國審優質高產加甜糯玉米品種桂甜糯525選育研究

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(廣西農業科學院玉米研究所，南寧 530227)

玉米是廣西重要糧食作物和飼料作物，其中鮮食甜玉米和糯玉米近年來發展較快。隨著生活水平的提高和膳食結構的變化，玉米加工的能力也不斷增加，提高玉米產品的品質和轉化效益成為玉米發展的總體趨勢，通過多種育種手段，充分利用種質資源，培育和開發適應市場需要的新型糯玉米新品種，才能提高農民的自身效益。甜糯玉米類型新品種桂甜糯525的育成滿足了人們既能食用糯玉米又兼具甜玉米風味的需要，促進了玉米產業結構的調整[1]。桂甜糯525是以高產穩產、營養好、風味好、株高穗位高適中、果穗大而均勻、結實性好、適應性廣、抗逆性強、抗多種病害為目的而選育的優良甜糯玉米雜交種，該品種2013年通過廣西農作物品種審定委員會審定，2016年分別通過農業部國家農作物品種審定委員會審定和貴州省農作物品種審定委員會審定。

1 選育目標

鮮食玉米屬于特殊類型，對品種的要求相當復雜[2]。地域差別以及人群不同，其食用的標準都不一樣，因此鮮食玉米的育種目標要根據市場的需求確定[3]。糯玉米的食用方式總體可分用于鮮食及干粒，大部分都以食用鮮穗為主；鮮食糯玉米的口感品質要求較高，要糯中帶香，香中帶甜，甜而不膩。因此，育種目標首先要加強糯玉米的甜度，要一個玉米果穗上的顆粒既有糯質的，也有甜質的，甜糯隨機相間排列，保留其糯性，增強甜度[4]。除了增加甜度外，糯玉米的糯性、果穗的外觀、籽粒的色澤、果皮厚度、籽粒的柔嫩性等指標也要提高。其次，要加強豐產性、抗逆性及適應性等性狀的選擇，培育出高產穩產、株高穗位高適中、果穗大而均勻、結實性好、適應性廣、抗逆性強、抗多種病害的優良甜糯玉米雜交種。

2 選育過程

2.1 親本自交系的選育及特征特性

通過雜交手段對玉米自交系進行改良和創制，聚會優良性狀，從而育成新的自交系是雜交玉米育種的常用途徑[5]。在甜玉米、糯玉米選育工作的基礎上進行甜糯自交系的選育，廣西糯玉米育種多利用地方品種或改良種做基礎材料選育自交系，育成的品種可適應當地種植[6]。再根據糯玉米類群劃分結果和選育目標，組建材料，將甜質基因導入優良的糯質材料，或將糯質基因導入優良甜質材料，正確篩選及鑒定目標甜糯雙隱性基因是選育技術的關鍵[7]。

針對南方地區加甜糯類型玉米生產上存在的品質匱乏、品質差、產量低、適應范圍窄及抗病性差等問題，在明確選系基礎群體的基礎上，以優質、高配、高產為自交系選擇目標，利用早代大群體選優、早測配、早選擇與高密度、強脅迫、嚴選擇相結合選育甜糯隱性基因玉米自交系。桂甜糯525的父本WT 1791是利用優良育種群體NB群(SN 512、JN 20-32、NB 5 B 111、JNF 20-K、鄭糯61、鄭糯621、京糯F 20、京糯12、柳糯587-111等組建的糯玉米育種群體)與引進的含超甜基因(sh2/sh2)的加超甜糯玉米組合花甜糯179雜交后代隔離混和授粉后，按照育種目標，用系譜法結合分子標記輔助定向選擇綜合性狀優良且含超甜糯雙隱性基因的單株，經反復自交純化(6代)，再混粉姐妹交(3代)選育而成的超甜糯雙隱性自交系(隱性甜基因sh2/sh2、隱性糯基因wx/wx)，該自交系含溫帶血緣較重。父本自交系WT 1791選育中，在S1～S3分離較大世代增大選擇群體，分離世代S1的基礎群體株數至少達到3 000株以上，選用其中的1/3優質的植株約1 000株自交，同時再與另外一個群體進行測配；產量及抗病性狀采取高密度、強脅迫、嚴選擇方法，提高自交系的抗性和結實性，以表現型和遺傳性評定為依據，S1～S3按5 500株/667 m2密度種植，增加密度選擇壓力；在高密度條件下淘汰空稈、倒伏、畸形果穗、嚴重禿尖等植株，選擇穗形好，結實飽滿果穗，同時特別注意雙果穗植株和抗病性的選擇。該自交系春播生育期109 d，秋播82 d。幼苗長勢強，第1葉鞘綠色，第1葉尖端圓到匙形，第4展開葉片邊緣綠色，葉片綠色，葉緣波狀少，莖“之”字型程度弱，株高158.8 cm，穗位高78.0 cm，株型平展型，成株葉片數18～20葉，穗上部葉片輕度下彎。雄花發達，雄穗長約25.6 cm，分枝10～18條，雄穗主軸與分枝的角度中，雄穗側枝輕度下彎，花粉量大。花藥飽滿黃色，穎片基部綠色，第1、2穎色為綠色。花絲為淡綠色，果穗著生于倒數第5～6片葉，苞葉為綠色。果穗筒型，穗長10.5～13.2 cm，穗粗約3.84 cm、穗行數12～16行，出籽率55.1%，千粒重136.5 g。籽粒超甜糯雙隱性基因型，穗軸白色。

圖1 桂甜糯525的選育遺傳系譜圖

桂甜糯525的母本YL 611是2000年選用品質優良、糯性好的廣西地方玉米種質宜山糯、都安糯與產量高、配合力高、抗病性強的糯玉米優良農家地方種選出的一環系克洞糯雜交育成的綜合雜交種為基礎材料，用系普法自交6代純化選育而成的優良糯玉米自交系(隱性糯基因wx/wx)。該自交系春播生育期107 d，秋播80 d。幼苗長勢中等，第1葉鞘紫色，第1葉尖端形狀為圓到匙，第4展開葉邊緣色為綠色，葉片綠色，株高192.4 cm，穗位高72 cm，株型平展型，成株葉片數18～19葉，穗上部葉片中度下披，穗上葉與莖桿角度中。雄花發達，長約33 cm，分枝14～23條，花粉量多，花藥飽滿黃褐色，第1、2穎均為綠色，穎片基部紫紅，雄穗主軸與分枝的角度中，雄穗側枝姿態輕度下垂，莖支持根為紫紅色，苞葉綠帶紫色，花絲淡綠色，雌雄花協調，果穗著生于倒數第5～6片葉。果穗錐型，穗長11～14 cm，穗粗3.8 cm、穗行數12～14行，出籽率81.7%，千粒重222.4 g。籽粒白色、糯質、硬粒型，穗軸白色。

2.2 桂甜糯525的組配及鑒定

根據廣西及我國南方地區有喜愛糯玉米的消費特點,考慮到不同人群的需求差別選育甜糯玉米應以糯為主，糯中帶甜, 而不是以甜為主。為達到培育又甜又糯玉米的目的, 本研究采用部分基因修飾的辦法, 用甜糯雙隱自交系與糯質自交系測配, 使部份糯籽粒被甜基因修飾成為甜籽粒, 成為加甜型糯玉米, 即在同一果穗上使甜與糯這兩種類型的籽粒分別表達, 實現培育具有又甜又糯風味鮮食玉米的目的,創制出加甜型糯玉米類型[8]。

桂甜糯525于2010年秋季利用含甜糯雙隱性基因(sh2sh2wxwx)的自選自交系WT 1791作父本，含有單隱性糯質基因(wxwx)的自選糯玉米自交系YL 611作母本雜交選育而成，屬于超甜糯類型，組配甜糯籽粒比為1∶3。2011年春參加本單位玉米新組合預備篩選試驗，2011年秋季繼續參加玉米苗頭新組合產比試驗和多點異地鑒定試驗，同時進行品嘗鑒定，由于產量和品質表現突出，2012年選送參加廣西糯玉米新品種區域試驗，其產量、品質及抗性等全部達到通過廣西糯玉米區域試驗的標準。

2.3 桂甜糯525選育系譜圖

桂甜糯525的選育系譜圖見圖1。

2.4 桂甜糯525特征特性

桂甜糯525屬中早熟加甜糯玉米雜交種，苗期長勢好，中、后期長勢穩定。春播全生育期106 d，采收鮮食青果穗77 d左右，秋播全生育期90 d，采收鮮食青果穗72 d左右。該品種種子白色、硬粒糯質型，幼苗長勢強，第1葉鞘色為紫色，第1葉尖端形狀為圓到匙，第4展開葉邊緣色為綠色，成株葉片數18～20葉，葉緣波狀少，莖“之”字型程度弱，苞位著落生在于倒數第6～7葉，株型平展，株高202 cm、穗位高82 cm、保綠度88%，秸稈和苞葉綠帶紫色，苞葉長短適宜而緊，雄花分枝19～25條，花藥呈紫褐色，花粉量大，穎片基部色為紫紅色，第1、2穎色均為綠色，雄穗主軸與分枝的角度大，雄穗側枝姿態輕度下彎，花絲淡綠色，雌雄花協調。果穗錐形、穗長17.0～20.0 cm，穗粗4.67 cm，穗行數14～20行，行粒數36.6，百粒重35.3 g，出籽率73.7%，籽粒白色，甜糯質，穗軸白色。品質好，籽粒飽滿，排列整齊，果皮薄，風味好，制種產量高。

3 桂甜糯525的綜合評價

3.1 豐產性和穩產性

玉米品種桂甜糯525于2012年參加廣西玉米區域試驗，2012年春季平均鮮果穗產量10 861.5 kg/hm2，比對照桂糯519增產4.6%，比對照增產點次占85.7%；秋季平均鮮果穗產量11 466 kg/hm2，比對照桂糯519增產9.3%，比對照增產點次占100.0%，一年兩季平均鮮果穗產量11 164.5 kg/hm2，比相鄰對照桂糯519增產7.0%。一年兩季參試14點有13點次比對照增產，比對照增產點次占92.9%。產量表現見表1。

表1 桂甜糯525在2012年廣西區域試驗的產量表

由表2可以看出，玉米新品種桂甜糯525在2014年國家東南區(糯玉米)區域試驗中平均產量為12 027 kg/hm2，比對照蘇玉糯5號增產15%，比對照增產點次占90.9%。2015年國家東南區(糯玉米)區域試驗中平均產量為11 800.5 kg/hm2，比對照蘇玉糯5號增產9%，比對照增產點次占63.6%。2年平均鮮果穗產量11 914.5 kg/hm2，比相鄰對照增產7.0%。

由表3可以看出，玉米新品種桂甜糯525在2014年貴州省糯玉米區試中平均產量為11 925.0 kg/hm2，比對照黔糯968減產8.1%。2015年國家東南區(糯玉米)區域試驗中平均產量為12 210.0 kg/hm2，比對照黔糯968減產2.9%，比對照增產點次28.6%。2年平均鮮果穗產量12 067.5 kg/hm2，比相鄰對照(12 775.5 kg/hm2)減產5.5%。

表2 2014—2015年國家南方區東南糯玉米區試產量

表3 2014—2015年貴州省糯玉米區試產量

3.2 品 質

2012年廣西玉米區域試驗兩季品質評價匯總結果表明，桂甜糯525感觀品質26.25分，氣味6分，色澤6分、風味8.5分，糯性16分，柔嫩性8.25分，皮薄厚15分，品質評價等級匯總評分為86分，按國家區試鮮食玉米感官等級指標評為二級，居參試糯玉米第3位，比對照高1分。在2015年國家東南區(糯玉米)區域試驗中品質品嘗專家綜合評分為86.6分。揚州大學農學院測定：支鏈淀粉/總淀粉97.57%，皮渣率9.7%。

桂甜糯525能很好地綜合甜糯玉米的優點，糯香中帶甜而不膩、風味更佳，在價格高于甜玉米和糯玉米的情況下仍深受消費者青睞。

3.3 適應性

桂甜糯525分別在2013年、2016年通過了廣西、貴州和國家東南區農作物品種審定委員會審定。另外，因父本WT 1791含有較重的溫帶血緣，該品種在湖北省、四川省、云南省、河南省等地進行試種或示范展示，品質、產量、抗性等均表現優良。因此該品種在我國黃河以南的大部分地區均可以種植，適應性廣泛。

3.4 抗病性

2012年廣西農科院微生物研究所兩季抗病蟲接種鑒定結果表明，桂甜糯525抗大斑病，中抗小斑病，中抗紋枯病，感銹病，中抗莖腐病。2015年四川農科院植保所接種鑒定結果：感大斑病，高感絲黑穗病、莖腐病和灰斑病，中抗小斑病、紋枯病和穗腐病，抗倒性較好。2015年中國農科院作科所抗性接種鑒定：感小斑病、抗腐霉莖腐病、抗紋枯病。

3.5 制種性

在嚴格隔離條件下，制種時父母本行比1∶(5～6)，母本種植密度為3 800～4 200株/667 m2，父本種植密度為3 800株/667 m2；父、母本同期播種。桂甜糯525商用F1雜交種子為糯玉米，百粒重較高，一般制種產量都顯著高于甜玉米雜交種、雜交種發芽力和發芽勢也較強。

4 選育經驗

4.1 重視利用廣西當地的地方種質和外引種質

廣西糯玉米地方品種資源豐富，經過長期馴化選擇保留到目前還在種植的地方糯玉米品種如宜山糯、都安本地糯都具有糯性品質好、抗逆性強、適應性廣等優良性狀，但同時也常常帶有植株高、穗位高、株型不好、不抗倒、產量低、皮厚渣多、配合力低等不良性狀，在育種上很難直接利用這些種質選育出優育糯玉米自交系；引進(主要是溫帶)的種質雖品質較佳、株型好、植株穗位低，但由于不適應廣西高溫高濕的環境條件，抗病力差，穩產性較差。

雜交組合的選配是糯玉米種質育種創新成功的關鍵，本研究育種目標一方面要突出鮮食品質性狀，另一方面還要兼顧產量、抗性和廣適性，具有較高的難度。根據多年的育種經驗和豐富的后代材料積累，結合種質材料類群劃分結果，采用“溫(改良外引種質)×熱(當地種質)”雜優模式進行大規模測配雜交組合，達到不同地域間及不同親本來源間優良糯玉米種質材料實現優勢互補，最終選育出優質、高產、廣適的糯玉米品種種桂甜糯525。

4.2 強化育種環境的選擇壓力

本研究在高密度、低氮量、干旱及多年多點多環境等強脅迫條件下，對育種材料和組合的品質、豐產性、抗病性、抗逆能力、農藝性狀以及配合力等方面進行嚴格選擇，提高了品種及自交系的抗逆能力，增強了品種的適應性。

5 結 論

通過傳統育種和分子標記輔助育種等多種育種方法，充分利用當地和外來種質資源，使優良基因充分聚合，培育出適應市場需要的新型糯玉米——桂甜糯525，滿足了人們既能食用糯玉米又兼具甜玉米風味的需要。該品種高產穩產、適應性廣、抗逆性強，且營養高、風味佳、外觀優，自大面積推廣以來，顯著增加了種植農民的收入和生產企業的效益，有效促進了農業產業結構的調整，產生了巨大的經濟效益和社會效益。