武海麗,智建奇,馬淑文,趙 力,趙 鑫,邢榮平
(山西省農業(yè)科學院玉米研究所,山西忻州034000)
玉米是重要的糧、飼、經兼用作物[1-2],是山西省第一大糧食作物[3]。近年來,隨著人們生活水平的提高和膳食結構的改變,對玉米品種的要求已從原來單純追求高產轉向更多地追求品質營養(yǎng)口味[4]。玉米品質育種已逐漸成為育種工作者的研究重點之一。為了深入開展玉米品質育種,筆者對山西省2003~2012年審定玉米品種的容重、粗淀粉、粗蛋白、粗脂肪及賴氨酸含量進行分析,以期為山西玉米的品質遺傳改良提供理論依據。
1.1 試驗材料 以2003~2012年山西省審定的188個普通玉米品種[5-14]為試驗材料,具體見表 1。
表1 2003~2012年山西省審定的普通玉米品種
1.2 試驗方法 在分析2003~2012年山西省審定的188個玉米品種容重、粗蛋白、粗脂肪、粗淀粉及賴氨酸含量的最高值、最低值、平均值等[5-14]的基礎上,分析山西省審定玉米品種主要品質性狀的總體表現(xiàn)和趨勢。
2.1 2003~2012年山西省審定普通玉米品種的粗蛋白含量 從表2和圖1可以看出,2003年11個審定品種粗蛋白含量為8.86% ~11.39%,平均含量為10.09%。其中,粗蛋白含量≥11%的品種有1個,占總數的18.2%,含量最高的為強盛12號,粗蛋白含量為11.39%。2004年17個審定品種粗蛋白質含量為8.87% ~11.97%,平均含量為10.01%。其中,含量≥11%的品種有4個,占總數的23.5%,含量最高的為忻黃單78號,粗蛋白含量為11.97%。2005年13個審定品種的粗蛋白質含量為7.86% ~10.96%,平均含量為8.97%。2006年29個審定品種的粗蛋白質含量為7.62% ~11.97%,平均含量為9.56%。其中,含量≥11%的品種1個,占總數的3.5%,含量最高的為并單6號,粗蛋白含量為11.97%。2007年21個審定品種的粗蛋白質含量為8.9% ~11.43%,平均含量為9.85%。其中,含量≥11%的品種有1個,占總數的4.8%,利瑪217的粗蛋達白含量為11.43%。2008年16個審定品種的粗蛋白質含量為8.55% ~12.05%,平均含量為9.69%。其中,≥11%的品種有1個,屯玉68的粗蛋白含量為12.05%。2009年19個審定品種的粗蛋白質含量為8.47% ~10.76%,平均含量為9.55%。其中,含量≥10%的品種有4個,占總數的21.0%,三元燈392最高,粗蛋白含量達10.76%。2010年28個審定品種的粗蛋白質含量為8.09% ~10.66%,平均含量為9.15%。其中,含量≥10%的品種有2個,占總數的7.1%,誠信16的粗蛋白含量為10.66%。2011年20個審定品種粗蛋白質含量為8.42% ~10.78%,平均含量為9.53%。其中,含量≥10%的品種有4個,占總數的20.0%,鑫豐盛966的粗蛋白含量為10.78%。2012年14個審定品種粗蛋白質含量為7.8% ~10.29%,平均含量為9.06%。其中,粗蛋白含量≥10%的品種有1個,占總數的7.1%,隆平207的粗蛋白含量為10.29%。
表2 2003~2012年山西省審定普通玉米品種的粗蛋白含量分布個
2.2 2003~2012年山西省審定普通玉米品種的粗脂肪含量 從表3和圖2可以看出,2003年11個審定品種粗脂肪含量為3.47% ~4.83%,平均含量為4.28%。其中,粗脂肪含量≥4.5%的品種有4個,占總數的36.4%,含量最高的為太單23,粗脂肪含量達4.83%。2004年17個審定品種的粗脂肪含量為3.04% ~4.84%,平均含量為4.11%。其中,粗脂肪含量≥4.5%的品種有3個,占總數的17.6%,含量最高的為長單46,粗脂肪含量達4.84%。2005年13個審定品種粗脂肪含量為3.54% ~5.05%,平均含量為4.47%。其中,粗脂肪含量≥4.5%的品種有8個,含量最高的是屯玉49,粗脂肪含量達5.05%。2006年29個審定品種的粗脂肪含量為3.23% ~5.3%,平均含量為 4.42%。其中,粗脂肪含量≥4.5%的品種有17個,占總數的58.6%,含量最高的為大豐14,粗脂肪含量達5.30%。2007年21個審定品種的粗脂肪含量在3.55% ~4.71%,平均含量為4.20%。其中,粗脂肪含量≥4.5%的品種有7個,占總數的33.3%,含量最高的為屯玉62,粗脂肪含量達4.77%。2008年16個審定品種的粗脂肪含量為3.95% ~5.36%,平均含量為4.66%。其中,粗脂肪≥4.5%的品種有11個,占總數的68.8%,其中華科1號粗脂肪含量為5.46%。2009年19個審定品種的粗脂肪含量為3.23% ~5.6%,平均含量為4.64%。其中,粗脂肪含量≥4.5%的品種有12個,占總數的63.1%,其中三元燈392粗脂肪含量最高,達5.6%;2010年28個審定品種粗脂肪含量為3.13% ~4.69%,平均含量為4.04%,含量≥4.5% 的品種有4個,占總數的14.3%,潞玉16的粗脂肪含量為4.69%;2011年20個審定品種的粗脂肪含量為3.25% ~5.11%,平均含量為4.29%。其中,粗脂肪含量≥4.5%的品種有6個,占總數的30.0%,晉單79號和奧利18的粗脂肪含量均為5.11%。2012年14個審定品種的粗脂肪含量為3.57% ~4.51%,平均含量為9.06%。其中,粗脂肪含量≥4.5%的品種有1個,占總數的14.3%,瑞普959的粗脂肪含量達4.51%。
表3 2003~2012年山西省審定普通玉米品種的粗脂肪含量分布個
從表4和圖3可以看出,我國現(xiàn)行高淀粉玉米的標準為:淀粉含量≥72%,三級;淀粉含量≥74%,二級;淀粉含量≥76%,一級。2003年11個審定品種粗淀粉含量為69.84% ~73.44%,最高達到國家三級高淀粉玉米水平,平均含量為72.23%;其中,粗淀粉含量≥72%的品種為6個,占總數的63.6%,含量最高的為運單19號。2004年17個審定品種粗淀粉含量為69.66% ~75.24%,最高達到國家二級高淀粉玉米水平,平均含量為72.38%。其中,粗淀粉含量≥74%的品種有3個,占總數的15.8%,含量最高的為品玉3號,是當年唯一一個粗淀粉含量超過75%的品種。2005年13個審定品種粗淀粉含量為64.39% ~74.07%,平均含量為69.15%。其中,粗淀粉含量≥74%的品種有1個,含量最高的為忻玉110,是唯一一個達到二級高淀粉玉米的品種。2006年29個審定品種的粗淀粉含量為67.09% ~76.82%,多年來首次最高達到一級高淀粉玉米水平,平均含量為73.58%。其中,粗淀粉含量≥76%的品種有4個,占總數的13.8%,含量最高的是金洋1號。2007年21個審定品種粗淀粉含量為70.63% ~75.88%,平均含量為73.77%。其中,粗淀粉含量≥74%的品種11個,占總數的72.4%,含量最高的是潞玉5號。2008年16個審定品種粗淀粉含量為 71.12% ~76.55%,最高達到一級高淀粉玉米水平,平均含量為74.40%。其中,粗淀粉≥74%的品種10個,占總數的81.3%,其中粗淀粉含量≥76%的品種2個,占總數的12.5%,晉單62粗淀粉含量最高。2009年19個審定品種粗淀粉含量為70.03% ~75.49%,平均含量為73.19%。其中,粗淀粉含量≥74%的品種有7個,占總數的36.8%,并單390最高。2010年28個審定品種粗淀粉含量為70.18% ~75.80%,平均含量為72.84%;其中粗淀粉含量≥74%的品種有8個,占總數的28.6%,晉單72的粗淀粉含量最高。2011年20個審定品種粗淀粉含量為70.43%~76.14%,平均含量為74.35%。其中,粗淀粉含量≥74%的品種有15個,占總數的75%,晉單83粗淀粉含量最高。2012年14個審定玉米品種的粗淀粉含量為73.01% ~76.28%,平均含量為75.16%。其中,粗淀粉含量≥74%的品種有12個,占總數的85.7%,其中粗淀粉≥76%的品種有4個,占總數的28.6%,福盛園59的粗淀粉含量最高。
因為2009年起山西省不再對參審品種進行賴氨酸含量的測定,因此只對2003~2008年山西省審定普通玉米品種的賴氨酸含量進行分析。從表5和圖4可以看出,2003年11個審定品種賴氨酸含量為0.27% ~0.33%,平均含量為0.30%;其中賴氨酸含量>0.30%的品種為6個,占總數的54.5%,太單23和大豐1號的賴氨酸含量都為0.33%。2004年17個審定品種賴氨酸含量為0.24% ~0.33%,平均含量為0.28%。其中,賴氨酸含量>0.30%的品種為4個,占總數的23.5%,旱玉5號含量最高。2005年13個審定品種賴氨酸含量為0.24% ~0.31%,平均含量為0.255%。其中,賴氨酸含量>0.30%的品種有1個,為晉玉168。2006年29個審定品種賴氨酸含量為0.25% ~0.33%,平均含量為0.283%。其中,賴氨酸有含量>0.30%的品種有3個,賴氨酸最高的為并單6號。2007年21個審定品種賴氨酸含量為0.26% ~0.32%,平均含量為 0.284%。其中,賴氨酸含量>0.30%的品種3個,賴氨酸最高的是豐達1號。2008年16個審定品種的賴氨酸含量為0.25% ~0.33%,平均含量為0.281%;其中,賴氨酸含量>0.30%的品種有2個,賴氨酸含量最高的是屯玉68。
表4 2003~2012年山西省審定普通玉米品種的粗淀粉含量分布個
表5 2003~2008年山西省審定普通玉米賴氨酸含量的分布 個
2.5 2003~2012年山西省審定普通玉米品種的容重 從表6和圖5可以看出,2003年測定容重的山西省審定品種有6個,各品種容重范圍為710~767 g/L,平均容重為745 g/L。其中,容重>750 g/L的品種有4個,容重最高的是并單1號。2004年17個審定品種的容重為666~736 g/L,平均容重為699 g/L。2005年13個審定品種的容重范圍為660~771 g/L,平均容重為709.9 g/L。其中,容量>750 g/L的品種有2個,占當年審定玉米品種總數的15.4%;屯玉42號和并單2號容重都為771 g/L。2006年29個審定品種的容重為680~788 g/L,平均容重為745.4 g/L。其中,容重 >750 g/L的品種有11個,占當年審定玉米品種總數的37.9%,糧山1號的容重最高。2007年21個審定品種的容重為680~760 g/L,平均容重為727.7 g/L。容重>750 g/L的品種3個,占總數的14.3%,福盛園52號和晉單55號的容重并列第一。2008年16個審定品種的容重為636~763 g/L,平均容重為718.2 g/L。容重>750 g/L的品種有4個,占總數的25%,晉單64號的容重最高。2009年19個審定品種的容重為738~829,平均容重為758.4 g/L。容重>750 g/L的的品種有18個,占總數的94.7%,其中容重>780 g/L的品種有10個,占總數的52.6%,忻黃單85和晉單68號位居前2位。2010年28個審定品種的容重為686~799 g/L,平均容重為759.3 g/L,容重 >750 的品種有18 個,占總數的64.3%,其中容重>780 g/L的品種有7個,占總數的25%,晉單76號的容重最高;2011年20個審定品種的容重為740~788 g/L,平均容重為760.9 g/L。容重>750 g/L的品種有14個,占總數的70%,其中容重>780 g/L的品種1個,晉單80號的容重最高,2012年14個審定品種的容重為731~793 g/L,平均容重為756.1 g/L。容重 >750的品種有9個,占總數的64.3%,其中容重>780 g/L的品種2個,瑞普959和潞玉36位居前2位。
表6 2003~2012年山西省審定普通玉米品種的容重分布 個
2009~2012年平均容重都在750 g/L以上,表明從2009年開始山西省審定的普通玉米品種在容重上有了飛躍性提高。
2003~2012年山西省審定玉米品種的容重和粗淀粉含量有升高的趨勢;2003~2012年粗脂肪含量和2003~2008年賴氨酸含量基本無變化;2003~2012年粗蛋白含量沒有明顯的下降趨勢。
2003~2012年山西省審定的玉米品種的容重和粗淀粉含量有升高的趨勢,說明育種工作者在選育高產品種的同時,又重視了對容重和淀粉含量這些品質性狀的選擇。王曉東[15]研究表明淀粉含量、籽粒容重與產量呈正相關關系,而蛋白質、脂肪、賴氨酸含量與產量呈負相關關系。這也解釋了蛋白質、粗脂肪、賴氨酸含量10年來無變化甚至有微小下降的原因。
山西省審定的玉米品種的粗蛋白、粗脂肪、賴氨酸品質性狀沒有根本性改善,優(yōu)質專用型玉米育種力度不大,育成的專用品種較少,粗脂肪和粗蛋白總體沒有明顯變化規(guī)律。這也充分說明品質指標具有相對的穩(wěn)定性,其大小首先由遺傳基因控制,同時環(huán)境的改變也會影響到品質的變化。
面對國際種業(yè)的全面壓境,“十三五”成為我國玉米育種發(fā)展的關鍵時機。為改善山西省普通玉米的品質性狀,應做好以下方面工作:①要利用美國玉米種質脫水快、品質優(yōu)、適宜機械化收獲的特點,對我國的核心種質實施有效改良,提高我國普通玉米的商品品質,為培育優(yōu)質、高產、脫水快、適宜機械化收獲玉米品種打好基礎;②抓好我國玉米農家種優(yōu)異資源的挖掘和再利用,借助分子輔助育種手段,將農家種白馬牙、金皇后等蛋白質含量較高的特性導入我國種質資源中,培育蛋白質含量較高的玉米品種。
[1]白永新,陳保國,張潤生,等.普通玉米品質育種的現(xiàn)狀分析與綜合評價[J].玉米科學,2003,11(2):50 -53.
[2]陳保國,白永新,張潤生,等.山西省普通玉米品質育種分析與評價[J].山西農業(yè)科學,2012,40(6):593 -595.
[3]楊書成,楊振興,宋景楠.“十一五”我國普通玉米品質現(xiàn)狀與分析[J].農業(yè)科技通訊,2011(8):5-7.
[4]孫峰成,趙瑞霞,馮勇,等.內蒙古自治區(qū)玉米雜交種的營養(yǎng)品質及相互關系分析[J].內蒙古農業(yè)科技,2010(1):38-40.
[5]2003年山西玉米審定品種公告[A].2003.
[6]2004年山西玉米審定品種公告[A].2004.
[7]2005年山西玉米審定品種公告[A].2005.
[8]2006年山西玉米審定品種公告[A].2006.
[9]2007年山西玉米審定品種公告[A].2007.
[10]2008年山西玉米審定品種公告[A].2008.
[11]2009年山西玉米審定品種公告[A].2009.
[12]2010年山西玉米審定品種公告[A].2010.
[13]2011年山西玉米審定品種公告[A].2011.
[14]2012年山西玉米審定品種公告[A].2012.
[15]王曉東.我國北方玉米品種及自交系更替過程中產量和生理特性的演進[D].沈陽:沈陽農業(yè)大學,2012.