果蔬型甜糯雜交玉米育種方法
2023-06-04 18:21:46 1
專利名稱：果蔬型甜糯雜交玉米育種方法
技術領域：
本發明涉及一種雜交玉米育種方法，特別涉及一種果蔬型甜糯雜交玉米育種方法，屬於植物新品種選育及雜種優勢利用技術領域。
背景技術：
果蔬玉米係指供作蔬菜、果品以及加工罐藏食品的玉米，又稱特用玉米或鮮食玉米。優質鮮食甜糯玉米營養豐富，人體必須的胺基酸及蛋白質、糖和多種維生素都高於普通玉米，甜度高，糯性強，食用品質優良，風味獨特。蒸煮後香、甜、糯、粘、軟、嫩、適口性好，蘚食兼有糧食、水果和蔬菜的風味，易於消化吸收，老少皆易。
果蔬型甜糯玉米主要作鮮果穗真空包裝加工速凍或直接上市，可生可熟。因此，果穗的食味和外觀性狀、顏色、品質是決定該玉米品種是否優良的重要因素。我國玉米主產區生產開發這種玉米對調整我國亞熱帶種植業結構，增加農民收入，繁榮市場經濟具有重要意義。果蔬玉米還是重要出口創匯產品，世界上除美國外，其他國家果蔬玉米生產及其加工產品甚少，而歐洲和東南亞地區的需求量日益擴大，發展果蔬玉米及其加工產品有廣闊、市場。因此，選育適宜各玉米生態區種植的果蔬型玉米新品種意義重大。
山東省玉米鮮食產業在國內起步較晚，農民多以生育期較短的掖單4號雜交玉米種作為種植對象，雖品質較其他玉米種好，但不甜、不糯，口感差。進入90年代萊州引進「津鮮1號」鮮食玉米進行推廣，只是在生育期上有所縮短，但品質並沒有提高。由於優良的品種缺乏，其種植的都是外引品種，不適應於本地的生態環境，遇上不利的氣候因素，常造成巨大損失。同時，受外地種子量和昂貴的價格限制，加之沒有優質高產的配套栽培技術，其產品加工達標穗率低，限制了種植面積的進一步擴大。隨著鮮食玉米的儲存保鮮技術和加工技術的提高，以鮮食玉米為原料的加工企業規模迅速擴大，數量迅速增加，市場對鮮食玉米的需求愈來愈大。
發明內容
本發明的目的在於提供一種果蔬型甜糯雜交玉米育種方法，從選擇育種的基礎材料入手，通過回交改良、篩選優良性狀、套袋自交，選育出優良自交系，然後雜交組配、配合力測定、品種比較，進行生態適應性鑑定、品質分析、抗性鑑定，參加區域試驗、生產試驗和示範，最後通過品種審定。
為了實現上述任務，本發明通過廣泛搜集來源不同生態環境、具有優良性狀的甜糯玉米育種基礎材料；應用現代遺傳學和相關學科的基本理論，採用先進性和完整性的技術方法加以改良利用，選育出配合力高、適應性廣的甜糯玉米自交系；根據果穗產量結構和綜合性狀，組配產量、品質、抗性等綜合農藝性狀優良的組合，旨在進一步增強甜糯玉米的糯性，增加籽粒的飽滿度，延長鮮穗採收時間。
主要採用以下技術措施1、制定果蔬型甜糯玉米育種目標制定正確的育種目標是育種成敗的關鍵，果蔬型甜糯玉米主要是作鮮食需要，總的目標是優質、高產、多抗，甜糯玉米品質包括食用品質、外觀品質和商品品質，其中尤以食品品質最為重要。
具體的指標主要包括可溶性糖含量15-20％、種皮厚度≤0.2mm(皮薄)、適口性好(爽脆、口感好)，果穗性狀(果穗大小均勻，穗行14-16行，穗粗在4.5cm以上，穗行籽粒排列整齊，籽粒白色，穗軸白色，果穗長筒形有利於段狀果穗加工)；生態適應性好，抗逆、抗倒，抗病蟲害；果穗商品率和可食率高，大面積生產鮮穗5250-6000穗/hm2，綜合農藝性狀優良(生育期中早熟，出苗至乳熟採收所需天數在75-90d，株高230cm左右，穗位高80-90cm，苞葉長而不露尖，禿頂長度＜2cm.
2、應用雜交優勢理論，篩選優良的糯玉米雜交育種種質材料.
在外引諸多糯玉米材料中，根據不同來源與親緣關係與高抗、高配合力普通玉米自交系478雜交。結果表明白糯X×478雜交優勢明顯，產量高、品質優、抗性好、適應性廣。在雜交群體中選出株形緊湊、果穗長、苞葉長、不禿尖、穗行排列整齊的單株套袋自交，經6代套袋自交選育出白糯-2。
白糯-2在北緯37°生育期(出苗-成熟)95d左右，株高175cm左右，葉色濃綠，株型緊湊，葉片上衝，穗位80cm左右，果穗長筒型，穗長17cm左右，穗粗4.0cm，穗軸白色、籽粒白色，穗行數30粒左右，，千粒重180g左右。雄穗分枝少，雌雄協調，根系發達，抗倒伏、倒折，抗大小葉斑病。
3、將超甜玉米品種的甜質基因通過雜交和回交的方法轉育到糯玉米自交系中，選育甜糯玉米自交系。
一是用甜玉米加甜作母本與糯玉米自交系N3雜交，其中N3是中國西南山區地方糯玉米品種的一個自交系，農藝性狀優良，生育期早熟，株型平展，葉色濃綠、抗性較好、賴氨酸含量高(0.41％)，穗行數14行，籽粒白色，硬粒型，抗旱抗倒，符合果蔬型糯玉米育種目標；超甜玉米加甜來源於國外，該品種品質非常優良，植株較高大，抗性強，適應性好，用加甜作母本雜交，將加甜的甜質基因轉育到糯玉米自交系N3中，目的是降低甜質玉米的株高，提高其抗性和賴氨酸含量，增加甜玉米的糯性，二是在雜交後代中選擇具有N3植株性狀的玉米單株作父本，與加甜(輪迴親本)回交3代，在其回交後代中篩選具有N3和加甜優良性狀繁榮玉米單株套袋自交，自交後代產生分離，通過擴大選擇群體、加大選擇壓力，連續4代選玉米單株套袋自交，每代保留35-40個優良株系，從中選育甜糯玉米自交系-HN712。該自交系在北緯37°的生育期(出苗-成熟)98d左右。株高中等，在200cm左右，葉色濃綠，株型鬆散，穗位90cm左右，果穗圓錐型，穗長20cm左右，穗粗4.5cm，穗行數14-16行，行粒數40粒左右，千粒重140克左右，籽粒白色，雄穗分支多，花粉量足，雌雄較協調，繁殖產量中等，該自交系田間表現較抗倒伏、倒折，無大、小葉斑病和青枯病，不早衰，紋枯病很輕。
4、組配超甜玉米雜交種組配的甜糯玉米雜交種(白糯2×TN712)通過品種比較和多點生態適應性鑑定、參加區域試驗、生產試驗和示範，進行品質分析和抗性鑑定，結果表明綜合性狀優良，定名白馬王子。2003年通過湖南省農作物品種審定委員會審定，審定編號XS044-2003；2004年通過廣西、山東品種審定委員會審定，審定編號分別為桂審(玉)2004008號、魯種審字 012號。
①產量表現與經濟效益該組合2001年品比試驗畝產580.3kg，2002年湖南省區試試驗畝產609.7kg，2003年山東省區域試驗畝產620kg，三年試驗比對照種平均增產11.26％。該品種的經濟效益不在於它的產量高低，而鮮穗上市或鮮穗加工(真空包裝速凍)才能發揮出它的真正價值。在很多鄉村都有地膜覆蓋種植，搶季上市的鮮(熟)食玉米。白馬王子地膜覆蓋種植3500-4000株/畝，按畝實收商品穗3000穗，市場均價1.20元/穗計算，畝收入3600.00元左右，若進一步增加保護措施再搶季上市，經濟效益還要提高。
②適應性該品種2003年在湖南省湘南(江華、新寧)、湘中(湘潭、長沙)和湘西北(桃源、慈利、花垣等地)生產示範表現產量高、品質優、抗性強。2004年在廣西區(桂林、鐘山、環江)和山東省(青島、濰坊、濟寧、淄博、德州、東營、煙臺)等地試種表現突出，特別在廣西區鐘山縣大面積示範明顯優於當地種植推廣的甜玉米品種。因此，甜糯白馬王子適宜全國各玉米區種植。
③農藝性狀生育期適中，在北緯37°春播出苗至鮮穗採收85d左右，株高230cm左右，穗位高90cm左右，全株葉片數20片。果穗長筒型，鮮穗長20cm左右，鮮穗粗5cm左右，穗行數14-16行。
④抗逆性根據抗性接種鑑定和生態適應性鑑定田間調查結果，表現抗倒伏，抗倒折，高抗大、小葉斑病、絲黑穗病、黑粉病，中抗莖腐病和紋枯病，玉米螟危害程度很輕。、⑤品質該品種穗軸白色，籽粒白色，排列整齊，禿頂度小，外觀品質好。採收期營養品質分析，鮮穗籽粒粗蛋白12.87％，總糖16.80％，支鏈澱粉98.65％，粗脂肪5.64％，賴氨酸0.40％，鈣、磷、鋅、鐵的含量也較高，鮮食皮薄渣少，口感香甜黏，食味營養俱全。
本發明具有以下優點①該發明方法針對果蔬型甜糯玉米主要作鮮果穗加工或直接上市的目的，制定了果蔬型甜糯玉米具體的育種目標，應用雜種優勢模式理論，篩選優良的超甜玉米雜交育種種質材料，用育種目標指導基礎材料的選擇和鑑定，自交系的選育、雜交組合的組配和品種的比較等整個育種過程，有的放矢，達到了事半功倍的效果，提高了甜糯玉米育種的效率。
②該發明方法將超甜玉米品種加甜的甜質基因轉育到糯玉米自交系N3中，其後代再用加甜進行3代回交，利用通過回交保留甜糯玉米的優良性狀；其回交後代經過6代自交分離選擇，使優良的性狀基因純合，從而選育出配合力高、綜合性狀優良的甜糯玉米自交系HN712。
③由於糯玉米的產量及抗性和適應性一般較差，將糯玉米的糯性基因轉育到普通玉米自交系中利用普通玉米材料的根系發達增加抗倒性，利用抗逆性增加糯玉米的適應性，提高糯玉米的產量。該發明方法利用優良的糯玉米材料白糯X自交系與高抗高配合力普通玉米自交系478雜交、回交轉育，通過擴大選擇群體、加大選擇壓力，連續6代自交分離選擇，每代保留35-40個株系，從而選育出配合力高、綜合性狀優良的糯性玉米自交系白糯-2。
④該發明方法在自交系的選育初期，重點針對果穗的食味、外觀性狀、顏色、綜合抗性等遺傳力較高的性狀進行選擇，在抗性方面，主要重視抗紋枯病和玉米螟的選擇。
⑤該發明方法可操作性強，有利於指導甜糯玉米品種選育，應用該方法選育的品種品質好，病蟲害綜合抗性優，商品穗率高，經濟係數高，比對照增產顯著。既幫農民增收，又給企業增效，深受農民與企業的喜愛。
具體實施例方式
下面結合具體實施方式
進一步說明本發明。
1、制定果蔬型甜糯玉米育種目標，篩選優良的甜糯玉米雜交種種質材料。
根據對甜糯玉米的篩選試驗，初步制定了果蔬型甜糯玉米育種目標，該目標在以後的試驗研究中經過反饋進行了多次調整和修改，總的目標是優質、高產、多抗，甜糯玉米品質包括食用品質、外觀品質和商品品質，其中尤以食用品質最為重要，它主要包括可溶性糖含量(乳熟期籽粒可溶性多糖WSP含量在15-20％之間)、種皮厚度(皮薄)、適口性好(甜黏、爽脆、口乾好)，穗行要直，穗行14-16行，穗粗在4.5cm以上，果穗均勻，籽粒白色，白色穗軸，果穗呈長筒形有利於段狀果穗加工；生態適應性好，抗逆、抗倒、抗病蟲害；穩產性好，大面積生產商品鮮穗率高；生育期中早熟(出苗至乳熟採收所需天數在76-90d)，採收株高(230cm左右)和穗位高(80-90cm)適中，苞葉長而不露尖(禿頂長度＜2cm，綜合農藝性狀優良。
2、應用雜交優勢理論，篩選優良的糯玉米雜交育種種質材料.
在外引諸多糯玉米材料中，根據不同來源與親緣關係的自交系與高抗、高配合力普通玉米自交系478雜交。結果表明白糯X與478雜交優勢明顯，產量高、品質優、抗性好、適應性廣。在雜交群體中選出株形緊湊、果穗長、苞葉長、不禿尖、穗行排列整齊的單株套袋自交，經6代套袋自交選育出白糯-2。白糯-2在北緯37°生育期(出苗-成熟)95d左右，株高175cm左右，葉色濃綠，株型緊湊，葉片上衝，穗位80cm左右，果穗長筒型，穗長17cm左右，穗粗4.0cm，穗軸白色、籽粒白色，穗行數30粒左右，，千粒重180g左右。雄穗分枝少，雌雄協調，根系發達，抗倒伏、倒折，抗大、小葉斑病。
3、將超甜玉米品種的甜質基因通過雜交和回交的方法轉育到糯玉米自交系中，選育甜糯玉米自交系。
一是用玉米品種(加甜)作母本與糯玉米自交系N3雜交，其中N3是中國西南山區地方糯玉米品種的一個自交系，農藝性狀優良，生育期早熟，株型平展，葉色濃綠、抗性較好、賴氨酸含量高(0.41％)，穗行數14行，籽粒白色，硬粒型，抗旱抗倒，符合果蔬型甜糯玉米育種目標；超甜玉米品種加甜來源於國外，該品種品質非常優良，植株較高大，抗性強，適應性好，用加天作母本雜交，將加甜玉米的甜質基因轉育到糯玉米自交系N3中，目的是降低甜質玉米的株高，提高其抗性和賴氨酸含量，增加甜玉米的糯性，二是在雜交後代中選擇具有N3植株性狀的玉米單株作父本，與加甜(輪迴親本)回交3代，在其回交後代中篩選具有N3和加甜優良性狀繁榮玉米單株套袋自交，自交後代產生分離，通過擴大選擇群體、加大選擇壓力，連續4代選玉米單株套袋自交，每代保留35-40個優良株系，從中選育甜糯玉米自交系-HN712。該自交系在北緯37°的生育期(出苗-成熟)98d左右。株高中等，在200cm左右，葉色濃綠，株型鬆散，穗位90cm左右，果穗圓錐型，穗長20cm左右，穗粗4.5cm，穗行數14-16行，行粒數40粒左右，千粒重140克左右，籽粒白色，雄穗分支多，花粉量足，雌雄較協調，繁殖產量中等。該自交系田間表現較抗倒伏、倒折，無大、小葉斑病和青枯病，不早衰，紋枯病很輕。
4、組配甜糯玉米雜交種，選育甜糯白馬王子。
1998年春季對上述性狀穩定的自交系進行分組相互雜交及配合力測定，從果穗食味、外觀品質、綜合抗性和農藝性狀進行選擇，其中白糯-2和TN712兩個系表現較突出，且雜交優勢更明顯。1999年春季用白糯-2作母本，TN712作父本，組配雜交組合白糯-2×TN712，2000年春參加組合鑑定，該組合在28個參加鑑定的組合中綜合表現突出，鮮穗產量折合畝產14250kg/hm2(去苞葉)比對照金鳳超甜2號增產16.6％。2001年在湘潭、桃源、長沙等6個點進行生態適應性鑑定，平均鮮穗產量13874kg/hm2，比對照金鳳超甜增產17.2％，居第一位。
經農業部穀物品質檢測中心檢驗該品種的粗蛋白質含量12.87％，粗澱粉含量69.80％，總糖含量16.8％，粗脂肪5.64％，支鏈澱粉98.65％，賴氨酸含量0.4％，鈣、磷、鋅、鐵的含量也較高。
2003年通過湖南省農作物品種審定委員會審定，定名為白馬王子(品種審定編號XS044-2003)。2004年經過廣西、山東省品種審定委員會審定，審定編號分別為桂審(玉)2004008號，魯種審字 012號。
權利要求
1.一種果蔬型甜糯雜交玉米育種方法，其特徵在於包括以下育種步驟A、制訂果蔬型甜糯玉米育種的目標甜糯玉米品質包括可溶性糖含量為15-20％，種皮厚度0.1～0.2mm，穗型要直，穗長20cm左右，穗行14-16行，穗粗4.5cm左右，果穗均勻，籽粒白色，穗軸白色，果穗長筒形，莖杆粗壯、根系發達、抗倒伏、高抗大小葉斑病，生育期春播出苗至鮮穗採收80天左右，株高230cm左右，穗高80-90cm，苞葉長不禿尖；B、篩選甜糯玉米強優組合模式和優良的種質材料通過對引進的白糯X自交系與高抗、高配合力普通玉米自交系478四交轉育白糯群體，從中選出株型較緊湊、產量高、果穗長、品質優、抗性好，適應性廣的單株作為果蔬型甜糯玉米的育種材料，進行6代自交選育，選育出白糯-2；C、將超甜玉米的甜質基因通過雜交的方法轉育到優良的糯玉米自交系中一是以加甜作母本，糯玉米自交系N3作父本進行雜交；二是選擇具有N3植株性狀的雜交後代的玉米單株作父本，用加甜回交，在其回交後代中選擇具有N3優良性狀的玉米單株再與加甜回交，如此連續回交4代；三是待回交4代後，在其回交後代中篩選植株性狀優良的單株套袋自交，通過連續4代自交，育出性狀穩定的甜糯玉米自交系TN712；D、組配甜懦玉米雜交種，用白糯玉米自交系白糯-2為母本，甜糯玉米自交系TN712作父本，組配雜交，選育出超甜玉米雜交種白馬王子。
全文摘要
本發明公開了一種果蔬型甜糯雜交玉米育種方法，其步驟是首先制定果蔬型甜糯玉米育種指標；其次是選育甜糯玉米育種基礎材料；第三是通過回交將糯玉米的糯質基因轉育到普通玉米自交系中，增加其穗長，提高抗倒及抗逆性，再將超甜玉米的甜質基因轉育到普通糯玉米自交系中，增加其甜度，套袋自交選育甜糯玉米自交系，或利用超甜玉米雜交種分別套袋自交選育甜糯玉米自交系；第四是組配甜糯玉米雜交種。本發明育種方法所選育的果蔬型甜糯雜交玉米種具有產量高、高抗、生育期短、適應性強、商品外觀好、無禿頂、皮薄、含糖量適中、味道鮮美、營養品質好等特點。
文檔編號A01H1/04GK1930950SQ20061009897
公開日2007年3月21日 申請日期2006年7月20日 優先權日2006年7月20日
發明者呂華甫, 滿錫玉, 張立明, 王志強, 鹿曉英 申請人:王志剛