吴 地,梁庆平,高崇敏,蒙 成,蓝松涛
(广西农业职业技术大学,广西南宁 530007)
目前,已发现的玉米胚乳隐性突变体基因有、、、、、、、、和等,其中有8个应用于商业化育种。甜玉米是由1个或多个相关胚乳隐性突变体基因,抑制籽粒中糖类物质向淀粉转化,从而使籽粒中的可溶性糖大量积累,淀粉显著减少而成,根据遗传基因划分为3种类型:普通甜玉米(、)、超甜玉米(、、、)、加强甜玉米();甜加糯玉米通常以胚乳突变的甜、糯2个单隐基因纯合体杂交组配,从中培育纯合的甜糯双隐性系与糯玉米杂交,可获得包含甜和糯2 种籽粒类型,兼具甜、糯 2 种风味的鲜食玉米。根据双隐基因划分为3种类型:普通甜糯双隐(、)、超甜糯双隐(、)、脆甜糯双隐(、)纯合体。
目前,应用于生产的鲜食玉米主要有超甜、纯糯与甜加糯玉米三大类,市场上甜玉米商品多数为超甜()类型,甜加糯玉米多数为超甜糯()类型,而甜糯双隐性甜玉米却鲜有报道。鉴于此,笔者利用2个甜糯双隐纯合体作为亲本,成功培育出了一种含甜糯双隐()基因纯合型的白甜玉米新品种并通过审定,为甜糯双隐性玉米种质资源挖掘利用提供参考,为优质鲜食玉米品种选育提供一条新的思路。
sw2805为型甜糯双隐性纯合体,是选用桂SW1338(含超甜基因)与广西本地优良糯玉米糯综601群体综合种杂交作为基础材料、严格选择强优株套袋自交而成的白色甜质自交系。该自交系从播种到采收生育期春季96 d左右,秋季83 d左右,株型平展型,株高 133.2 cm,穗位高58.2 cm,全株叶片数14~17片,幼苗长势中,第一叶鞘绿色,第一叶顶端形状圆到匙形,叶绿色,边缘白色,叶缘波状程度无到弱,茎秆绿色,上部叶片与茎秆夹角大;雄穗侧枝与主轴夹角中,一级分枝数目9~18枝;果穗筒型,穗长12.8 cm,穗行14~18行,穗粗4.3 cm,轴色白色,粒型皱缩程度中。
bsw9941甜糯双隐纯合体自交系,是用脆甜糯6号、信阳甜糯、禾甜糯88和彩甜糯11取甜质籽粒混粉后代杂交作为基础材料,经过隔离区种植,混合授粉1次,在混粉F代中选择出现甜质籽粒的果穗,选留白色甜质籽粒连续自交而成。该自交系从播种到采收生育期春季96 d左右,秋季85 d左右,株型平展,株高 155.3 cm,穗位高 58.1 cm,全株叶片数14~16片叶,植株田间表现群体整齐、性状一致;幼苗长势较弱,第一叶鞘绿色,第一叶顶端形状圆到匙形,叶色绿色,叶边缘绿色,叶缘波状程度弱,叶较窄长,茎秆“之”字型程度中,茎秆节间色绿色,上部叶片与茎秆夹角大;雄穗侧枝与主轴夹角中,一级分枝数目7~12枝;果穗长筒型,穗长12.2 cm,穗行10~12行,穗粗3.8 cm,轴色白色,粒型皱缩程度中。
甜加糯玉米品种选育。利用甜糯双隐纯合体自交系sw2805、bsw9941与自主选育的糯玉米自交系进行测配杂交组合,其中利用sw2805选育天成香甜糯262和天成香甜糯263甜加糯玉米并通过广西区鲜食糯玉米新品种审定2个,审定编号分别为桂审玉2020047号和桂审玉2021035号;利用bsw9941选育天成香甜糯255甜加糯玉米并通过广西区鲜食糯玉米新品种审定1个,审定编号为桂审玉2021034号(表1)。
纯白色甜玉米品种的选育。以自交系sw2805、bsw9941等纯白色甜糯双隐纯合体相互测配杂交组合,2018年春、秋2季对测配的杂交组合进行多点品种比较试验,同时鉴定抗性、品质和产量,筛选综合表现较好的苗头组合,其中以sw2805×bsw9941组合表现最突出,该组合为适应华南热带、亚热带生态区栽培的杂交1代优质纯白型甜玉米,新鲜果穗籽粒皮薄、入口无渣、可溶性糖含量18°左右、可以像水果一样生吃,株高217 cm,穗位79 cm,出苗整齐,苗壮均匀,植株、穗位整齐,叶片细长稀疏,穗长19 cm,穗行数平均16行,苞叶绿色,有剑叶,果穗细长、均匀,秃顶少,双穗率高,产量高,外观、气味、风味好,综合抗性强,于2018年秋季进行小面积制种,2019年参加广西鲜食糯玉米新品种区域试验,于2020年通过广西区鲜食甜玉米新品种审定,品种命名为天成雪甜207,审定编号为桂审玉2020019号(表1)。
表1 甜糯双隐纯合型自交系来源及应用Table 1 Origin and application of sweet waxy double implicit homozygous inbred line
天成雪甜207比较试验。2018年连续春、秋两季进行小区品种比较试验,对照品种为华珍,当年3月与8月初播种,密度48 000株/hm,行株距60 cm×30 cm,在田间各项管理措施一致的情况下,平均鲜果穗产量12 505.5 kg/hm,比对照华珍(11 418.0 kg/hm)增产9.5%。
天成雪甜207区域试验。区域试验共设南宁、柳州、玉林、贵港、桂林和北海共6个试验点。各试验采用简比法,5行区,不设重复,小区面积20 m,密度49 500株/hm,对照种为华珍甜玉米品种。由表2可知,春季天成雪甜207平均鲜果穗产量10 487.8 kg/hm,比对照增产13.1%,地点间变异系数为14.26%,产量7 687.5~12 181.5 kg/hm。秋季天成雪甜207平均鲜果穗产量12 351.8 kg/hm,比对照华珍增产10.5%,地点间变异系数为16.68%,产量8 500.5~15 394.5 kg/hm。两季平均鲜果穗产量11 419.8 kg/hm,比对照增产11.3%。春秋两季参试12点,均比对照增产,增产点率100%。
表2 天成雪甜207区域试验鲜果穗产量比较Table 2 Comparison of fresh ear yield of Tianchengxuetian 207 in regional test
表3为天成雪甜207区域试验观察结果。由表3可知,从出苗至鲜果穗采收,天成雪甜207春季生育期77 d,秋季生育期72 d,与对照华珍相同。天成雪甜207属中熟品种,幼苗第一叶鞘绿色,第一叶尖端形状圆到匙形,成株17~20片叶,平均18.3片叶,主茎节间青色,叶片细长稀疏,叶色绿色,叶边缘色浅绿色,茎“之”字型程度弱;果穗着生倒数第5~6片叶处,雄穗一级分枝15~18条,小花颖片基部绿色、稃尖绿色、护颖绿色,花药绿色,雄穗分枝多,花粉量大,花丝浅绿色,吐丝整齐,雌雄协调;天成雪甜207株型平展,株高217 cm,穗位高79 cm,倒伏率1.6%,倒折率0,空秆率1.2%,双穗率1.5%,保绿度89%,分蘖率4%。
表3 天成雪甜207主要农艺性状比较Table 3 Comparison of major agronomic characters of Tianchengxuetian 207
表4为天成雪甜207区域试验果穗性状的观察结果。由表4可知,天成雪甜207穗长18.6 cm,穗粗4.8 cm,秃尖长0.6 cm,穗行数12~18行,平均15.7行,行粒数34,百粒重35.6 g,出籽率72.6%,果穗筒型,苞叶绿色、较紧,有剑叶,穗轴白色,籽粒白色。秃尖长春季平均长为0.4 cm,为23个参试品种中最短。
表4 天成雪甜207果穗性状比较Table 4 Comparison of ear characters of Tianchengxuetian 207
表5为田间记载抗性等级。由表5可知,天成雪甜207大斑病1.0~3.0级,平均1.7级;小斑病1.0~3.0级,平均1.5级;锈病1.0~3.0级,平均1.7级;纹枯病9.8%,青枯病0,茎腐病0.7%。
表5 天成雪甜207抗性指标比较Table 5 Comparison of resistance indexes of Tianchengxuetian 207
表6为春秋两季品质评价结果。由表6可知,天成雪甜207果穗苞叶较长、厚而紧实,带小叶,鲜穗新鲜嫩绿,籽粒饱满,粒色白色且有光泽,排列整齐,籽粒柔嫩,皮脆薄,无秃尖,商品率高。在参试23个品种中,天成雪甜207秋季感观品质分值为25.3分,位列第1名,蒸煮食用品质评分,气味、风味14.5分,甜度16.1分,柔嫩性8.1分,色泽5.9分,皮厚度16.1分,风味好,甜度佳,色泽好,果皮薄,品质评价等级汇总评分为86.0分,比对照高1.0分。
表6 天成雪甜207品质指标评分比较 Table 6 Comparison of evaluation scores of quality indexes of Tianchengxuetian 207 分
华南地区春季2月下旬—4月上旬、 秋季7月下旬—9月上旬均可播种,种子皱缩淀粉含量少,发芽和出土能力弱,幼苗前段生长较缓慢,需加强苗期管理,建议采用营养土育苗,提高播种出苗质量,确保成苗率,或者选择管理水平较好、肥力中等以上的地块种植。种植密度45 000~52 500株/hm,白甜玉米不能与其他玉米种植,避免串粉影响外观商品性,与其他类型的普通、甜和糯玉米种植时均需要空间隔离400 m以上,或者时间隔离15 d,或者采用障碍物隔离,注意防治玉米螟虫、蚜虫与草地贪夜蛾危害,吐丝授粉后20 d左右收获风味最佳。
笔者单位多年来广泛收集与引进资源,结合自有种质组建新种质资源,改良并培育获得超甜糯双隐性基因纯合体,利用sw2805、bsw9941等自交系选育甜玉米和甜糯玉米的应用实例证明,利用白糯胚乳基因的互作效应可改良超甜玉米果皮厚度与果皮色泽,其可溶性总糖含量等品质高于单隐性甜玉米亲本,与前人研究相似。
利用获得的白色超甜糯双隐性基因纯合体作为亲本之一,与另一亲本为白色超甜单隐、双隐或者多隐(含超甜基因)自交系杂交,可培育出含有糯质基因的纯白甜玉米;与黑、黄色泽的甜玉米杂交,也可以培育黑甜玉米、也可以培育黄白甜双色玉米;与其他双、多隐(含非超甜基因)类型的纯合体杂交,可培育甜糯比例7∶9或4∶3型的甜加糯玉米品种,与吴子恺研究结果一致;与不同色泽的糯玉米杂交时,可以培育出纯白色、黑色单色泽,也可以培育混合紫/红色泽的、双花色的、多彩色的甜加糯玉米品种,从而满足消费者对鲜食玉米丰富花色和类型多样性的选择需求。