山西省甜糯等特用玉米研究進展及發展前景

孟俊文，馬海林，王 笑，盧保紅

（1.山西省農業科學院農作物品種資源研究所，山西太原030031；2.山西省農業科學院玉米研究所，山西忻州034000；3.山西省農業種子總站，山西太原030001）

15世紀末期玉米還僅存在于美洲，當時玉米是印第安人最重要的糧食作物，沒有玉米就不可能有印第安人的文明[1]。發展到現在，玉米已經成為全球種植面積與總產最大的農作物。目前，玉米主要用于飼料加工，其作為口糧所占比例越來越小。玉米從用途上可大致分為普通玉米與特用玉米。其中，普通玉米約含70%左右的淀粉（直鏈淀粉23%，支鏈淀粉77%），主要用于動物的飼料，供應人類的肉、蛋、奶等生活用品；特用玉米主要指高油玉米、優質蛋白玉米、甜糯玉米、青飼玉米、爆裂玉米等。糯玉米是由普通玉米引入我國后在西南地區種植發生變異而形成的一種特殊玉米，它是由隱性基因wx控制的遺傳性狀，表現為糯質特性，因籽粒干燥后胚乳呈角質不透明、無光澤的蠟質狀，所以叫蠟質玉米，又因胚乳淀粉幾乎全部是支鏈淀粉，遇碘呈紫色（褐紅色）反應，蒸煮后呈黏性，所以又稱黏玉米[2-5]。

山西晉北忻州一帶，由于光照充足，溫差大，病蟲害較少，甜糯玉米生產與加工得到了充足的發展[6-8]。目前，市場上主要推廣的甜糯玉米類型有白糯玉米、黃糯玉米、黑糯玉米、超甜玉米、甜加糯玉米。

筆者收集分析了山西省自2001年以來審定公布的甜糯玉米品種情況及相關育種技術現狀，希望能有助于指導生產以及為甜糯玉米育種者和相關領域的研究者提供參考。

1 2001年至今山西省甜糯玉米審定情況

1.1 不同年份審定品種情況

表1數據共整理了2001—2019年山西省審定通過的大部分特用玉米新品種，近20 a共審定通過了40個特用玉米新品種，僅2019年審定就通過了10個品種，其中，糯玉米8個，黑色普通玉米2個，8個糯玉米中有2個為甜加糯品種，一個紫黃色，一個黃色；其他6個糯玉米中4個白色，2個黑色；2004年審定通過4個品種，3個黃糯，1個普通黑玉米；其他年份通過審定數量為每年0～3個（圖1）。近20 a的品種審定個數趨勢說明甜糯玉米的研究一直比較穩定，只有2019年達到10個，可能是由審定標準放寬、審定渠道多樣化所致。

表1 2001—2019年山西省審定的特用玉米新品種

1.2 審定品種的育種單位情況

表1數據結果顯示，通過審定的40個品種中有34個是由山西省農業科學院選育，另外6個中有2個由省外的育種單位與公司選育，4個由山西省的種業公司選育。山西省農業科學院選育的34個品種中，玉米研究所選育了13個品種，高粱研究所選育了7個品種，品種資源研究所選育了5個品種，作物科學研究所選育了3個品種，小麥研究所、園藝研究所、旱地農業研究中心各選育了2個品種。由此可見，甜糯玉米的研究主要集中在山西省農業科學院下屬的7個研究所內。

1.3 審定品種的籽粒顏色情況

關于特用玉米顏色的分類，目前并無通行的標準，本研究中為了方便統計，將顏色相近的歸為一類，紫紅、紫色、黑紫色、淺紫色、黑色統一認同為黑色；淺黃、淡黃、黃色統一認同為黃色；乳白、白色統一認同為白色。通過審定的40個品種主要有4個類型：白色、黃色、黑色、花色，各類型數目如圖2所示，其中，白色最多，占35%，黃色次之，占32.5%，黑色占22.5%，花色占10%。

圖3展示了2001—2019年山西省審定特用玉米新品種籽粒顏色趨勢，其中，縱坐標為籽粒顏色類別，1代表黃色、2代表白色、3代表黑色、4代表花色；橫坐標為40個品種審定的時間次序，可以看出黃色與白色的特用玉米一直是市場的主流，近年來白玉米與黑玉米有上升趨勢，黃玉米有下降趨勢。

1.4 審定品種的籽粒類型情況

從表1可以看出，近20 a審定的40個品種中，籽粒為糯質的27個，占67.5%；甜加糯4個，占10%；超甜3個，占7.5%；普甜3個，占7.5%；普通粒3個，占7.5%。結合審定時間順序與籽粒的類型看，糯質一直是主流，甜加糯近年來有上升趨勢。

1.5 審定品種的類型情況

從表1審定品種的組合來源可以看出，近20 a審定的40個品種均為單交種，40個品種的親本材料是相同來源的很少，說明甜糯等特用玉米種質資源來源較為復雜，雜種優勢類群不明顯。

2 山西省特用玉米育種技術現狀及未來發展趨勢

從2001年以來審定品種的審定公告及相關的文獻中可以看出，近20 a審定的40個特用玉米雜交種的多數親本來源于優良雜交種二環系[9-12]。由于甜糯等特用玉米對產量的要求并不是太高，更多的要求口感、風味、色澤等品質屬性，同時甜糯等特用玉米育種的資源有限，所以導致甜糯玉米雜種優勢群不明顯，育種技術多為雜交種二環系選系或作部分回交后選系，組合測配過程中綜合考察品種的口感、風味及豐產性。

近年來，玉米單倍體育種技術飛速發展，在普通玉米種質資源改良創新中發揮了重要作用，大大加快了種質資源的純化速度，縮短了新品種的選育周期[13-16]。但單倍體育種技術在特用玉米中應用的還很少，原因可能是由于甜質與糯質為隱性基因控制，與誘導系雜交后，籽粒變為普通籽粒，誘導系中攜帶的紫色標記表達不明顯，造成了無法通過胚芽上的紫色標記從二倍體籽粒中挑選出單倍體籽粒。另外，此方法也不適用于紫色或是黑色籽粒的玉米。解決方法：第一，選用甜糯玉米專用誘導系進行誘導[14]；第二，選用高油型誘導系進行雜交，雜交后利用油分的花粉直感效應，選用自動化核磁挑選機器挑選單倍體籽粒[18-20]；第三，果皮顏色為彩色（包括紅、紫、黑等單色）、胚芽為白色或黃色的育種材料，可以用普通誘導系雜交后，選擇用組配加倍的方法實現自交系的快速純化[15]。

3 甜糯玉米的發展前景

從目前的發展情況來看，我國南方市場還是以甜玉米為主，主要消費形式是鮮食，部分用于加工。北方市場上的主流品種還是白糯、黑糯、黃糯，主要產品以真空包裝和速凍加工形式為主，部分鮮穗直接上市。近年來市場上黑糯玉米呈逐年加大趨勢，黑糯玉米是一種保健果蔬玉米，不僅由于其黏香純美的口感和色澤墨黑精致的獨特穗形，更在于其花青素含量高，有很好的保健作用。相關研究表明，黑糯玉米籽粒富含水溶性黑色素以及各種人體必需的微量營養元素、植物蛋白和各種氨基酸，尤其是重要保健元素硒十分豐富[21-24]。隨著人們生活水平的提高，甜糯玉米等特用玉米的市場與種植面積越來越大，產品也越來越豐富[25]。從未來的發展趨勢看，由于消費人群的變化，未來消費的主體是30歲以下的年輕人，甜玉米市場有向北發展的趨勢，糯玉米也有向南擴展的趨勢，同時，甜加糯品種也越來越受到年輕消費者的青睞?？傮w來說，市場逐步向多元化方向發展，傳統的白色、黃色甜糯玉米比例逐年下降。糯玉米目前市場上有白糯、黃糯、黑糯、彩糯等多種類型；甜玉米有白甜、黃甜、黃白甜、黑甜等類型。甜加糯品種有白甜加糯、黃甜加糯、黑甜加糯、彩甜加糯等類型。另外，還有部分黑色的普通玉米品種用于花青素等的提取。