高花青素紫黑糯玉米品種比較試驗(yàn)及種質(zhì)創(chuàng)建利用

王秋燕，葉偉忠，吳 蓓，田耀加，陳紅弟

（廣州市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院，廣東 廣州 510335）

高花色苷紫黑糯玉米籽粒富含豐富的蛋白質(zhì)、脂肪、微量營(yíng)養(yǎng)元素，以及多種人體必需的氨基酸，尤其是重要保健元素硒十分豐富，具有明顯的食補(bǔ)、防病益壽的保健功效，被營(yíng)養(yǎng)學(xué)專家譽(yù)為健康食品、功能食品和益智食品[1]。由于紫黑玉米育種起步較晚，種質(zhì)資源少，目前生產(chǎn)上種植高花色苷紫糯玉米大部分以青苞鮮食型為主，市場(chǎng)和生產(chǎn)上需求占有率較低。陸大雷等[2]整理與分析了2002—2014年（13年共941個(gè)品種）國(guó)家鮮食糯玉米區(qū)域試驗(yàn)品種的產(chǎn)量和品質(zhì)現(xiàn)狀，1999—2014年，國(guó)家共審定了69個(gè)鮮食糯玉米品種，其中高花青素紫黑糯玉米僅有3個(gè)（鄭黑糯1號(hào)：國(guó)審玉2003065，西星黑糯1號(hào)：國(guó)審玉2004035，鄭黑糯2號(hào)：黑玉米玉2006067）。近幾年，科研院校、育種機(jī)構(gòu)、種子企業(yè)等專家齊頭并進(jìn)，著手抓高花青素黑玉米的研究與育種等開(kāi)發(fā)工作，并從種源質(zhì)量的提高入手加速品種的選育力度，近幾年已有許多高花青素紫黑玉米品種陸續(xù)通過(guò)省審定，品種的品質(zhì)和產(chǎn)量也有較大的提高。紫黑玉米作為特用玉米新類型越來(lái)越受到消費(fèi)者的青睞和市場(chǎng)的認(rèn)可，而相關(guān)研究仍處于萌芽進(jìn)入快速發(fā)展階段，這是特用玉米特色和亮點(diǎn)；而引種試驗(yàn)的最終目的在于利用，利用的基礎(chǔ)是對(duì)品種資源的深入研究和挖掘，應(yīng)用基礎(chǔ)研究和育種實(shí)踐緊密結(jié)合，同時(shí)還要采用多種積極有效的方法開(kāi)展資源創(chuàng)建利用，對(duì)提高育種效率與增強(qiáng)選育效果具有重要的意義。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)材料

從科研院所和玉米種子企業(yè)引進(jìn)50個(gè)黑色玉米新品種，進(jìn)行鑒定評(píng)價(jià)篩選，優(yōu)選17個(gè)高花青素紫黑糯玉米品種進(jìn)行品比試驗(yàn)，以粵彩糯2號(hào)為對(duì)照品種，詳見(jiàn)表1。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，3次重復(fù)，小區(qū)面積16.7 m2（6.7 m×2.5 m），行距60 cm，株距30 cm。種植密度5.28萬(wàn)株/hm2。為防止花粉直感影響籽粒品質(zhì)，每品種套袋自交15株（穗），套袋隔離直至采摘，相同條件下進(jìn)行采收品嘗及果穗性狀考種。

1.3 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)于2021年春季進(jìn)行。試驗(yàn)地設(shè)在南沙區(qū)萬(wàn)傾沙鎮(zhèn)六涌半廣州市農(nóng)業(yè)科學(xué)院玉米試驗(yàn)基地（簡(jiǎn)稱南沙基地），前茬為玉米，自然條件優(yōu)良，光熱充足，地勢(shì)平坦，地力一致，肥力中上，排水方便，全自動(dòng)化噴灌方式，播種前整地質(zhì)量良好。種植方式采用營(yíng)養(yǎng)盤(pán)育苗帶土移栽，3月12日育苗，16日出苗，22日帶土移栽，栽培管理按當(dāng)?shù)嘏从衩椎淖罡呱a(chǎn)水平進(jìn)行。

1.4 測(cè)定項(xiàng)目及方法

測(cè)定項(xiàng)目：按照國(guó)家鮮食玉米區(qū)試試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)物候期、植株性狀、果穗性狀、品嘗品質(zhì)和抗病性進(jìn)行鑒定及產(chǎn)量統(tǒng)計(jì)分析。

調(diào)查方法：每小區(qū)調(diào)查總株數(shù)物候期；成熟期每小區(qū)選取具有代表性的植株20株進(jìn)行植株性狀調(diào)查，抽取10株鮮穗進(jìn)行果穗性狀調(diào)查；目測(cè)和室內(nèi)品嘗相結(jié)合進(jìn)行品質(zhì)評(píng)分，外觀、氣味風(fēng)味、色澤、糯性、柔嫩性、皮厚薄評(píng)價(jià)指標(biāo)按農(nóng)業(yè)部行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（NY/T 524—2002糯玉米）執(zhí)行，品嘗品質(zhì)總分為各參數(shù)的分值之和。

抗病性鑒定在田間自然發(fā)病條件下，在玉米進(jìn)入乳熟后期對(duì)每小區(qū)總株進(jìn)行調(diào)查并記錄，調(diào)查時(shí)目測(cè)品種群體的發(fā)病狀況，調(diào)查重點(diǎn)部位是玉米果穗上部葉片和下方3葉，根據(jù)病害的癥狀進(jìn)行調(diào)查并記載病情級(jí)別（0、1、3、5、7級(jí)）及病情指數(shù)（指病斑占葉面積的百分比），評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)：0級(jí)——0≤病情指數(shù)≤5，表示高抗（HR）；1級(jí)——5＜病情指數(shù)≤15，表示抗（R）；3級(jí)——15＜病情指數(shù)≤30，表示中抗（MR）；5級(jí)——30＜病情指數(shù)≤45，表示中感病（MS）；7級(jí)——45＜病情指數(shù)≤60，表示感?。⊿）。小區(qū)產(chǎn)量按實(shí)收產(chǎn)量計(jì)產(chǎn)，同時(shí)進(jìn)行方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 參試品種物候期及植株性狀

從表2可以看出，參試品種生育期從出苗到采收為70～75 d，對(duì)照粵彩糯2號(hào)生育期為74 d，由于試驗(yàn)期間氣溫較往年異常，3—5月總體氣溫高，雨水少，有效積溫高，各參試品種的生育期普遍縮短，其中濉黑糯3號(hào)、滬紫黑糯1號(hào)2個(gè)品種生育期最短，為70 d，比對(duì)照早熟4 d；晉糯20號(hào)生育期最長(zhǎng)，為75 d，比對(duì)照遲熟1 d。參試品種抽雄快、集中整齊，抽雄期在5月3—8日；散粉量較大，散粉時(shí)間可持續(xù)5～7 d，散粉期在5月5—9日；吐絲多順暢，質(zhì)量好，完全可以滿足雌雄授粉的需要，吐絲期在5月7—11日；吐絲授粉至采收天數(shù)在18～20 d采收較為適宜，這時(shí)期玉米籽粒轉(zhuǎn)色正好完成，太早則轉(zhuǎn)色不完全，籽粒嫩，顏色淺，太遲則顏色烏黑，籽粒偏硬，口感差。春季采收期正值高溫季節(jié)，適宜采收期短，一般只有2～3 d，鮮穗始采收期在5月26—31日。

植株性狀：參試品種株高在169～211 cm；穗位高在47～87cm；株型為平展、半平展、緊湊、半緊湊4種類型；空稈率為1.2%～5.0%；倒折率在0.0%～5.5%；保綠度在70%～90%；因此，在植株性狀選育工作中，應(yīng)充分利用當(dāng)?shù)卮杭局泻笃诟邷馗邼瘛⒍嗯_(tái)風(fēng)暴雨引起的不利因素，注重選擇莖稈粗壯堅(jiān)韌、根系發(fā)達(dá)、抗倒性強(qiáng)，兼顧保綠度高的材料和品種，以適應(yīng)不同種植區(qū)域、不同生態(tài)條件以及不同種植習(xí)慣的需要。

2.2 參試品種穗部性狀

從表3可以看出，參試品種單穗鮮質(zhì)量在243～300 g，華黑糯1號(hào)最大，為300 g，濉黑糯3號(hào)與華耕黑糯501并列最小，均為243 g；單穗凈質(zhì)量153～215 g，華耕黑糯501單穗凈質(zhì)量最小，為153 g，華黑糯1號(hào)最大，為215 g；單穗鮮粒質(zhì)量101～145 g，華耕黑糯501最小，僅101 g，華黑糯1號(hào)最大，為145 g；鮮出籽率66.0%～69.8%，華耕黑糯501最低，為66.0%，濉黑糯3號(hào)最高，為69.8%；千粒質(zhì)量293～330 g，晉糯10號(hào)最小，為293 g，桂黑糯219最大，為330 g；穗長(zhǎng)16.7～18.8 cm，華耘黑糯501最短，為16.7 cm，華黑糯1號(hào)最長(zhǎng)，為18.8 cm；穗粗4.3～4.9 cm，滬紅糯1號(hào)穗粗最小，僅4.3 cm，黑糯715穗粗最大，為4.9 cm；穗行數(shù)10～18行，桂黑糯609行數(shù)最多，為10～18行；禿尖長(zhǎng)0.1～1.2 cm；穗形為筒形、筒錐形2種。

2.3 參試品種的品質(zhì)評(píng)價(jià)

從表3可以看出：參試品種綜合感官品質(zhì)和蒸煮品質(zhì)（氣味風(fēng)味、色澤、糯性、柔軟性、皮薄厚）評(píng)分相對(duì)集中，總分值位于84.6～87.9分；其中，珍珠糯18品質(zhì)總評(píng)分最高（87.9分），對(duì)照粵彩糯2號(hào)最低（84.6分），所有參試品種品質(zhì)均優(yōu)于對(duì)照。

表3 參試品種穗部性狀及品質(zhì)

2.4 參試品種的抗病性

試驗(yàn)期間氣溫較往年偏高、雨水少，不利于病害的發(fā)生。參試品種紋枯病、莖腐病、大小斑病和南方銹病均表現(xiàn)高抗水平和中抗水平（表4）。

2.5 參試品種產(chǎn)量分析

由表4可知：參試品種折合鮮穗產(chǎn)量在12 830～15 840 kg/hm2；其中，產(chǎn)量居前6位的華黑糯1號(hào)、黑甜糯631、蘇科糯1505、滬紫黑糯1號(hào)、珍珠糯20號(hào)、晉糯10號(hào)均比對(duì)照增產(chǎn)，且達(dá)到極顯著水平；居第7～11位的珍珠糯8號(hào)、珍珠糯18號(hào)、黑糯715、滬紅糯1號(hào)、晉糯20號(hào)等5個(gè)品種均比對(duì)照增產(chǎn)，且達(dá)到顯著或不顯著水平；居第14～17位的黑糯660、黑甜糯168、桂黑糯219、濉黑糯3號(hào)、華耘黑糯501均比對(duì)照減產(chǎn)；對(duì)照與桂黑糯609均居第12位，均為13 728 kg/hm2。

表4 參試品種抗病性、小區(qū)產(chǎn)量及方差分析結(jié)果

3 結(jié)論與討論

綜合比較參試品種物候期、植株性狀、果穗性狀、品嘗品質(zhì)、抗病性、產(chǎn)量等指標(biāo)，結(jié)果表明：17個(gè)高花青素紫黑糯玉米均適宜廣州地區(qū)自然條件種植。引種資源創(chuàng)建利用路線：資源引進(jìn)→篩選→評(píng)價(jià)→雜交、自交、回交→聚合有利基因→連續(xù)定向選擇→純合自交系→組配組合，首先產(chǎn)量居前6位的華黑糯1號(hào)、黑甜糯631、蘇科糯1505、滬紫黑糯1號(hào)、珍珠糯20號(hào)、晉糯10號(hào)均比對(duì)照增產(chǎn)，且綜合農(nóng)藝性狀優(yōu)良，可作為基礎(chǔ)材料與優(yōu)質(zhì)白糯、黃糯雜交選育自交系；其次產(chǎn)量居第7～11位的珍珠糯8號(hào)、珍珠糯18號(hào)、黑糯715、滬紅糯1號(hào)、晉糯20號(hào)等5個(gè)品種均比對(duì)照增產(chǎn)，結(jié)合產(chǎn)量、品質(zhì)及農(nóng)藝性狀的優(yōu)缺互補(bǔ)并利用幾個(gè)雜交種合成綜合種，通過(guò)群體改良選育自交系，實(shí)現(xiàn)優(yōu)良基因的重組和聚合，再通過(guò)株選、穗選、系選加大種質(zhì)資源選系方法；最后是產(chǎn)量偏低、部分性狀表現(xiàn)突出的桂黑糯609、桂黑糯660、黑甜糯168、桂黑糯219、濉黑糯3號(hào)、華耘黑糯501等，利用常規(guī)育種手段自交、雜交、回交聚合有利基因，改良選育自交系，并結(jié)合生物技術(shù)手段加速改良創(chuàng)建利用。生產(chǎn)上建議少量重復(fù)試種，確認(rèn)適合當(dāng)?shù)卦耘嗪笤俅竺娣e推廣種植。

試驗(yàn)種植期在3—5月，此時(shí)氣溫高、雨水少，全生育期天數(shù)縮短，但總體積溫不變，參試品種為早熟品種、生育期為70～75 d，其中桂黑糯609生育期74 d、黑甜糯168生育期72 d，與報(bào)道的桂黑糯609生育期78 d[3]與黑甜糯168生育期87.3 d[4]相比，生育期縮短4 d和15.3 d；植株性狀華耘黑糯501株高194 cm、穗位66 cm，滬紫黑糯1號(hào)株高204 cm、穗位87 cm，與報(bào)道的華耘黑糯501株高201.0 cm、穗位79.3 cm[5]，滬紫黑糯1號(hào)株高210 cm、穗位98 cm[6]相比，株高縮短6～7 cm、穗位縮短11.0～13.3 cm；因此，生育期、植株性狀、穗部性狀、主要病害及產(chǎn)量與品嘗品質(zhì)等生物性狀在不同年份、不同地點(diǎn)、不同的氣候條件變異較大，不能用一個(gè)確定的“量”來(lái)加以統(tǒng)計(jì)和分析，有待于今后進(jìn)一步研究。