CN108651270A - 利用花粉共享技术改善鲜食玉米品质的方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于农业新品种选育技术，利用花粉共享技术改善鲜食玉米品质的方法，其包括如下步骤：步骤1)亲本之一选用双隐性甜基因糯基因型的甜糯玉米；步骤2)另一亲本选用同基因型的糯玉米；步骤3)将上述亲本之间进行异花授粉，获得玉米穗。本发明选用相同基因型的甜糯玉米，采用异花授粉的方式，按预想要求达到甜糯粒和糯粒比例合适的鲜食玉米，达到了甜和糯的完美统一。

Description

利用花粉共享技术改善鲜食玉米品质的方法

技术领域

本发明属于农业新品种选育技术，涉及改善鲜食玉米品质的方法，尤其涉及利用花粉共享技术改善鲜食玉米品质的方法。

背景技术

鲜食玉米是指具有特殊风味和品质的幼嫩玉米，也称水果玉米。和普通玉米相比它具有甜、糯、嫩、香等特点。目前中国鲜食玉米一般只是指甜玉米(包括普通甜玉米，加强甜玉米及超甜玉米等各种类型的甜玉米)、糯玉米[指玉米籽粒中淀粉成分100％为支链淀粉(中国型)，淀粉成份96％为支链淀粉(阿根廷型)]及加甜糯玉米(玉米籽粒中既有糯玉米粒，也有甜糯玉米粒)。

目前国内外鲜食玉米的品种很多，适合从南到北各种生态类型和生育期的品种都有，因此，世界各国基本能种玉米的地方均有鲜食玉米的种植。全世界种植鲜食玉米的国家很多，最大的是中国，其次是美国，欧洲国家如法国德国，亚洲的日本、韩国、泰国及我国的台湾也广泛种植。但各国对鲜食玉米的喜好程度各不相同，如美国和欧洲基本上是种植甜玉米，而亚洲国家则不同，南亚国家更喜欢甜玉米，而东北亚则更喜欢糯玉米。

我国是当前世界上种植鲜食玉米最多的国家，据统计有1700万亩(农民日报2015)其中甜玉米种植面积约500万亩，糯玉米种植面积约1100万亩，甜加糯玉米种植面积约100万亩。我国鲜食玉米种植分布也是南甜北糯，南方(主要指长江以南)是以甜玉米生产为主，由其是两广，占我国甜玉米生产的大半。而糯玉米生产主要在北方，东北、河北北部、山西忻州地区及天津周边是我国主要糯玉米生产地区，但近些年长三角地区糯玉米增长速度也很快，已经成为我国糯玉米生产和消费最大的区域。

由于国内南北方口味差异，南甜北糯的格局一直延续，同时只有甜或只有糯的风味确实对玉米食用者来说稍有缺憾，因此加甜糯玉米一经问世就得到了迅速的发展，短短几年时间种植面积就超过了100万亩，目前面积还在迅速扩大当中。但由于加甜糯玉米的产品甜糯粒和糯粒的比例为1:3甜糯粒有时分布不均,而且甜味口感相对较差，使消费者食用中口味变化较大,因此,生产出一种纯甜糯的玉米一直是我国育种工作者的梦想,经过了几十年的努力,目前仍旧没有一种玉米能够达到将甜和糯两种风味完全统一的品种出现.

自上个世纪八十年代开始,我国的科学家们就开始了甜糯玉米育种的尝试,但由于育种资源的缺乏及甜玉米本身的特性(甜玉米,不论是普甜、加强甜、还是超甜，其籽粒都会表现为淀粉含量减少和籽粒皱缩，既使将剩余的淀粉中的直链淀粉都转化为支链淀粉，其糯性仍旧难以被感觉出来)，食用者会感觉到只是皮占比较多(渣滓)。而糯玉米口感好的原因就在于其淀粉含量较高(一般为65％以上)再加上其支链淀粉含量高，粘性增加使得口感较为充实。因此将甜和糯完全整合到一个籽粒中目前还没有实现。现有技术一般采用在同一玉米穗上将甜粒和糯粒混合装配到一起，从而满足既甜又糯的口感。

文献1：鲜食甜加糯玉米广彩甜糯7号的选育及覆膜栽培技术，广州市农业科学研究院王秋燕等；鲜食甜加糯玉米广彩甜糯7号是以09N93为母本，TN54为父本，利用甜质基因sh2与糯质基因wx隐性纯合体彼此间杂交培育而成鲜食玉米杂交种杂交育成的鲜食甜加糯玉米品种，其后代鲜食玉米穗上具有25％超甜粒、75％糯粒。

文献2：CN1242142A,吴子恺以双隐性纯合体为母本或父本，与单隐性纯合体，进行杂交，获得F1代，然后自交获得玉米穗上具有25％超甜粒、75％糯粒的F2代。

文献1-2中的玉米品种口感糯性较好，但是甜度较差。

文献3：糯玉米新品种‘五彩甜糯1号’的选育，上海农业科学院上海市农业科学院韩晴等，‘五彩甜糯1号’‘wh1’是以‘京科糯2000’父本(‘京w’♂)和广州仲恺农业大学引进白色超甜玉米自交系‘仲白甜’(‘H54’)组成选种基础材料自交选白色超甜玉米，并和‘京科糯2000’父本(‘京w’♂)连续二次回交育成含有糯质(wx)基因成分的shshwxwx双隐性白色超甜玉米自交系。该自交系的玉米穗甜度较好，但是糯性较差。

文献4：高油玉米花粉直感对普通玉米籽粒品质的影响，安徽农业科学，刘有军筛选出与高油115花期相遇的普通玉米品种郑单958、富农99-8、豫玉22、农大108和9905，分析它们与高油115杂交后杂交当代籽粒的合油量、赖氨酸含量和蛋白质含量的变化，发现用高油玉米花粉给普通玉米授粉，能有效提高杂交当代籽粒的含油量、赖氨酸含量和蛋白质含量。文献5：“Pollen Xenia Effect of High-oil Maize on Kernel Traits of CommonMaize”，Agricultural Science&Technology,2017,18(10):1867-1869；也报道了类似的现象。

发明内容

为了克服现有技术的缺陷，提供多元化的鲜食玉米产品以满足人们对鲜食玉米甜糯的口感要求，本发明提供了利用花粉共享技术改善鲜食玉米品质的方法。

为了实现上述目的，本发明是通过如下技术方案来实现的：

利用花粉共享技术改善鲜食玉米品质的方法，其包括如下步骤：

步骤1)亲本之一选用双隐性甜基因糯基因型的甜糯玉米；

步骤2)另一亲本选用同基因型的糯玉米；

步骤3)将上述亲本之间进行异花授粉，获得玉米穗；

任选地，

步骤4)对玉米穗进行后续加工的步骤。

进一步地，

所述甜基因为普通甜基因Su、加强甜基因Se、超甜基因sh2、超甜基因bt1或超甜基因bt2，但是并不限于上述甜基因；

优选地，所述甜基因为超甜基因sh2；

所述糯基因为wx。

进一步地，

所述玉米穗为母本产生的玉米穗；还可以包括父本上产生的玉米穗；

其中，母本产生的玉米穗含有的甜糯粒和糯粒两种籽粒，甜糯粒的比例大于25％，糯粒的比例小于75％。

进一步地，

所述步骤1)中的亲本为父本，所述步骤2)中的亲本为母本；

进一步地，

所述步骤1)中的亲本为母本，所述步骤2)中的亲本为父本；

进一步地，

所述异花授粉的方式为：对母本进行完全去雄处理或者部分去雄处理。

进一步地，

所述父本的基因型为sh2sh2wxwx；所述母本的基因型为SH2sh2wxwx。

进一步地，

所述父本的基因型为SH2sh2wxwx；所述母本的基因型为sh2sh2wxwx。

所述对玉米穗进行后续加工的步骤包括对玉米穗进行蒸熟工艺或/和包装工艺。

本发明还要求保护一种鲜食玉米产品，其由上述述的方法获得。

优选地，所述鲜食玉米产品不能用作繁殖材料。

优选地，所述鲜食玉米产品为蒸熟或煮熟的产品。

本发明还要求保护包含上述鲜食玉米产品的食品或保健品。

与现有技术相比较，本发明取得的有益效果主要包括但是并不限于以下几个方面：

本发明通过花粉共享技术提供多元化的鲜食玉米产品，以满足人们对鲜食玉米不同的口感要求；

本发明玉米穗中含有的甜糯粒和糯粒两种籽粒，其中甜糯粒的比例大于25％，糯粒的比例小于75％；分两种方式，其中，第一种方式；糯粒的比例大于等于50％，小于75％，其余为甜粒；第二种方式，糯粒的比例大于0，小于等于50％，其余为糯粒。

本发明选用相同基因型的甜糯玉米，采用异花授粉的方式，按预想要求达到甜糯粒和糯粒比例合适的鲜食玉米，达到了甜和糯的完美统一；

本发明制备的鲜食玉米柔软细腻，糯性强，甜味足，有清香味，咀嚼轻松舒服口感好，适应不同人群的口感需求，市场占有率高。

说明书附图

图1：甜糯粒比例为1:1的鲜食玉米；

图2：甜糯粒比例为1:3的鲜食玉米。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请具体实施例，对本发明进行更加清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

本发明研究的理论基础主要包括：

要将两种性状整合到一个果穗中，首先要使一个玉米果穗中出现甜和糯的基因，这是产生需要性状的基础。甜玉米的基因类型很多(包括普通甜基因Su、加强甜基因Se、超甜基因Sh2、bt1、bt2、包括以后还会发现的新型甜玉米基因)，糯玉米的基因是wx。下面用超甜玉米基因sh2为例来说明本发明使用的方法，(其他基因型的甜玉米用这种方法也可以达到育种目标)。当隐性基因sh2sh2纯合时，表现为甜玉米。当隐性基因wxwx纯合时，表现为糯玉米。有了这两种基因，才能使后代表达出甜，或者糯。

实施例1

利用基因型为sh2sh2wxwx的自交系与普通糯玉米(SH2SH2wxwx)的自交系杂交，选育抗性好，整齐度高，品质好的品种。流程如下：

这种品种的后代表现为加甜糯玉米，即甜糯粒：糯粒＝1：3，具体表现型见表1：

表1 SH2sh2wxwx自交后代表现型

利用上述获得的sh2sh2wxwx双隐性基因型作为授粉者(pollinator，也称作父本)，SH2sh2wxwx糯玉米基因型为受体(receiver，也称作母本)，从而使当代的受体产生的玉米穗的甜糯粒：糯粒≥1:3(最高可达1:1，完全不用受体自身的花粉)。由于受体(receiver)的基因型是SH2sh2wxwx，所以在当代受体所得果穗中表现出两种基因型SH2sh2wxwxt和sh2sh2wxwx，在完全用授粉者的花粉的情况下，这样受体的果穗中甜糯：糯＝1:1(统计数据，实际根据受体配子发育的情况及授粉后生长情况会略有出入)，具体见表2；而这种情况下，授粉者的果穗产生的玉米全部为甜糯粒(sh2sh2wxwx基因型)；当保留部分受体花粉情况下，后代果穗中甜糯粒和糯粒的比例会小于1：1，但是会大于1：3。

表2

实施例2

用双隐性(sh2sh2wxwx包括但不限于这一种超甜玉米基因，其他的甜玉米基因也可以做成双隐性的甜糯玉米杂交种和自交系)当做受体(receiver)，用相同基因型的加甜糯玉米(基因型为SH2sh2wxwx,包括但不限于SH2sh2,其他的甜玉米基因杂合体也包含在内，只要甜玉米基因型和受体一致)做授粉者(pollinator)即可。用SH2sh2wxwx做授粉者，用sh2sh2wxwx做受体授粉后，受体的果穗中基因型后代的表现型如表3所示：

表3

	受体配子sh2wx
		授粉者花粉SH2wx	SH2shwwxwx不甜糯
授粉者花粉sh2wx	sh2sh2wxwx甜糯

后代的基因型是SH2sh2wxwx和sh2sh2wxwx；完全用授粉者的花粉的前提下，后代的果穗甜糯粒：糯粒＝1：1(统计数据，实际根据受体配子发育的情况及授粉时花粉的接受情况会略有出入)；而如果部分使用授粉者花粉(即采用对受体部分去雄，保留部分雄蕊)，这样受体后代的果穗甜糯粒：糯粒的比例会大于1：1。

实施例3

以实施例1的方法为例，选择sh2sh2wxwx双隐性基因型作为授粉者，SH2sh2wxwx糯玉米基因型为受体(京科糯928)，完全采用授粉者的花粉；授粉者和受体混合种植，按照1:3的株比，种植过程中和别的玉米要有300米以上的隔离空间，春播要达到40天以上，夏播也要至少超过30天；收获季，受体玉米穗中的甜糯粒：糯粒＝1：1(整体统计学数据)，而授粉者玉米穗全部为甜糯粒，采收时可以增加产量并增加了产品种类。将受体上所收获的玉米穗置于冷冻并且蒸熟条件，可以明显看到糯粒呈现蜡样，饱满且不透明，甜糯粒由于淀粉含量较低，呈现颜色更深，灰度更大，具体见图1；同时检测了甜糯粒为1:3的鲜食玉米，见图2。

实施例4

玉米感官鉴定试验

待测试样品选择：样品1(甜糯粒：糯粒＝1：3)、样品2(完全为甜糯粒，sh2sh2wxwx双隐性基因型)、样品3(甜糯粒：糯粒＝1：1，实施例3)、样品4为糯玉米：京科糯2000；种植采收方式相同，具有可比性。

处理步骤：每个样品随机编号，各取若干个果穗，大火蒸煮30min，每个果穗切为3块，10位品尝员都应品尝同一玉米的相同部位，以获得较一致的样品感觉。检验开始时，用水漱口，检味时用整个舌面品味，口中停留的时间不宜太长。评价要素将风味品质依次分为糯性、甜度、柔嫩性、细腻度、香味。每项各占10分，总分50分。一级口感应是柔软细腻，糯性强，甜味足，有清香味，咀嚼轻松舒服。品尝鉴定设置3次重复，每次品尝重复之间安排休息5min，计算平均分，最后将打分汇总，具体见表4：

表4

结论分析：本发明鲜食玉米的口感柔软细腻，糯性强，甜味足，柔嫩细腻度好，有清香味，总体得分明显高于其他组，市场前景优于现有鲜食玉米。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (14)

1.利用花粉共享技术改善鲜食玉米品质的方法，其包括如下步骤：

步骤1)亲本之一选用双隐性甜基因糯基因型的甜糯玉米；

步骤2)另一亲本选用同基因型的糯玉米；

步骤3)将上述亲本之间进行异花授粉，获得玉米穗；

任选地，

步骤4)对玉米穗进行后续加工的步骤。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述甜基因为普通甜基因Su、加强甜基因Se、超甜基因sh2、bt1、bt2，但是并不限于上述甜基因。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述糯基因为wx。

4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述甜基因为超甜基因sh2。

5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述玉米穗为母本产生的玉米穗。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述母本产生的玉米穗含有的甜糯粒和糯粒两种籽粒，甜糯粒的比例大于25％，糯粒的比例小于75％。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤1)中的亲本为父本，所述步骤2)中的亲本为母本。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤1)中的亲本为母本，所述步骤2)中的亲本为父本。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述异花授粉的方式为：对母本进行完全去雄处理或者部分去雄处理。

10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述甜糯玉米的基因型为sh2sh2wxwx；所述糯玉米的基因型为SH2sh2wxwx。

11.一种鲜食玉米产品，其由权利要求1-10任其一所述的方法获得。

12.根据权利要求11所述的鲜食玉米产品，其特征在于，所述鲜食玉米产品不能用作繁殖材料。

13.根据权利要求11或12所述的鲜食玉米产品，其特征在于，所述鲜食玉米产品为蒸熟或煮熟的产品。

14.包含权利要求11-13任其一所述鲜食玉米产品的食品或保健品。