高优系数在高产优质兼顾型甜玉米品种选育中的应用

刘永安，许立奎，岳高红，梅喜雪，裘波音，潘彬荣*，张宗宸

(1.浙南作物育种重点实验室,浙江 温州 325006； 2.温州市农业科学研究院，浙江 温州 325006)

甜玉米(ZeamaysL. sacharata sturt)为栽培玉米的甜质型亚种，同普通玉米一样，甜玉米也起源于美洲[1-2]。甜玉米的最大特点就是在灌浆和乳熟期其籽粒中可溶性糖的含量较高，而淀粉含量却较低，以致其籽粒在成熟时种皮皱缩，千粒重下降。这是因为甜玉米籽粒中由糖向淀粉转化的相关基因发生突变，其功能丧失或部分丧失，致使籽粒中的糖分不能顺利转化为淀粉而大量累积。根据突变基因的不同，可将甜玉米分为普通甜玉米(su1)、超甜玉米(sh2或bt1、bt2)和加强甜玉米(su1se)3种类型[3-5]。其中，普通甜玉米既甜又黏[6]，但其采收期短且不耐储存；超甜玉米糖分含量高，脆甜爽口，可生吃，采收期长、耐储存，但其种子活力相对较弱[7-8]；加强甜玉米综合了甜度高、糯性及采收期长和耐储存等优点[9-10]，但育种难度大[11]。

由于口感香甜、营养丰富，甜玉米为国内外广大消费者所喜爱，成为一种非常重要的蔬菜作物。近年来，随着我国经济的快速发展和人民生活水平的提高，我国甜玉米种植面积、加工生产和市场消费均成倍增加[12]。目前，我国已成为继美国之后的甜玉米第二大生产国[13]。然而，国内育成的大多数甜玉米品种虽然产量较高，但品质较差(皮厚、渣多、口感差)；而品质好的进口品种种子价格昂贵，且不易栽培、产量较低[14-16]。目前，随着甜玉米在国内的普及，消费者对其品质的要求越来越高，甜玉米品质已逐渐被放在首要位置，而产量和抗逆性则被放在稍次位置[11]。因此，在选育甜玉米新品种时，既要高产又要优质，实现高产与优质的有机结合，选育高产优质兼顾型甜玉米新品种已逐渐成为广大育种工作者的育种目标。为此，本研究以 483 份测交组合为研究对象，采用高产优质系数(高优系数)对其产量和品质进行综合评价，并从中选出高产优质兼顾型组合，以期为甜玉米育种提供理论指导。

1 材料与方法

1.1 材料

以2018春在海南最新配组的483份测交组合为研究对象，以超甜4号为高产型对照[17]，以引选 5 号为优质型对照，以金玉甜 2 号为高产优质兼顾型对照[18]。

1.2 方法

1.2.1 处理设计

试验于2018年春季在温州市种子种苗科技园进行。地理坐标 28°09′N，120°52′E，海拔9 m。试验点年平均温度17 ℃，年降水量1 800 mm。试验田块集中连片、肥力均匀，土壤为粉质黏土，pH值5.67，有机质34.7 g·kg-1，总氮2.18 g·kg-1，有效磷38.0 mg·kg-1，有效钾79 mg·kg-1。按垄宽1 m、沟宽0.2 m整地，采用双行种植，行距0.70 m，株距0.33 m。各测交组合按序号从小到大播种，每测交组合种20 株作为1个小区(即垄上每侧10株)。试验田块四周种植金玉甜2号作为保护行。

1.2.2 农艺性状调查

从播种开始，对每一组合的出苗、长势、抗病性以及果穗大小等性状进行观察记录，淘汰出苗差、长势弱、不抗病等有明显缺陷的组合。最终有113份综合农艺性状较好的组合中选，在吐丝后23 d左右收获，每组合随机选3株有代表性的植株，对其鲜穗重进行调查。

1.2.3 品质鉴定

请5位对甜玉米品质熟悉的人员，从甜度、柔嫩度、皮厚薄、香味等指标分别对农艺性状较优的组合进行综合评分。

1.2.4 高优系数的设定

以超甜4号的鲜穗重为分母，其他组合的鲜穗重除以超甜4号的鲜穗重而得到高产系数；以引选5号的品尝得分为分母，其他组合的品尝得分除以引选5号的品尝得分而得到品质系数。由于目前消费者对甜玉米品质的要求越来越高，将产量系数的权重设为0.3，将品质系数的权重设为0.7。高产优质系数(高优系数)计算公式：高优系数=产量系数×0.3+品质系数×0.7。

2 结果与分析

2.1 鲜穗重及高产系数

由表1可知，鲜穗重等于高产型对照品种超甜4号的组合有11份，鲜穗重超过超甜4号的组合有22份。其中，组合测52(0.64 kg)、测218(0.55 kg)、测1(0.49 kg)、测69(0.47 kg)、测197(0.47 kg)、测45(0.46 kg)、测80(0.46 kg)、测B23(0.46 kg)的鲜穗重均超过0.45 kg，其高产系数均达到或超过1.15。

2.2 品尝分值及品质系数

将品尝分值大于或等于85分的组合归为优质类型，82～84 分的组合归为较优质类型，79～81分的组合归为品质一般类型，76～78分的组合归为品质较差类型，等于或小于75分的组合归为差质类型。

由表1可知，各组合品尝分值均低于优质型对照品种引选5号(88 分)。其中，品尝分值为86分的组合有8份(优)，分别为测95、测133、测136、测177、测225、测233、测242和测B16，其品质系数均为 0.98；品尝分值为85分的组合有16份(优)，分别为测66、测70、测 96、测131、测134、测138、测141、测154、测164、测173、测185、测199、测250、测B8、测B19和测B23，其品质系数均为0.97；品尝分值为84分的组合有6 份(较优)，分别为测174、测192、测216、测223、测263和测B36，其品质系数均为0.95；品尝分值为83分的组合有13份(较优)，分别为测63、测73、测86、测120、测155、测165、测170、测 182、测188、测207、测220、测340和测B43，其品质系数均为0.94；品尝分值为 82分的组合有17份(较优)，分别为测1、测48、测63、测65、测69、测77、测113、测149、测168、测175、测215、测218、测 228、测247、测277、测316和测 417，其品质系数均为 0.93。

2.3 高优系数

由表1可知，高优系数等于高产优质兼顾型对照品种金玉甜2号(0.95)的组合有17份，超过金玉甜2号的组合有25份。其中，大于1.00 的组合有4份：测52(1.12)、测218(1.06)、测B23(1.02)和测1(1.02)；等于1.00的组合有2份：测69和测95；高优系数为 0.99 的组合有3份：测66、测155 和测197；为0.98的组合有6份：测70、测138、测141、测173、测199和测220；为0.97 的组合有2份：测80 和测B50；为0.96的组合有8份；测96、测185、测188、测192、测217、测233、测B8和测B16；为0.95的组合有17份：测45、测77、测113、测131、测134、测154、测174、测177、测182、测207、测216、测250、测253、测263、测277、测316和测B43。

3 小结与讨论

本研究的育种思路为品质优先、兼顾高产，即品尝分值要在85分以上或85分，且高优系数在0.95及以上的组合，才能称为高产优质兼顾型；而品尝分值为82～84分，高优系数在0.95及0.95以上的组合，可称为高产优质兼顾偏高产型。

从高优系数来看，测52最大，为1.12，但其品尝分值仅为80分，因此该组合只能称为高产类型；测218为1.06，但其品尝得分为82分，因此该组合可称为高产优质兼顾偏高产型。虽然测1和测B23的高优系数均为1.02，但测B23 的品尝分值为85分，而测 1 的品尝分值为82，因此测B23更符合高产优质兼顾型，而测1则为高产优质兼顾偏高产型。同样，测69和测95的高优系数均为1.00，但测69的品尝分值为82分，而测95的品尝得分为86分，因此测95更符合高产优质兼顾型，而测1则为高产优质兼顾偏高产型。

表1 玉米不同测交组合鲜穗重、品质及高产优质系数表现

从本研究的试验结果来看，符合高产优质兼顾型的组合有18份，分别为测 B23、测 95、测66、测70、测138、测141、测173、测199、测233、测B16、测96、测185、测B8、测177、测134、测154、测131和测250；符合高产优质兼顾偏高产型的组合有16份，分别为测218、测1、测69、测155、测220、测192、测188、测174、测216、测263、测207、测B43、测77、测113、测277、测316；符合高产型的组合有5份，分别为测52、测197、测B50、测217和测253；而测80和测45的高优系数虽然大于0.95，但其品尝分值则分别为78分和76分，不符合消费者对品质的要求，应予以淘汰。