水果甜玉米选育方法探讨

谭禾平，赵福成，韩海亮，包斐，楼肖成，陈斌，侯俊峰，王桂跃

(浙江省农业科学院 玉米与特色旱粮研究所，浙江 东阳 322100)

甜玉米(ZeamaysL.SaccharataSturt)是玉米属(ZeamaysL.)的一个亚种[1]。在乳熟期，甜玉米籽粒中的葡萄糖、蔗糖、果糖等糖分含量是普通玉米的2～8倍，蛋白质含量在13%以上，其中以水溶性蛋白为主；粗脂肪含量达9.9%，比普通玉米高出1倍左右；此外甜玉米籽粒中还富含多种营养元素[2]。口感清甜爽脆，皮薄无渣，可以生吃的一类甜玉米被称为水果甜玉米，该类型甜玉米的推广，使得玉米市场价值有一个质的提升，长三角地区一些适合促早栽培的优质甜玉米667 m2效益可达万元以上。无论是从营养价值还是食用口感，甜玉米越来越受消费者的青睐。然而我国目前市场上主推的甜玉米品种大部分株型高大，生育期普遍过长，不太适宜促早栽植，且抗倒伏能力较差，部分从国外引进的温带型甜玉米品种虽然品质较好，生育期早，但适应性差，耐热性、抗病性较差，这严重影响了甜玉米的进一步推广和农民的生产积极性。本文重点探讨选育综合性状优良、符合生产需求的水果甜玉米新品种的方法。

1 品种选育目标

1.1 品质优良

甜度达到15度以上，适口性好，风味纯正，皮薄渣少，生食蒸煮两宜。

1.2 果穗商品性好

籽粒排列整齐，籽粒深度适宜，色泽光亮一致，秃尖少，穗型美观，苞叶完整无露尖。

1.3 生育期早

浙中地区设施早春栽培品种，生育期比对照品种超甜4号早7 d以上。

1.4 抗倒性好

植株高度150～200 cm，茎秆粗壮，次生支持根系发达，抗倒性好。

1.5 较好的适应性

具有较好抗病性，对纹枯病、叶斑病的抗性达中抗以上。具有一定的耐热性，长三角地区3月底至4月下旬均能种植，后期受高温影响较小，并适合秋季种植。

1.6 产量适宜

带苞叶单穗重300 g以上，去苞叶220 g以上，平均带苞叶667 m2产量800 kg以上。

2 基础材料

2.1 温带材料

具有温带血缘的早熟优质矮秆型水果玉米品种资源，如雪甜7401、金银208、晶煌17和双萃2750等育成品种或其后代选系，这类材料的共有特性是生育早、品质优、株型较矮。这些品种资源基本具备选育目标中的多项要求，更容易选择符合育种目标的后代选系，但是抗逆性不理想。

2.2 亚热带材料

适应性较好的亚热带种质材料，如华珍系列、浙甜系列、粤甜系列等亚热带品种及其后代选系。

2.3 热带材料

产量高、耐热的热带材料，如先甜5号、泰王、广良甜27、太阳花等泰系品种及其后代选系。

3 选育方法

3.1 二环系选系

以优良品种为基础种质材料直接进行二环系选系。F1代大量自交，扩大选系规模。F2代加大穗行选择规模，田间记录生育期、花期协调性、抗倒及抗病虫性等性状，每穗行选优良植株套袋自交，根据自交日期推测果穗成熟期，并记录套袋果穗编号，籽粒灌浆乳熟期(果穗鲜食最佳采收期)小心将上半部果穗苞叶掀开，将上半部分小心折断摘出进行品尝鉴定，可直接小口生吃品尝，记录该果穗品质指标，果穗剩下部分用作留种，这种半穗品尝半穗留种法很有针对性、很准确地选择品质优良的后代选系；后期数据整理汇总，结合选择株型综合性状优良的穗行，行内单株选择商品性状及品质性状最好的留种果穗，使籽粒充分成熟老化，并种成下个穗行。继续进行下代的自交选择，直至稳定纯合。二环系选择的优势是选择速度快，操作简单易行。这种选育方法容易选择出品质性状极好的自交系，但是选育的自交系遗传基础偏窄[3-4]，如雪甜7401后代选系BS74-58、晶煌17后代选系HS17-2、先甜5号后代选系HT5-3均通过这种方法选育而成。

3.2 群体轮回选系

创建温×温(以温带材料为种质基础材料创建的群体)、温×亚热(以温带材料和亚热带材料为混合种质基础材料创建的群体)、温×热(以温带材料和热带材料为混合种质基础材料创建的群体)3种类型群体，将基础材料种子按等量比例混合，隔离种植成F1代群体，让其自由散粉，籽粒老熟后收取果穗混合脱粒，随机取部分种子再种植F2代群体，以此方法再接着种下一代F3代群体，使品种间基因型充分混匀，打破基因连锁，形成一个多基因混合群体，将F3代群体老熟后收取果穗混合脱粒，取部分种子再种植下一代F4代群体。F4代群体及以下可逐代进行群体轮回选择改良，淘汰不良株系，形成综合性状优良的多基因混合体Fn。在Fn代选择符合选育目标要求的植株套袋自交，采用半穗品尝半穗留种法进行品质筛选，当选果穗继续进行下代穗行选择和单株选择自交，直至稳定纯合。群体轮回改良的目的是聚合更多的有利基因，从而在群体选系中更容易获得综合性状优良的自交系[5]。如通过以温×温群体选育的C1BS-28自交系，具有矮秆、优质、极早熟、甜度高的特点；通过温×亚热群体选育的自交系C2HS-359具有优质、早熟、抗病等特点；通过温×热群体选育的自交系C3HTS-57具有优质、抗病、耐热等特点。群体轮回选系相对二环系选择花费时间更长，需要长期的育种规划。

3.3 回交转育选系

将亚热带和热带材料对温带材料进行回交，可有效提升温带材料的基础抗性，但优良品质指标容易发生改变。如以雪甜7401后代二环选系BS74-58为非轮回亲本，以华珍后代选系华4为轮回亲本作回交转育而成的自交系BS58-华4，明显提高了小斑病抗性，但是也增加了籽粒果皮的厚度。

3.4 单倍体选系

单倍体选系是近年来流行的一种选育自交系的新技术，它是通过选择合适的诱导系进行杂交诱导产生单倍体籽粒，再通过化学加倍或自然加倍产生100%纯合自交系的选育方法[6]。这种选系方法可直接从任意类型表现出色的优良株系进行单倍体选系，可直接对现有优良品种或优良群体进行单倍体选系，选系方法快速高效，选育的自交系高度纯合一致，如李高科等[7]利用粤甜13为母本、诱导系MT-2为父本，通过单倍体加倍成功繁殖79份DH系。这种选系方法需要选择诱导率高的诱导系和相适宜的诱导方法，此外单倍体的挑选效率、准确性以及自然加倍效率低是该技术应用的主要限制环节[8]。

4 培育条件

4.1 本地繁殖材料的栽培要求

由于优质甜玉米皮薄渣少，种子内含物少，特别是自交代数越高的材料相对出苗更困难，苗势更弱。优质温带种质材料喜温不喜热，后期温度过高易感纹枯病、大小斑病及锈病等，引发植株发育不正常，甚至还可能导致花粉败育。不恰当的种植管理可能导致这类材料的流失，对后代选择增加困难和不确定性。所以这类温带型优质育种材料应该给它创造较适宜的土壤温湿度条件。建议早代选择可在室外大田进行，提高选择压力，选择适应好抗病性强的早代株系，后期多代自交系选择建议改为促早育苗移栽，大棚种植，为其创造较适宜的土壤温湿度条件和气候条件。

4.2 南繁

可选择海南冬季进行加代和扩繁，充分利用冬季海南光热资源优势，使玉米的繁育代数每年由浙江2代通过南繁加1代扩大为3代，提高玉米自交系纯合的速度，从而缩短玉米品种的育成时间。海南优越适宜的气候及土壤条件使得玉米出苗率高，苗势强，植株长势好，花粉充足，田间授粉时间更长，自交和组合组配效率更高，籽粒灌浆更为饱满，千粒重和种子质量大为提高。海南冬季气候条件对于多种类型的种质材料生长均较适宜，但是也容易使得病虫害高发，早代材料可提高材料抗病虫的选择压力，高代材料需加强相应病虫害的防治和肥水管理。

5 组配模式

5.1 亲本来源不同的组配模式

温×温模式。这种模式选育出的品种品质优良，能很好地继承双亲优良的籽粒品质性状，具有温带玉米特有的早熟矮秆等特点，但也有温带血缘共有的抗性差的缺点。如BS74-58×C1BS-28组配的新组合白甜225在温州示范种植，表现与雪甜7401熟期相仿，生育期比对照超甜4号早7～8 d，株高170 cm左右，带苞叶单穗重在330 g左右，籽粒纯白，色泽光亮，品质表现适口性好、皮薄无渣，甜度高达18度以上。大棚早春栽培品种选育可采用这种组配模式；温×亚热模式。这种模式可提高选育品种的抗逆性。如BS74-58×SD205组配的新组合脆甜258，平均667 m2产量800 kg左右，浙江省区试生育期81.1 d，比对照超甜4号短2.7 d，株高161 cm，穗位高54.6 cm，空秆率0%，倒伏率0%，倒折率0%，带苞叶单穗重320 g左右，甜度15～17度，籽粒色泽亮丽，口感清甜爽脆，品种适应性相对温带品种雪甜7401明显增强，浙中地区春秋季均可种植，浙江地区露地栽培品种可采用这种组配模式。

温×热模式。这种模式进行双亲组配，因亲缘关系大，容易选育出高产大穗的玉米品种[9]。这种模式组配的品种耐热性较好，产量高，但生育期可能偏晚，植株高大，对设施促早栽培和抗倒性均不利。如温×热杂交组合C1BS-28×HT5-3表现生育期87 d，比对照超甜4号长3 d，株高230 cm，穗位高110 cm，空秆率0%，倒伏率15%，倒折率0%，带苞叶单穗重420 g左右，甜度15～18度，生育期受亲本HT5-3晚熟的影响明显推迟，植株抗倒性较差。

5.2 双杂优群模式

根据特殊配合力(SCA)划分种质群的组配模式，将种质材料依据SCA划分成2个杂种优势群(A×B模式)[10]。以Reid 种质的掖478和四平头种质的黄早四代表2种不同种质材料的普通玉米自交系的标准测验种[11]，采用NCⅡ设计对数个骨干甜玉米自交系组合后代产量进行配合力分析，通过SCA分析将种质材料划分为A、B两群。在两大种群中分别选取有代表性的SCA正效应值较大的2个骨干甜玉米自交系作为甜玉米标准测验种，再对其他甜玉米材料进行种群划分。如通过这种方式找到的代表A群的BS74-58和代表B群的兰158 2个甜玉米自交系测验种。A×B模式对不同血缘的基因型混杂材料或来源不清的亲本材料进行杂优群归类，这为后代组配高产品种指明了方向，提高了组配效率。通过这种模式可将在分属2种不同类群的综合性状优良的自交系进行组配，创造优质抗逆高产新组合。如BS74-58×兰158组合表现生育期比对照超甜4号早4 d，株高200 cm左右，带苞叶单穗重450 g以上，口感皮薄渣少品质优良，甜度15～18，适应性好，充分展现早熟、高产、优质、抗逆等优秀玉米品种综合特性。