曾寸飛
摘 要:隨著我國農(nóng)業(yè)的發(fā)展與城市化步伐加快,糯玉米育種技術(shù)方面得到快速發(fā)展。本文簡述了糯玉米的遺傳機制,重點討論了糯玉米的育種目標,結(jié)合育種方法、種質(zhì)研究進展進行分析,并且指出在制定育種目標時不僅要考慮作物產(chǎn)量、抗蟲害等因素,而且要保證糯玉米的食用品質(zhì)、營養(yǎng)品質(zhì)和外觀品質(zhì),希望能為糯玉米育種工作提供借鑒。
關(guān)鍵詞:糯玉米;育種目標;選育方法
糯玉米,又稱粘玉米或蠟質(zhì)型玉米,其栽培技術(shù)簡單、周期短,具有較高的經(jīng)濟價值、營養(yǎng)價值和加工價值,深受玉米產(chǎn)業(yè)者的歡迎。隨著栽培面積逐年上升,消費者對高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、抗逆的糯玉米需求量不斷增加,育種者紛紛開展對鮮食糯玉米的育種研究。因此,以培育滿足消費需求和種植要求的品種為選育目標,選擇合理可行的育種方法顯得尤為重要。
一、糯玉米的起源與糯玉米發(fā)展現(xiàn)狀
我國糯玉米種質(zhì)資源豐富,主要起源于我國的廣西和云南地區(qū),上世紀初由傳教士引出國外,從此開始了對糯玉米的研究。大約在上世紀五十年代美國的衣阿華州立農(nóng)實驗室最早培育出了糯玉米雜交品種。糯玉米是受隱性突變基因(WXWX)控制的普通玉米突變類型,基因位于九號染色體,功能是抑制顆粒凝結(jié)性淀粉合成酶的活性,導(dǎo)致直鏈淀粉全部由淀粉分支酶轉(zhuǎn)換為支鏈淀粉積累在胚乳中,所以表現(xiàn)為糯性。
1950年,美國糯玉米種植面積僅有0.8萬hm2,1992年已經(jīng)發(fā)展到50萬hm2,糯玉米廣泛應(yīng)用于發(fā)展淀粉工業(yè)、鮮食和制作罐頭,其中利用糯米淀粉產(chǎn)量占濕磨淀粉產(chǎn)量的十分之一。如今美國利用糯玉米支鏈淀粉制作的食品已經(jīng)有五百多種。我國的糯玉米研究工作起步較晚,開發(fā)利用進展緩慢,因此糯玉米在中國主要用于鮮食,與發(fā)達國家相比種植面積、加工手法方面都有差距。九十年代后我國經(jīng)濟快速發(fā)展,糯玉米研究工作進展迅速,部分雜交品種在生產(chǎn)上成功推廣。主要使用的方法是以糯性籽?;蛘邉澐直憩F(xiàn)類型為依據(jù)的遺傳設(shè)計,將普通玉米自交產(chǎn)生糯質(zhì)同型系,用糯質(zhì)自然授粉品種選育,用作培育糯玉米雜交種的親本。
二、糯玉米育種目標
1.鮮食糯玉米的品質(zhì)要求
(1)食用品質(zhì)。糯玉米的最重要的是只用品質(zhì),鮮食糯玉米的口感要求入口軟糯細膩、籽粒皮薄無渣、味道清香、甜味適中。適當甜味與舒適的嚼勁是鮮食糯玉米的受多數(shù)人喜愛的特點,根據(jù)不同人群對糯味需求的差別,在選育甜糯玉米時應(yīng)以糯為主、糯中帶甜,且保留糯玉米的香味。
(2)外觀品質(zhì)。糯玉米要求果穗苞葉完整、色澤嫩綠,果穗頂部沒有禿尖、缺粒、露肩等現(xiàn)象,形狀最好是圓柱筒型或錐型,籽粒大小均勻、排列整齊、色澤亮麗、飽滿緊實、以硬粒型為主。糯玉米選育過程中,需要挑選性狀合適的親本自交系。在選擇籽粒的色澤上,雪白色籽粒最常見,在市場的需求下,逐漸培育出紫色、黑色、紫白相間等其他顏色的糯玉米。
2.加工型糯玉米的品質(zhì)要求。加工型糯玉米主要考慮其加工品質(zhì)有關(guān)的性狀,主要有果穗的加工適合性、形狀、大小、適口性、色澤等,干籽粒重量至關(guān)重要。圓筒形的果穗形狀軸細、粒深且籽粒排列整齊,鮮食加工兩用都適合。果穗大小與機械加工有關(guān),不同的加工品種有所差別。籽粒選擇色澤好且容易保色的品種,經(jīng)高溫殺菌處理后不容易褪色也不易變色。
3.產(chǎn)量。雖然選育糯玉米時不把產(chǎn)量列為首要目標,但是優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)是農(nóng)業(yè)新品種選育的永恒追求。選擇合適的種植密度可兼顧產(chǎn)量和果穗的食用品質(zhì),外觀品質(zhì),有較好的效益。在選育高產(chǎn)品種的同時也要優(yōu)化配套的栽培技術(shù) 。
緊湊型是提高穗數(shù),實現(xiàn)群體增產(chǎn)的主要手段。其表現(xiàn)為葉片直線形,葉片與莖稈角度小,耐密植。葉片能雙面受光,提高光能利用率,減少蒸發(fā)量,提高群體光合效率,延長光合時間,提高其產(chǎn)量。雙穗型不僅是果穗的數(shù)量多,同時注重果穗的品質(zhì)。糯玉米緊湊雙穗型要求果穗長度均勻,無彎曲現(xiàn)象。籽粒排列整齊緊密,無明顯差異。果穗外苞葉緊密,防止水分流失耐貯運。培育緊湊雙穗型糯玉米品種是目前育種工作者的重要目標,能促進鮮食糯玉米向產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。
4.抗病蟲性。糯玉米的主要病蟲害是粒腐病和玉米螟蟲,會直接影響糯玉米的加工生產(chǎn)和食用品質(zhì)。受玉米螟蟲侵害和的感染粒腐病糯玉米在儲藏、運輸過程中易腐敗、變質(zhì),且嚴重影響品質(zhì),消費者無法直接食用。鮮食糯玉米需要控制化學(xué)農(nóng)藥的使用,其采收時間在籽粒收獲之前,沒有足夠的時間分解糯玉米種的殘留農(nóng)藥。因此,借助育種手段提高抗病蟲性尤為重要。
5.熟期。在選育時須加強早熟品種的選育工作,早熟可使糯玉米提前上市,提高售價,并且可以增加種植輪次,提高種植效益。另外選育一些中、晚熟品種,使不同熟期品種有搭配,延長糯玉米的市場供應(yīng)時間。
四、糯玉米育種方法
糯玉米的育種方法通常包括自交系選育、雜交選育和其他生物技術(shù)選育。
1.自交系選育方法。優(yōu)良的自交系是進行糯玉米雜交育種的前提。自交系的質(zhì)量和數(shù)量,影響著雜交品種的質(zhì)量,決定了育種工作的深度和廣度。通常包括直接選育法和二環(huán)系選育法和回交選育法。
直接選育法指的是從糯玉米地方種或群體材料中選擇種質(zhì),用連續(xù)自交的方法選育滿足育種目標的要求的自交系。我國有豐富的糯玉米種質(zhì)資源,使用直接選育法能獲得較好的自交系。用糯玉米雜交種選育二環(huán)系,可增加自交系類型和抗逆性。利用品質(zhì)較好的糯玉米雜交種采用二環(huán)系選育法選育出的自交系一般配合力高、品質(zhì)優(yōu)良。將配合度高、品質(zhì)好、高產(chǎn)、抗性強的普通玉米通過回交方式與優(yōu)質(zhì)的糯玉米育種材料組合在一起,選擇糯性和其他優(yōu)秀的性狀,選育出優(yōu)秀的糯玉米自交系。這個方法還能用于增擴糯玉米種質(zhì)資源,利用普通玉米的優(yōu)良基因改良糯質(zhì)材料是糯玉米增擴種質(zhì)的途徑之一。此外還能選擇兩種糯玉米種質(zhì)作組配基礎(chǔ)材料,結(jié)合糯質(zhì)雙親材料的優(yōu)點育成新系。
2.雜交種選育方法。選擇父本母本配合力高的用作雜交配組;雙親果穗性狀和植株性狀要好且互補,栽培周期差距小。最好選擇雙親都具有糯性好和品質(zhì)高的自交系進行雜交組配。由于只遺傳母本的種皮性狀,所以選擇皮薄的自交系做母本。
3.常規(guī)育種與生物技術(shù)相結(jié)合。常規(guī)育種培育周期長、效率低且具有隨機性,隨著生物科學(xué)的發(fā)展,生物技術(shù)育種廣泛用于育種領(lǐng)域。目前糯玉米的生物育種技術(shù)主要有分子標記輔助育種和單倍體育種兩種。前者是對糯玉米的糯性、果皮厚度、病蟲害抗性等相關(guān)性狀進行分析,通過篩選標記與優(yōu)良性狀關(guān)系緊密的分子,結(jié)合常規(guī)育種步驟,獲得優(yōu)質(zhì)的糯玉米自交系,經(jīng)配合力測定后培育出高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、抗逆性好的雜交品種。單倍體育種指的是通過單倍體誘導(dǎo)系進行誘導(dǎo),快速獲得糯玉米單倍體,選擇需要的性狀加倍后可選育出優(yōu)秀的糯玉米自交系后再雜交組配。
五、 結(jié)語
糯玉米口感好,營養(yǎng)豐富,深受不同地區(qū)、不同層次的消費者喜愛。我國糯玉米育種方法不斷進步,育種水平得到極大的提高。糯玉米產(chǎn)業(yè)市場前景好,因此需要研究人員加強糯玉米遺傳規(guī)律的研究, 大量引進種質(zhì)資源,加強種質(zhì)創(chuàng)新,培育出品質(zhì)好、高產(chǎn)、抗病蟲害、適應(yīng)性廣的糯玉米品種以滿足市場的需求。
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