李小珊,黄忠勤,王 歆,刘红伟,王 波,常 勇
(江苏徐淮地区徐州农业科学研究所,江苏徐州 221131)
鲜食玉米分为甜玉米、糯玉米和甜加糯玉米,因具有风味独特、适口性好、营养丰富等特点而深受消费者欢迎。糯玉米是普通玉米发生基因隐性突变 (WX突变为wx)而形成的一种特殊玉米类型[1]。糯玉米胚乳中淀粉主要为支链淀粉,分子量小,食用消化率高,蛋白质含量比普通玉米高3%~6%,含有较多的胶蛋白与清蛋白[2],赖氨酸、色氨酸含量均较高,因此具有较高的营养保健价值及工业利用价值[3-4]。美国对糯玉米的育种研究较多,其优良抗性和独特品质成为一个研究重点[5-6]。甜玉米因具有抑制糖分向淀粉转化的遗传特性,所以乳熟期含糖量较高[7],含糖量是普通玉米的3~6倍,口味香甜易消化[8]。我国甜玉米的育种研究起步较晚,从美国引进了一批甜玉米材料后,开始了甜玉米的育种研究[9]。甜糯玉米是指甜和糯2种类型的籽粒在同一果穗上表达且口感表现出既甜又糯的一种鲜食玉米[10]。鲜食甜、糯玉米富含多种维生素及氨基酸,营养丰富,深受消费者的青睐[4,11]。
随着生活水平的进一步提高,人们已不满足于仅仅食用单一甜、糯型鲜食玉米,而是希望食用适口性好、糯中带甜或甜中有糯或既甜又糯的新型鲜食玉米[12-13]。因此,选育双隐性的甜糯玉米对于徐淮地区玉米生产及改善农业种植结构具有重要意义。江苏徐淮地区徐州农业科学研究所利用谢孝颐先生提出的甜糯玉米选育方法[14],以优质糯玉米自交系作母本、甜加糯型玉米自交系作父本杂交,选育出新型甜糯玉米一代杂交种徐甜糯019。鉴于此,笔者介绍了徐甜糯019的选育过程、选育结果、品种特征特性和栽培技术要点。
鲜食玉米的育种以品质、产量、抗病虫性为主要目标[15]。而甜糯玉米以含糖量高、风味独特等特性吸引消费者,因此提高甜糯玉米的品质,特别是食用品质是鲜食甜糯型玉米育种的重要目标。依据不同人群的需求差别,选育甜糯玉米应以糯为主,糯中带甜,保留糯玉米的香味[16]。同时,在突出风味、品质的前提下,应兼顾产量和外观品质的选择。根据徐淮地区的气候、生产条件和农户的种植习惯,选育的鲜食玉米品种应高产、优质、株高适宜、综合抗性强。
根据已确立的育种目标,正确选配亲本是育成新品种的关键。杂交育种的遗传基础是基因的重组、互作和累加[17],依据孟德尔遗传定律和杂种优势理论,可通过选择亲本血缘关系较远且甜、糯协调的目标亲本达到选育优良新组合的目的[18]。在该育种实践中,通过对现有甜、糯及甜糯双隐自交系的观察使用,尽可能多地组配杂交组合进行测验鉴定,优选出骨干亲本,以骨干亲本组配杂交组合群体,最终筛选出优秀的杂交组合。
3.1 母本自交系的选育及特性母本自交系W259选自鲜食糯玉米杂交种凤糯2146,采用二环系选育法,选择优良糯性单株,经徐州、海南连续7代人工套袋自交选育,选出抗病性好、配合力高的糯玉米自交系。该品种株高190 cm,穗位高90 cm。果穗筒型,穗长15 cm, 穗行数14~16行,穗轴白色,籽粒白色。根系发达,叶片较厚,有皱缩,叶色较深,雄穗分枝多,花粉量大。2015年夏品系稳定,W259号表现优异,定名W259。
图1 母本W259的选育过程
3.2 父本自交系的选育及特性父本自交系W364是选自外引甜糯玉米杂交种(自用编号H20),采用二环系选育法,选择优良单株,经徐州、南繁连续7代人工套袋自交选育出的甜糯双隐自交系。其株型紧凑,平均株高220 cm,穗位高100 cm,叶色淡绿,叶片较窄。雄穗分枝14~16个。花丝黄色,穗长22 cm左右、穗行数16~18行,白轴,白色皱缩籽粒,抗倒性强,抗小斑病。2015年夏品系稳定,W364号表现优异,定名W364。
图2 父本W364的选育过程
3.3 杂交种的选育2015年冬,在海南以W259为母本、W364为父本杂交育成甜糯玉米新组合。2016年进行自主品种比较和多点鉴定试验。田间鉴定显示,该杂交组合产量高、食味品质优良、综合抗性较强、农艺性状优良。2017—2018年参加江苏省糯玉米区域试验,2019年参加江苏省糯玉米生产试验,2021年通过江苏省农作物品种审定委员会审定,定名为徐甜糯019。
4.1 丰产性
4.1.1品种比较试验。2016年在徐州现代农业试验示范基地进行品种比较试验,以凤糯2146为对照。试验采用随机区组设计,3次重复,小区面积15 m2,行长5.0 m,5行区,行距0.6 m,其他管理同大田生产。试验结果表明,徐甜糯019鲜穗产量14 973.0 kg/hm2,比对照凤糯2146 增产12.3%。
4.1.2区域试验。2017—2018年参加江苏省糯玉米区域试验,试验点为淮安、浦口、玄武、吴江、东台、泰兴、海门、连云港、徐州、常熟、六合等。试验设3 次重复,小区面积15 m2,种植密度60 000株/hm2。小区随机区组排列,纯作,四周设保护行。徐甜糯019的2年平均鲜穗产量为12 450.6 kg/hm2,比对照苏玉糯5号增产7.8%(表1)。因此,徐甜糯019产量水平较高,丰产性好。
表1 2017—2018年徐甜糯019区域试验产量比较
4.1.3生产试验。2019年江苏省糯玉米生产试验在淮安、南京玄武区、如皋、东台、泰兴、海门、连云港、徐州和常熟等试验点进行。小区面积30 m2,4行区,种植密度67 500 株/hm2。小区随机区组排列,2次重复,纯作,四周设保护行。试验结果表明,徐甜糯019平均鲜穗产量为12 809.3 kg/hm2,比对照苏玉糯5号增产9.3%。因此,徐甜糯019丰产性好,商品性优(表2)。
表2 2019年徐甜糯019不同生产试验点产量比较
4.2 抗病性2017—2019年经中国农业科学院作物科学研究所人工接种抗性鉴定(表3),2019年徐甜糯019霉腐茎腐病发病率最高,为62.2%,表现为高感;2019年纹枯病发病率较高,为61.4%,表现为感病;2018年粗缩病发病率较高,为98.2%,表现为高感;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人工接种抗性鉴定结果
4.3 品质徐甜糯019食味品质优良(表4)。2017—2018年区域试验和2019年生产试验中,经扬州大学农学院理化检测结果显示,徐甜糯019皮渣率平均13.0%;支链淀粉平均含量96.4%。经专家品尝总评分分别为83.7、86.0和85.3分,达到我国农业农村部颁鲜食糯玉米二级标准。
表4 2017—2019年徐甜糯019品质鉴定评分结果
徐甜糯019属中熟半紧凑型鲜食玉米,播种至鲜穗采收期82 d左右。幼苗生长健壮,叶片绿色,叶缘紫色,雄花分枝10~14个,花药黄色,颖壳绿色。株型紧凑,叶片较稀疏、叶上挺,成株叶片数20片。花丝浅红色。株高230 cm左右,穗位高98 cm。果穗长锥形,穗长19.4 cm,穗粗4.4 cm,穗行数14行,行粒数38粒,千粒鲜重326 g,鲜出籽率70.6%,籽粒白色、籽粒中甜与糯的比例为1∶3。口感香甜软糯,风味佳。抗大斑病,抗小斑病、感茎腐病、中抗纹枯病,高抗瘤黑粉病。适宜在江苏省春、夏播种植。
依据鲜食玉米栽培技术研究[19-21],确立以下栽培技术要点:选择合理播期,避开灰飞虱危害。淮北地区春播(4月15—25日)要求土壤温度稳定在12 ℃以上时,适时播种。夏播一般在6月中下旬播种。保证一播全苗,播后及时镇压。在苗期5~6叶时,喷洒玉米专用除草剂,确保清除杂草危害。种植密度57 000~60 000株/hm2。注意隔离种植,可采取空间和时间隔离。空间隔离要求2个玉米种植田的距离相隔300 m以上;时间隔离可以通过分期播种实现,使其散粉期与普通玉米的相隔25 d左右即可。施肥以有机肥为主,施农家肥30 000 kg/hm2、尿素300 kg/hm2、钾肥300 kg/hm2,或施复合肥600~750 kg/hm2。大喇叭口期12~13叶时施用拔节孕穗肥,施尿素300 kg/hm2。玉米的大喇叭口期、抽雄期以及花后灌浆期是需水关键期,应合理排灌。鲜食玉米病虫草害的防治禁止使用高毒、高残留农药,为使鲜食玉米具有最佳的食味品质和口感,建议鲜食玉米在授粉后23~26 d采收为宜。
鲜食玉米以食用鲜嫩果穗为主,生育期短,徐淮地区一年可种植2~3季,复种指数和经济效益较高,在徐淮地区的种植面积逐渐增大,利用越来越广泛。该研究母本W259具有抗病抗倒基因,增强了杂种后代的抗逆性,提高了鲜穗产量。父本W364含有甜加糯双隐性基因,改善了杂种后代的食味品质(既甜又糯),提高了杂种的适应能力。因此,选育的徐甜糯019具有广泛适应性、较强抗逆性、生育期适中、食味品质好的优点。
目前,鲜食玉米品种选育及产业化过程中仍存在许多问题,如种质资源挖掘与利用力度不够、遗传基础比较单一、亲本血缘关系较近、甜糯自交系选育时间长、甜糯不能理想协调等。该研究进一步利用现代生物育种技术积极开展种质资源分子遗传多样性评价,拓宽遗传基础,不断创新,选育突破性甜糯纯合体自交系和优良糯玉米自交系,为选育优秀杂交组合奠定坚实基础。