广东玉米主导品种粤甜28 号的选育及特性分析

李春艳，李高科，李 坤，祁喜涛，于永涛，刘建华，李余良，胡建广

（广东省农业科学院作物研究所/广东省农作物遗传改良重点实验室，广东 广州 510640）

甜玉米因其口感鲜甜爽脆、营养丰富均衡，已成为现代家庭必备的营养和保健食品之一［1］。作为食用鲜籽粒为主的作物，其 产量、品质及适应性是评价的重要指标。由于产量和品质一般呈负相关［2-4］，目前市场上普遍存在高产品种品质差、优质品种产量低的问题，因此，产量和品质的平衡是甜玉米培育的一个关键技术问题。随着生活水平的提高，目前消费者不仅要求吃得饱，更要求吃得营养健康。甜玉米籽粒中不仅含有丰富的糖类物质、蛋白质、膳食纤维等营养元素，还富含维生素A、维生素E、叶酸、叶黄素等微营养元素。广东玉米主导品种“粤甜28 号”中叶酸、叶黄素、维生素A 等含量较高，适宜孕妇、儿童及老年群体食用，是营养美味的健康食品。研究表明，眼部相关症状的发生与叶黄素的摄入量有关，中小学生在日常饮食中应尽量多摄入叶黄素，降低眼部相关症状的发生率［5］。维生素A主要维持眼睛在黑暗情况下视力和上皮组织的健康，对生长发育有促进作用，若维生素A 缺乏，可患干眼病和夜盲症［6］。孕妇在孕期补充叶酸是优生优育的一项重要措施，大量研究表明，叶酸能够 预防胎儿的神经管畸形，叶酸的表达量与孕妇是否会先兆流产直接相关［7］。

倒伏不仅直接影响甜玉米产量和品质，还影响机械化收获，也是限制轻简化栽培的一个重要因素，在玉米的整个生育期均可发生［8-9］。造成玉米倒伏的因素主要是气候、水肥条件、种植密度及茎秆性状［10］，并且玉米抗倒性是受多基因控制的数量性状［9,11］，不定根发达程度［12］、茎秆粗细、节间长短［9,13-14］等因素都影响到玉米的抗倒性。Radu 等［15］研究发现，茎秆抗倒伏性状的遗传变异占表型变异的79.0%，加性 效应占表型变异的1.6%，上位性效应占表型变异的55.0%。孙宏蕾等［16］对508 份玉米自交系的气生根层数、气生根抓地半径、气生根数量等指标进行了全基因组关联分析，筛选到与气生根层数相关的SNP 位点14 个、表型贡献率总和为11.4656，与气生根抓地半径相关的SNP 位点2 个、表型贡献率总和为2.28，未筛选到与气生根数量相关的SNP 位点。贾凤生［17］、Flint-Garcia 等［18］、王涛等［19］也做过相关研究。随着机械化收获的普遍应用，倒伏成为阻碍甜玉米机械化采收的重要限制因子［20-21］，而我国南方频发的台风暴雨等恶劣天气更加剧了甜玉米的倒伏灾害。

本研究从国家及省区试的结果分析粤甜 28号的产量、品质及其抗倒性特点，并对其推广应用及基础研究情况进行阐述。作为广东省玉米主导品种，粤甜28 号优质、高产、营养、抗倒伏、宜加工，是目前市场亟需推广应用的优秀品种之一。

1 粤甜28 号的选育过程及审定

针对目前我国高产、优质、适应性强的甜玉米品种稀缺问题，广东省农业科学院作物研究所从2003 年开始采用群体选育的方法进行种质资源创新，至2011 年组配出优良组合，经多季组合鉴定和品种比较试验培育出甜玉米新品种粤甜28号。该品种产量高且稳定，口感爽脆，甜度高，籽粒颜色浅黄有光泽，抗倒性非常突出，陆续通过了广东省农作物品种审定，国家南方（东南区、西南区）、黄淮海区农作物品种审定，并从2017年开始连续被评为广东省鲜食玉米主导品种。其选育过程如下：

1.1 母本选育

2007 年利用国家区试甜玉米新组合T12（当时国家区试品种实行编号制，品种名称未知）在区试表现抗逆性强、品质较优、籽粒颜色美观等特点，进行套袋自交，随后结合穗行选择持续进行自交、姐妹交，于2010 年将其中1 个穗行命名为“GQ-1”。

1.2 父本选育

2003 年秋利用美国引进的7 个甜玉米杂交种（742BC、522BC、麦格拉姆、265OR、Marvel、Butter Sweet 和脆王等）连续2 年4 季进行混合授粉，构建温带甜玉米群体1，2006 年冬季进行低温筛选，然后选择优良黄色籽粒单株进入一环系选育。2007—2011 年连续自交8 代，通过穗行选育及配合力测定，选育出“群1-1”自交系。

1.3 粤甜28 号的选育及审定

2011 年秋季配制组合，2012 年春组合鉴定，2013 年春和2014 年春进行品种比较试验，在农艺性状、产量及品质上进行综合鉴定。该组合株高210.4 cm，穗位高80.1 cm，穗粗5.1 cm，秃顶长0.4 cm，穗行数平均16.4行，行粒数平均42.3粒，粒深1.2 cm，产量21 000 kg/hm2，全生育期89 d；植株整齐度好，叶片稍宽，株型紧凑，生长壮旺，叶色浓绿，茎秆韧性强，根系发达，田间抗倒伏性强，抗茎腐病和大、小斑病，中抗纹枯病；鲜穗筒型，无旗叶，籽粒浅黄色，有光泽，排列致密整齐，籽粒深，出籽率高，定名为“粤甜28号”（图1）。粤甜28 号2015—2016 年参加广东省玉米区域试验，2017 年通过广东省农作物品种审定（粤审玉20170004）；2016—2017 年参加国家南方东南区和西南区区域试验，2018 年通过国家东南、西南区的品种审定（国审玉20180169）；2018—2019 年参加国家黄淮海区区域试验，2020 年通过黄淮海区品种审定（国审玉20200499）。

2 粤甜28 号参加国家及省级区域试验表现

2.1 农艺性状

粤甜28 号自2015 年参加广东省区域试验后陆续参加了2016 年广东省区域试验和生产试验，2016、2017 年国家南方区（东南区，西南区）区域试验，2018、2019 年国家黄淮海区区域试验。从试验结果（表1）可以看出，粤甜28 号较晚熟，生育期76～93 d，比对照晚熟5～6 d；株高213～259 cm，穗位高85.0～112.4 cm，植株紧凑、健壮，生长协调；穗长19.4～20.8 cm，穗粗4.8～5.3 cm，秃顶短，果穗商品性好，无旗叶；籽粒浅黄色，穗行数16～18 行，粒籽深，出籽率高。

表1 粤甜28 号不同年份区域试验的农艺性状Table 1 Agronomic characters of Yuetian 28 in different year and regional tests

2.2 产量表现

玉米产量是基因和环境互作的结果，是评价玉米品种的重要指标，直接影响品种的市场推广前景［22-24］。粤甜28 号不仅丰产性好，产量显著高于对照，且产量稳定性好。2011 年秋季配出组合后，在2012 年春、秋的组合鉴定试验及2013、2014 年的品种比较试验中，均表现出很好的丰产性和稳产性，平均单产比对照粤甜16 号增产24.5%；在广东省区试和生产试验中，各试验点均增产，且达极显著水平；在国家区域试验中3 个试区的增产点达62.5%以上，说明无论在广东省还是在我国的东南区、西南区、黄淮海区，粤甜28 号产量均较高且稳定，适宜大面积推广。

各级区域试验结果显示，粤甜28 号在2015年春广东省区域试验7 个试点均增产，平均鲜苞产量17 887.50 kg/hm2，位居组内第1 名，比对照粤甜16 号增产22.93%，达极显著水平；2016 年秋广东省第2 次区域试验6 个试点均比对照增产，平均鲜苞产量16 837.50 kg/hm2，比对照粤甜16号增产11.68%，亦达极显著水平，位居组内第2名。粤甜28 号在2016 年秋广东省生产试验6 个试点均比对照增产，平均鲜苞产量16 734.00 kg/hm2，比对照粤甜16 号增产14.18%。粤甜28 号参加国家区域试验各季平均单产均比对照增产，并达显著水平（表2），其中2016 年国家区域试验东南区平均鲜苞产量14 680.50 kg/hm2、比对照粤甜16 号增产6.7%，西南区平均鲜苞产量13 966.50 kg/hm2、比对照粤甜16 号增产6.1%；2017 年国家区域试验东南区平均鲜苞产量16 144.50 kg/hm2、比对照增产7.2%，西南区平均鲜苞产量14 526.50 kg/hm2、比对照增产4.1%；2018 年国家黄淮海区平均鲜苞产量11 467.50 kg/hm2，比对照中农大甜413 增产8.83%；2019 年国家黄淮海区平均鲜苞产量11 815.50 kg/hm2，比对照中农大甜413 增产9.6%。

表2 粤甜28 号不同年份区域试验的产量表现Table 2 Yield of Yuetian 28 in different years and regional tests

3 粤甜28 号品种特征特性分析

3.1 品质分析

甜度、爽脆度、果皮厚度、风味等是甜玉米的主要食用品质特性，这些性状受微效多基因控制，其遗传研究及育种改良应用均面临很大挑战［25］。从表3、图2、图3 可以看出，粤甜28 号在广东省区域试验中籽粒可溶性糖含量、果皮厚度、专家评分等品质性状不仅显著优于产量对照粤甜16 号（CK1），还优于优质对照粤甜13 号（CK2），粤甜28 号无论是可溶性糖含量、果皮厚度还是专家评分均属于优质品种，缓解了国内自主选育优质品种稀缺的矛盾。

3.1.1 可溶性糖含量 可溶性糖是甜玉米食用品质和营养品质的重要指标，其含量直接决定鲜食玉米的甜度，并且影响玉米品质的优劣［26-27］。甜玉米籽粒中可溶性糖主要以蔗糖、果糖、葡萄糖的形式存在，果糖、蔗糖和葡萄糖都是有甜味的糖。因此，可溶性糖含量决定了甜玉米的甜度，可溶性糖含量越高，其食味越甜。广东省区试标准将籽粒甜度分为4 级：高甜为干籽粒中可溶性糖含量≥25%，25%＞较甜≥23%，23%＞中甜≥20%，低甜＜20%。从区域试验结果（表3）可以看出，粤甜28 号属于高甜品种。

2015 年春季广东省区域试验中，粤甜28 号籽粒可溶性糖含量高达47.24%，分别比对照粤甜16 号（CK1）和粤甜13 号（CK2）高19.21 和22.83 个百分点；2016 年秋季广东省试验粤甜28号可溶性糖含量达44.08%，分别比CK1 和CK2高17.18、13.91个百分点；在2016年国家区试东南、西南区和2017 年东南区的试验中，粤甜28 号可溶性糖含量也均比对照高，但在2017 年国家区试西南区和黄淮海区的可溶性糖含量比对照稍低，但也均高于25%，为高甜品种（表3）。广东省区域试验及国家黄淮海区域试验可溶性糖含量采用国家标准和行业标准，还原糖：GB5009.7-85《食品中还原糖的测定方法》、蔗糖：GB5009.8-85《食品中蔗糖的测定方法》；国家区域试验东南区和西南区可溶性糖含量测定采用蒽酮比色法，因方法不同导致各试点可溶性糖含量差异较大。

表3 粤甜28 号可溶性糖含量Table 3 Soluble sugar content of Yuetian 28

3.1.2 果皮厚度 玉米果皮是由子房壁形成的果皮和珠被形成的种皮复合而成，甜玉米果皮细胞层数、果皮纤维素含量是影响果皮柔嫩度的关键因素［28］。广东省区域试验标准将甜玉米果皮厚度分为4 级：薄≤65 μm，65 μm＜较薄≤75 μm，75 μm＜中等≤85 μm，厚＞85 μm。甜玉米果皮厚度与口感直接相关，决定籽粒的柔嫩度、爽脆度、皮渣率等指标，是影响鲜食玉米食用品质的主要因素之一。粤甜28 号甜玉米果皮厚度测定值60.98～66.85 μm，属于薄-较薄的级别，不仅比高产对照粤甜16 号（CK1，66.54～72.48 μm）的果皮薄，也比优质对照粤甜13 号（CK2，63.79～72.65 μm）的果皮薄，表明粤甜28 号皮薄爽脆，属于优质品种（图2）。

图2 粤甜28 号果皮厚度Fig.2 Pericarp thickness of Yuetian 28

3.1.3 适口性专家评分 适口性专家评分是对甜玉米食用和外观品质综合评价的一种方法，包括甜度、爽脆度、柔嫩度、香味和外观商品性等指标。由区试主持单位组织专家（7 人以上）品尝评分，专家评分去掉一个最高分和一个最低分，取平均值，分四级：≥90 分为优，≥87 分为良，≥85分为中，＜85 分为差。

图3 显示，粤甜28 号在广东省两季试验中适口性评分分别为88.88 分和90.05 分，不仅高于对照粤甜16 号（CK1，85 分），还超过优质对照粤甜13 号（CK2，88 分）；在国家区试中2016年东南区89.1 分、西南区87.8 分，2017 年东南区91.3 分、西南区86.9 分，均高于对照粤甜16号（CK1，85 分）；2018、2019 年黄淮海区试专家评分分别为88.6 分和89.3 分，均高于对照中农甜413（CK3，85 分）。结果表明粤甜28 号的适口性专家评分达到良—优的级别，属优质品种。

图3 粤甜28 号品质鉴定适口性专家评分Fig.3 Expert scores of palatability for quality identification of Yuetian 28

3.2 抗倒性分析

粤甜28 号不定根发生时间早，根系发达，植株茎秆韧性强，抗倒性非常好。粤甜28 号不仅在各区域试验中抗倒性表现突出，并在2018 年超强台风“天鸽”肆虐时也表现出了非常强的抗倒性。“天鸽”造成绝大部分甜玉米倒伏倒折，产量大幅降低甚至失收，而粤甜28 号当年产量及品质与正常年份无显著差异。国家区试结果（图4）显示，粤甜28 号的抗倒性显著优于同期参试品种，其倒伏倒折率显著低于对照品种及当年参试品种的平均倒伏倒折率，其中2016 年国家东南区和2017 年国家西南区试验中粤甜28 号倒伏倒折率均为0，而该两年参试的其他品种最高倒伏率和倒折率分别为16.8%和9.9%；2016 年西南参试品种中倒伏倒折率最高值达26.6%，而粤甜28号的倒伏倒折率之和只有0.3%，表明粤甜28 号的抗倒性显著高于同期品种。

图4 粤甜28 号在国家区试中的抗倒性Fig.4 Lodging resistance of Yuetian 28 in national regional trials

4 粤甜28 号推广应用概况

由于粤甜28 号双亲亲缘关系远、性状互补性强，表现出很强的杂种优势，较好地实现了高产与优质的平衡。同时，其植株不定根发达，田间抗倒伏性好，穗位一致，适合机械化收获，极大地推动了我国甜玉米全程机械化进程。粤甜28号适应性广，不仅通过了广东省农作物品种审定，还通过了国家南方东南区和西南区及黄淮海区的品种审定，适宜在我国东南、西南、黄淮海等区域种植。该品种以目前甜玉米品种经营许可权单一品种最高的价格转让给广东金作农业科技有限公司进行推广，年推广面积5 300 hm2左右。由于该品种还具有籽粒深、出籽率高、风味浓郁的特征，特别适合加工，目前开发的粤甜28 号系列饮品市场反映良好，并推广订单种植。

粤甜28 号已被广泛应用于甜玉米栽培［29］及有关营养、生理、分子生物学方面的研究。高磊等［30］机械播种试验结果显示，粤甜28 号机播的萌发率、萌发势、苗期整齐度和稳定性等均表现优良，适宜机播，可大面积机械化种植。粤甜28号甜玉米营养丰富，每100 g 鲜籽粒含叶酸183 μg、叶黄素424 μg。以粤甜28 号为材料，从种子萌发期、苗期到成熟期及黑暗、低温等不同的条件下对其VE、类胡萝卜素、酚类、黄酮类等物质进行系统的分析表明，粤甜28 号整个果穗均表现出较强的抗氧化能力，不仅仅只存在于籽粒中［31］，在食品加工行业有很大的应用前景。目前，选育单位正在对其父本“群1-1”进行基因组从头组装，为深入研究其遗传机理奠定理论基础。

综上分析，粤甜28 号是一个产量高、适应性广、品质好、抗倒性强，且适宜鲜食和加工，并可实现机械化种植的甜玉米新品种，具有广阔的市场推广前景和较高的育种理论研究价值。