高花青素玉米新品種黑糯715的選育及栽培制種技術(shù)

杜倫靜，宋寧寧，李筱姣，陳榮麗，易紅華，蔡治榮，周 勝，柯劍鴻

（重慶市農(nóng)業(yè)科學(xué)院，重慶 401329）

從20 世紀(jì)90 年代開始，我國鮮食玉米育種工作快速發(fā)展，自主選育能力快速提高，自主選育品種的市場占比也增至80%，改變了過去主要從國外進(jìn)口鮮食玉米品種的情況。我國鮮食玉米年種植面積達(dá)167 萬hm2，年市場消費(fèi)量達(dá)750 億穗，已成為世界上最大的鮮食玉米生產(chǎn)國和消費(fèi)國[1]。傳統(tǒng)鮮食玉米以甜玉米和糯玉米為主，甜玉米鮮甜脆嫩，糯玉米軟糯清香[2]。近年來，伴隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、現(xiàn)代社會(huì)的進(jìn)步和生活水平的提高，人們的飲食消費(fèi)觀念逐步由“吃得飽”“吃得好”逐步走向“吃得精”?；ㄇ嗨厥谴嬖谟谥参矬w內(nèi)的一種水溶性的天然色素，是黃酮類物質(zhì)的一種，具有抗氧化及清除自由基、預(yù)防心腦血管疾病等功能[3-4]。不同的花青素成分使植物器官呈現(xiàn)出不同的顏色，其中矢車菊素-3-葡萄糖苷能夠在植物器官中呈現(xiàn)出紅色、紫色和黑色[5]。黑糯玉米籽粒中含有豐富的支鏈淀粉、蛋白質(zhì)、維生素、微量元素，其果皮中蘊(yùn)含豐富的花青素，兼具營養(yǎng)價(jià)值、保健作用及美容、抗衰等功能，已逐步成為大眾化消費(fèi)的美味佳肴和營養(yǎng)保健食品[6]。從黑糯玉米中提取的天然色素穩(wěn)定性好，可以作為“功能因子”，用于抗氧化、抗衰老、抗癌的功能食品的研究與開發(fā)[5]。

重慶市鮮食玉米種植以糯玉米為主，但特色黑糯玉米品種少，不能滿足農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)升級(jí)、市場結(jié)構(gòu)調(diào)整的需要。市面上的鮮食黑糯玉米普遍存在品種著色慢、口感差等問題，不能兼顧適宜采收期和高花青素含量[7]，限制了鮮食黑糯玉米的推廣。重慶是西南玉米產(chǎn)區(qū)之一，屬立體生態(tài)氣候，生態(tài)環(huán)境復(fù)雜，極端天氣災(zāi)害頻發(fā)，高溫高濕、陰雨寡照的發(fā)生頻次、持續(xù)時(shí)間及危害程度呈加重趨勢，病蟲害嚴(yán)重，對(duì)品種的抗病性、抗逆性及適應(yīng)性要求較高。因此，急需加大專用型糯玉米品種的育種攻關(guān)和引進(jìn)篩選力度，盡快篩選出一批適應(yīng)重慶特殊氣候生態(tài)環(huán)境的優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)、抗逆能力強(qiáng)、適應(yīng)性廣的黑糯玉米新品種供大面積生產(chǎn)推廣應(yīng)用。項(xiàng)目組以培育食用品質(zhì)優(yōu)、抗性強(qiáng)、豐產(chǎn)性好、適應(yīng)性廣、花青素含量高的糯玉米新種質(zhì)和新品種為目標(biāo)，有針對(duì)性地利用不同類群優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行改良和創(chuàng)新，選育出高花青素玉米新品種黑糯715。該品種2019 年完成國家西南鮮食玉米區(qū)域試驗(yàn)和生產(chǎn)試驗(yàn)，達(dá)到審定標(biāo)準(zhǔn)，適宜在西南鮮食玉米類型區(qū)的四川省、重慶市、貴州省、湖南省、湖北省及云南省中部的丘陵、平壩、低山地區(qū)作鮮食玉米種植。

1 品種及其親本簡介

黑糯715具有中熟、中稈、半緊湊、穗大、高產(chǎn)、品質(zhì)優(yōu)、適應(yīng)性廣等特點(diǎn)，是重慶市農(nóng)業(yè)科學(xué)院歷時(shí)10年春種冬繁選育出的雜交黑糯玉米新品種。

1.1 母本EX955

來源于四川省涼山州彝家糯玉米地方品種與糯玉米自選系C602，通過系譜法自交純化選育而成。早熟（生育期115 d），株高181 cm，穗位高77 cm，植株半緊湊型，全株總?cè)~片數(shù)18片，上位穗上葉與莖稈角度小，葉長中，葉寬中，葉色綠色，葉姿態(tài)上沖，葉緣波少。雄穗主軸長度短，一級(jí)側(cè)枝數(shù)10個(gè)，雄穗中部側(cè)枝長度短，雄穗側(cè)枝姿態(tài)為直，上沖。花絲綠色，花藥黃色。果穗短筒型，穗柄短，穗長14.3 cm，穗粗4.5 cm，穗行數(shù)16～18 行，行粒數(shù)32 粒。籽粒白色，糯質(zhì)型，百粒重25.7 g。穗軸白色，果穗苞葉花青苷顏色無，苞葉長度適中。田間表現(xiàn)抗小斑病、抗紋枯病和玉米螟，抗病性強(qiáng)；根系發(fā)達(dá)，莖稈堅(jiān)韌，抗倒伏力強(qiáng)。在重慶地區(qū)，繁殖制種產(chǎn)量200 kg/667 m2以上。

1.2 父本DV742

來源于云南省元江縣地方種四區(qū)黑糯與重慶市農(nóng)業(yè)科學(xué)院自選黑粒黑軸糯玉米選系HN612、白糯玉米選系S509 組建的基礎(chǔ)材料：四區(qū)黑糯×（HN612×S509），采用自交與回交相結(jié)合，按系譜法定向選育而成。中早熟（全生育期115 d），株高167 cm，穗位72 cm。株型緊湊，全株總?cè)~片數(shù)17.9 片，上位穗上葉與莖稈角度小，葉長中，葉片窄，葉色濃綠色，葉緣波少。雄穗主軸長，雄穗分枝中等，小穗排列較密，花藥黃色。果穗短筒型，穗柄短，穗長13.8 cm，穗粗4.1 cm，穗行數(shù)12～14行，行粒數(shù)29粒，籽粒黑色，糯質(zhì)型，排列整齊，百粒重23.1 g。穗軸黑色，果穗苞葉花青苷顏色無，苞葉長度適中。田間表現(xiàn)抗小斑病、抗紋枯病和玉米螟，抗病性強(qiáng)；根系發(fā)達(dá)，莖干堅(jiān)韌，抗倒伏力強(qiáng)。在重慶繁殖制種產(chǎn)量一般為170～220 kg/667 m2。

2 品種選育過程

根據(jù)西南地區(qū)的生態(tài)、耕作特點(diǎn)和飲食習(xí)慣，制定了高產(chǎn)、抗病、食味品質(zhì)佳的糯玉米育種目標(biāo)，選育出品質(zhì)優(yōu)、外觀商品性好的黑糯玉米新品種。

2012 年，組配雜交組合EX955×DV742。2013 年，該組合參加重慶市農(nóng)業(yè)科學(xué)院玉米研究所新品種比較試驗(yàn)。2014 年，該組合參加重慶市農(nóng)業(yè)科學(xué)院玉米研究所新品種比較試驗(yàn)。2015 年，參加重慶市農(nóng)業(yè)科學(xué)院組織的多點(diǎn)比較試驗(yàn)。2016 年，參加重慶市農(nóng)業(yè)科學(xué)院組織的多點(diǎn)比較試驗(yàn)。2017 年，參加重慶市農(nóng)業(yè)科學(xué)院組織的多點(diǎn)比較試驗(yàn)。2018 年，參加南方（西南）鮮食糯玉米組區(qū)域試驗(yàn)。2019 年，參加南方（西南）鮮食糯玉米組區(qū)域試驗(yàn)。

2.1 母本EX955選育

母本EX955的選育系譜如下。

2.2 父本DV742選育

父本DV742的選育系譜如下。

3 品種特征特性

3.1 農(nóng)藝性狀

南方（西南）鮮食糯玉米組出苗至鮮穗采收期85.5 d，比對(duì)照渝糯7 號(hào)早熟0.5 d。苗期長勢強(qiáng)，第1葉鞘紫色，第1 葉尖為尖到圓形。株型半緊湊，全株總?cè)~片數(shù)21.3 片，上位穗上葉與莖稈角度中等，葉長較長，葉片中寬，葉色綠色，葉姿態(tài)直立，葉緣波狀不明顯。株高234 cm，穗位高98 cm。雄穗主軸長度較長，雄穗中部側(cè)枝長度中等。果穗長21.7 cm，穗粗4.9 cm，穗行數(shù)16.0 行。穗軸紅色，苞葉長度適中。籽粒糯質(zhì)型，黑色，排列整齊；蒸煮后糯性強(qiáng)，皮薄、細(xì)膩、清香，百粒重34.8 g。

3.2 抗性鑒定

多點(diǎn)試驗(yàn)田間表現(xiàn)為抗大斑病、小斑病、紋枯病。接種鑒定，感小斑病、紋枯病，高感絲黑穗病。

3.3 品質(zhì)性狀

果穗大小均勻，禿尖為0，排列整齊、一致，籽粒飽滿、柔嫩，外觀性狀好。蒸煮后糯性強(qiáng)，皮薄，細(xì)膩，化渣，黏軟香甜，口感好，食味品質(zhì)優(yōu)良。皮渣率10.95%，品嘗鑒定85.3分，支鏈淀粉占總淀粉含量97.98%，粗蛋白（干基）11.76%，粗脂肪（干基）5.7%，粗淀粉（干基）68.56%，適宜采收期花青素含量達(dá)312.6 nmol·g-1(FW)。

3.4 品種產(chǎn)量表現(xiàn)

2015年參加重慶市農(nóng)業(yè)科學(xué)院組織的21個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)品種比較試驗(yàn)，平均鮮穗產(chǎn)量841.7 kg/667 m2，比對(duì)照渝糯7號(hào)增產(chǎn)10.6%，增產(chǎn)點(diǎn)次為100.0%。

2016年參加重慶市農(nóng)業(yè)科學(xué)院組織的21個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)品種比較試驗(yàn)，平均鮮穗產(chǎn)量904.2 kg/667 m2，比對(duì)照渝糯7號(hào)增產(chǎn)12.6%，增產(chǎn)點(diǎn)次為100.0%。

2017年參加重慶市農(nóng)業(yè)科學(xué)院組織的21個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)品種比較試驗(yàn)，平均鮮穗產(chǎn)量939.1 kg/667 m2，比對(duì)照渝糯7號(hào)增產(chǎn)13.5%，增產(chǎn)點(diǎn)次為100.0%。

2018—2019 年參加南方（西南）鮮食糯玉米組區(qū)域試驗(yàn)，兩年平均產(chǎn)量853.4 kg/667 m2，比對(duì)照渝糯7號(hào)增產(chǎn)1.1%。

4 栽培技術(shù)要點(diǎn)

4.1 隔離種植

可采用時(shí)間隔離、空間隔離或屏障隔離的方法，與普通玉米或其他玉米隔離種植，防止串粉影響品質(zhì)。

4.2 適時(shí)播種

春播、秋播均可。春播時(shí)，當(dāng)氣溫穩(wěn)定12 ℃以上即可，秋播最遲須保證鮮穗采收期氣溫在18 ℃以上。在重慶地區(qū)，春播以3月初為宜，保護(hù)地栽培可提早播種。

4.3 育苗移栽

采用蓋膜育苗，培育壯苗，葉齡3 葉1 心時(shí)移栽，不栽老苗，做到苗齊、苗全、苗壯。

4.4 種植密度

種植密度為2 800～3 500株/667 m2。

4.5 合理施肥

有機(jī)肥與無機(jī)肥搭配施用；磷、鉀肥基施；氮肥30%作底肥，70%在拔節(jié)孕穗期追施。

4.6 適時(shí)采收

鮮穗采收應(yīng)在吐絲后22～25 d 進(jìn)行。采收過早或過遲都難以保證玉米的食用品質(zhì)、商品品質(zhì)。同時(shí)，注意預(yù)防絲黑穗病。

5 制種技術(shù)要點(diǎn)

5.1 雜交種制種技術(shù)

采取常規(guī)雜交玉米制種技術(shù)，父、母本同期播種，父母行比設(shè)置為1∶5或1∶6，母本種植密度為4 500～5 000 株/667 m2，父本種植密度為4 500 株/667 m2，在重慶地區(qū)，制種產(chǎn)量一般為150～220 kg/667 m2。

5.2 父本、母本繁種技術(shù)

5.2.1 隔離種植

可采用時(shí)間隔離、空間隔離或屏障隔離的方法，與普通玉米或其他玉米隔離種植，防止串粉影響品質(zhì)。1）空間隔離。要求同期種植的糯玉米與普通玉米、青貯玉米等之間的距離超過300 m。2）屏障隔離?？衫梅里L(fēng)林帶、河道、溝壑等自然屏障，房屋、建筑物等人為屏障，隔絕糯玉米與其他玉米品種。3）時(shí)間隔離。春播要求時(shí)間間隔不低于25 d，夏播要求時(shí)間間隔不低于15 d。

5.2.2 選地整地

選擇土壤肥力水平高、地勢較平坦、有灌溉排水設(shè)施的地塊，翻耕深度以30 cm 左右為宜，同時(shí)保證土壤深淺一致、疏松透氣，促進(jìn)玉米根系的發(fā)育。

5.2.3 種子處理

選擇飽滿、粒大、健康的種子，播種前進(jìn)行曬種處理和包衣處理。

5.2.4 適時(shí)播種

在當(dāng)?shù)卮杭練鉁胤€(wěn)定達(dá)12 ℃以上即可播種。

5.2.5 育苗移栽

采用育苗盤地膜覆蓋育苗，每穴播2粒玉米種子，澆足水分，及時(shí)煉苗，于3葉1心前帶土移栽。

5.2.6 合理密植

父本DV742 株型半緊湊，種植密度以5 000 株/667 m2左右為宜；母本EX955 株型半緊湊，種植密度以4 500～5 000株/667 m2為宜；

5.2.7 科學(xué)用肥

遵循“施足底肥、適施苗肥、巧施拔節(jié)肥、重施攻苞肥”的原則，一般底肥占全生育期施肥量的30%，苗肥占20%，攻苞肥占50%。

5.2.8 田間管理

根據(jù)田間生長情況，及時(shí)除草，做好雨季排水、排灌。嚴(yán)格按照自交系的特征特性，田間及時(shí)去除雜株、劣株。收獲后，精選果穗單曬、單脫，確保種子品質(zhì)。

6 小結(jié)

近年來，各行各業(yè)都在關(guān)注和認(rèn)可花青素在抗炎、防衰老等方面發(fā)揮的保健作用。隨著甜、糯、甜加糯類型鮮食玉米市場需求和種植面積的逐年增加[8]，富含花青素的鮮食玉米也因其獨(dú)特的外觀品質(zhì)和營養(yǎng)保健價(jià)值逐漸贏得消費(fèi)者的喜愛。目前，花青素玉米的育種正在快速發(fā)展，但市面上的鮮食黑糯玉米普遍存在著色慢、口感差等問題。高花青素玉米新品種黑糯715 具有中熟、中稈、半緊湊、穗大、高產(chǎn)、品質(zhì)優(yōu)、適應(yīng)性廣等特點(diǎn)，蒸煮后糯性強(qiáng)，皮薄、細(xì)膩、清香；其選育豐富了適宜在西南地區(qū)栽培種植的特色黑糯玉米品種資源；該品種的推廣應(yīng)用，可為種植戶帶來可觀的經(jīng)濟(jì)效益。下一步，團(tuán)隊(duì)將繼續(xù)開展高花青素玉米育種研究，針對(duì)重慶特殊立體生態(tài)氣候，利用生物技術(shù)加快推進(jìn)重慶市鮮食黑糯玉米品種選育和農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。