我国甜玉米育种现状与种质创新思路

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　　AbstractThrough the analysis of the present situation,the shortcoming in corn breeding were found and the methods of germplasm innovation were proposed as follosws:increasing the level for the collection and excavation of the local and foreign germplasm;to use the physical and chemical mutation methods,genetic engineering techniques and traditional dreeding methods to improve the germplasm innovation of waxy corn.
　　Key wordssweet corn;breeding;present situation;germplasm innovation;thinking
　　
　　甜玉米起源于美洲大陆,世界上种植和食用甜玉米已有100多年历史[1]。甜玉米是玉米的一种胚乳突变型。根据它的甜度(糖分含量)和WSP(水溶性多糖)含量可分为普通甜玉米(传统的甜玉米)、超甜玉米和加强甜玉米(又称超甜粘玉米)等3种类型[2]。以su1隐性纯合基因型引起的以胚乳缺陷为基础而培育的甜玉米叫普通甜玉米,在乳熟期胚乳中含有10%～15%(占粒干重的百分比,下同)的糖分,为普通玉米的2.0～2.5倍。由于含有大量的WSP而发粘,口感好[3]。超甜玉米是与普通甜玉米相比较而言的,其中较典型的是sh2隐性纯合基因型引起的以胚乳缺陷为背景的超甜玉米。超甜玉米在乳熟期含有40%～50%的糖分,为普通甜玉米的2.5～4.5倍,但由于缺乏WSP而无粘性,而且果皮也较厚。加强甜玉米是普通甜玉米的一种变异类型,是由su1基因的隐性修饰基因(se基因,又称糖分增强因子)所引起,加强甜玉米兼备普通甜玉米的高WSP和超甜玉米的高糖的优点,它不仅含有大量的WSP,与普通甜玉米相当,而且在乳熟期含有30%～40%的糖分,与超甜玉米相当。尤其是它在乳熟期含有3%～5%的麦芽糖,吃起来不仅甜、粘,而且还具有麦芽糖的风味。
　　1我国甜玉米育种现状
　　1836年美国的诺埃斯·达林育成第1个甜玉米品种“达林早熟”。1900—1907年美国开始正式设立甜玉米育种项目。随着控制甜玉米形成基因的相继被发现,甜玉米商用杂交种也随之被培育成功。1924年美国琼斯首先育成世界第1个甜玉米杂交种,1927年史密斯育成著名单交种“高登彭顿”(P39×P51)并广泛栽培至今。20世纪70年代以后,泰国超甜玉米育种研究发展很快,具有了一批优异种质资源,并形成了本国特色的超甜玉米系列。
　　我国甜玉米育种起步虽晚,但发展较快,已取得显著的成绩。1968年中国农业大学育出我国第1个甜玉米品种“北京白砂糖”,未能推广。1984年育出第1个超甜品种“甜玉2号”,1990年育出第1个加强甜品种“甜玉6号”。20世纪80年代初,我国甜玉米育种才走上正轨,国家在“七五”、“八五”期间对甜玉米育种正式立项,组建甜玉米育种攻关协作组。同时,部分省市的农科院、农业大学等单位也相继开发甜玉米育种。目前,我国北方地区主要种植普甜、加强甜玉米,相应在这方面的育种也较强;我国南方地区主要种植超甜玉米,其中尤以华南地区发展最迅速、生产规模最大,仅广东省2000年超甜玉米种植面积已达4.7万hm2,其超甜玉米育种工作居国内前茅。台湾省农友公司推出的“华珍”系列品种,具有耐热性好、品质优和抗性强等特点,在广东省推广面积很大。经过20余年的努力,我国甜玉米育种已取得较为瞩目的成就,现有国产甜玉米品种的鲜苞单产已达11 250～12 750 kg/hm2。我国近两年新培育的甜玉米品种的数量和质量有了很大提高,在产量、抗病虫性和籽粒含糖量等[4-8]性状赶上和超过美国优良甜玉米品种水平。
　　2存在的问题
　　2.1甜玉米种质资源匮乏
　　我国不是甜玉米起源中心,其育种资源完全依靠从国外引进,致使我国甜玉米育种资源十分匮乏。目前,我国甜玉米育种资源主要来自美国,少部分来自泰国,血缘关系较狭窄,生态类型较单一[9-10],尤其缺乏优质、耐热、耐寒、耐瘠薄的甜玉米育种资源,严重影响我国甜玉米育种的进一步发展。
　　2.2甜玉米的品质有待提高
　　我国开展甜玉米选育种工作的时间较短,投入的研究力量和科研经费严重不足,各单位之间资源缺乏合理的交流,加上我国具有重产量、轻品质的育种取向,选育的自交系数量非常有限,食用品质均不理想。甜玉米含糖量、爽脆度和籽粒皮厚度等性状主要为数量性状,现有国产甜玉米杂交种果皮偏厚,吃起来渣多、不柔嫩,口感较差,糖分下降较快,最佳采收期偏短、货架寿命较短。我国甜玉米品质总体较差,与国外比较有很大的差距。
　　2.3超甜玉米育种需要进一步加强
　　在超甜玉米育种中,现有组合或品种的基因型绝大多数是sh2基因,而对于shl、sh4基因以及btl、bt2基因的研究和利用较少或尚未利用。国外引进品种虽然克服了以上某些缺点,但种子价格昂贵,抗逆性较差,适应性不好。
　　2.4遗传基础狭窄
　　目前审定和推广中的甜玉米品种数量繁多,鱼龙混杂,大部分是由转育普通自交系为甜玉米自交系培育而来的。由于对转育材料的来源缺乏足够的了解,造成一些优良性状的缺失[11],在生产中的表现大体相同,虽然有一定的产量基础,但品质等其他性状得不到根本的改善,对育种工作也没有任何的提高。3创新思路
　　3.1加强地方品种资源的征集、保存、整理和研究
　　我国地域辽阔,自然条件复杂,通过长期的自然选择和人工选择,搜集整理各地选育出的具有地方特色的品种(组合),是一项长期且应坚持不懈的工作。因此,应加强地方品种资源的收集、保存、整理和研究工作。
　　3.2做好地方品种不同生态区及国外新品种的引种试验
　　不同甜玉米品种对外界环境条件的反映各有不同,不同生态区引种可以了解不同地方资源种质在不同生态条件下的性状变异,有利于遗传种质的广泛利用。另外,国外品种具有稳产、品质好、穗型独特的优点,但其抗逆性较差,适应性不广,对中国各个地区来说并不一定都适合,要从这些优良材料中选育出皮薄、品质好、植株矮、抗性强的新品种,以供利用。
　　3.3转育甜玉米种质材料
　　用带有普通玉米血缘的甜玉米材料转育甜玉米自交系,以提高其抗性;把带有热带血缘的种质导入温带血缘种质中,进行种质创新,以发现新的杂种优势群,提高杂种优势水平。例如,以一个国外优良种质选育配合力高、皮薄、质优的自交系作为母本,以改良热带、温带血缘种质创造新种质而选育配合力高、花粉量多、抗性强、适应性广、株高适中的自交系作为父本,此类杂交种的特点是高产、优质、抗逆、广适[12-14]。
　　3.4利用转基因技术结合其他生物技术,实现特定性状的定向改良
　　转基因技术突破了种间的天然隔离,可以利用其他生物来源基因,包括动物、植物、微生物以及人工合成等,通过基因转化和导入[15],为培育产量更高、品质更好、高抗病虫害、适应不良环境条件的甜玉米品种创造了条件。目前,利用转基因技术培育抗虫超甜玉米品种在美国已经成功,国内有多家科研单位开展了同类研究,相信不久的将来会有转基因甜玉米品种问世。
　　3.5加强品质性状遗传的研究
　　甜玉米育种要在产量上获得突破是比较容易的,目前国内品种的产量已经达到较高的水平,但食用品质的提高还不显著。食用品质的测定还是以品尝为主,缺乏客观有效的测定手段,对爽脆度、柔嫩度和皮渣率等品质性状的遗传规律和影响因子的研究还比较缺乏,而这些研究成果对于指导甜玉米的资源创新、提高品种的食用品质具有重要意义。
　　3.6总结、推广好的育种方法
　　探索新的育种方法和思路,尽快育成优质、高产和抗性强的甜玉米品种,是当前我国甜玉米育种研究的重要课题。如吴子恺的异隐纯合体杂交法,是通过首先培育控制玉米胚乳性状的双隐性基因或更高的多隐性基因纯合体,再利用它们与不同的单或多隐性基因纯合体组配杂交种,最终能够在同一果穗上使多个有利隐性基因得以同时表达。另外,利用小孢子高频再生培养技术[16],可以缩短玉米的育种周期。
　　3.7及时调整育种目标
　　顺应市场发展需要面对世界先进水平的激烈竞争、市场的变幻莫测及甜玉米向规模化、产业化的发展趋势,我国甜玉米育种目标应从单纯的高产型向优质高产型,从单一生态类型向耐热、耐寒、耐瘠多样型,从单一鲜售型向鲜售、加工多样型方面转变;同时准确预测市场的发展趋势,及时调整育种方向,以适应市场的需要,提高竞争力。只有与市场结合的育种才能持久,才能发挥优良品种所具有的优势[17-20]。
　　4参考文献
　　[1] JOHN A J,LABONTE D R.Single-kernel analysis for the presence of the sugary enhancer(se)gene in sweet corn[J].Horticulture Science,1988,23(2):384-386.
　　[2] 宋同明.甜玉米和超甜玉米[J].作物杂志,1985(1):18-19.
　　[3] 宫庆友,施继卫,谢河山,等.甜玉米的遗传机理和育种方法[J].亚热带农业研究,2005,1(4):5-7.
　　[4] 戴惠学,施泽平.优质高产超甜玉米晶甜3号的选育报告[J].玉米科学,2006,14(2):64-65.
　　[5] 王晓明,刘建华,李余良.广东省特用玉米生产科研现状分析及发展设想[J].华北农学报,2000,15(专刊):29-31.
　　[6] 胡建广,王子明,李余良,等.我国甜玉米育种研究概况与发展方向[J].玉米科学,2004,12(1):12-15.
　　[7] 李小琴,吴景强,叶翠玉,等.我国甜玉米育种概况及面临的挑战[J].作物杂志,2002(5):45-46.
　　[8] 孙世贤,张凯,杨映辉.我国甜、糯玉米的发展现状与对策[J].中国农技推广,2004(2):27-29.
　　[9] 戴惠学,陆作楣.甜玉米二环系选育的早代判别法研究[J].种子,2006, 25(5):30-34.
　　[10] 黄炳生,张志高.利用回交转育的方法选育甜玉米杂交种[J].中国农学通报,1993,9(1):31-33.
　　[11] 张孝岳,陈志辉,陈松林.从湘玉超甜一号的育成看甜玉米育种策略[J].湖南农业科学,2001(5):18-19.
　　[12] 吴子恺,张惠英,韦家川,等.双隐性基因甜玉米纯合体的选育[J].广西农业大学学报,1997,16(3):171.
　　[13] 周淑梅,李小琴,孙秀东.甜玉米子粒果皮厚度变化规律的研究[J].作物杂志,2008(1):17-19.
　　[14] 林凌伟.甜玉米标准化生产技术[J].上海蔬菜,2005(4):52-54.
　　[15] 卢平,滑冰.生物技术及其在甜玉米育种中的应用[J].河南农业科学,2002(8):12-13.
　　[16] 陆瑞菊,王亦菲,孙月芳,等.玉米小孢子高频再生培养技术程序研究[J].中国农学通报,2005(21):38-40.
　　[17] 赵守光.超甜玉米育种现状及发展方向探讨[J].广东农业科学,2007(12):14-16.
　　[18] 宋同明.发展我国特用型玉米产业的意义、潜力与前景[J].玉米科学,1996(4):6-11.
　　[19] 沈雪芳,郑洪建,张璧,等.我国甜玉米育种和生产现状分析[J].上海农业学报,2006,22(3):112-116.
　　[20] 王莹,胡建广,李余良,等.生物新技术在甜玉米育种中的应用研究进展[J].中国农学通报,2006,22(7):101-104.