专利名称：一种黑白双色甜糯杂交玉米的育种方法
—种黑白双色甜糯杂交玉米的育种方法技术领域：
本发明涉及一种黑白双色甜糯杂交玉米的育种方法。二、背景技术
本世纪以来，我国人民生活质量不断提高，对食品的口味和营养保健价值越来越讲究。为了满足人们不断增长的对高质量、多元化食品的需求，改善人民生活质量和饮食习惯，甜糯玉米育种研究和新品种开发也得到迅猛的发展。国内甜糯玉米育种工作是从20 世纪80年代中期起步，与国外相比迟20-30年。但由于鲜食糯玉米作为食品加工原料、蔬菜、休闲方便食品等，随着社会经济的发展，种植业结构的调整，近年来生产面积逐步增加， 上升势头强劲。
糯玉米是受隐性突变基因wx ( Waxy endosperm)控制的普通玉米突变再经人工选育的新类型，其籽粒胚乳为100%的支链淀粉，具有营养成分高、食用风味好、加工方便等优良特性。我国甜糯玉米的育种方向是培育带有甜玉米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)的优质甜糯玉米新品种，适应市场对高品质农产品的需求，可提高外销竞争力。国内鲜食甜糯玉米育种、生产和加工发展较快，育成了黄糯、白糯、花糯、 黑糯等一系列优良糯玉米品种。江苏省鲜食甜糯玉米育种开展较早，20世纪80年代沿江地区农科所育成了苏玉糯I号、淮阴农科所育成了苏甜6号。“十五”期间江苏省农科院育成了江南花糯、南京农业大学育成了紫玉糯、沿江地区农科所育成了苏玉糯9号等甜糯鲜食玉米，使我省鲜食甜糯玉米育种在全国处于领先水平。
黑玉米是玉米的一种特殊类型，其籽粒角质层不同程度地沉淀黑色素，外观乌黑发亮。黑玉米不仅色泽独特，而且营养丰富，香黏可口，最宜鲜食。籽粒富含水溶性黑色素及各种人体必需的微量元素、植物蛋白质和各种氨基酸，营养含量明显高于其他谷类作物 。以其为主要原料加工的”黑玉米粥”、”黑玉米糊”、”软包装鲜嫩玉米棒”等更是走俏市场。黑糯玉米鲜籽粒中硒、锌等微量元素和天然黑色素含量高于自糯玉米，具有较高的价养价值，倍受消费者青睐。目前甜糯玉米品种主要为白色、黄色，也有少量黑糯玉米，但黑糯玉米鲜籽粒种皮普遍比白糯玉米种皮厚，口感相对较差。甜糯玉米种皮越薄，籽粒质地越柔嫩，口感越好。一些研究表明胚乳突变基因对种皮厚度有显著影响(Helm等，1970、Tracy和Schmidt 等，1987)，但种皮厚度的遗传控制未见报道。三、发明内容
本发明的目的在于针对我国目前生产上应用的黑糯玉米品种种皮较厚、口感较差的现状，提供一种选育甜糯杂交玉米新组合的育种方法，育成高品质黑白双色甜糯玉米杂交种。
本发明的目的通过以下技术方案实现
—种黑白双色甜糯杂交玉米的育种方法，包括以下步骤
I)选择不同地区超甜玉米、糯玉米、高产多抗常规玉米、高配合力常规玉米自交系等量混合，开放授粉，建立基础群体A，选择不同地区黑糯玉米种质等量混合，开放授粉，建立基础群体B ；
2)用基础群体A和基础群体B，对籽粒糯性、甜味、秃尖、果皮、色泽、产量和抗倒性性状进行轮回选择，分别形成白色甜糯玉米轮回选择群体A和黑色甜糯玉米轮回选择群体 B ；
3)用白色甜糯玉米轮回选择群体A，选育出株型半紧凑，硬粒型，白轴，籽粒白色的甜糯玉米自交系4587，用黑色甜糯玉米轮回选择群体B，选育出株型半紧凑，硬粒型，白轴， 籽粒黑色的甜糯玉米自交系编号为黑3303 ；
4)以自交系黑3303作为父本，自交系4587作为母本，杂交制成黑白双色甜糯玉米杂交种4587 X黑3303。
优选的，选择苏玉糯I号、美国超甜玉米、津鲜I号、掖单13号和掖单4号杂交种、 478、黄早四、U8I12自交系、沐阳糯玉米地方品种、太仓糯玉米地方品种等量混合，开放授粉，建立基础群体A ;选择黑珍珠甜玉米、黑(紫)色糯玉米杂交种黑糯I号、黑糯2号、黑糯 3号、山西黑糯玉米、中华黑玉米(又名紫香玉)、意大利黑玉米、南韩黑包公糯玉米、墨西哥超大黑玉米等量混合，开放授粉，建立基础群体B。
将所选择的玉米种质等量混合，开放授粉，使每个原始材料的所有基因按相同比率进入基础群体，保证基础群体的遗传多样性；对籽粒糯性、甜味、秃尖、果皮、色泽、产量和抗倒性性状进行轮回选择，保证轮回选择群体A的籽粒为白色，轮回选择群体B的籽粒为黑色；以自交系黑3303和自交系4587分别作父、母亲本，杂交制成的甜糯玉米杂交种4587 X黑3303的籽粒为黑白双色，保证了亲本自交系及其杂交种均具有控制糯性、甜味的基因， 保证了外观品质和食用品质优良，稳定一致，籽粒颜色为黑白双色。
本发明技术方案的详细步骤为
1、母本自交系选育。引进国内外不同地区的甜玉米、超甜玉米、糯玉米、有色玉米、 高产多抗常规玉米、高配合力常规玉米自交系种质资源，包括苏玉糯I号、美国超甜玉米、 津鲜I号、掖单13号和掖单4号杂交种、478、黄早四、U8112自交系、沐阳糯玉米地方品种、 太仓糯玉米地方品种等量混合，开放授粉，建立基础群体A，使每个原始材料的所有基因按相同比率进入基础群体，保证基础群体的遗传多样性。然后对籽粒糯性、甜味、秃尖、果皮 (种皮厚度)、色泽(颜色)、产量和抗倒性性状进行多次轮回选择，形成白色甜糯玉米轮回选择综合群体A。在该群体中玉米鲜穗部分食用品质性状稳定一致，但农艺性状有差异。经多代自交得到一系列自交系，自交系经配合力测定，选育出株型半紧凑，硬粒型，白轴，籽粒白色的编号为4587的株系，又于2004年到2006年经过江苏和海南连续多代套袋自交而成。
2、父本自交系选育。从海南省农科院、山西省农科院、江苏省农科院、登海玉米研究所等单位引进黑珍珠甜玉米、黑(紫)色糯玉米杂交种黑糯I号、黑糯2号、黑糯3号、山西黑糯玉米、中华黑玉米(又名紫香玉)、意大利黑玉米、南韩黑包公糯玉米、墨西哥超大黑玉米等量 混合，开放授粉，建立基础群体B，使每个原始材料的所有基因按相同比率进入基础群体，保证基础群体的遗传多样性。然后对籽粒糯性、甜味、秃尖、果皮(种皮厚度)、色泽(颜色)、产量和抗倒性性状进行多次轮回选择，建立黑色甜糯玉米轮回选择综合群体B。经多代自交得到一系列自交系，自交系经配合力测定，选育出株型半紧凑，硬粒型，白轴，籽粒黑色的编号为黑3303的株系。
3、黑白双色甜糯玉米杂交种选育。以自交系黑3303和自交系4587分别作父、母亲本，杂交育成高品质黑白双色甜糯玉米杂交种4587 X黑3303。
本发明的有益效果
1.外观品质和食用品质优良。应用本发明方法育成的4587 X黑3303杂交种外观质量和食用品质性状优于对照苏玉糯5号，鲜穗种皮比一般黑糯玉米薄，口感较好。苏玉糯5号籽粒颜色为白色，糯性和甜度中等；4587 X黑3303杂交种籽粒颜色为黑白双色，鲜穗鼓粒后经煮熟色泽鲜亮，甜度高，甜度维持期长，蕊嫩且甜，蕊细，出籽率高，略带香味。4587 X黑3303杂交种另外一个显著特点是鲜穗鼓粒前期种皮颜色白色，甜度更高；中期种皮颜色颜色为白色和浅黑色随机分布，既甜又香；后期种皮颜色白色和紫黑色，黑白双色鲜明， 甜味下降，香味和糯性增强。因此，可根据不同地区的食用习惯选择合适的采摘时期。品质检测情况该品种糯性好，皮薄，甜度适中。
2.外观品质和食用品质稳定一致，主要农艺性状优良，表现为高产、稳产。由于建成基础群体所选择的种质包括了部分高产多抗常规玉米和高配合力常规玉米自交系，在轮回选择群体中选出了农艺性状较好、综合抗性较好、配合力较高的母本自交系4587和父本自交系黑3303，保证了 4587 X黑3303杂交种的高产和稳产特性。4587 X黑3303杂交种出苗整齐，苗势强，叶鞘紫色，叶片绿色。株型半紧凑。花药黄色，花丝白色，果穗短筒型，鲜穗籽粒花(黑、白相间)色，硬粒型，糯质。穗轴白色。株高240厘米，穗位110厘米，成株叶片数18-19片，穗长19厘米，穗粒4. 5厘米，每穗14行左右，每行36粒，春播从播种到鲜穗采收约95天。试验产量情况2011-2012年品比试验，平均亩产826公斤，比对照苏玉糯5号增产7. 3%。抗性鉴定情况该品种中抗大小斑病,纹枯病轻,抗茎腐病,抗倒性,适应性强。
3杂交制种产量高。用本发明方法育成的父本自交系黑3303花药大，花粉量多，母本自交 系4587农艺性状好，籽粒产量高。制种试验表明4587 X黑3303制种田结实率高， 春制亩产高达200-250公斤，保证了制种成本较低，有利于大量制种和大面积推广。四
图1 4587 X黑3303杂交种的育种系谱图。五具体实施方式
如图1所示的应用本发明方法选育4587 X黑3303杂交种的具体步骤
第一步工作建立基础群体。
按育种目标(选育高产、稳产、综合抗性好、适应性强、食用品质优的黑白双色甜糯杂交玉米)，选择具有高食用品质性状和丰产性、稳产性、适应性强的国内外不同地区的种质资源苏玉糯I号、美国超甜玉米、津鲜I号、掖单13号和掖单4号杂交种、478、黄早四、 U8112自交系、沐阳糯玉米地方品种、太仓糯玉米地方品种等量混合，开放授粉，建立具有每个原始材料所有基因的、用于选育母本自交系的基础群体A。
从海南省农科院、山西省农科院、江苏省农科院、登海玉米研究所等单位引进黑珍珠甜玉米、黑(紫)色糯玉米杂交种黑糯I号、黑糯2号、黑糯3号、山西黑糯玉米、中华黑玉米(又名紫香玉)、意大利黑玉米、南韩黑包公糯玉米、墨西哥超大黑玉米等量混合，开放授粉，建立用于选育父本自交系的基础群体B。
第二步工作建立甜糯玉米轮回选择群体。
在基础群体A和基础群体B中，对籽粒糯性、甜味、秃尖、果皮(种皮厚度)、色泽(颜色)、产量和抗倒性性状进行5代轮回选择，分别形成鲜穗外观品质和部分食用品质一致、农艺性状有分离的白色甜糯玉米轮回选择综合群体A和黑色甜糯玉米轮回选择综合群体B。
第三步工作选育甜糯玉米母本自交系和父本自交系。
在白色甜糯玉米轮回选择综合群体A中，经多代自交得到一系列自交系，黑色甜糯玉米轮回选择综合群体B中，经多代自交得到一系列自交系。经配合力测定和杂交组合鉴定品比，筛选出农艺性状较好、综合抗性好、适应性强、配合力高、株型半紧凑 ，硬粒型，白轴，籽粒白色的甜糯玉米母本自交系4587和农艺性状较好、综合抗性好、适应性强、配合力高、株型半紧凑，硬粒型，白轴，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作为父，以自交系4587作为母本杂交制种，获得 4587 X黑3303杂交种。
权利要求
1.一种黑白双色甜糯杂交玉米的育种方法，其特征在于包括以下步骤I)选择不同地区超甜玉米、糯玉米、高产多抗常规玉米、高配合力常规玉米自交系等量混合，开放授粉，建立基础群体A，选择不同地区黑糯玉米种质等量混合，开放授粉，建立基础群体B ；2 )用基础群体A和基础群体B，对籽粒糯性、甜味、秃尖、果皮、色泽、产量和抗倒性性状进行轮回选择，分别形成白色甜糯玉米轮回选择群体A和黑色甜糯玉米轮回选择群体B ；3)用白色甜糯玉米轮回选择群体A，选育出株型半紧凑，硬粒型，白轴，籽粒白色的甜糯玉米自交系4587，用黑色甜糯玉米轮回选择群体B，选育出株型半紧凑，硬粒型，白轴，籽粒黑色的甜糯玉米自交系编号为黑3303 ；4)以自交系黑3303作为父本，自交系4587作为母本，杂交制成黑白双色甜糯玉米杂交种 4587 X 黑 3303。
2.根据权利要求1所述的黑白双色甜糯杂交玉米的育种方法，其特征在于选择苏玉糯I号、美国超甜玉米、津鲜I号、掖单13号和掖单4号杂交种、478、黄早四、U8I12自交系、沐阳糯玉米地方品种、太仓糯玉米地方品种等量混合，开放授粉，建立基础群体A ;选择黑珍珠甜玉米、黑色糯玉米杂交种黑糯I号、黑糯2号、黑糯3号、山西黑糯玉米、中华黑玉米、意大利黑玉米、南韩黑包公糯玉米、墨西哥超大黑玉米等量混合，开放授粉，建立基础群体B。
3.根据权利要求1或2所述的黑白双色甜糯杂交玉米的育种方法，其特征在于使每个原始材料的所有基因按相同比率进入基础群体，保证基础群体的遗传多样性；对籽粒糯性、甜味、秃尖、果皮、色泽、产量和抗倒性性状进行轮回选择，保证轮回选择群体A的籽粒为白色，轮回选择群体B的籽粒为黑色；以自交系黑3303和自交系4587分别作父、母亲本， 杂交制成的甜糯玉米杂交种4587 X黑3303的籽粒为黑白双色，保证了亲本自交系及其杂交种均具有控制糯性、甜味的基因，保证了外观品质和食用品质优良，稳定一致，籽粒颜色为黑白双色。
全文摘要
本发明公开一种黑白双色甜糯杂交玉米的育种方法选择不同地区超甜玉米、糯玉米、高产多抗常规玉米、高配合力常规玉米自交系等量混合，开放授粉，建立基础群体A，选择不同地区黑糯玉米种质等量混合，开放授粉，建立基础群体B。然后对籽粒性状进行轮回选择，分别形成白色甜糯玉米轮回选择群体A和黑色甜糯玉米轮回选择群体B。经多代自交得到一系列自交系。经配合力测定和杂交组合鉴定品比，筛选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，获得4587 X黑3303杂交种。本育种方法保证了亲本自交系及其杂交种均具有控制糯性、甜味的基因，保证了杂交种外观品质和食用品质优良，稳定一致，籽粒颜色为黑白双色。
文档编号A01H1/02GK102986524SQ201210548459
公开日2013年3月27日 申请日期2012年12月17日 优先权日2012年12月17日
发明者徐勇, 钱虎君 申请人:南京农业大学