山西省甜糯等特用玉米研究进展及发展前景

孟俊文，马海林，王 笑，卢保红

（1.山西省农业科学院农作物品种资源研究所，山西太原030031；2.山西省农业科学院玉米研究所，山西忻州034000；3.山西省农业种子总站，山西太原030001）

15世纪末期玉米还仅存在于美洲，当时玉米是印第安人最重要的粮食作物，没有玉米就不可能有印第安人的文明[1]。发展到现在，玉米已经成为全球种植面积与总产最大的农作物。目前，玉米主要用于饲料加工，其作为口粮所占比例越来越小。玉米从用途上可大致分为普通玉米与特用玉米。其中，普通玉米约含70%左右的淀粉（直链淀粉23%，支链淀粉77%），主要用于动物的饲料，供应人类的肉、蛋、奶等生活用品；特用玉米主要指高油玉米、优质蛋白玉米、甜糯玉米、青饲玉米、爆裂玉米等。糯玉米是由普通玉米引入我国后在西南地区种植发生变异而形成的一种特殊玉米，它是由隐性基因wx控制的遗传性状，表现为糯质特性，因籽粒干燥后胚乳呈角质不透明、无光泽的蜡质状，所以叫蜡质玉米，又因胚乳淀粉几乎全部是支链淀粉，遇碘呈紫色（褐红色）反应，蒸煮后呈黏性，所以又称黏玉米[2-5]。

山西晋北忻州一带，由于光照充足，温差大，病虫害较少，甜糯玉米生产与加工得到了充足的发展[6-8]。目前，市场上主要推广的甜糯玉米类型有白糯玉米、黄糯玉米、黑糯玉米、超甜玉米、甜加糯玉米。

笔者收集分析了山西省自2001年以来审定公布的甜糯玉米品种情况及相关育种技术现状，希望能有助于指导生产以及为甜糯玉米育种者和相关领域的研究者提供参考。

1 2001年至今山西省甜糯玉米审定情况

1.1 不同年份审定品种情况

表1数据共整理了2001—2019年山西省审定通过的大部分特用玉米新品种，近20 a共审定通过了40个特用玉米新品种，仅2019年审定就通过了10个品种，其中，糯玉米8个，黑色普通玉米2个，8个糯玉米中有2个为甜加糯品种，一个紫黄色，一个黄色；其他6个糯玉米中4个白色，2个黑色；2004年审定通过4个品种，3个黄糯，1个普通黑玉米；其他年份通过审定数量为每年0～3个（图1）。近20 a的品种审定个数趋势说明甜糯玉米的研究一直比较稳定，只有2019年达到10个，可能是由审定标准放宽、审定渠道多样化所致。

表1 2001—2019年山西省审定的特用玉米新品种

1.2 审定品种的育种单位情况

表1数据结果显示，通过审定的40个品种中有34个是由山西省农业科学院选育，另外6个中有2个由省外的育种单位与公司选育，4个由山西省的种业公司选育。山西省农业科学院选育的34个品种中，玉米研究所选育了13个品种，高粱研究所选育了7个品种，品种资源研究所选育了5个品种，作物科学研究所选育了3个品种，小麦研究所、园艺研究所、旱地农业研究中心各选育了2个品种。由此可见，甜糯玉米的研究主要集中在山西省农业科学院下属的7个研究所内。

1.3 审定品种的籽粒颜色情况

关于特用玉米颜色的分类，目前并无通行的标准，本研究中为了方便统计，将颜色相近的归为一类，紫红、紫色、黑紫色、浅紫色、黑色统一认同为黑色；浅黄、淡黄、黄色统一认同为黄色；乳白、白色统一认同为白色。通过审定的40个品种主要有4个类型：白色、黄色、黑色、花色，各类型数目如图2所示，其中，白色最多，占35%，黄色次之，占32.5%，黑色占22.5%，花色占10%。

图3展示了2001—2019年山西省审定特用玉米新品种籽粒颜色趋势，其中，纵坐标为籽粒颜色类别，1代表黄色、2代表白色、3代表黑色、4代表花色；横坐标为40个品种审定的时间次序，可以看出黄色与白色的特用玉米一直是市场的主流，近年来白玉米与黑玉米有上升趋势，黄玉米有下降趋势。

1.4 审定品种的籽粒类型情况

从表1可以看出，近20 a审定的40个品种中，籽粒为糯质的27个，占67.5%；甜加糯4个，占10%；超甜3个，占7.5%；普甜3个，占7.5%；普通粒3个，占7.5%。结合审定时间顺序与籽粒的类型看，糯质一直是主流，甜加糯近年来有上升趋势。

1.5 审定品种的类型情况

从表1审定品种的组合来源可以看出，近20 a审定的40个品种均为单交种，40个品种的亲本材料是相同来源的很少，说明甜糯等特用玉米种质资源来源较为复杂，杂种优势类群不明显。

2 山西省特用玉米育种技术现状及未来发展趋势

从2001年以来审定品种的审定公告及相关的文献中可以看出，近20 a审定的40个特用玉米杂交种的多数亲本来源于优良杂交种二环系[9-12]。由于甜糯等特用玉米对产量的要求并不是太高，更多的要求口感、风味、色泽等品质属性，同时甜糯等特用玉米育种的资源有限，所以导致甜糯玉米杂种优势群不明显，育种技术多为杂交种二环系选系或作部分回交后选系，组合测配过程中综合考察品种的口感、风味及丰产性。

近年来，玉米单倍体育种技术飞速发展，在普通玉米种质资源改良创新中发挥了重要作用，大大加快了种质资源的纯化速度，缩短了新品种的选育周期[13-16]。但单倍体育种技术在特用玉米中应用的还很少，原因可能是由于甜质与糯质为隐性基因控制，与诱导系杂交后，籽粒变为普通籽粒，诱导系中携带的紫色标记表达不明显，造成了无法通过胚芽上的紫色标记从二倍体籽粒中挑选出单倍体籽粒。另外，此方法也不适用于紫色或是黑色籽粒的玉米。解决方法：第一，选用甜糯玉米专用诱导系进行诱导[14]；第二，选用高油型诱导系进行杂交，杂交后利用油分的花粉直感效应，选用自动化核磁挑选机器挑选单倍体籽粒[18-20]；第三，果皮颜色为彩色（包括红、紫、黑等单色）、胚芽为白色或黄色的育种材料，可以用普通诱导系杂交后，选择用组配加倍的方法实现自交系的快速纯化[15]。

3 甜糯玉米的发展前景

从目前的发展情况来看，我国南方市场还是以甜玉米为主，主要消费形式是鲜食，部分用于加工。北方市场上的主流品种还是白糯、黑糯、黄糯，主要产品以真空包装和速冻加工形式为主，部分鲜穗直接上市。近年来市场上黑糯玉米呈逐年加大趋势，黑糯玉米是一种保健果蔬玉米，不仅由于其黏香纯美的口感和色泽墨黑精致的独特穗形，更在于其花青素含量高，有很好的保健作用。相关研究表明，黑糯玉米籽粒富含水溶性黑色素以及各种人体必需的微量营养元素、植物蛋白和各种氨基酸，尤其是重要保健元素硒十分丰富[21-24]。随着人们生活水平的提高，甜糯玉米等特用玉米的市场与种植面积越来越大，产品也越来越丰富[25]。从未来的发展趋势看，由于消费人群的变化，未来消费的主体是30岁以下的年轻人，甜玉米市场有向北发展的趋势，糯玉米也有向南扩展的趋势，同时，甜加糯品种也越来越受到年轻消费者的青睐。总体来说，市场逐步向多元化方向发展，传统的白色、黄色甜糯玉米比例逐年下降。糯玉米目前市场上有白糯、黄糯、黑糯、彩糯等多种类型；甜玉米有白甜、黄甜、黄白甜、黑甜等类型。甜加糯品种有白甜加糯、黄甜加糯、黑甜加糯、彩甜加糯等类型。另外，还有部分黑色的普通玉米品种用于花青素等的提取。