玉米育种课件6 特用玉米的研究与进展

一、普通玉米籽粒的营养成分及化学组成第6章特用玉米育种1、营养成分：普通玉米籽粒含淀粉约70％，蛋白质10％，脂肪4.5％淀粉脂肪蛋白质灰分糖类无法计算部分胚乳98.115.473.817.928.926胚芽1.582.626.278.469.412表1、普通玉米主要营养成分在籽粒各部分的分布养分的主要储存场所2、营养成分的化学组成◆淀粉：直链淀粉23％，支链淀粉77％◆蛋白质醇溶蛋白（可溶于酒精）占50%以上谷蛋白（可溶于稀碱）占35％以下白蛋白（可溶于水）占35％以下球蛋白（可溶于盐）占5％以下硬蛋白（不可溶）占5％以下表2、胚乳蛋白和胚芽蛋白的主要成分的比较醇溶蛋白%谷蛋白%赖氨酸％色氨酸胚乳蛋白43282.0%0.5胚芽蛋白5.7546.1%1.33、特用玉米育种的分类

二、高油玉米育种中国高油玉米的奠基人：宋同明（中国农业大学国家玉米改良中心）高油115高油玉米典型的特点：种胚大——85％的油分集中在种胚

高油玉米“三利用模式”：花粉直感对含油量的增加效应雄性不育的增产效应杂交优势的增产效应1、意义D、高能量家禽饲料的原料E、玉米油为优质实用油工业副产品--淀粉A、蛋白质、赖氨酸和维生素A含量高B、绿叶成熟秸秆做青贮饲料原料C、提高生产性能，改善产品品质高油玉米（河南）2、育种原理和方法A、育种目标和策略目标：含油量最低指标7％（国际标准5%）以上，其它性状目标与普通玉米相同，产量不低于现推广的品种，含油量是普通玉米的3倍以上如：高油115选择策略：含油量与胚芽重，胚比（胚芽/籽粒）高度正相关与籽粒大小负相关；对小粒、大胚、高胚比或含油性状中选择任何一个都可以提高含油量B、种质改良和杂交种选育◆创造高含油量的种质是高油玉米育种的基础，轮回选择是创造高油种质的最有效方法大群体选择，单粒油分分析，果穗选择、籽粒选择◆高油自交系选育途径：利用高油群体分离自交系◆高油杂交种选育途径：高油系×普通系提高产量和含油量三、优质蛋白玉米育种优质蛋白玉米（QPM）----高赖氨酸玉米（o2隐性纯合控制）赖氨酸含量比普通玉米高3倍以上，营养食品原料，高效能的畜禽饲料中单9409、鲁玉13号、浚单18、中原单32、济单7号、陕单16号等1、高赖氨酸基因的遗传—典型的多基因遗传控制主基因：o2,o6,o7完全隐性,fl2半显性，De*-30显性◆◆fl2有剂量效应,+fl2fl2(fl2fl2fl2)表型相同，均为粉质基因互作：o2对fl2有上位效应；

o7对fl2有上位效应；o2和o7有累加作用◆◆修饰基因作用：被修饰的o2籽粒具有硬质胚乳表型★问题：B、籽粒脱水慢，含水量高，易感粒腐病；易受穗部虫害危害2、优质蛋白玉米育种的问题与解决途径A、籽粒容量较低，粒重较轻，比相同遗传背景的普通玉米减产10%以上★解决途径利用修饰基因改良o2的粉质胚乳，选育半硬质优质蛋白玉米群体，作为育种的种质3优质蛋白玉米育种的种质资源和育种目标◆种质资源fl2半显性遗传，育种程序复杂o6前期致死fl3种子轻，不易发芽o2优质蛋白育种广泛利用的基础材料◆育种目标保持o2赖氨酸含量不显著下降前提下改良籽粒胚乳结构、选育半硬质、硬质品种A、全籽粒赖氨酸含量0.4%左右B、半硬质、硬质胚乳C、产量与普通玉米推广品种持平，农艺性状、适应性相同D、注意抗穗粒腐病5、优质蛋白玉米育种注意的问题4、育种方法A、杂交育种法B、回交与轮回选择结合的育种程序，导入修饰基因A、品质分析B、修饰基因的选择策略C、隔离：亲繁、制种、大田栽培都应隔离四、甜玉米育种1、甜玉米的概念及发展概况2、甜玉米涉及的有关基因11个基因与胚乳碳水化合物有关，它们纯合时大部分都有各自的表型效应，它们与各种甜玉米类型之一有关甜玉米—玉米的一种胚乳突变型。应用广泛的玉米胚乳突变基因：su1,su2,sh1,sh2,bt1,bt,ae,du,wx,se等，都与胚乳碳水化合物代谢有关。这些基因的隐性单基因纯合或多基因互作，都能引起胚乳中碳水化合物的改变甜玉米育种就是以这些基因的遗传操作为基础的甜玉米的甜度取决于蔗糖含量，风味和食用品质主要取决于乳熟期胚乳中糖分的含量、水溶性多糖（WSP）、干物质的含量、果皮柔嫩性有关基因及胚乳碳水化合物成分的特点表基因名称基因符号成熟籽粒的类型直链淀粉扩充者ae无光泽、半透明、籽粒略小，有时不饱满易脆－1bt1皱缩无光泽或不透明易脆－2bt2皱缩无光泽或不透明暗色du不透明至无光泽皱缩－1sh1顶部凹陷不透明皱缩－2sh2皱缩不透明甜质－1su1有皱纹，透明，玻璃状甜质－2su2稍无光泽至无光泽，基部常有蚀刻加甜se颜色略淡，失水缓慢糯质wx不透明，蜡质状基因之间存在互作se基因对su1基因修饰作用ae、du、wx基因之间存在互作3、生产上应用的甜玉米类型普通甜玉米：纯合su的还原糖和蔗糖含量增加

su1基因位于Chrom4的8-66位点基因纯合时，胚和胚乳的基因型为

su1

su1（su1su1su1）,在su1位点存在su-am,su-R,su-Bn2,su-Cr等复等位基因超甜玉米:sh2sh2/sh2sh2sh2,是由Sh基因发生隐性突变为sh。Sh2位于Chrom3L-121.2Sh1位于Chrom9S-29位点。乳熟期的Sh2

纯合体胚乳中糖分含量可达18%～20%，是普通玉米的8～10倍准超甜玉米：含有su和sh双隐性基因控制的甜玉米与超甜玉米杂交后得到的杂交种一定是超甜玉米，中间夹杂有su杂合，口感好加强甜玉米和半加强甜玉米：

su1sesulse/su1sesu1sesu1se,隐性纯合su1基因同一个隐性纯合的修饰基因se互作产生的类型se对su1专一修饰，只有在su1背景下se才能发挥增强甜度的作用。Se对se为不完全显性，sese纯合型对su1是100%修饰，而Sese杂合型对su1是25%修饰，称为半加强甜玉米se与su1连锁在chrom4上多基因类型超甜玉米多个隐性基因共同控制的甜玉米，例如，1987年Glover报道了三隐性基因突变体su1sesh2及品种Symphony，其含糖量高达40%，WSP含量也高品质大大改善4、甜玉米育种目标甜玉米育种目标在农艺性状、产量因素、抗逆性等方面与普通玉米相同，但甜玉米主要做青穗食用、速冻食品或加工罐头等的原料。有如下几个方面的特殊要求：1、品质优良，特别是含糖量、WSP、淀粉、游离氨基酸含量等要达到各类甜玉米的要求2、果皮较薄，色泽艳丽，白色籽粒或黄色籽粒为佳3、食味纯正，包括甜度、粘度、香味，质地柔嫩4、果穗大小整齐，粒型及大小一致，粒偏大，行列整齐5、成熟期、采收期、穗位高度整齐一致6、抗病虫性强。苞叶要长，严紧不露穗尖7、种子发压力和幼苗长势较强5、甜玉米大田生产的技术特点B、提高播种质量，保证全苗根据利用的胚乳突变基因不同分为五个基本隔离群甜质1，皱缩2，易碎