糯玉米起源、研究及发展概况.pdf

? ? 52? ? ?耕作与栽培2010年? 第 3期 ? 糯玉米起源、 研究及发展概况 李玉军1, 刘婷婷2, 张泽志2 (1 ? 黔西南州农业技术推广站, 贵州 黔西南? 562400; 2? 黔西南州农业科学研究所) 摘? 要: 分析了糯玉米的起源, 探讨了当前研究现状, 阐述 了生产发展概况。 关键词: 糯玉米; 起源; 育种; 栽培; 生产 糯玉 米 也 称 蜡 质 玉 米 或 粘 玉 米, 学 名 Zea mays L ? ceretina kulesh。因子粒干燥后胚乳呈角质不透明、 无光 泽的蜡质状, 所以叫蜡质玉米, 又因胚乳淀粉几乎全部是支 链淀粉, 遇碘呈紫色( 褐红色)反应, 蒸煮后呈粘性, 所以又称 粘玉米。糯玉米淀粉比之普通玉米易于消化, 糯玉米的消化 率为 85% , 比普通玉米的消化率 69% 高, 鲜嫩玉米所具有的 独特风味更为人们所青睐。 1? 糯玉米的起源 糯玉米是由普通玉米引入我国后在西南地区种植发生 变异而形成的一种特殊玉米1。它一个由隐性基因 wx 控制 的遗传性状, 表现为糯质特性。据 Roberta 等研究表明, wx 基因位于玉米第 9 染色体短臂, 与普通玉米之间存在较大的 遗传变异 2, 编码一种 60kd 的蛋白质, 能使尿苷二磷酸葡萄 糖(VDPG)转移酶活性极度降低, 因而基本上不合成直链淀 粉, 纯合的 wxwx 玉米胚乳和带有 wx 基因的花粉粒几乎全 部合成支链淀粉。当 wx 基因与其它玉米胚乳基因结合产生 相互作用时, 可以使胚乳碳水化合物成分发生变化, 提高糖 分含量, 改善食用品质和风味 3 4。 国内外学者普遍认为, 中国是糯玉米世界起源中心 5, 根据植物学家 G ? N ? Collins 著文记载, 美国在上海的传教士 J ? M?W?Farnham, 于 1908 年把一种具有粘性的玉米从中国 带到美国, 同年 5 月 9 日, G ? N?Collins 在华盛顿进行了种 植, 其结果在 1909 年 12 月的 美国农业新闻简报!上发 表6。另据曾孟潜(1987) 论证, 1760 年以前, 糯玉米已在中 国形成, 依据主要有 3 点: 一是乾隆二十五年( 1760 年) 张宗 法著 三农记!就有关于糯玉米的相关记载 叶干类蜀黍, 高 六七尺。六七月开花吐穗。节侧生叶, 叶腋生苞, 苞微长。 须如红缨, 绒状。苞内包实, 如捣槌形, 五六寸许。实外排列 粒子, 累累然如芡实大, 有黑、 白、 红、 青之色, 有粳有粘。花 放于顶, 实生于节, 子结于外, 核藏于内, 亦谷中之奇者#, 作 物的生长性状说明其为玉米, 而所描述的粒子黑色、 白色, 且 有粘性, 主要就是对糯质玉米特征的描述 7; 二是中国的糯 玉米种质资源非常丰富, 据统计, 完整保存的材料有 500 多 份; 三是中国的糯玉米材料多具有中国蜡质玉米同工酶标志 带, 在云南西双版纳等地种植的四路糯、 紫秆糯、 曼金兰黄糯 收稿日期: 2010?04 ?18 第一作者: 李玉军( 1980 ?) , 男, 农艺师, 从事农业技术推广工作。 通讯作者: 刘婷婷( 1979 ?) , 女, 农艺师, 从事旱地作物育种研究。 等品种具有糯质玉米的原始性状, 它是普通玉米引入中国后 发生遗传性突变后, 经过人工选择产生的新品种类型, 中国 作物遗传资源!也有相关报道。从我国糯质玉米品种的分布 看, 长江上游滇、 黔、 川、 桂及下游沪与杭嘉湖平原地区较多, 籽粒颜色有黑、 白、 红、 紫、 黄之分3,8。 据 全国玉米种质资源目录!记载, 我国 79?55% 糯玉米 地方种质来源于西南地区, 但这些糯玉米地方品种大多数无 系谱记录, 亲缘关系不清。据雍洪军等通过 SSR 荧光标记分 析 90 个糯玉米地方品种的遗传多样性研究表明, 在分析的 96 个材料中检测到的 216 个等位基因, 划分为 3 个组群, 广 西和贵州的糯玉米材料居多, 表明广西和贵州可能是糯玉米 遗传多样性中心之一9 13。 2? 研究现状 2?1? 国外研究现状 国外糯玉米以美国研究最多。1908 年美国从我国引入 糯玉米, 20 世纪 30 年代以前研究较少, 仅在遗传试验中作为 标记材料种植, 美国育种家 Sprague G ? F ? 等将糯质基因导 入到普通玉米自交系中, 育成糯质同型系 3, 到 1936 年, 依 阿华州立大学发现糯玉米支链淀粉的性质与当时进口日益 困难的木薯块根淀粉相似, 并于 1938 开始了大规模的糯玉 米杂交育种计划。1942 年 JenkinsE ? H 育成了第一个杂交 糯玉米品种投入生产, 1944 年后, 糯玉米自交系在抗病性和 抗倒性上不断得到改进, 杂交糯玉米的产量有了很大幅度的 提高 4,13,16 19。糯玉米作为一种直接用于加工糯淀粉, 生产 的糯淀粉大部分经过化学修饰作用, 成为改性淀粉, 具有提 高粘稠性、 透明性和稳定性, 增强抗切割、 抗震动、 耐酸碱、 耐 冷冻等性能, 用途主要做为香肠、 罐头、 冷冻食品、 快餐方便 食品等产品的增稠剂、 乳化剂、 粘合剂、 悬浮剂等, 是逐步取 代木薯粉的特种作物4, 发展至今, 美国糯玉米种植面积已 达到 40 万 hm2, 是世界上糯玉米种植面积最大的国家。目 前, 美国约有 6 家种子公司从事糯玉米销售推广工作。随着 糯玉米淀粉用途的发展, 糯玉米在美国、 加拿大及欧州均有 较稳定的种植面积, 同时也激发了育种者从事糯玉米育种进 一步发展。 2?2? 国内研究现状 我国糯玉米育种起步较晚, 以前, 糯玉米是农民作为口 粮的一部分在各地种植, 但多数是地方常规品种, 产量低, 品 质差。20 世纪 70 年代, 我国糯玉米杂交育种开始起步。80 年代初烟台市农科所育成了我国糯玉米第一个杂交种烟单 5 号, 但受当时条件限制, 大多数育种单位未能系统开始糯玉 米育种工作。90 年代前后, 糯玉米育种研究进展较快, 先后 育成有苏玉(糯) 1号、 渝糯 1 号、 渝糯 2 号、 鲁糯 1 号、 中糯 1 号、 白糯 1 号、 垦粘 1 号、 春糯 1 号及筑糯 1号、 筑糯 2号等杂 ? 2010 年? 第 3 期耕作与栽培? 53? ? ? ? 交糯玉米品种在生产上推广种植20。 中国的云贵川高地糯玉米资源丰富、 遗传多样性广泛, 其特点是耐瘠薄, 品质软、 糯、 香; 长江下游杭嘉湖平原的遗 传特点是优质早熟, 糯性好, 但产量不高; 黄河流域及东北地 区糯玉米植株高大、 产量高 3。在对中国糯玉米种质研究创 新基础上, 中国糯玉米杂交化改良得到较大成功, 已形成鲜 食、 淀粉加工和畜牧新型糯质饲料三个发展方向。据 2009 年品种审定资料统计, 2000 2009 年十年中, 全国通过国家 及各省审定的鲜食玉米品种 639 个, 其中, 糯玉米 395 个, 占 全国玉 米审定总数 的 10 ? 54% , 占 鲜食玉米审 定总数的 61 ? 82% ; 通过贵州省审定的鲜食玉米有 23 个, 其中糯玉米 21 个, 占贵州省玉米审定总数 15 ? 44% , 占鲜食玉米审定总 数的 91?3% 。目前, 在贵州生产上应用的糯玉米杂交种主要 有筑糯系列、 黔糯、 遵糯等系列, 从贵州省区试品质现场鉴定 结果来看, 2008 年前审定的 14 个品种在食味及外观品质上 基本没突破筑糯 2 号遵糯 1 号、 筑糯 5 号水平。贵州的糯玉 米品种鲜果平均产量在 700 1000kg/667m2, 抗病性不够 强1。 据刘涛、 周浩、 齐建双、 库丽霞、 周波等对糯玉米品质研 究表明, 生态条件、 采收时期、 密度及施肥水平等条件对其品 质都有较大影响 4, 26 30。时成俏在研究糯玉米数量性状对 产量作用后指出, 穗粗、 穗长、 株高和行粒数对其产量影响较 大, 在育种时应高度重视这些性状的选择 27。糯玉米淀粉 糊化直接影响其口感和品质, 也影响其对水分的吸收, 陆大 雷等在对施氮肥影响玉米淀粉糊化特性研究表明, 增施磷或 钾肥可显著降低峰值黏度, 提高谷值黏度、 终值黏度, 随着拔 节期追氮量的增加, 峰值黏度、 谷值黏度、 终值黏度逐渐增 加28。王鹏文等对糯玉米籽粒灌浆特性研究表明, 籽粒灌 浆对籽粒百粒重影响的关键时期为灌浆中期的速率和持续 时间, 合理的灌溉及施肥措施可增加产量和品质29。温大 兴在对普通玉米与糯玉米籽粒灌浆特性比较研究表明, 糯玉 米比普通玉米籽粒灌浆时间短、 籽粒干重增长持续时间短、 最大灌浆速率小, 因此, 在糯玉米灌浆期管理不当或受不良 环境影响的话, 其品味和品质都有明显降低30。贵州省对 普通杂交玉米研究较多, 但在糯玉米方面研究报道的较少, 主要是对贵州糯玉米种质资源研究。 3? 生产发展现状 随着经济的发展, 糯玉米由于其独特的品质和较高的经 济价值, 由长期零星种植逐渐发展为大中城市附近农村相对 集中种植。糯玉米含有人体所必需的蛋白质、 氨基酸及各种 维生素和矿物质等营养成份, 具有较高的营养价值。除供鲜 食以外, 还可以加工成速冻或真空保鲜食品、 籽粒罐头、 八宝 粥等。目前, 即食糯玉米已成为国际风行的休闲食品, 在欧 洲和美国, 糯玉米已成为和薯条薯片并列的健康食品 31。 我国糯玉米主要用于菜用等鲜食方面, 部分用于生产加工支 链淀粉, 而在美国, 糯玉米早已形成重要产业, 主要用于直接 加工糯玉米淀粉, 从而取代木薯粉。在国际上, 美国, 日本、 韩国和欧洲都有非常广阔糯玉米淀粉市场。随着对糯玉米 品种特性的认识和加工技术的发展, 制罐、 酿造、 制糖、 方便 食品、 饲料等新型玉米加工业对糯玉米原料将有着巨大的需 求, 糯玉米的生产、 加工将成为我国将来发展玉米产业的一 个新方向32。 糯玉米在我国目前还受生活水平、 加工、 储运等各方面 影响, 在用于菜用时, 因采摘鲜果穗为主, 果实水分含量高、 冷藏技术不到位, 较远距离运输后, 口感及营养品质严重下 降, 因此市场发展受到一定程度影响, 种植范围和消费范围 基本集中在一起, 短距离销售, 形成了以春种为主的种植结 构局面, 做为调节大众餐桌的元素之一, 种植规模较小, 对产 品的加工开发造成不利影响。据傅同良等分析, 我国未来糯 玉米需求在短时期内仍以鲜食为主, 但对品质、 高产、 抗病、 抗倒等性状要求会进一步提高 1。随着糯玉米市场的逐渐 看好, 糯玉米育种也越来越受到玉米育种家的重视, 相信不 久一大批新的杂交糯玉米品种即将出笼, 进入生产推广应 用。 参? 考? 文? 献 1 ? 傅同良, 刘先友? 贵州糯玉米育种现状、 种质创新及发展方向 J? 种子, 2008, 27( 6) : 78 80 ? 2 ? 田孟良, 黄玉碧等? 西南糯玉米地方品种 waxy 基因序列多态 性分析 J? 作物学报, 2008, 34( 5) : 729 736 ? 3 ? 王义发, 汪黎明等? 糯玉米的起源、 分类、 品种改良及产业发展 J? 湖南农业大学学报, 2007, ( 8) : 97 102 ? 4 ? 宋同明? 糯玉米与 wx 基因 J? 玉米科学, 1993( 1) : 23 25 ? 5 ? 丁照华, 孟昭东等? 我国糯玉米育种现状及发展对策 J? 玉米 科学, 2006, 14( 3) : 46 48 ? 6 ? 谢孝颐, 蔡志飞等. 糯玉米育种概论 J? 玉米科学, 2003, 58 67 ? 7 ? 高广金? 鲜食玉米栽培与加工技术 M ? 湖北科学技术出版 社, 2009, 1 3 ? 8 ? 孙世贤, 张凯, 杨映辉? 我国甜、 糯玉米的发展现状与对策 J? 中国农技推广, 2004, ( 3) : 27 29 ? 9 ? 雍洪军、 张世煌等? 利用 SSR 荧光标记分析 90 个糯玉米地方 品种的遗传多样性 J? 玉米科学, 2009, 17( 1) : 6 12 ? 10 ? 罗高玲, 吴子恺? 甜玉米和糯玉米遗传基因的研究进展 J? 广西农业科学, 2003, ( 3) : 26 28 ? 11 ? 董海合, 李凤华等? 糯质玉米种质资源的种质类群划分 J? 天津农业科学, 2005, ( 1) : 22 24 ? 12 ? 郝小琴, 吴子恺? 双隐性甜糯玉米的主要农艺及品质性状 J . 作物学报, 2003, ( 3) : 2 10 ? 13 ? 田孟良, 黄玉碧, 刘永建, 荣廷昭? 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( 下转第 63页) ? 2010 年? 第 3 期耕作与栽培? 63? ? ? ? 病、 枯萎病、 青枯病、 病毒病等。其中早疫病、 晚疫病、 褐斑 病、 炭疽病、 叶霉病、 灰霉病等常混合发生, 发病前多湿天气 用 1% 1% 100倍波尔多液喷雾预防, 发病期用 50% 甲霜酮可 湿性粉剂 500 倍液、 64% 杀毒矾可湿性粉剂 500 600 倍液、 58% 甲霜灵锰锌可湿性粉剂 600 倍液或 80% 代森锰锌 800 倍液等加 70% 甲基托布津 1000 倍液喷雾防治, 每 5 7d 喷 1 次, 交替使用 3 5 次。枯萎病及青枯病防治方法: 定植前 用 55% 可杀得 600 倍液喷淋, 带药定植, 定植后结合第 1 次 浇清粪水混兑 55% 敌克松 500 倍液浇根, 每株浇药肥液 250 g, 以后每隔 10d 左右浇 1 次, 连续 3 4 次, 可起到一定的预 防和控制发病作用。生产上保持土壤湿润, 防止土壤过于干 燥而引起伤根。禁止串灌、 漫灌, 防止病菌随流水传播。发 现病株, 及时拔除远离烧毁, 并用石灰消毒病穴。病毒病发 病初期用 25% 病毒 A500 倍液、 病毒 K15ml 兑水 15kg 或高 锰酸钾 1000 倍液喷雾防治, 每 7 10d 喷 1 次, 连续 2 3