上海市鮮食玉米育種現狀及展望

李茂柏,樓堅鋒*,王 慧

(1 上海市農業技術推廣服務中心,上海 201103;2 上海市農業科學院,上海 201403)

鮮食玉米是指像水果、蔬菜一樣收獲和食用鮮嫩果穗的一種玉米類型,具有甜、糯、香、嫩等特殊的風味,營養豐富,適口性佳,附加值高,綜合效益好等特點[1]。 近年來,隨著我國經濟的快速發展,城鄉居民生活水平的不斷提高,對優質農產品的需求不斷增多,鮮食玉米越來越受到消費者的青睞。 鮮食玉米產業在促進農業供給側結構性改革、推動鄉村振興戰略中作用日益彰顯,成為區域經濟發展的新增長點。目前,我國鮮食玉米種植面積已突破134 萬hm2[2],上海常年種植面積0.28 萬hm2,產值1.1 億元(人民幣,下同)左右,以鮮食糯玉米為主。 近年來,鮮食玉米種植規模呈持續增長態勢,鮮食玉米成為目前最具競爭優勢和發展潛力的新興農業產業,隨著鮮食玉米產業的升級,消費者對其品種的要求越來越高。 雖然我國是糯玉米的起源地,但早期種植的多為農家品種,2002 年以前,我國僅有‘蘇玉糯1 號’和‘滬玉糯1 號’這2 個鮮食糯玉米品種通過國家審定(以下簡稱國審)。 我國鮮食甜玉米育種起步較晚,至20 世紀80 年代,甜玉米育種才逐漸步入正軌,相繼培育出一系列普通甜玉米,如‘農梅1 號’‘東甜2 號’等品種,90 年代以后,甜玉米育種才在國內廣泛開展[3]。 經過近20 年的科技攻關,2001—2019 年我國鮮食玉米國審品種達226 個,其中糯玉米(含甜加糯)品種141 個,甜玉米品種85 個。 上海是國內較早開展鮮食玉米研究的地區,在糯玉米育種方面,上海市農業科學院作物所選育的‘滬玉糯1 號’于2000 年通過國審,是第二個通過國審的糯玉米品種;在甜玉米育種方面,上海市農業科學院作物所選育的‘農梅1 號’于1984年通過上海審定,該品種適宜制作罐頭,制罐質量可與美國臺爾蒙公司罐頭相媲美[4]。 近年來,在國家和市級財政支持下,上海農業科技自主創新能力提升較快,鮮食玉米育種進展順利,新育成品種在產量、品質等方面均有不同程度的提升。 本研究依據2012—2021 年上海市鮮食玉米品種試驗資料,對近10 年上海全市審定鮮食玉米品種進行評價和分析,并展望上海市鮮食玉米育種發展趨勢。

1 上海市審定鮮食玉米品種的基本情況

1.1 審定品種數量和類型

2012—2021 年上海市共審定鮮食玉米品種78 個,包括糯玉米品種46 個,涵蓋‘申科糯602’為代表的白糯,‘華耘花糯402’為代表的花糯,‘申科甜糯99’為代表的甜糯,‘滬紅糯1 號’為代表的黑糯等類型;甜玉米品種32 個,涵蓋‘白美人’為代表的白甜,‘金銀208’為代表的雙色甜,‘申科甜811’為代表的黃甜等類型。 除2016 年之外,其余9 年都有鮮食玉米品種通過審定,其中2015 年審定品種數量最多,達14個,包括糯玉米品種6 個,甜玉米品種8 個(表1)。

表1 2012—2021 年上海市鮮食玉米品種審定數量Table 1 The number of approved fresh corn varieties in Shanghai from 2012 to 2021 個

1.2 選育單位情況

從選育單位性質來看,上海市農業科學院等科研院所選育的品種20 個,占25.6%;種業企業選育的品種58 個,占74.4%。 從選育單位注冊地來看,國內育種單位選育品種76 個,占97.4%,其中上海市選育的品種53 個,占67.9%;外省市選育的品種23 個,占29.5%;國外企業選育品種2 個,占2.6%。 從審定品種數量來看,科研院所中上海市農業科學院選育的品種最多,達17 個;種業企業中上海華耘種業有限公司選育的品種最多,達9 個。 總體來說,企業育成品種占比上升較快,科研院所育成品種占比有所回落。

2 上海市審定鮮食玉米品種的主要性狀

2.1 生育期分析

2012—2021 年上海市鮮食糯玉米審定品種平均生育期為80.7—87.1 d(表2),大部分品種生育期為80.0—90.0 d,低于80 d 的品種只有1 個,為2021 年審定的‘瑞禾早糯’,生育期為79.7 d;2015 年審定的‘連玉糯1 號’生育期最長,為89.4 d。 甜玉米平均生育期為77.8—86.0 d,其中11 個品種生育期為75.0—80.0 d,2021 年審定的‘白美人’生育期最短為75.3 d,2015 年審定的‘先甜5 號’生育期最長為91.0 d。 總體而言,近年育成品種生育期有所變短,早熟、優質品種占比上升較快。

表2 2012—2021 年上海市鮮食玉米審定品種主要農藝性狀Table 2 Main agronomic characteristics of approved fresh corn varieties in Shanghai from 2012 to 2021

2.2 農藝性狀分析

由表2 可知,2012—2021 年上海市鮮食糯玉米審定品種平均株高為188.4—191.6 cm,平均穗位高為59.0—91.1 cm,年度間具有一定的變化。 平均穗長為16.1—19.9 cm,大部分年份為18.1—19.9 cm,穗粗為4.8—5.1 cm,變化不大。 鮮百粒重為30.9—38.6 g,出籽率為63.2%—69.1%。 2012—2021 年上海市鮮食甜玉米審定品種平均株高為177.0—233.0 cm,大部分年份為210.0—220.0 cm,平均穗位高為43.0—102.2 cm,年度間變化較大。 平均穗長為18.1—20.2 cm,大部分年份為18—19 cm,穗粗為4.6—5.0 cm,變化不大。 鮮百粒重為30.8—38.0 g,出籽率為57.2%—73.9%。

2.3 品質分析

2012—2021 年上海市鮮食糯玉米審定品種平均品質評分為82.9—86.9 分,2012—2021 年上海市鮮食甜玉米審定品種平均品質評分為83.9—89.3 分,總體來看,近10 年審定鮮食玉米品種品質評分逐年提高(表2)。

2.4 產量水平

由表2 可知,2012—2021 年上海市鮮食糯玉米審定品種平均產量為11 509.1—14 924.2 kg∕hm2,10 年間產量水平提高了2 000—3 000 kg∕hm2,其中2013 年審定的‘華耘黑糯501’產量最低,為10 360.7 kg∕hm2,2020 年審定的‘華耐彩甜糯102’產量最高,為16 452.0 kg∕hm2。 2012—2021 年上海市鮮食甜玉米審定品種平均產量為12 748.3—15 076.5 kg∕hm2,10 年間產量水平提高了1 000—2 000 kg∕hm2,其中2013 年審定的‘金銀208’產量最低,為10 710.0 kg∕hm2,2013 年審定的‘申科甜1 號’產量最高,為14 836.5 kg∕hm2。

3 審定品種主要成效

3.1 新品種助力鮮食玉米增產增效

鮮食玉米是上海重要的農作物之一,2002 年審定的‘中糯2 號’和2005 年審定的‘彩糯2 號’是上海玉米主栽品種,這2 個品種審定時間較早,品質和產量已不能滿足當前上海鮮食玉米產業多樣化、市場化的需求。 新審定的‘申科糯’系列、‘滬玉糯’系列、‘申糯’系列白糯品種,‘天彩2 號’‘滬紫黑糯1 號’‘華耘黑糯501’‘滬紅糯1 號’等彩糯品種,‘申科甜糯99’‘和甜糯一號’等甜糯品種,‘申科甜’系列、‘金銀208’等甜玉米品種填補了市場品種需求。 這些優質、特色鮮食玉米品種的推廣運用,加上標準化栽培技術的示范普及,帶動了種植農戶規范化種植、品牌化銷售,確保了上海鮮食玉米的品質,滿足了廣大市民對優質鮮食玉米的需求,同時也極大促進了上海鮮食玉米產業的發展。 目前全市玉米春播和秋播平均產量都超過了11 000 kg∕hm2,平均產值超過40 000 元∕hm2,全市鮮食玉米年總產值超過1.1 億元。

3.2 促進鮮食玉米品種品質提升

近年來,隨著國民經濟的快速發展,城鄉居民膳食狀況明顯改善,市場對鮮食玉米品質要求日益提高,除了關注糯性、甜度、皮渣率、獨特風味等指標外,花青素、葉酸等特殊營養成分也成為市場選擇鮮食玉米輔助指標。 在此需求下,育種專家以國內外優異種質為基礎,開展重要農藝性狀特異分子標記開發,集成建立鮮食玉米高效分子育種技術體系,成功選育了‘天彩2 號’‘華耘黑糯501’‘滬紅糯1 號’等富含花青素的彩糯品種,‘申科糯601’等高葉酸含量品種,‘滬雪甜1 號’等優質甜玉米品種。

3.3 推動上海農業科技成果轉化

2016 年原上海市農業委員會、上海市科學技術委員會、上海市財政局、上海市教育委員會、上海市人力資源和社會保障局等單位聯合發布了《上海市關于開展種業人才發展和科研成果權益改革試點工作方案》,對開展試點的科研成果范圍、科研成果交易方式、科研成果權益分配等作了明確規定[5]。 在此契機下,上海市農業科學院率先啟動了育種創新成果的轉化應用,并和上海華耘種業有限公司、上?；莺头N業有限公司等單位就‘申科糯1 號’‘申科糯602’‘申科甜811’‘滬紅糯1 號’等品種簽署了合作開發協議,促進了上海市農業科技成果轉化。

4 上海鮮食玉米發展趨勢探討

4.1 加強種質資源的收集、改良和利用

糯玉米是玉米在16 世紀引入中國種植后發生變異而形成的一種新玉米類型,中國西南地區是公認的糯玉米起源中心,我國史籍在1760 年之前就有黏玉米的記載[5]。 糯玉米雖然起源于我國,但國內糯玉米育種起步較晚,直至20 世紀70 年代,我國才開始糯質玉米的雜交育種研究工作。 甜玉米主要有普甜型、加強型和超甜型三種類型,1844 年美國就育成了第一個甜玉米品種Darling Early[6]。 國內鮮食甜玉米推廣起步同樣較晚,20 世紀80 年代末,上海開始引進美國甜玉米品種、美國設備和美國加工工藝,代表我國真正意義上的現代甜玉米加工時代的開端[7]。 近年來,國內鮮食玉米育種雖然取得了一定進展,但因親本材料遺傳基礎狹窄,育成品種“同質化”現象嚴重,真正達到優質、多抗、穩產的品種并不多。 因此,收集國內外玉米種質資源,通過種植精準鑒定評價其綜合農藝性狀和抗逆性,篩選、利用、改良這些種質資源,是創制優良育種中間材料和推動新品種選育的基礎。

4.2 發揮上?？蒲屑夹g優勢,創新育種技術

由于我國鮮食玉米的開發利用起步晚,基礎研究和技術條件有限,導致在種質資源創新和育種技術方面相對落后,對于育種材料的篩選大多停留在以表型選擇為主的傳統模式,而表型和基因型明確的優異種質極度缺乏。 再者,在鮮食玉米種質改良過程中,目前大多仍采用回交轉育、雜交選育、直接選系等常規育種方法創制育種材料,在品質、產量、抗性聚合育種方面進展較慢。 因此,開展鮮食玉米雙單倍體育種、分子標記輔助選擇育種、多基因聚合分子設計育種等研究,結合基因組學和遺傳定位知識,通過對核心種質進行基因型分析和測交試驗,篩選鮮食玉米雜種優勢類群,創新育種材料,選配強優勢鮮食玉米品種。

4.3 加快優質、特色新品種的選育

隨著城鄉居民生活水平的不斷提高和消費理念的轉變,市場對優質特色的鮮食玉米需求不斷增大,黑糯、紫甜糯等特色糯玉米,及皮薄渣少、糖度高的甜玉米,雖然市場售價較高,但仍深受市民追捧。 因此,加快早熟、糯性好、花青素等特殊養分含量高、風味佳的糯玉米品種,及早熟、皮渣率低、糖度高、口感爽脆、風味佳的鮮食甜玉米品種選育,是未來鮮食玉米品種選育的重要方向。

4.4 深化科企合作,加快商業化育種步伐

目前,上海直接從事鮮食玉米品種選育和經營的企業發展到10 多家,但育種團隊普遍較小,技術力量薄弱,種質資源相對缺乏,不利于開展現代規?；N研發工作,育成的品種與國內主推品種相比有一定差距。 通過科企緊密合作能從協同攻關和機制創新方面促進我國科技資源的合理配置,提升適合市場需求的科技成果產出,實現好成果的高效轉化[8]。 國務院《深化種業體制改革提高創新能力的意見》[國辦發(2013)109 號]提出推動育種人才、技術、資源依法向企業流動,促進產學研結合,提高企業自主創新能力,構建商業化育種體系。 強化種業科企合作,充分發揮上?？蒲袡C構的資源優勢、技術優勢,發揮種業企業的資金優勢、市場開發優勢,共同創建育種研發與應用平臺,共同投入、聯合開發、優勢互補、利益共享,提高品種創新的質量,加快鮮食玉米商業化育種速度和效率。