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辽南地区糯玉米种质资源的现状及发展

2015-05-24董炳友

种子科技 2015年7期
关键词:糯玉米自交系种质

董炳友

辽宁农业职业技术学院,辽宁 营口 115009

辽南地区糯玉米种质资源的现状及发展

董炳友

辽宁农业职业技术学院,辽宁 营口 115009

详细阐述了辽南地区糯玉米种质资源的现状及糯玉米种质资源工作中存在的问题,指出今后辽南地区糯玉米种质资源工作的重点和方向,旨在为今后辽南地区糯玉米种质资源研究和利用提供理论参考依据。

辽南地区;糯玉米;种质资源;现状;发展

玉米虽然起源于拉丁美洲的秘鲁、墨西哥,但是在我国已有500多年的种植历史。在500多年的风土驯化过程中,形成了遗传基础丰富、生态类型各异的种质类型,其中糯玉米类型的出现就是一个经典的实例,因而中国是糯玉米的起源中心之一。

糯玉米又称蜡质玉米、黏玉米,是由普通类型的玉米第九染色体发生隐性突变后经人工选育而成的一种新类型。糯玉米籽粒无光泽、不透明,外观呈蜡质状,胚乳中主要为支链淀粉[1,2]。糯玉米籽粒较软,籽粒中蛋白质、糖分、多种氨基酸、维生素和矿质元素等的含量都远远高于普通玉米,其风味独特、营养价值高,再加上适口性好、易于消化[3],越来越受到育种者的关注和广大消费者的青睐。

辽南地区位于辽宁省最南部,属东北经济区,包括营口和大连两个地级市及其所辖的大石桥、盖州、普兰店、瓦房店、庄河等5个县级市。该地区是温带大陆性气候,具有全年气候温和、光照充足、降水适中、土壤肥力中等的特点,极其适宜玉米尤其糯玉米的栽培种植。但是由于辽南地区盛产水果、棚菜等各种原因,导致糯玉米产业发展相对较晚。近年来,随着辽南地区沿海经济带的发展,人们的膳食结构中对糯玉米的需求逐渐上升,种植业结构也随之进行了调整,因而鲜食糯玉米产业在辽南地区具有广阔发展前景。

糯玉米种质资源是糯玉米育种的物质基础,也是研究糯玉米起源、分类、进化、遗传的基本材料[4]。糯玉米种质资源的选育、改良和创新已成为我国糯玉米育种研究的重要发展方向[5,6]。虽然辽南地区糯玉米育种及其种质资源的研究工作目前尚处于初级阶段,但是基于上述原因,对其的收集、研究、创新及利用工作势在必行,这将对今后辽南地区糯玉米产业的发展产生深远影响。

1 辽南地区糯玉米种质资源的现状

1.1 数量、种类和类型

近几年,通过对辽南地区玉米育种各个单位多年多次的走访和调研,发现辽南地区糯玉米种质资源的总体数量不多,约有150多份。当前辽南地区糯玉米种质资源按照其来源大致可以分为三大类:一类是在辽南地区农民栽培种植了很久的本地古老的综合农家种;二是引自国内各个糯玉米育种单位已经选育成糯玉米品种的亲本自交系;三是辽南地区各个玉米育种单位通过育种者选育而成的一些糯玉米自交系。从这150多份糯玉米自交系来看,其籽粒类型大多数都是硬粒型,其余一少部分为半硬粒型或半马齿型。按照这些糯玉米自交系的籽粒色泽,又可以分为黄糯、白糯、黑糯、紫糯、花糯5种类型,其中黄糯、白糯所占比例最多,约为70%。

1.2 田间农艺性状

通过2013—2014年对辽南地区糯玉米种质资源的田间鉴定试验得出,辽南地区糯玉米种质资源田间农艺性状按照生育期大体分为早熟、中早熟和中熟三大类型,其他农艺性状详见表1。总体上来看,辽南地区糯玉米种质资源农艺性状中,从早熟类型到中熟类型,一般表现出植株逐渐高大、繁茂,株高、穗位、茎粗、雄穗分枝也有随着熟期增长而逐渐增加的规律,花丝颜色和颖壳颜色随着熟期的变化没有变化,即每一熟期中都有不同的颜色类型。

表1 辽南地区糯玉米种质资源田间农艺性状调查表

1.3 品质性状

由于辽南地区的日照较长、气温高、降水充足、土壤肥沃,非常适合糯玉米的生长发育,因此辽南地区的糯玉米具有其独特的优良品质,糯玉米在乳熟期蒸煮后鲜食时一般都具有皮薄、味鲜、软糯、甜度适宜、香嫩适口的特点。在实验室对辽南地区各种糯玉米种质资源进行品质分析表明,辽南地区的糯玉米支链淀粉、粗脂肪油酸、粗蛋白、赖氨酸等的含量一般都高于普通玉米,并且具有较高的适口性、黏滞性、透明性和膨胀力。由于辽南地区的糯玉米具有以上特征特性并且具有易消化吸收、营养丰富、食用消化率高的优点,因而深受辽南地区人们喜爱。

1.4 遗传基础

由于辽南地区糯玉米种质资源的种类较少,再加上受糯玉米育种起步晚、育种力度小等诸多因素的影响,遗传基础较窄。如果按其亲缘遗传基础来分,目前仅有少数一部分可以分为Mo17血缘、黄早四血缘、PN血统种质,其余一大部分外引糯玉米自交系及一些农家综合种的遗传基础尚不清楚,还需进一步对其特征特性及遗传基础进行深入的研究及聚类分析,以加快其在辽南地区糯玉米育种中的利用进程。

2 辽南地区糯玉米种质资源工作

2.1 工作现状

虽然辽南地区糯玉米育种中的种质资源工作与国内其他地区相比起步较晚,但是近些年工作进展较快,到目前为止已经收集、发掘、整理了一批古老的糯玉米综合农家种,并且开始对这些农家种进行性状遗传规律改良和创新的研究工作,已经创新选育出一些适宜辽南地区的优良糯玉米自交系;与此同时,从省内外大量引进一些由各个育种单位改良、选育的糯玉米优良自交系。对于已经申请植物新品种保护的糯玉米自交系,有些育种单位采用合作研究或有偿使用的办法加以引种利用,从而使辽南地区糯玉米种质资源不断地加以充实、丰富。

2.2 存在的问题

针对目前辽南地区糯玉米种质资源工作现状,结合我国当前糯玉米种质资源的工作目标,辽南地区糯玉米种质资源工作还存在以下问题。

(1)本地古老的糯玉米种质资源的保护、收集、发掘力度不够,性状遗传规律和种质创新的研究工作还不系统、不深入。辽南地区古老的糯玉米种质资源经过了长期而复杂的自然选择和人工选择而来,其类型丰富多样、性状间千差万别,虽然辽南地区的糯玉米育种工作者已经进行了大量的收集和研究工作,但是这些研究只是局限在自交系的选育和遗传多样性上,而对其全面、系统、深入的应用性研究则相对较少,导致许多本地优良的古老糯玉米种质资源未能得到充分的研究和利用。

(2)辽南地区糯玉米自交系选育的手段还比较单一。目前辽南地区糯玉米选系的方法还只是采用传统的一环系、二环系、回交转育、系谱法等常规选系方法,而花培、单倍体、理化诱变、转基因、分子标记等技术方法在辽南地区的糯玉米种质资源工作中尚未开展。

(3)目前辽南地区已选育出的糯玉米自交系总体上存在类型较少,产量、品质、抗逆性以及稳产性等许多性状还有待于进一步改进和提高。由于辽南地区糯玉米育种工作起步较晚,因而从已选育出的糯玉米自交系来看,数量及类型相对较少,自身产量低,稳产性和抗逆性也相对较差。就其营养品质而言,普遍存在种皮厚度还不够薄、化渣性不够好、可溶性糖含量相对较低、果穗偏大、果穗均匀度较差、籽粒排列整齐性和密实性等性状还有待于进一步改进等问题。

3 未来辽南地区糯玉米种质资源工作方向及展望

针对目前辽南地区糯玉米种质资源工作的现状及其存在的问题,今后辽南地区糯玉米种质资源工作的研究方法和方向上应当注意加强以下几个方面。

3.1 进一步加强辽南地区糯玉米种质资源的广泛收集与系统整理工作

糯玉米种质资源是糯玉米育种工作的遗传物质基础,引进外来种质、收集古老的农家品种始终是拓宽辽南地区糯玉米种质资源遗传基础的主要方法和途径[7]。外引糯玉米自交系的一般配合力都较高,各种农艺性状的变异系数都相对较大,普遍具有秆硬、根系发达、叶浓绿、抗逆性好、抗病性强等优良的特征特性,不但可以直接用于糯玉米育种,还可以作为糯玉米种质资源创新的材料[8]。其典型的代表自交系如糯1、糯2、DN1、京糯6、JDN003、BN2等。另外,辽南地区糯玉米的地方农家品种、品种间杂交种、综合种等都具有类型丰富、遗传多样性广的特点,都是今后广泛收集的对象,同时注意收集具有多穗、不同籽粒颜色、优质、抗病性强等特殊性状的糯玉米种质资源,收集到的种质资源应及时做好登记和研究工作。

3.2 采用先进研究技术和方法,加大已收集、引进糯玉米种质资源的研究、创新和利用力度

在广泛挖掘、收集和研究本地糯玉米种质资源的基础上,辽南地区糯玉米种质资源工作中还应采用多种研究技术和方法,加强糯玉米种质资源的研究、选育和创新工作。随着育种技术的不断发展,近几年理化诱变、转基因技术、分子标记辅助育种技术等不断完善和成熟,并具有转育性状稳定、针对性强、年限短、效率高等特点,逐渐被广大的育种者所采用,所以在辽南地区糯玉米种质资源工作中,除使用常规糯玉米研究技术和方法外,还应采用回交转育、理化诱变、花培育种、转基因技术、分子标记辅助育种技术等方法来进行糯玉米种质资源的研究、创新和利用工作。

3.3 重视辽南地区糯玉米种质资源的群体改良工作

在充分利用辽南地区现有糯玉米种质资源的基础上,进行糯玉米种质资源性状间遗传距离测定和杂种优势类群的划分,并在同一杂种优势类群内进行群内有选择地组配综合种,有效地进行辽南地区糯玉米种质的群体改良、定向选择,选育农艺性状优良、遗传基础差异大的群体内糯玉米自交系和类群间杂交种,以便提高辽南地区糯玉米育种效果。

3.4 加大对现有糯玉米种质资源抗性、品质等性状的鉴定和评价工作

加强对辽南地区现有糯玉米种质资源的抗性、品质、不育化等性状的鉴定和评价工作,是为了满足今后辽南地区糯玉米抗性育种、品质育种和不育化育种的需求,并为其提供更多更好糯玉米基因资源和优良的亲本材料。

4 结语

虽然糯玉米起源于我国,生产历史悠久,地方品种资源丰富,但是,辽南地区糯玉米的遗传功能和宝贵价值才刚刚引起育种工作者的关注和重视。因此,对辽南地区糯玉米种质资源进行收集、整理、评价改良和创新,一定会有利于辽南地区糯玉米育种中杂种优势的利用和品种的改良及创新工作。该项研究工作的及时确定和进行,必将对辽南地区糯玉米育种和生产起到积极的推进作用。

[1]廖原,金姣,李泉.糯玉米漫谈[J].云南农业,2010(2):41.

[2]哈娟.辽宁省糯玉米研究现状与育种方法探讨[J].杂粮作物,2003,23(1):17-18.

[3]刘萍.鲜食糯玉米品质差异及品质评价理化指标的筛选[J].扬州大学学报:农业与生命科学版,2009,30 (3):16-21.

[4]姚坚强.中国糯玉米wx基因种质资源遗传多样性[J].作物学报,2013,39(1):43-49.

[5]汪黎明.我国鲜食玉米育种现状及进展分析[J].玉米科学,2005,13(3):35-38.

[6]印志同.糯玉米育种概况及育种方法探讨[J].玉米科学,2006,14(2):33-34,39.

[8]郭文忠.糯玉米新品种性状研究[J].玉米科学,2004,12(3):19-21.

1005-2690(2015)07-0033-03

S513

A

董炳友(1970-),男,硕士,副教授,从事作物遗传育种的教学与科研工作。

2015-04-09

辽宁省教育厅自然科学基金项目(L2012433)

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