高花青素玉米新品种黑糯715的选育及栽培制种技术

2023-12-13杜伦静宋宁宁李筱姣陈荣丽易红华蔡治荣周胜柯剑鸿

南方农业·上旬 2023年9期

杜伦静　宋宁宁　李筱姣　陈荣丽　易红华　蔡治荣　周胜　柯剑鸿

摘要黑糯715是重庆市农业科学院于2013年以自交系EX955（母本）、自交系DV742（父本）杂交育成的高花青素黑糯玉米新品种，实现了品质优、着色快的突破。2018－2019年参加南方（西南）鲜食糯玉米组区域试验，两年平均产量853.4 kg/667 m2，比对照渝糯7号增产1.1%；2020年通过国家农作物品种审定委员会审定，审定编号“国审玉20200544”。黑糯715具有食用品质优、商品品质好、产量高、稳产性强、适应性广等优点，适宜在西南鲜食玉米類型区种植。

关键词玉米；花青素；黑糯715；品种选育

中图分类号：S513 文献标志码：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2023.17.014

从20世纪90年代开始，我国鲜食玉米育种工作快速发展，自主选育能力快速提高，自主选育品种的市场占比也增至80%，改变了过去主要从国外进口鲜食玉米品种的情况。我国鲜食玉米年种植面积达167万hm2，年市场消费量达750亿穗，已成为世界上最大的鲜食玉米生产国和消费国[1]。传统鲜食玉米以甜玉米和糯玉米为主，甜玉米鲜甜脆嫩，糯玉米软糯清香[2]。近年来，伴随着国民经济的发展、现代社会的进步和生活水平的提高，人们的饮食消费观念逐步由“吃得饱”“吃得好”逐步走向“吃得精”。花青素是存在于植物体内的一种水溶性的天然色素，是黄酮类物质的一种，具有抗氧化及清除自由基、预防心脑血管疾病等功能[3-4]。不同的花青素成分使植物器官呈现出不同的颜色，其中矢车菊素-3-葡萄糖苷能够在植物器官中呈现出红色、紫色和黑色[5]。黑糯玉米籽粒中含有丰富的支链淀粉、蛋白质、维生素、微量元素，其果皮中蕴含丰富的花青素，兼具营养价值、保健作用及美容、抗衰等功能，已逐步成为大众化消费的美味佳肴和营养保健食品[6]。从黑糯玉米中提取的天然色素稳定性好，可以作为“功能因子”，用于抗氧化、抗衰老、抗癌的功能食品的研究与开发[5]。

重庆市鲜食玉米种植以糯玉米为主，但特色黑糯玉米品种少，不能满足农业产业升级、市场结构调整的需要。市面上的鲜食黑糯玉米普遍存在品种着色慢、口感差等问题，不能兼顾适宜采收期和高花青素含量[7]，限制了鲜食黑糯玉米的推广。重庆是西南玉米产区之一，属立体生态气候，生态环境复杂，极端天气灾害频发，高温高湿、阴雨寡照的发生频次、持续时间及危害程度呈加重趋势，病虫害严重，对品种的抗病性、抗逆性及适应性要求较高。因此，急需加大专用型糯玉米品种的育种攻关和引进筛选力度，尽快筛选出一批适应重庆特殊气候生态环境的优质高产、抗逆能力强、适应性广的黑糯玉米新品种供大面积生产推广应用。项目组以培育食用品质优、抗性强、丰产性好、适应性广、花青素含量高的糯玉米新种质和新品种为目标，有针对性地利用不同类群优点进行改良和创新，选育出高花青素玉米新品种黑糯715。该品种2019年完成国家西南鲜食玉米区域试验和生产试验，达到审定标准，适宜在西南鲜食玉米类型区的四川省、重庆市、贵州省、湖南省、湖北省及云南省中部的丘陵、平坝、低山地区作鲜食玉米种植。

1 品种及其亲本简介

黑糯715具有中熟、中秆、半紧凑、穗大、高产、品质优、适应性广等特点，是重庆市农业科学院历时10年春种冬繁选育出的杂交黑糯玉米新品种。

1.1 母本EX955

来源于四川省凉山州彝家糯玉米地方品种与糯玉米自选系C602，通过系谱法自交纯化选育而成。早熟（生育期115 d），株高181 cm，穗位高77 cm，植株半紧凑型，全株总叶片数18片，上位穗上叶与茎秆角度小，叶长中，叶宽中，叶色绿色，叶姿态上冲，叶缘波少。雄穗主轴长度短，一级侧枝数10个，雄穗中部侧枝长度短，雄穗侧枝姿态为直，上冲。花丝绿色，花药黄色。果穗短筒型，穗柄短，穗长14.3 cm，穗粗4.5 cm，穗行数16～18行，行粒数32粒。籽粒白色，糯质型，百粒重25.7 g。穗轴白色，果穗苞叶花青苷颜色无，苞叶长度适中。田间表现抗小斑病、抗纹枯病和玉米螟，抗病性强；根系发达，茎秆坚韧，抗倒伏力强。在重庆地区，繁殖制种产量200 kg/667 m2以上。

1.2 父本DV742

来源于云南省元江县地方种四区黑糯与重庆市农业科学院自选黑粒黑轴糯玉米选系HN612、白糯玉米选系S509组建的基础材料：四区黑糯×（HN612×S509），采用自交与回交相结合，按系谱法定向选育而成。中早熟（全生育期115 d），株高167 cm，穗位72 cm。株型紧凑，全株总叶片数17.9片，上位穗上叶与茎秆角度小，叶长中，叶片窄，叶色浓绿色，叶缘波少。雄穗主轴长，雄穗分枝中等，小穗排列较密，花药黄色。果穗短筒型，穗柄短，穗长13.8 cm，穗粗4.1 cm，穗行数12～14行，行粒数29粒，籽粒黑色，糯质型，排列整齐，百粒重23.1 g。穗轴黑色，果穗苞叶花青苷颜色无，苞叶长度适中。田间表现抗小斑病、抗纹枯病和玉米螟，抗病性强；根系发达，茎干坚韧，抗倒伏力强。在重庆繁殖制种产量一般为170～220 kg/667 m2。

2 品种选育过程

根据西南地区的生态、耕作特点和饮食习惯，制定了高产、抗病、食味品质佳的糯玉米育种目标，选育出品质优、外观商品性好的黑糯玉米新品种。

2012年，组配杂交组合EX955×DV742。2013年，该组合参加重庆市农业科学院玉米研究所新品种比较试验。2014年，该组合参加重庆市农业科学院玉米研究所新品种比较试验。2015年，参加重庆市农业科学院组织的多点比较试验。2016年，参加重庆市农业科学院组织的多点比较试验。2017年，参加重庆市农业科学院组织的多点比较试验。2018年，参加南方（西南）鲜食糯玉米组区域试验。2019年，参加南方（西南）鲜食糯玉米组区域试验。

2.1 母本EX955选育

母本EX955的选育系谱如下。

2009年春季组建彝家糯×C602（代号为SC706）

2009年南繁自交 SC706-7

2009年二次南繁 SC706-7-2

2010年春季自交 SC706-7-2-1

2010年南繁自交 SC706-7-2-1-3

2010年二次南繁 SC706-7-2-1-3-9

2011年春季自交 SC706-7-2-1-3-9-5

2011年南繁自交 SC706-7-2-1-3-9-5-5

↓

2011年南繁命名为“EX955”

2.2 父本DV742选育

父本DV742的选育系谱如下。

2009年春季组建四区黑糯×（HN612×S509）代号为SHS

2009年南繁自交 SHS-1

2010年春季自交 SHS-1-3

2010年南繁回交 SHS-1-3×HN 612

2010年二次南繁（SHS-1-3×HN612）-5

2011年春季自交（SHS-1-3×HN612）-5-2

2011年南繁自交（SHS-1-3×HN612）-5-2-4

2011年二次南繁（SHS-1-3×HN612）-5-2-4-6

2012年春季自交（SHS-1-3×HN612）-5-2-4-6-7

2012年南繁自交（SHS-1-3×HN612）-5-2-4-6-7-4

2012年二次南繁（SHS-1-3×HN612）-5-2-4-6-7-4-2

↓

2013年春季命名为“DV742”

3 品种特征特性

3.1 农艺性状

南方（西南）鲜食糯玉米组出苗至鲜穗采收期85.5 d，比对照渝糯7号早熟0.5 d。苗期长势强，第1叶鞘紫色，第1叶尖为尖到圆形。株型半紧凑，全株总叶片数21.3片，上位穗上叶与茎秆角度中等，叶长较长，叶片中宽，叶色绿色，叶姿态直立，叶缘波状不明显。株高234 cm，穗位高98 cm。雄穗主轴长度较长，雄穗中部侧枝长度中等。果穗长21.7 cm，穗粗4.9 cm，穗行数16.0行。穗轴红色，苞叶长度适中。籽粒糯质型，黑色，排列整齐；蒸煮后糯性强，皮薄、细腻、清香，百粒重34.8 g。

3.2 抗性鉴定

多点试验田间表现为抗大斑病、小斑病、纹枯病。接种鉴定，感小斑病、纹枯病，高感丝黑穗病。

3.3 品质性状

果穗大小均匀，秃尖为0，排列整齐、一致，籽粒饱满、柔嫩，外观性状好。蒸煮后糯性强，皮薄，细腻，化渣，黏软香甜，口感好，食味品质优良。皮渣率10.95%，品尝鉴定85.3分，支链淀粉占总淀粉含量97.98%，粗蛋白（干基）11.76%，粗脂肪（干基）5.7%，粗淀粉（干基）68.56%，适宜采收期花青素含量达312.6 nmol·g-1（FW）。

3.4 品种产量表现

2015年参加重庆市农业科学院组织的21个试验点品种比较试验，平均鲜穗产量841.7 kg/667 m2，比对照渝糯7号增产10.6%，增产点次为100.0%。

2016年参加重庆市农业科学院组织的21个试验点品种比较试验，平均鲜穗产量904.2 kg/667 m2，比对照渝糯7号增产12.6%，增产点次为100.0%。

2017年参加重庆市农业科学院组织的21个试验点品种比较试验，平均鮮穗产量939.1 kg/667 m2，比对照渝糯7号增产13.5%，增产点次为100.0%。

2018—2019年参加南方（西南）鲜食糯玉米组区域试验，两年平均产量853.4 kg/667 m2，比对照渝糯7号增产1.1%。

4 栽培技术要点

4.1 隔离种植

可采用时间隔离、空间隔离或屏障隔离的方法，与普通玉米或其他玉米隔离种植，防止串粉影响品质。

4.2 适时播种

春播、秋播均可。春播时，当气温稳定12 ℃以上即可，秋播最迟须保证鲜穗采收期气温在18 ℃以上。在重庆地区，春播以3月初为宜，保护地栽培可提早播种。

4.3 育苗移栽

采用盖膜育苗，培育壮苗，叶龄3叶1心时移栽，不栽老苗，做到苗齐、苗全、苗壮。

4.4 种植密度

种植密度为2 800～3 500株/667 m2。

4.5 合理施肥

有机肥与无机肥搭配施用；磷、钾肥基施；氮肥30%作底肥，70%在拔节孕穗期追施。

4.6 适时采收

鲜穗采收应在吐丝后22～25 d进行。采收过早或过迟都难以保证玉米的食用品质、商品品质。同时，注意预防丝黑穗病。

5 制种技术要点

5.1 杂交种制种技术

采取常规杂交玉米制种技术，父、母本同期播种，父母行比设置为1∶5或1∶6，母本种植密度为4 500～5 000株/667 m2，父本种植密度为4 500株/667 m2，在重庆地区，制种产量一般为150～220 kg/667 m2。

5.2 父本、母本繁种技术

5.2.1 隔离种植

可采用时间隔离、空间隔离或屏障隔离的方法，与普通玉米或其他玉米隔离种植，防止串粉影响品质。1）空间隔离。要求同期种植的糯玉米与普通玉米、青贮玉米等之间的距离超过300 m。2）屏障隔离。可利用防风林带、河道、沟壑等自然屏障，房屋、建筑物等人为屏障，隔绝糯玉米与其他玉米品种。3）时间隔离。春播要求时间间隔不低于25 d，夏播要求时间间隔不低于15 d。

5.2.2 选地整地

选择土壤肥力水平高、地势较平坦、有灌溉排水设施的地块，翻耕深度以30 cm左右为宜，同时保证土壤深浅一致、疏松透气，促进玉米根系的发育。

5.2.3 种子处理

选择饱满、粒大、健康的种子，播种前进行晒种处理和包衣处理。

5.2.4 适时播种

在当地春季气温稳定达12 ℃以上即可播种。

5.2.5 育苗移栽

采用育苗盘地膜覆盖育苗，每穴播2粒玉米种子，浇足水分，及时炼苗，于3叶1心前带土移栽。

5.2.6 合理密植

父本DV742株型半紧凑，种植密度以5 000株/667 m2左右为宜；母本EX955株型半紧凑，种植密度以4 500～5 000株/667 m2为宜；

5.2.7 科学用肥

遵循“施足底肥、适施苗肥、巧施拔節肥、重施攻苞肥”的原则，一般底肥占全生育期施肥量的30%，苗肥占20%，攻苞肥占50%。

5.2.8 田间管理

根据田间生长情况，及时除草，做好雨季排水、排灌。严格按照自交系的特征特性，田间及时去除杂株、劣株。收获后，精选果穗单晒、单脱，确保种子品质。

6 小结

近年来，各行各业都在关注和认可花青素在抗炎、防衰老等方面发挥的保健作用。随着甜、糯、甜加糯类型鲜食玉米市场需求和种植面积的逐年增加[8]，富含花青素的鲜食玉米也因其独特的外观品质和营养保健价值逐渐赢得消费者的喜爱。目前，花青素玉米的育种正在快速发展，但市面上的鲜食黑糯玉米普遍存在着色慢、口感差等问题。高花青素玉米新品种黑糯715具有中熟、中秆、半紧凑、穗大、高产、品质优、适应性广等特点，蒸煮后糯性强，皮薄、细腻、清香；其选育丰富了适宜在西南地区栽培种植的特色黑糯玉米品种资源；该品种的推广应用，可为种植户带来可观的经济效益。下一步，团队将继续开展高花青素玉米育种研究，针对重庆特殊立体生态气候，利用生物技术加快推进重庆市鲜食黑糯玉米品种选育和农业产业发展。

参考文献：

[1] 赵久然，王帅，李明，等.玉米育种行业创新现状与发展趋势[J].植物遗传资源学报，2018，19（3）：435-446.

[2] 宋俏姮，孔亮亮，刘俊峰，等.甜加糯玉米研究进展及发展对策分析[J].广东农业科学，2023，50（10）：47-54.

[3] 胡晓丹.鲜食玉米籽粒花青素合成规律及其对糖脂代谢的调节作用[D].广州：华南理工大学，2021.

[4] 李廷春，杨华应，刘桂虎，等.玉米籽粒花青素合成分子机制的研究进展[J].分子植物育种，2017，15（7）：2623-2627.

[5] 俞尧.鲜食玉米籽粒花青素和维生素B2种质鉴定及其含量累积动态研究[D].乌鲁木齐：新疆农业大学，2022.

[6] 黄爱花，莫润秀，韦新兴，等.黑糯玉米新品种黑糯118[J].中国种业，2019（7）：83-84.

[7] 秦太辰，邓德祥，卞云龙，等.高油玉米育种与应用探讨[J].现代农业科技，2009（20）：77-79.

[8] 杨文竹，陈茹梅.花青素玉米的育种进展[J].中国农业科技导报，2022，24（8）：18-24.

（责任编辑：敬廷桃）

收稿日期：2023-01-31

基金项目：重庆市“英才计划”包干制项目（cstc2021ycjh-bgzxm0152）；重庆市现代山地特色高效农业产业技术体系项目（CQMAITS202302）；重庆市自然科学基金面上项目（CSTB2023NSCQ-MSX0961）。