糯玉米育种现状、产业化前景及提前关注的几个问题

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1、糯玉米育种现状、产业化前景及提前关注的几个问题一糯玉米育种现状糯玉米（ZeamaysL．ceratinaKulesh）是受隐性突变基因wx（Waxyendosperm）控制的一个突变类型。wx基因位于第9条染色体上，位点为9～59（Emerson，K．A．1935）。该基因能阻止合成直链淀粉，在胚乳中形成100％的支链淀粉。糯玉米的籽粒表现为不透明状，色泽暗晦似石蜡，故糯玉米又称蜡质玉米。早期的研究认为，糯玉米杂交种的籽粒产量低于普通玉米，特别是马齿玉米杂交种。这是因为糯玉米的抗病性较差，根茎倒伏也较严重，从而将糯质标志基因wx视为

2、糯玉米产量的限制因子。因此，通过遗传改良，提高糯玉米的抗病、抗倒能力，便成为糯玉米育种的主要选择目标。国外开展糯玉米育种较早，1937年，美国Iowa州立大学首先开始进行一项规模宏大的糯玉米杂交育种计划，大约在1942年，Jenkins，E.H.育成了第一个糯玉米杂交种。1944年以后，育成的糯玉米自交系在抗病性和抗倒性上不断得到改进，使组配的杂交种产量大为提高。近年在Minnesota进行的糯玉米产量试验表明，糯玉米与普通玉米已很相近。品种上的突破，又反过来促进了糯玉米加工业的发展。由此可见，国外发展糯玉米生产，始终与糯玉米作为工

3、业原料用种紧密联系在一起。据20世纪80年代末的报道，美国已有6个种子公司从事糯玉米杂交种的培育和经营，糯玉米的播种面积达600万亩。可以想见，十多年过去了，自然会有更大的发展。国外通常采用的糯玉米育种方法，是将wx基因导入普通玉米的商业自交系中，以获得新的糯质同型系。这就为以后国际上普遍采用的糯Spragae，G．F.，CornandCornImprovement,Wisconsim,1977,383-384.玉米育种方法（回交转育）奠定了基础。国内，1975年山东省烟台地区农科所利用从非糯质品种衡白多穗中得到的糯质突变体衡白52

4、2，与由普通玉米自交系白525转育成的糯质同型系白525糯杂交，育成烟单5号（白粒）；1989年山东省农科院玉米所用由普通玉米自交系黄早四转育成的糯质同型系齐401与303糯杂交，育成鲁糯玉1号（黄粒），以及后来相继育成的一批糯玉米杂交种，所采用的育种方法，基本上都是以糯性籽粒表现型为标记，或以花粉表现型为依据的不同遗传设计，将普通玉米自交系转育成糯质同型系，并用其作亲本系育成糯玉米杂交种。目前，我国保存的糯玉米品种（糯质自然授粉品种）达500个之多。据中国科学院遗传所的研究结果表明，中国糯质玉米籽粒的蛋白质氨基酸含量介于普通玉米与

5、高赖氨酸玉米的中间状态，但蛋白质含量变幅大(7％～14.5％)，其中，有蛋白质含量达14.5％的种质资源；特别是中国糯质玉米不乏高赖氨酸的种质资源，如四路糯、紫秆糯玉米籽粒胚乳中赖氨酸含量达2.5～3.3克/100克蛋白质，比普通玉米白马牙品种增高31.6％～73.7％，有的接近Mertz，E．T．（1964、1970）筛选到的赖氨酸含量水平。预示通过遗传改良，还可进一步提高糯玉米品种的蛋白质氨基酸含量。已故李竞雄院士，在回顾国内外玉米育种的历史后指出，以选择自交系的基础材料而言，都是从自然授粉品种完成了一批自交系后，再采用二环系的

6、方法选系。但是，我国糯玉米育种还处在发展初期，直接从糯质基础材料中选育的骨干系极少，可供选育二环系的杂交种也不多。而采用传统的回交转育方法育成的糯质同型系，由于在一定程度上仍保持普通玉米的品质特性，特别是籽粒食用起来具有皮感，应用于鲜食或制罐，难以保证商品品质。因此，我国既然有如此丰富的糯玉米品种资源，能否最大限度地将其应用于品质育种，在糯玉米品种中首先完成一批自交系呢？事实上，我国的玉米育种工作者也曾试图从糯玉米品种中选育自交系，但因选出的自交系配合力普遍很低，而未能成功。究其原因，是由于未经遗传改良的糯玉米品种抗病性差，根茎倒伏

7、严重，产量低，用其直接自交分离自交系难以凑效。根据我们研究糯质自然授粉品种产量低的原因，认为影响产量的各种性状的重要程度依次为：茎秆细软，根系不发达，秆高，叶披散，果穗着生位置偏高，容易产生根茎倒伏→病害严重→早衰，持绿期短→株高、穗位高和果穗大小的整齐度差。因此，欲开发利用我国丰富的糯玉米品种资源，开展品质育种，来达到兼顾高产、优质和专用性的目的，必须从探讨糯玉米高产的形态和生理基础出发，在性状选择上应高度重视茎秆强度、根强度、大小斑病、持绿期、株高穗位、叶片直立性和植株长相。也就是说，只有在目标性状选择的基础上，才有可能形成高产

8、类型。基于以上的认识，我们提出了寓目标性状和配合力于育种基础群体的育种设计思想，并形成了“多个自然授粉品种组成综合群体→经过配合力测定的S2早代系组成改良群体→分离小群体→选系”的育种技术体系。如此，我们花了近10年时间选育出上部叶片