專利名稱：一種黑白雙色甜糯雜交玉米的育種方法
—種黑白雙色甜糯雜交玉米的育種方法技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種黑白雙色甜糯雜交玉米的育種方法。二、背景技術(shù)
本世紀以來，我國人民生活質(zhì)量不斷提高，對食品的口味和營養(yǎng)保健價值越來越講究。為了滿足人們不斷增長的對高質(zhì)量、多元化食品的需求，改善人民生活質(zhì)量和飲食習(xí)慣，甜糯玉米育種研究和新品種開發(fā)也得到迅猛的發(fā)展。國內(nèi)甜糯玉米育種工作是從20 世紀80年代中期起步，與國外相比遲20-30年。但由于鮮食糯玉米作為食品加工原料、蔬菜、休閑方便食品等，隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，種植業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，近年來生產(chǎn)面積逐步增加， 上升勢頭強勁。
糯玉米是受隱性突變基因wx ( Waxy endosperm)控制的普通玉米突變再經(jīng)人工選育的新類型，其籽粒胚乳為100%的支鏈淀粉，具有營養(yǎng)成分高、食用風(fēng)味好、加工方便等優(yōu)良特性。我國甜糯玉米的育種方向是培育帶有甜玉米SU基因或超甜玉米sh及ae和bt等基因(能提高糯玉米含糖量)的優(yōu)質(zhì)甜糯玉米新品種，適應(yīng)市場對高品質(zhì)農(nóng)產(chǎn)品的需求，可提高外銷競爭力。國內(nèi)鮮食甜糯玉米育種、生產(chǎn)和加工發(fā)展較快，育成了黃糯、白糯、花糯、 黑糯等一系列優(yōu)良糯玉米品種。江蘇省鮮食甜糯玉米育種開展較早，20世紀80年代沿江地區(qū)農(nóng)科所育成了蘇玉糯I號、淮陰農(nóng)科所育成了蘇甜6號?！笆濉逼陂g江蘇省農(nóng)科院育成了江南花糯、南京農(nóng)業(yè)大學(xué)育成了紫玉糯、沿江地區(qū)農(nóng)科所育成了蘇玉糯9號等甜糯鮮食玉米，使我省鮮食甜糯玉米育種在全國處于領(lǐng)先水平。
黑玉米是玉米的一種特殊類型，其籽粒角質(zhì)層不同程度地沉淀黑色素，外觀烏黑發(fā)亮。黑玉米不僅色澤獨特，而且營養(yǎng)豐富，香黏可口，最宜鮮食。籽粒富含水溶性黑色素及各種人體必需的微量元素、植物蛋白質(zhì)和各種氨基酸，營養(yǎng)含量明顯高于其他谷類作物 。以其為主要原料加工的”黑玉米粥”、”黑玉米糊”、”軟包裝鮮嫩玉米棒”等更是走俏市場。黑糯玉米鮮籽粒中硒、鋅等微量元素和天然黑色素含量高于自糯玉米，具有較高的價養(yǎng)價值，倍受消費者青睞。目前甜糯玉米品種主要為白色、黃色，也有少量黑糯玉米，但黑糯玉米鮮籽粒種皮普遍比白糯玉米種皮厚，口感相對較差。甜糯玉米種皮越薄，籽粒質(zhì)地越柔嫩，口感越好。一些研究表明胚乳突變基因?qū)ΨN皮厚度有顯著影響(Helm等，1970、Tracy和Schmidt 等，1987)，但種皮厚度的遺傳控制未見報道。三、發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對我國目前生產(chǎn)上應(yīng)用的黑糯玉米品種種皮較厚、口感較差的現(xiàn)狀，提供一種選育甜糯雜交玉米新組合的育種方法，育成高品質(zhì)黑白雙色甜糯玉米雜交種。
本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)
—種黑白雙色甜糯雜交玉米的育種方法，包括以下步驟
I)選擇不同地區(qū)超甜玉米、糯玉米、高產(chǎn)多抗常規(guī)玉米、高配合力常規(guī)玉米自交系等量混合，開放授粉，建立基礎(chǔ)群體A，選擇不同地區(qū)黑糯玉米種質(zhì)等量混合，開放授粉，建立基礎(chǔ)群體B ；
2)用基礎(chǔ)群體A和基礎(chǔ)群體B，對籽粒糯性、甜味、禿尖、果皮、色澤、產(chǎn)量和抗倒性性狀進行輪回選擇，分別形成白色甜糯玉米輪回選擇群體A和黑色甜糯玉米輪回選擇群體 B ；
3)用白色甜糯玉米輪回選擇群體A，選育出株型半緊湊，硬粒型，白軸，籽粒白色的甜糯玉米自交系4587，用黑色甜糯玉米輪回選擇群體B，選育出株型半緊湊，硬粒型，白軸， 籽粒黑色的甜糯玉米自交系編號為黑3303 ；
4)以自交系黑3303作為父本，自交系4587作為母本，雜交制成黑白雙色甜糯玉米雜交種4587 X黑3303。
優(yōu)選的，選擇蘇玉糯I號、美國超甜玉米、津鮮I號、掖單13號和掖單4號雜交種、 478、黃早四、U8I12自交系、沐陽糯玉米地方品種、太倉糯玉米地方品種等量混合，開放授粉，建立基礎(chǔ)群體A ;選擇黑珍珠甜玉米、黑(紫)色糯玉米雜交種黑糯I號、黑糯2號、黑糯 3號、山西黑糯玉米、中華黑玉米(又名紫香玉)、意大利黑玉米、南韓黑包公糯玉米、墨西哥超大黑玉米等量混合，開放授粉，建立基礎(chǔ)群體B。
將所選擇的玉米種質(zhì)等量混合，開放授粉，使每個原始材料的所有基因按相同比率進入基礎(chǔ)群體，保證基礎(chǔ)群體的遺傳多樣性；對籽粒糯性、甜味、禿尖、果皮、色澤、產(chǎn)量和抗倒性性狀進行輪回選擇，保證輪回選擇群體A的籽粒為白色，輪回選擇群體B的籽粒為黑色；以自交系黑3303和自交系4587分別作父、母親本，雜交制成的甜糯玉米雜交種4587 X黑3303的籽粒為黑白雙色，保證了親本自交系及其雜交種均具有控制糯性、甜味的基因， 保證了外觀品質(zhì)和食用品質(zhì)優(yōu)良，穩(wěn)定一致，籽粒顏色為黑白雙色。
本發(fā)明技術(shù)方案的詳細步驟為
1、母本自交系選育。引進國內(nèi)外不同地區(qū)的甜玉米、超甜玉米、糯玉米、有色玉米、 高產(chǎn)多抗常規(guī)玉米、高配合力常規(guī)玉米自交系種質(zhì)資源，包括蘇玉糯I號、美國超甜玉米、 津鮮I號、掖單13號和掖單4號雜交種、478、黃早四、U8112自交系、沐陽糯玉米地方品種、 太倉糯玉米地方品種等量混合，開放授粉，建立基礎(chǔ)群體A，使每個原始材料的所有基因按相同比率進入基礎(chǔ)群體，保證基礎(chǔ)群體的遺傳多樣性。然后對籽粒糯性、甜味、禿尖、果皮 (種皮厚度)、色澤(顏色)、產(chǎn)量和抗倒性性狀進行多次輪回選擇，形成白色甜糯玉米輪回選擇綜合群體A。在該群體中玉米鮮穗部分食用品質(zhì)性狀穩(wěn)定一致，但農(nóng)藝性狀有差異。經(jīng)多代自交得到一系列自交系，自交系經(jīng)配合力測定，選育出株型半緊湊，硬粒型，白軸，籽粒白色的編號為4587的株系，又于2004年到2006年經(jīng)過江蘇和海南連續(xù)多代套袋自交而成。
2、父本自交系選育。從海南省農(nóng)科院、山西省農(nóng)科院、江蘇省農(nóng)科院、登海玉米研究所等單位引進黑珍珠甜玉米、黑(紫)色糯玉米雜交種黑糯I號、黑糯2號、黑糯3號、山西黑糯玉米、中華黑玉米(又名紫香玉)、意大利黑玉米、南韓黑包公糯玉米、墨西哥超大黑玉米等量 混合，開放授粉，建立基礎(chǔ)群體B，使每個原始材料的所有基因按相同比率進入基礎(chǔ)群體，保證基礎(chǔ)群體的遺傳多樣性。然后對籽粒糯性、甜味、禿尖、果皮(種皮厚度)、色澤(顏色)、產(chǎn)量和抗倒性性狀進行多次輪回選擇，建立黑色甜糯玉米輪回選擇綜合群體B。經(jīng)多代自交得到一系列自交系，自交系經(jīng)配合力測定，選育出株型半緊湊，硬粒型，白軸，籽粒黑色的編號為黑3303的株系。
3、黑白雙色甜糯玉米雜交種選育。以自交系黑3303和自交系4587分別作父、母親本，雜交育成高品質(zhì)黑白雙色甜糯玉米雜交種4587 X黑3303。
本發(fā)明的有益效果
1.外觀品質(zhì)和食用品質(zhì)優(yōu)良。應(yīng)用本發(fā)明方法育成的4587 X黑3303雜交種外觀質(zhì)量和食用品質(zhì)性狀優(yōu)于對照蘇玉糯5號，鮮穗種皮比一般黑糯玉米薄，口感較好。蘇玉糯5號籽粒顏色為白色，糯性和甜度中等；4587 X黑3303雜交種籽粒顏色為黑白雙色，鮮穗鼓粒后經(jīng)煮熟色澤鮮亮，甜度高，甜度維持期長，蕊嫩且甜，蕊細，出籽率高，略帶香味。4587 X黑3303雜交種另外一個顯著特點是鮮穗鼓粒前期種皮顏色白色，甜度更高；中期種皮顏色顏色為白色和淺黑色隨機分布，既甜又香；后期種皮顏色白色和紫黑色，黑白雙色鮮明， 甜味下降，香味和糯性增強。因此，可根據(jù)不同地區(qū)的食用習(xí)慣選擇合適的采摘時期。品質(zhì)檢測情況該品種糯性好，皮薄，甜度適中。
2.外觀品質(zhì)和食用品質(zhì)穩(wěn)定一致，主要農(nóng)藝性狀優(yōu)良，表現(xiàn)為高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)。由于建成基礎(chǔ)群體所選擇的種質(zhì)包括了部分高產(chǎn)多抗常規(guī)玉米和高配合力常規(guī)玉米自交系，在輪回選擇群體中選出了農(nóng)藝性狀較好、綜合抗性較好、配合力較高的母本自交系4587和父本自交系黑3303，保證了 4587 X黑3303雜交種的高產(chǎn)和穩(wěn)產(chǎn)特性。4587 X黑3303雜交種出苗整齊，苗勢強，葉鞘紫色，葉片綠色。株型半緊湊?；ㄋ廃S色，花絲白色，果穗短筒型，鮮穗籽?；?黑、白相間)色，硬粒型，糯質(zhì)。穗軸白色。株高240厘米，穗位110厘米，成株葉片數(shù)18-19片，穗長19厘米，穗粒4. 5厘米，每穗14行左右，每行36粒，春播從播種到鮮穗采收約95天。試驗產(chǎn)量情況2011-2012年品比試驗，平均畝產(chǎn)826公斤，比對照蘇玉糯5號增產(chǎn)7. 3%?？剐澡b定情況該品種中抗大小斑病,紋枯病輕,抗莖腐病,抗倒性,適應(yīng)性強。
3雜交制種產(chǎn)量高。用本發(fā)明方法育成的父本自交系黑3303花藥大，花粉量多，母本自交 系4587農(nóng)藝性狀好，籽粒產(chǎn)量高。制種試驗表明4587 X黑3303制種田結(jié)實率高， 春制畝產(chǎn)高達200-250公斤，保證了制種成本較低，有利于大量制種和大面積推廣。四

圖1 4587 X黑3303雜交種的育種系譜圖。五具體實施方式
如圖1所示的應(yīng)用本發(fā)明方法選育4587 X黑3303雜交種的具體步驟
第一步工作建立基礎(chǔ)群體。
按育種目標(選育高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、綜合抗性好、適應(yīng)性強、食用品質(zhì)優(yōu)的黑白雙色甜糯雜交玉米)，選擇具有高食用品質(zhì)性狀和豐產(chǎn)性、穩(wěn)產(chǎn)性、適應(yīng)性強的國內(nèi)外不同地區(qū)的種質(zhì)資源蘇玉糯I號、美國超甜玉米、津鮮I號、掖單13號和掖單4號雜交種、478、黃早四、 U8112自交系、沐陽糯玉米地方品種、太倉糯玉米地方品種等量混合，開放授粉，建立具有每個原始材料所有基因的、用于選育母本自交系的基礎(chǔ)群體A。
從海南省農(nóng)科院、山西省農(nóng)科院、江蘇省農(nóng)科院、登海玉米研究所等單位引進黑珍珠甜玉米、黑(紫)色糯玉米雜交種黑糯I號、黑糯2號、黑糯3號、山西黑糯玉米、中華黑玉米(又名紫香玉)、意大利黑玉米、南韓黑包公糯玉米、墨西哥超大黑玉米等量混合，開放授粉，建立用于選育父本自交系的基礎(chǔ)群體B。
第二步工作建立甜糯玉米輪回選擇群體。
在基礎(chǔ)群體A和基礎(chǔ)群體B中，對籽粒糯性、甜味、禿尖、果皮(種皮厚度)、色澤(顏色)、產(chǎn)量和抗倒性性狀進行5代輪回選擇，分別形成鮮穗外觀品質(zhì)和部分食用品質(zhì)一致、農(nóng)藝性狀有分離的白色甜糯玉米輪回選擇綜合群體A和黑色甜糯玉米輪回選擇綜合群體B。
第三步工作選育甜糯玉米母本自交系和父本自交系。
在白色甜糯玉米輪回選擇綜合群體A中，經(jīng)多代自交得到一系列自交系，黑色甜糯玉米輪回選擇綜合群體B中，經(jīng)多代自交得到一系列自交系。經(jīng)配合力測定和雜交組合鑒定品比，篩選出農(nóng)藝性狀較好、綜合抗性好、適應(yīng)性強、配合力高、株型半緊湊 ，硬粒型，白軸，籽粒白色的甜糯玉米母本自交系4587和農(nóng)藝性狀較好、綜合抗性好、適應(yīng)性強、配合力高、株型半緊湊，硬粒型，白軸，籽粒黑色甜糯玉米父本自交系黑3303。
第四步工作以自交系黑3303作為父，以自交系4587作為母本雜交制種，獲得 4587 X黑3303雜交種。
權(quán)利要求
1.一種黑白雙色甜糯雜交玉米的育種方法，其特征在于包括以下步驟I)選擇不同地區(qū)超甜玉米、糯玉米、高產(chǎn)多抗常規(guī)玉米、高配合力常規(guī)玉米自交系等量混合，開放授粉，建立基礎(chǔ)群體A，選擇不同地區(qū)黑糯玉米種質(zhì)等量混合，開放授粉，建立基礎(chǔ)群體B ；2 )用基礎(chǔ)群體A和基礎(chǔ)群體B，對籽粒糯性、甜味、禿尖、果皮、色澤、產(chǎn)量和抗倒性性狀進行輪回選擇，分別形成白色甜糯玉米輪回選擇群體A和黑色甜糯玉米輪回選擇群體B ；3)用白色甜糯玉米輪回選擇群體A，選育出株型半緊湊，硬粒型，白軸，籽粒白色的甜糯玉米自交系4587，用黑色甜糯玉米輪回選擇群體B，選育出株型半緊湊，硬粒型，白軸，籽粒黑色的甜糯玉米自交系編號為黑3303 ；4)以自交系黑3303作為父本，自交系4587作為母本，雜交制成黑白雙色甜糯玉米雜交種 4587 X 黑 3303。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的黑白雙色甜糯雜交玉米的育種方法，其特征在于選擇蘇玉糯I號、美國超甜玉米、津鮮I號、掖單13號和掖單4號雜交種、478、黃早四、U8I12自交系、沐陽糯玉米地方品種、太倉糯玉米地方品種等量混合，開放授粉，建立基礎(chǔ)群體A ;選擇黑珍珠甜玉米、黑色糯玉米雜交種黑糯I號、黑糯2號、黑糯3號、山西黑糯玉米、中華黑玉米、意大利黑玉米、南韓黑包公糯玉米、墨西哥超大黑玉米等量混合，開放授粉，建立基礎(chǔ)群體B。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的黑白雙色甜糯雜交玉米的育種方法，其特征在于使每個原始材料的所有基因按相同比率進入基礎(chǔ)群體，保證基礎(chǔ)群體的遺傳多樣性；對籽粒糯性、甜味、禿尖、果皮、色澤、產(chǎn)量和抗倒性性狀進行輪回選擇，保證輪回選擇群體A的籽粒為白色，輪回選擇群體B的籽粒為黑色；以自交系黑3303和自交系4587分別作父、母親本， 雜交制成的甜糯玉米雜交種4587 X黑3303的籽粒為黑白雙色，保證了親本自交系及其雜交種均具有控制糯性、甜味的基因，保證了外觀品質(zhì)和食用品質(zhì)優(yōu)良，穩(wěn)定一致，籽粒顏色為黑白雙色。
全文摘要
本發(fā)明公開一種黑白雙色甜糯雜交玉米的育種方法選擇不同地區(qū)超甜玉米、糯玉米、高產(chǎn)多抗常規(guī)玉米、高配合力常規(guī)玉米自交系等量混合，開放授粉，建立基礎(chǔ)群體A，選擇不同地區(qū)黑糯玉米種質(zhì)等量混合，開放授粉，建立基礎(chǔ)群體B。然后對籽粒性狀進行輪回選擇，分別形成白色甜糯玉米輪回選擇群體A和黑色甜糯玉米輪回選擇群體B。經(jīng)多代自交得到一系列自交系。經(jīng)配合力測定和雜交組合鑒定品比，篩選出白色甜糯玉米母本自交系4587和黑色甜糯玉米父本自交系黑3303，獲得4587 X黑3303雜交種。本育種方法保證了親本自交系及其雜交種均具有控制糯性、甜味的基因，保證了雜交種外觀品質(zhì)和食用品質(zhì)優(yōu)良，穩(wěn)定一致，籽粒顏色為黑白雙色。
文檔編號A01H1/02GK102986524SQ201210548459
公開日2013年3月27日 申請日期2012年12月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月17日
發(fā)明者徐勇, 錢虎君 申請人:南京農(nóng)業(yè)大學(xué)