張采波 余庭躍 文守云 張 瑋 劉 穎
(1 重慶市農業科學院,重慶 401329;2 重慶中一種業有限公司,重慶 400060)
糯玉米,也稱蠟質玉米或粘玉米,因其風味獨特、籽粒粘軟香甜、營養豐富等深受廣大消費者喜愛。近年來,隨著我國城鄉居民生活水平不斷提高,消費者對糯玉米的食味品質、鮮穗產量、外觀商品性和抗病性都提出了更高的要求[1-3]。種質資源是選育優良新品種的基礎,創制新種質、分析和挖掘種質資源育種潛力是有效利用種質資源的前提[4-5]。本研究結合前期采用SNP 分子手段對糯玉米種質資源進行類群劃分的結果,選擇YW 和衡白兩類糯玉米自交系分別合成群體,采用聚合選育方法獲得了40 份新選系。為評價和挖掘新選系的育種潛力,通過雜交測配方法,測試雜交組合的鮮穗產量,評價外觀和蒸煮食味品質,鑒定抗病性,旨在為新選糯玉米自交系的育種利用和新品種選育提供理論參考。
1.1 試驗材料供試材料為YW 類糯玉米自交系yw2、715-10、03-4-1-2、1107-12A、w218、w225聚合選育獲得的20 份新選系,編號Qw2-1~Qw2-20;衡白類糯玉米自交系44A、46A、w724、S39-6-1 和85-2 聚合選育獲得的20 份新選系,編號Qw10-1~Qw10-20;與YW 類雜交組配的糯玉米測驗系京A、京B、8300-22、46A、710-8、S39-6-1、w15-2-1、w260、w343、w348-3-1;與衡白類雜交組配的糯玉米測驗系京A、京B、8302、8288、715-10、1107-12A、w218、w225、w260、w348-3-1。
1.2 試驗設計2017 年冬在海南英州試驗基地將20 份YW 類 新 選 系(編 號Qw2-1~Qw2-20)與 京A、京B、8300-22、46A、710-8 等10 份測驗系雜交,組配200 個雜交組合;20 份衡白類 新 選 系(編 號Qw10-1~Qw10-20)與 京A、京B、8302、8288、715-10 等10 份測驗系雜交,組配200 個雜交組合。2018 年在重慶墊江試驗基地種植鑒定400 個糯玉米雜交組合,田間采用間比法排列,以渝糯7 號為對照,每20 個組合設1個對照,不設重復,行長4.5m,行距0.9m,種植密度3300 株/667m2,每個組合種植3 行,雙株種植,四周設置至少4 行以上保護行,田間管理同大田生產。
1.3 試驗調查性狀及方法糯玉米雌穗吐絲前每個組合套袋5 株,自交或小區內混合授粉,標注授粉日期,25d 后進行食味品質品嘗鑒定。品質鑒定和評價按農業部糯玉米行業標準(NY/T524-2002)進行[6],鑒定項目包括外觀品質和蒸煮食味品質(色澤、氣味、糯性、柔嫩性、風味和皮薄厚),采用加權處理法對組合品質性狀進行綜合評分,每個組合取3 個果穗,品嘗鑒定3 次,得分取均值。糯玉米吐絲授粉后25d 采收鮮果穗,全區收獲測產,折算畝產量,每個組合選取10 個果穗調查穗粗、穗長、禿尖長、穗行數、行粒數、百粒重、出籽率等果穗性狀。
1.4 數據分析統計方法采用Excel 2016 對試驗數據進行統計、匯總、分析做圖。
2.1 組合鮮穗產量YW 類新選系所組配的200 個雜交組合,每667m2鮮穗產量變幅586.3~1041.3kg,所有組合平均產量837.2kg,對照渝糯7 號平均產量807.5kg,組合較對照增(減)產比例變幅-27.4%~28.9%。雜交組合鮮穗產量匯總情況見圖1,其中120 個雜交組合比對照渝糯7 號增產,占總組合數的60%;鮮穗增產幅度在15%~20%的組合17 個,占總組合數的8.5%;增產幅度在20%~25%的組合10 個,占總組合數的5%;增產幅度大于25%的組合8 個,占總組合數的4%。
衡白類新選系所組配的200 個雜交組合,每667m2鮮穗產量變幅580.4~1045.9kg,所有組合平均產量841.2kg,對照渝糯7 號平均產量812.3kg,組合較對照增(減)產比例變幅-28.5%~28.8%。雜交組合鮮穗產量匯總情況見圖2,其中比對照渝糯7 號增產的組合有118 個,占總組合數的59%;增產幅度在15%~20%的組合有16 個,占總組合數的8%;增產幅度在20%~25%的組合有10 個,占總組合數的5%;增產幅度大于25%的組合8 個,占總組合數的4%。
對比Qw2 和Qw10 兩類雜交組合的產量表現,兩類雜交組合產量分布情況相似,呈中高兩低的拋物線分布。Qw2 類雜交組合中120 個組合比對照渝糯7 號增產,80 個比對照減產;Qw10 類雜交組合中118 個組合比對照增產,82 個比對照減產。Qw2 類雜交組合每667m2平均產量837.2kg,略低于Qw10 類雜交組合平均產量841.2kg,說明通過聚合選育對YW 和衡白兩類糯玉米材料的改良作用效果相似,部分雜交組合鮮穗產量較渝糯7 號有顯著提高。

圖1 Qw2 類雜交組合較對照渝糯7 號增(減)產情況統計

圖2 Qw10 類雜交組合較對照渝糯7 號增(減)產情況統計
分別篩選出Qw2 和Qw10 兩類雜交組合鮮穗產量表現較好的10 個組合,結果見表1。YW 類選系Qw2-14 組配有3 個組合產量表現較優,分別為Qw2-14×46A、Qw2-14×S39-6-1 和Qw2-14×京A;衡白類選系Qw10-9 組配有2 個組合產量表現較優,分別為Qw10-9×yw2 和Qw10-9×w218,這2 份選系和所組配的雜交組合應予以重點關注。

表1 YW 類和衡白類選系組配產量排名前10 的雜交組合
2.2 組合蒸煮食味品質按照農業部糯玉米行業標準對雜交組合的外觀品質和蒸煮食味品質進行鑒定和評價,YW 和衡白兩類新選系所組配雜交組合中品質評分排名前10 的組合見表2。由表2 可知,組合Qw10-17×京A、Qw10-9×京B 和Qw2-1×京B 品質評分較高,分別為88.5 分、88.2 分和88.0分。YW 類選系Qw2-14 組配有2 個組合品質得分入選前10 位,分別為Qw2-14×京A 和Qw2-14×S39-6-1;衡白類選系Qw10-9 組配有3 個組合品質得分入選前10 位,分別為Qw10-9×京B、Qw10-9×w218 和Qw10-9×yw2,組合Qw10-9×京B 雖品質評分較高,但鮮穗產量僅為792.2kg,比對照渝糯7 號減產2.47%。

表2 YW 和衡白兩類選系組配品質排名前10 的雜交組合
2.3 組合抗病性對西南地區糯玉米種植主要流行病害進行調查,統計結果見表3。Qw2 和Qw10 兩類雜交組合對大斑病、小斑病和莖腐病抗性表現較好,田間無高感情況發生,且抗性評價為感病的組合數較少。由于高溫高濕的氣候環境,糯玉米試驗組合田間發生的主要病害為紋枯病。Qw2 類雜交組合有5 個組合紋枯病抗性為高感,紋枯病抗性達中抗以上的組合有163 個,占總組合數的81.5%;Qw10 類雜交組合有3 個組合紋枯病抗性為高感,抗性達中抗以上的組合有169 個,占總組合數的84.5%,略高于Qw2 類雜交組合。
新選系Qw2-14、Qw10-9 和Qw10-10 組配雜交組合田間抗病性結果見表4。3 份新選系組配的10 個雜交組合對大斑病、小斑病、紋枯病、莖腐病和玉米螟抗性表現較好,大斑病和小斑病抗性1~3 級,紋枯病抗性1~5 級,玉米螟抗性1~3 級,莖腐病發病株率低。

表3 Qw2 和Qw10 兩類雜交組合田間抗病性統計

表4 新選系Qw2-14、Qw10-9、Qw10-10 組配雜交組合田間抗病性
聚合選育是創制糯玉米新種質的育種方法之一。本研究結合前期通過SNP 分子標記手段對糯玉米材料進行類群劃分的結果,將糯玉米材料劃分為YW 類、衡白類、熱帶種質類和外來血緣類等幾大類群,選擇YW 類和衡白類糯玉米自交系進行混合授粉合成群體,經連續混粉聚合2 代,單株自交選育6 代獲得糯玉米新選系。對新選系的測配試驗結果表明,部分新選株系組配的雜交組合在產量、食味品質和抗病性上都有較好的表現,如新選系Qw2-14、Qw10-9、Qw10-10 等,說明先劃分種質類群、后按不同類群合成群體聚合選育新材料的方法是行之有效的。遺憾的是糯玉米組合在產量與品質表現上往往不能有效同步,而在糯玉米實際生產中既要注重產量,又要追求品質。因此,在糯玉米育種實踐中需加大測配力度,分別測試試驗組合產量、評價外觀與蒸煮食味品質,在產量與品質的平衡中選擇最優組合。
本研究發現株系Qw2-14 和Qw10-9 比較獨特,所配組合在鮮穗產量和蒸煮食味品質評分中均有較好表現,在育種實踐中應加大對這兩份材料的測配和利用。綜合產量和品質評分結果顯示,組合Qw2-14×S39-6-1、Qw2-14× 京A、Qw10-9×yw2 和Qw10-9×w218 的產量和品質均表現較好,結合抗病性、株型、株高、穗位高等田間農藝性狀表現,可推薦參加國家或省市級糯玉米區域試驗。