鮮食玉米育種概況及新品種選育方法

龍德祥 任曉菊 李 勤 張?jiān)龃?張秀英 徐海軍

（陜西省漢中市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所，漢中 723000）

鮮食玉米指在乳熟期采摘新鮮果穗，供食用、保鮮加工或加工成罐藏食品的玉米，分為甜玉米、糯玉米以及適合鮮食或鮮果穗加工的其他類型玉米。鮮食玉米因具有風(fēng)味獨(dú)特、適口性好、營(yíng)養(yǎng)豐富等特點(diǎn)而深受消費(fèi)者歡迎。鮮食玉米收獲時(shí)果穗處于乳熟期，此時(shí)玉米植株莖葉仍保持青綠柔軟多汁、易于牲畜消化，可作為牲畜的優(yōu)質(zhì)飼料，采摘后的青秸稈中粗蛋白含量是普通玉米稈的1～2倍，是養(yǎng)殖業(yè)的理想飼料。

1 我國(guó)鮮食玉米研究概況

我國(guó)鮮食玉米育種研究始于20世紀(jì)50年代，相繼育成了北京白砂糖、甜玉l號(hào)、甜單l號(hào)等甜玉米品種，70年代取得了較大的進(jìn)展，育成了一批甜、糯玉米雜交種，如：中糯1號(hào)、魯甜玉1號(hào)、魯甜玉2號(hào)、花糯1號(hào)等。我國(guó)鮮食玉米種植類型在南北方具有一定差異，南方地區(qū)以種植甜玉米為主，主要集中在海南、廣東和廣西等地，其中海南可周年進(jìn)行鮮食玉米生產(chǎn)；北方地區(qū)以糯玉米為主要種植對(duì)象。由于品種更新及栽培技術(shù)的提高，現(xiàn)在北方也有甜玉米生產(chǎn)，而南方也有糯玉米生產(chǎn)。

2 鮮食玉米育種的簡(jiǎn)要回顧

2.1 甜玉米 甜玉米在西方作為一種大眾化副食早已進(jìn)入千家萬(wàn)戶[1]。我國(guó)甜玉米育種起步于20世紀(jì)50年代，60年代中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)育出我國(guó)第1個(gè)甜玉米品種“北京白砂糖”。70 年代后期開(kāi)始，我國(guó)甜玉米育種走上快速發(fā)展的軌道，國(guó)家在“七五”、“八五”期間對(duì)甜玉米育種正式立項(xiàng)，組建甜玉米育種攻關(guān)協(xié)作組，育出了超甜43、普甜8701、加甜16、甜玉4號(hào)、甜玉6號(hào)等品種。同時(shí)，部分省、市也相繼開(kāi)展了甜玉米育種，育出了超甜20 號(hào)、甜筍101、粵甜1號(hào)等品種（系）[2]。但由于當(dāng)時(shí)育種方法的局限性，育成的品種表現(xiàn)出子粒皮厚、鮮食品質(zhì)不佳，不能很好地滿足鮮食消費(fèi)的需求。但這些工作為我國(guó)甜玉米育種的起步和發(fā)展奠定了較好的基礎(chǔ)。“九五”以來(lái)廣東、上海、湖北、河南等地都相繼對(duì)甜玉米育種開(kāi)展了立項(xiàng)攻關(guān)，育出了金銀99、農(nóng)甜1號(hào)、粵甜3號(hào)、穗甜1號(hào)等一批甜玉米品種，這些品種的品質(zhì)比20世紀(jì)80年代的品種有較明顯提高[3]。

因口味、消費(fèi)習(xí)慣及氣候的不同，不同類型的甜玉米在我國(guó)各地區(qū)分布有所差異。目前，我國(guó)北方地區(qū)主要種植普甜、加強(qiáng)甜玉米，在這方面的育種能力也較強(qiáng)；我國(guó)南方地區(qū)主要種植超甜玉米，尤以華南地區(qū)發(fā)展最為迅速、生產(chǎn)規(guī)模最大，僅廣東省超甜玉米種植面積已達(dá)4.7萬(wàn)hm2以上，其超甜玉米育種工作居國(guó)內(nèi)領(lǐng)先地位。

經(jīng)過(guò)多年的積淀與攻關(guān)，我國(guó)甜玉米育種工作取得了較大成就，目前，已育出超甜43號(hào)、加甜16號(hào)、加甜20號(hào)、申甜1號(hào)、圣甜1號(hào)、豐選19等甜玉米品種。這些品種鮮穗單產(chǎn)達(dá)到11250～12750kg/hm2，且較抗大、小斑病，乳熟期可溶性糖含量達(dá)23%左右，果皮中等，較爽脆，風(fēng)味較好；適合我國(guó)多地種植，尤其適宜在華南地區(qū)種植。

2.2 糯玉米 糯玉米又叫粘玉米[1]，是一種十分受歡迎的糧菜兼用作物。糯玉米受第9染色體上wx隱性基因控制，在純合狀態(tài)下玉米子粒中的淀粉由95%～100%的支鏈淀粉組成，起源于中國(guó)西南的西雙版納和廣西的亞熱帶地區(qū)。糯玉米子粒不透明、無(wú)光澤、外觀似蠟狀，因此也被稱為蠟質(zhì)玉米，煮熟后粘軟，富于糯性，這是由于子粒胚乳中的支鏈淀粉含量較高的原因。糯玉米有特殊的淀粉結(jié)構(gòu)，形成了特殊的糯性和風(fēng)味，尤其適合鮮食及加工。

中國(guó)西南地區(qū)是糯玉米的起源地，種質(zhì)資源較豐富，20世紀(jì)80年代以前，以農(nóng)家零星種植為主，果穗小、抗性差、產(chǎn)量較低。20世紀(jì)80年代中期開(kāi)始，我國(guó)開(kāi)始糯玉米的雜交選育工作，受歷史條件限制，大多沒(méi)有深入系統(tǒng)的進(jìn)行。90年代，受我國(guó)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展和市場(chǎng)需求的雙重促進(jìn)作用，糯玉米育種工作開(kāi)始了深入研究，育成了墾粘1號(hào)、渝糯7號(hào)、蘇玉糯2號(hào)、萬(wàn)粘1號(hào)等品種[3]。在系統(tǒng)研究的基礎(chǔ)上育成的品種農(nóng)藝性狀得到了極大的改善，產(chǎn)量大幅度增加。從20世紀(jì)末開(kāi)始，糯玉米育種進(jìn)入了一個(gè)新的發(fā)展階段，育成了以京科糯2000、申糯2號(hào)、天貴糯919、斯達(dá)糯38、黑玉墨等為代表的適口性好、產(chǎn)量高、適宜鮮食和工業(yè)加工的一大批糯玉米品種。

隨著鮮食玉米新品種的不斷推出，鮮食玉米栽培技術(shù)的研究完善和大力推廣，我國(guó)鮮食玉米的生產(chǎn)水平得到較大提高，南方基本形成周年生產(chǎn)模式（以海南為代表），北方形成了保鮮儲(chǔ)藏加工以延長(zhǎng)市場(chǎng)供應(yīng)期的生產(chǎn)方式，目前我國(guó)基本做到了鮮食玉米周年供應(yīng)市場(chǎng)的局面。隨著生產(chǎn)水平的發(fā)展，對(duì)鮮食玉米品種的鮮食品質(zhì)、加工品質(zhì)、產(chǎn)量等提出了更高的要求，因此，鮮食玉米新品種選育所面臨的挑戰(zhàn)更加嚴(yán)峻，只有推出更好的品種才能滿足市場(chǎng)需要。

3 鮮食玉米新品種選育的主要方法

鮮食玉米品種的甜、糯性狀均為隱性性狀，因此鮮食玉米的新品種選育應(yīng)在合理隔離條件下進(jìn)行，以提高選擇效果。

3.1 確立合理的鮮食玉米育種目標(biāo) 與長(zhǎng)期以高產(chǎn)為育種目標(biāo)的普通玉米育種相比，鮮食玉米育種起步晚，育種材料有限，受此局限鮮食玉米的育種目標(biāo)應(yīng)以風(fēng)味、營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)選擇為主要目標(biāo)，兼顧產(chǎn)量（鮮穗產(chǎn)量）和外觀品質(zhì)的選擇，在突出風(fēng)味、品質(zhì)、產(chǎn)量適中的前提下，注重抗病、抗蟲(chóng)、抗倒伏及株高、穗位高等綜合農(nóng)藝性狀的選擇。部分鮮食玉米品種還應(yīng)以品種的耐低溫性和熟期作為選育指標(biāo)，滿足春提早和秋延后生產(chǎn)玉米鮮穗的需求。

3.2 育種材料的研究創(chuàng)新

3.2.1 多途徑搜集、引進(jìn)鮮食玉米種質(zhì)資源 通過(guò)鮮食品質(zhì)、營(yíng)養(yǎng)構(gòu)成及配合力的分析，深入研究加以利用。玉米傳入我國(guó)后，在不同的自然環(huán)境下通過(guò)自然變異和人為選擇，形成了大量的優(yōu)良地方特異品種，如在我國(guó)云南、東北等地的獨(dú)有環(huán)境條件下突變形成的糯質(zhì)玉米資源。積極搜集、研究、改良這些種質(zhì)資源，可為鮮食玉米育種提供重要的基礎(chǔ)材料，為優(yōu)良品種的選育奠定基礎(chǔ)。

引進(jìn)國(guó)外鮮食玉米種質(zhì)新材料，拓寬我國(guó)鮮食玉米種質(zhì)遺傳背景，通過(guò)直接利用或改良形成優(yōu)良材料，也是鮮食玉米快出品種、出好品種的有效途徑。

3.2.2 采用雜交、回交轉(zhuǎn)育法創(chuàng)制鮮食玉米種質(zhì)利用普通玉米多年的改良成果，很多的自交系匯集了諸多優(yōu)良基因，具有配合力高、綜合性狀優(yōu)的特點(diǎn)。利用甜、糯玉米材料和優(yōu)良普通玉米自交系雜交、自交、回交選育，在各世代的篩選過(guò)程中，加大鑒定選擇壓，特別是對(duì)鮮食品質(zhì)的鑒定選擇，增加鑒定次數(shù)，選擇鮮食品質(zhì)優(yōu)、農(nóng)藝性狀好、抗病蟲(chóng)、抗倒伏、自身產(chǎn)量好、配合力高的株系培育成鮮食玉米優(yōu)良自交系，逐步實(shí)現(xiàn)鮮食玉米品種在豐產(chǎn)性、抗逆性、適應(yīng)性的整體提升。在轉(zhuǎn)育改良過(guò)程中要仔細(xì)甄別選擇，盡可能減小利用普通玉米優(yōu)良基因改良甜糯質(zhì)自交系帶來(lái)的負(fù)面影響[4]，必要時(shí)可在材料的乳熟期進(jìn)行鑒定選擇。重慶市農(nóng)科院選育的渝糯408就是利用普通玉米優(yōu)良基因?qū)ε从衩讓?shí)施整體改良較為成功的案例。

3.2.3 利用多種育種手段進(jìn)行鮮食玉米種質(zhì)創(chuàng)新花藥培養(yǎng)（以下簡(jiǎn)稱花培）育種，是將離體花粉培育成單倍體植株，再經(jīng)染色體自然或人工加倍得到純合二倍體的一種育種方法。通過(guò)該方法獲得的純合二倍體在遺傳上非常穩(wěn)定，不發(fā)生性狀分離。因此，花藥培養(yǎng)育種能提早穩(wěn)定分離后代、縮短育種年限。1974年初，我國(guó)首次成功誘導(dǎo)培養(yǎng)了玉米花粉；1977年廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院玉米研究所與中國(guó)科學(xué)院植物研究所協(xié)作獲得第1株純合的玉米花粉自交果穗以后，隨著對(duì)花藥培養(yǎng)技術(shù)的深入研究，利用花培材料也育出了一批品種。花培技術(shù)在鮮食玉米自交系選育中，具有一定優(yōu)勢(shì)。

除花培育種外，孤雌生殖、遠(yuǎn)緣雜交育種、誘變育種、轉(zhuǎn)基因育種、單倍體育種、輻射育種、分子標(biāo)記等技術(shù)，對(duì)鮮食玉米種質(zhì)創(chuàng)新都具有積極意義。在鮮食玉米育種中，要結(jié)合這些方法形成一套獨(dú)特的育種材料創(chuàng)新技術(shù)體系，推動(dòng)鮮食玉米育種的發(fā)展。

3.2.4 花期性狀和熟期性狀選擇 花期性狀和成熟特性的選擇在鮮食玉米育種中應(yīng)加以重視，無(wú)論是鮮食玉米自交系還是雜交種，花期長(zhǎng)、花粉量適中、灌漿期長(zhǎng)、子粒脫水慢，都對(duì)鮮食玉米有利。鮮食玉米的產(chǎn)品以鮮穗為主，花期長(zhǎng)、花粉量適中，在生產(chǎn)上可以減小鮮穗禿尖的發(fā)生，無(wú)禿尖或禿尖小對(duì)鮮穗的外觀品質(zhì)有利；灌漿期長(zhǎng)、子粒脫水慢，是出于對(duì)鮮穗保鮮、延長(zhǎng)鮮穗采收的需要，同時(shí)也有利于鮮穗采后的秸稈持綠，增加秸稈的飼用價(jià)值。這與目前普通玉米育種中要求熟期子粒脫水快相反，在鮮食玉米育種中應(yīng)引起注意。

4 關(guān)于鮮食玉米育種的幾點(diǎn)建議

鮮食玉米在玉米生產(chǎn)中具有重要地位，具有經(jīng)濟(jì)作物的屬性。因此，如何使鮮食玉米生產(chǎn)形成產(chǎn)品優(yōu)、效益好的優(yōu)勢(shì)特色產(chǎn)業(yè)，服務(wù)于產(chǎn)業(yè)發(fā)展，更好的滿足市場(chǎng)需求，是當(dāng)前鮮食玉米育種研究的重要課題。在鮮食玉米的研究創(chuàng)新過(guò)程中，從以下幾個(gè)方面入手，將為這一產(chǎn)業(yè)提供強(qiáng)有力的技術(shù)支撐。

4.1 選育特色鮮食玉米品種 鮮食玉米作為食品和蔬菜的原料，品種選育過(guò)程中，在保證風(fēng)味的同時(shí)，突出品種的多元化特色，以明顯的特點(diǎn)吸引不同的消費(fèi)群體。如在選育鮮食玉米材料時(shí)引入優(yōu)質(zhì)蛋白基因、富含特定氨基酸的性狀基因，注重總蛋白質(zhì)和特定賴氨酸含量的選擇，實(shí)現(xiàn)鮮食品質(zhì)和高蛋白的結(jié)合，使鮮食玉米更營(yíng)養(yǎng)、更美味；從品種角度，提高鮮食玉米品種對(duì)特定微量元素如鋅、硒等元素的吸收積累能力，阻隔對(duì)人體有害的元素如鎘元素。通過(guò)特色選育使育成的鮮食玉米品種集品質(zhì)優(yōu)、產(chǎn)量高、適應(yīng)性廣，具有多維、保健功能，集糧、經(jīng)、飼、果等多用途于一身。

4.2 利用科技手段為鮮食玉米賦予新的功能 采用轉(zhuǎn)基因技術(shù)等科技手段，利用玉米基因易被修飾的特點(diǎn)，生產(chǎn)一些對(duì)人類有用的特殊蛋白、部分維生素和一些代謝前體物質(zhì)等，即利用轉(zhuǎn)基因鮮食玉米，使鮮食玉米更具開(kāi)發(fā)潛力。目前的轉(zhuǎn)基因玉米主要以抗蟲(chóng)和抗除草劑為主要目標(biāo)[6]，通過(guò)轉(zhuǎn)基因技術(shù)，使玉米生產(chǎn)出一些對(duì)人體有保健和治療作用的物質(zhì)，也應(yīng)是鮮食玉米育種研究的一個(gè)方向。通過(guò)嚴(yán)格的管理，轉(zhuǎn)基因技術(shù)總會(huì)造福于人類，這項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用于鮮食玉米也是如此。

4.3 以品質(zhì)為核心加強(qiáng)專用鮮食玉米品種選育力度 鮮食玉米是一類玉米的總稱，在注重其特殊性的同時(shí)，不能脫離玉米生產(chǎn)的共有特性。如果鮮食玉米產(chǎn)品僅可用作休閑食品及蔬菜，不能用于工業(yè)原料，隨著鮮食玉米種植規(guī)模的擴(kuò)大，將會(huì)導(dǎo)致種植風(fēng)險(xiǎn)增加、效益下降，必將嚴(yán)重制約鮮食玉米產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。因此，以品質(zhì)為核心，加強(qiáng)專用鮮食玉米品種選育力度就顯得尤為重要，如以鮮食品種為核心，選育適口性好的鮮食品種，也可以產(chǎn)量為核心，選育干子產(chǎn)量高的甜糯玉米品種，滿足加工企業(yè)的需求。加大鮮食玉米各環(huán)節(jié)的科研創(chuàng)新力度，從鮮食玉米的品種資源搜集利用、特色化品種選育、綠色高產(chǎn)栽培技術(shù)集成、產(chǎn)品的貯藏及精深加工等各領(lǐng)域開(kāi)展全方位的科技攻關(guān)創(chuàng)新，促使以鮮食玉米為核心形成完善的產(chǎn)業(yè)體系，多方位滿足市場(chǎng)需求，提供有力的技術(shù)支撐，有力地推動(dòng)鮮食玉米的發(fā)展，形成完善的鮮食玉米產(chǎn)業(yè)化體系。

[1] 孫耀邦．特用玉米種植技術(shù)[M]．北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社，1999：56-66

[2] 謝孝頤．糯玉米育種現(xiàn)狀、產(chǎn)業(yè)化前景及提請(qǐng)關(guān)注的幾個(gè)問(wèn)題[J]．玉米科學(xué)，2003（2）：3-6

[3] 張勝恒，蔡成雄，楊華，等．糯玉米育種研究成效及設(shè)想[J]．南方農(nóng)業(yè)，2007，1（3）：63-65

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[5] 李小琴，吳景強(qiáng)，葉翠玉，等．我國(guó)甜玉米育種概況及面臨的挑戰(zhàn)[J]．作物雜志，2002（5）：45-46

[6] 尹祥佳，翁建峰，謝傳曉，等．玉米轉(zhuǎn)基因技術(shù)研究及其應(yīng)用[J]．作物雜志，2010（6）：1-9