉米高3%～6%，含有較多的膠蛋白與清蛋白[2]，賴氨酸、色氨酸含量均較高，因此具有較高的營養(yǎng)保健價(jià)值及工業(yè)利用價(jià)值[3-4]。美國對糯玉米的育種研究較多，其優(yōu)良抗性和獨(dú)特品質(zhì)成為一個(gè)研究重點(diǎn)[5-6]。甜玉米因具有抑制糖分向淀粉轉(zhuǎn)化的遺傳特性，所以乳熟期含糖量較高[7]，含糖量是普通玉米的3～6倍，口味香甜易消化[8]。我國甜玉米的育種研究起步較晚，從美國引進(jìn)了一批甜玉米材料后，開始了甜玉米的育種研究[9]。甜糯玉米是指甜和糯2種類型的籽粒在同一果穗上表達(dá)且口感表現(xiàn)出既甜又糯的一種鮮食玉米[10]。鮮食甜、糯玉米富含多種維生素及氨基酸，營養(yǎng)豐富，深受消費(fèi)者的青睞[4，11]。

隨著生活水平的進(jìn)一步提高，人們已不滿足于僅僅食用單一甜、糯型鮮食玉米，而是希望食用適口性好、糯中帶甜或甜中有糯或既甜又糯的新型鮮食玉米[12-13]。因此，選育雙隱性的甜糯玉米對于徐淮地區(qū)玉米生產(chǎn)及改善農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)具有重要意義。江蘇徐淮地區(qū)徐州農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所利用謝孝頤先生提出的甜糯玉米選育方法[14]，以優(yōu)質(zhì)糯玉米自交系作母本、甜加糯型玉米自交系作父本雜交，選育出新型甜糯玉米一代雜交種徐甜糯019。鑒于此，筆者介紹了徐甜糯019的選育過程、選育結(jié)果、品種特征特性和栽培技術(shù)要點(diǎn)。

1 確立育種目標(biāo)

鮮食玉米的育種以品質(zhì)、產(chǎn)量、抗病蟲性為主要目標(biāo)[15]。而甜糯玉米以含糖量高、風(fēng)味獨(dú)特等特性吸引消費(fèi)者，因此提高甜糯玉米的品質(zhì)，特別是食用品質(zhì)是鮮食甜糯型玉米育種的重要目標(biāo)。依據(jù)不同人群的需求差別，選育甜糯玉米應(yīng)以糯為主，糯中帶甜，保留糯玉米的香味[16]。同時(shí)，在突出風(fēng)味、品質(zhì)的前提下，應(yīng)兼顧產(chǎn)量和外觀品質(zhì)的選擇。根據(jù)徐淮地區(qū)的氣候、生產(chǎn)條件和農(nóng)戶的種植習(xí)慣，選育的鮮食玉米品種應(yīng)高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、株高適宜、綜合抗性強(qiáng)。

2 親本選配的原則與方法

根據(jù)已確立的育種目標(biāo)，正確選配親本是育成新品種的關(guān)鍵。雜交育種的遺傳基礎(chǔ)是基因的重組、互作和累加[17]，依據(jù)孟德爾遺傳定律和雜種優(yōu)勢理論，可通過選擇親本血緣關(guān)系較遠(yuǎn)且甜、糯協(xié)調(diào)的目標(biāo)親本達(dá)到選育優(yōu)良新組合的目的[18]。在該育種實(shí)踐中，通過對現(xiàn)有甜、糯及甜糯雙隱自交系的觀察使用，盡可能多地組配雜交組合進(jìn)行測驗(yàn)鑒定，優(yōu)選出骨干親本，以骨干親本組配雜交組合群體，最終篩選出優(yōu)秀的雜交組合。

3 選育過程

3.1 母本自交系的選育及特性母本自交系W259選自鮮食糯玉米雜交種鳳糯2146，采用二環(huán)系選育法，選擇優(yōu)良糯性單株，經(jīng)徐州、海南連續(xù)7代人工套袋自交選育，選出抗病性好、配合力高的糯玉米自交系。該品種株高190 cm，穗位高90 cm。果穗筒型，穗長15 cm， 穗行數(shù)14～16行，穗軸白色，籽粒白色。根系發(fā)達(dá)，葉片較厚，有皺縮，葉色較深，雄穗分枝多，花粉量大。2015年夏品系穩(wěn)定，W259號(hào)表現(xiàn)優(yōu)異，定名W259。

圖1 母本W(wǎng)259的選育過程

3.2 父本自交系的選育及特性父本自交系W364是選自外引甜糯玉米雜交種(自用編號(hào)H20)，采用二環(huán)系選育法，選擇優(yōu)良單株，經(jīng)徐州、南繁連續(xù)7代人工套袋自交選育出的甜糯雙隱自交系。其株型緊湊，平均株高220 cm，穗位高100 cm，葉色淡綠，葉片較窄。雄穗分枝14～16個(gè)?；ńz黃色，穗長22 cm左右、穗行數(shù)16～18行，白軸，白色皺縮籽粒，抗倒性強(qiáng)，抗小斑病。2015年夏品系穩(wěn)定，W364號(hào)表現(xiàn)優(yōu)異，定名W364。

圖2 父本W(wǎng)364的選育過程

3.3 雜交種的選育2015年冬，在海南以W259為母本、W364為父本雜交育成甜糯玉米新組合。2016年進(jìn)行自主品種比較和多點(diǎn)鑒定試驗(yàn)。田間鑒定顯示，該雜交組合產(chǎn)量高、食味品質(zhì)優(yōu)良、綜合抗性較強(qiáng)、農(nóng)藝性狀優(yōu)良。2017—2018年參加江蘇省糯玉米區(qū)域試驗(yàn)，2019年參加江蘇省糯玉米生產(chǎn)試驗(yàn)，2021年通過江蘇省農(nóng)作物品種審定委員會(huì)審定，定名為徐甜糯019。

4 選育結(jié)果

4.1 豐產(chǎn)性

4.1.1品種比較試驗(yàn)。2016年在徐州現(xiàn)代農(nóng)業(yè)試驗(yàn)示范基地進(jìn)行品種比較試驗(yàn)，以鳳糯2146為對照。試驗(yàn)采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，3次重復(fù)，小區(qū)面積15 m2，行長5.0 m，5行區(qū)，行距0.6 m，其他管理同大田生產(chǎn)。試驗(yàn)結(jié)果表明，徐甜糯019鮮穗產(chǎn)量14 973.0 kg/hm2，比對照鳳糯2146 增產(chǎn)12.3%。

4.1.2區(qū)域試驗(yàn)。2017—2018年參加江蘇省糯玉米區(qū)域試驗(yàn)，試驗(yàn)點(diǎn)為淮安、浦口、玄武、吳江、東臺(tái)、泰興、海門、連云港、徐州、常熟、六合等。試驗(yàn)設(shè)3 次重復(fù)，小區(qū)面積15 m2，種植密度60 000株/hm2。小區(qū)隨機(jī)區(qū)組排列，純作，四周設(shè)保護(hù)行。徐甜糯019的2年平均鮮穗產(chǎn)量為12 450.6 kg/hm2，比對照蘇玉糯5號(hào)增產(chǎn)7.8%(表1)。因此，徐甜糯019產(chǎn)量水平較高，豐產(chǎn)性好。

表1 2017—2018年徐甜糯019區(qū)域試驗(yàn)產(chǎn)量比較

4.1.3生產(chǎn)試驗(yàn)。2019年江蘇省糯玉米生產(chǎn)試驗(yàn)在淮安、南京玄武區(qū)、如皋、東臺(tái)、泰興、海門、連云港、徐州和常熟等試驗(yàn)點(diǎn)進(jìn)行。小區(qū)面積30 m2，4行區(qū)，種植密度67 500 株/hm2。小區(qū)隨機(jī)區(qū)組排列，2次重復(fù)，純作，四周設(shè)保護(hù)行。試驗(yàn)結(jié)果表明，徐甜糯019平均鮮穗產(chǎn)量為12 809.3 kg/hm2，比對照蘇玉糯5號(hào)增產(chǎn)9.3%。因此，徐甜糯019豐產(chǎn)性好，商品性優(yōu)(表2)。

表2 2019年徐甜糯019不同生產(chǎn)試驗(yàn)點(diǎn)產(chǎn)量比較

4.2 抗病性2017—2019年經(jīng)中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所人工接種抗性鑒定(表3),2019年徐甜糯019霉腐莖腐病發(fā)病率最高，為62.2%，表現(xiàn)為高感；2019年紋枯病發(fā)病率較高，為61.4%，表現(xiàn)為感病；2018年粗縮病發(fā)病率較高，為98.2%，表現(xiàn)為高感；2017—2019年徐甜糯019抗或高抗大斑病，中抗或抗小斑病。

表3 2017—2019年徐甜糯019人工接種抗性鑒定結(jié)果

4.3 品質(zhì)徐甜糯019食味品質(zhì)優(yōu)良(表4)。2017—2018年區(qū)域試驗(yàn)和2019年生產(chǎn)試驗(yàn)中，經(jīng)揚(yáng)州大學(xué)農(nóng)學(xué)院理化檢測結(jié)果顯示，徐甜糯019皮渣率平均13.0%；支鏈淀粉平均含量96.4%。經(jīng)專家品嘗總評分分別為83.7、86.0和85.3分，達(dá)到我國農(nóng)業(yè)農(nóng)村部頒鮮食糯玉米二級標(biāo)準(zhǔn)。

表4 2017—2019年徐甜糯019品質(zhì)鑒定評分結(jié)果

5 品種特征特性

徐甜糯019屬中熟半緊湊型鮮食玉米，播種至鮮穗采收期82 d左右。幼苗生長健壯，葉片綠色，葉緣紫色，雄花分枝10～14個(gè)，花藥黃色，穎殼綠色。株型緊湊，葉片較稀疏、葉上挺，成株葉片數(shù)20片?；ńz淺紅色。株高230 cm左右，穗位高98 cm。果穗長錐形，穗長19.4 cm，穗粗4.4 cm，穗行數(shù)14行，行粒數(shù)38粒，千粒鮮重326 g，鮮出籽率70.6%，籽粒白色、籽粒中甜與糯的比例為1∶3。口感香甜軟糯，風(fēng)味佳?？勾蟀卟。剐“卟?、感莖腐病、中抗紋枯病，高抗瘤黑粉病。適宜在江蘇省春、夏播種植。

6 栽培技術(shù)要點(diǎn)

依據(jù)鮮食玉米栽培技術(shù)研究[19-21]，確立以下栽培技術(shù)要點(diǎn)：選擇合理播期，避開灰飛虱危害?；幢钡貐^(qū)春播(4月15—25日)要求土壤溫度穩(wěn)定在12 ℃以上時(shí)，適時(shí)播種。夏播一般在6月中下旬播種。保證一播全苗，播后及時(shí)鎮(zhèn)壓。在苗期5～6葉時(shí)，噴灑玉米專用除草劑，確保清除雜草危害。種植密度57 000～60 000株/hm2。注意隔離種植，可采取空間和時(shí)間隔離?？臻g隔離要求2個(gè)玉米種植田的距離相隔300 m以上；時(shí)間隔離可以通過分期播種實(shí)現(xiàn)，使其散粉期與普通玉米的相隔25 d左右即可。施肥以有機(jī)肥為主，施農(nóng)家肥30 000 kg/hm2、尿素300 kg/hm2、鉀肥300 kg/hm2，或施復(fù)合肥600～750 kg/hm2。大喇叭口期12～13葉時(shí)施用拔節(jié)孕穗肥，施尿素300 kg/hm2。玉米的大喇叭口期、抽雄期以及花后灌漿期是需水關(guān)鍵期，應(yīng)合理排灌。鮮食玉米病蟲草害的防治禁止使用高毒、高殘留農(nóng)藥，為使鮮食玉米具有最佳的食味品質(zhì)和口感，建議鮮食玉米在授粉后23～26 d采收為宜。

7 結(jié)語

鮮食玉米以食用鮮嫩果穗為主，生育期短，徐淮地區(qū)一年可種植2～3季，復(fù)種指數(shù)和經(jīng)濟(jì)效益較高，在徐淮地區(qū)的種植面積逐漸增大，利用越來越廣泛。該研究母本W(wǎng)259具有抗病抗倒基因，增強(qiáng)了雜種后代的抗逆性，提高了鮮穗產(chǎn)量。父本W(wǎng)364含有甜加糯雙隱性基因，改善了雜種后代的食味品質(zhì)(既甜又糯)，提高了雜種的適應(yīng)能力。因此，選育的徐甜糯019具有廣泛適應(yīng)性、較強(qiáng)抗逆性、生育期適中、食味品質(zhì)好的優(yōu)點(diǎn)。

目前，鮮食玉米品種選育及產(chǎn)業(yè)化過程中仍存在許多問題，如種質(zhì)資源挖掘與利用力度不夠、遺傳基礎(chǔ)比較單一、親本血緣關(guān)系較近、甜糯自交系選育時(shí)間長、甜糯不能理想?yún)f(xié)調(diào)等。該研究進(jìn)一步利用現(xiàn)代生物育種技術(shù)積極開展種質(zhì)資源分子遺傳多樣性評價(jià)，拓寬遺傳基礎(chǔ)，不斷創(chuàng)新，選育突破性甜糯純合體自交系和優(yōu)良糯玉米自交系，為選育優(yōu)秀雜交組合奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。