原创《甜玉米育种技术》
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［摘 要］ 当前,利用传统的育种技术与方法选育甜玉米新品种时存在工作量大和周期较长等劣势,很难在短时间取得较大突破,加强研究甜玉米育种技术迫在眉睫.本文将基于甜玉米品质性状,探讨甜玉米育种技术策略,以期推进甜玉米育种发展进程.
［关键词］ 甜玉米；品质性状；育种技术
［中图分类号］ S513 ［文献标识码］ B ［文章编号］ 1674-7909（2018）09-73-2
甜玉米在日常生活中主要应用于保鲜加工或直接食用鲜穗,是将粮、饲、蔬、果融为一体且营养丰富、风味独特的四元经济农作物,经多年的推广,种植规模越来越大.而通过产销一体化模式大大提高了甜玉米的附加值,实现产业化生产,对加快育种进程有重要作用.然而,甜玉米育种技术水平和理想高度还有很远的距离,急需进一步加强研究.
1 甜玉米品质性状
甜玉米品质包括营养品质、食用品质、商业品质与加工品质,其中的营养品质是甜玉米的品质基础,主要涵盖糖分、淀粉、蛋白质、脂肪和氨基酸等营养成分,而食用品质主要涵盖甜度、香味、柔嫩度、风味和糯性等方面.与普通玉米相比,甜玉米含糖量高出2～7 倍,其甜度受糖分组成与含量的影响；柔嫩性和甜玉米果实皮的厚度呈负相关,果实皮越厚,柔嫩性越差,果实皮越薄,柔嫩性越好.授粉后14～18 d,超甜玉米的食用品质较佳,粗纤维含量较低,这与胚背面的果实皮厚度较薄有一定关系.甜玉米的果皮厚度是较为复杂的一个品质性状,研究其遗传规律的难度较大,改善果皮的柔嫩度是甜玉米育种的一个重要目标.
2 甜玉米育种技术策略
2.1 甜玉米选育技术方法
选育甜玉米的关键是自交系选育,当下使用的技术方法主要包括杂交选育、回交选育、二环系选育、单倍体选育4 种［1］.杂交选育没有品质保障,周期较长,较少应用；回交选育是将普通玉米自交系当作轮回亲本,与普通玉米自交系直接相关,只对单基因控制的性状有效,在甜玉米选育中应用较少；二环系选育是分离自交系,方法方便快捷,只是难以超越亲本自交系,育成优良品种的难度较大,适用于有丰富种质资源的情况下；单倍体选育是利用人工或自然诱发单倍体玉米植株,经过自然加倍或人工染色体加倍获取纯合二倍体,再选出优良的自交系,培育时间较短,但该育种技术尚不成熟,需要继续加强研究.
2.2 转基因抗虫育种技术
甜玉米易受玉米螟严重危害,导致产量与品质下降.当前种植的甜玉米品种的抗性不强,尤其是优质超甜玉米,甜度高、食味佳,抵抗虫害能力更弱.所以,现阶段甜玉米育种的首要任务就是培育抗虫自交系或者抗虫品种.在我国,抗虫甜玉米种质资源匮乏,有效的抗虫基因资源很少,利用传统技术难以获取抗性甜玉米品种,最近几年发展起来的转基因技术开辟了培育高效抗虫甜玉米品种的新途径,受到了高度、广泛的重视.瑞士先正达公司基于转基因抗虫育种技术把合成基因和标记基因一起导入甜玉米自交系,成功培育Bt-11 甜玉米品种.近几年我国也积极研究转基因抗虫育种,取得了一定成效,将超甜玉米自交系1132 的幼胚作为愈伤组织,对外植体加以诱导,通过基因法把苏云金杆菌杀虫蛋白基因成功转化成胚性愈伤组织,基于优化再生条件、生根培养条件等建立既高效又稳定的超甜玉米转基因再生成株体系,奠定进一步推动甜玉米育种进程的基础.
2.3 温热种质互导育种技术
生长在温带地区、亚热带地区、热带地区的甜玉米品种具有各自的优势,合理利用亚热带与热带地区的优良甜玉米基因,能丰富国内甜玉米种质材料来源,显著巩固其遗传基础.但我国的相关研究不足、起步较晚,导致现有不同地区的甜玉米种质之间的遗传趋势评估缺乏准确性,而且甜玉米育种受到光敏感反应的影响,这也是在温带地区丰富亚热带与热带地区甜玉米种质面临的技术难题,必须积极利用温热甜玉米种质互导育种技术有效改善缺少甜玉米种质资源的现状,研究新的甜玉米种质.
2.4 利用先进技术加速育种进程
随着现代生物学的高速发展,生物技术逐渐在玉米育种领域得到广泛应用,开辟新的甜玉米育种策略［2］.当下研究最多的是转基因育种技术、分子标记育种技术.正如前文所述,转基因育种技术主要是把抗病、抗虫基因导入甜玉米的自交系,选育出抗病抗虫甜玉米品种,瑞士先正达公司已经成功培育Bt-11 转基因甜玉米,被种植于瑞士、美国、加拿大等国家；分子标记技术则是辅助育种技术方法之一,直接在个体基因型上进行选择,辅助常规育种跟踪目标性状的基因型,快速排除非目标性状基因型个体,弱化盲目选择的弊端,提高育种工作效率.国际上对甜玉米基因的主效基因、微效基因都已有相应的DNA 分子标记,但在甜玉米育种实践中的应用不多,尤其是我国基层单位尚处于传统甜玉米育种阶段,利用先进技术手段育种的情况较少,应快速改进.
3 结语
本文简述甜玉米品质性状,并探讨其育种技术策略,主要有选育技术方法、转基因抗虫育种技术、温热种质互导育种技术、先进技术手段等.当然,今后还需不断探索新的有效的育种技术,大胆创新,加快推进甜玉米育种进程.
参考文献
［1］岳武. 甜玉米育种中几个问题的探讨［J］. 辽宁农业科学,2017（1）：62-63.
［2］郭建芳,黄欣,丁健,等. 现代玉米育种新技术浅析［J］.南方农业,2016（9）：246-247.
玉米育种论文参考资料：
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