甜玉米育种发展趋势与研究进展 李建生 2013 广州

一、鲜食玉米种类及用途 鲜食玉米是指以不同类型的幼嫩玉米籽粒为对象，以类似蔬菜方式食用的特用玉米。 鲜食玉米主要包括甜玉米，加甜玉米，超甜玉米，糯玉米，及幼玉米笋等。 鲜食玉米既可直接烹调和蒸煮食用，也可以加工成罐头和冷冻食品。

甜玉米鲜穗加工

甜玉米粒加工系列产品

二、鲜食玉米基因型和特点 单基因控制的鲜食玉米 普通甜玉米基因型：su/su，显著提高籽粒糖分含量，尤其是水溶性多糖含量。 超甜玉米基因型：sh2/sh2，籽粒蔗糖的含量是普通玉米的10倍，普甜的2倍，称超甜玉米。尔后发现的bt1/bt1，bt2/bt2表现型与sh2/sh2相同。 糯玉米基因型：wx/wx，其籽粒支链淀粉含量几乎达到100%。

两对基因控制的鲜食玉米 加强甜基因型：su1/ su1；se/se，se是普甜的修饰基因，增加蔗糖的含量，并达到超甜玉米的水平，但是，WSP水平不减少，进一步提高甜玉米的品质。

三对基因控制的鲜食玉米 三基因控制的甜玉米：su/su ；se/se；sh2/sh2 。具有超甜的蔗糖含量的特点，se1基因又增强糖分含量和维持甜度的时间，以及普甜基因su的粘性等优点。

3、国内外鲜食玉米生产概况 美国全球最大的甜玉米生产国和消费国

美国甜玉米消费 根据美国农业部的统计，2006年美国人均消费各类甜玉米11.7公斤。 新鲜甜玉米3.87公斤 冷冻甜玉米4.18公斤 罐头甜玉米3.73公斤。

2006和2007年度美国甜玉米生产 年度 使用类型 收获面积 产量 产值($亿元) 年度 使用类型 收获面积 产量 产值($亿元) 2007 新鲜鲜食 234,400 28,234 6.25 加工速冻 193,300 1,621,970 1.31 加工制罐 174,300 1,275,460 1.05 2006 新鲜鲜食 227,600 26,690 6.11 加工速冻 192,100 1,646,520 1.16 加工制罐 192,600 1,439,030 0.89

美国甜玉米产品价格 鲜食甜玉米每穗价格:$0.225。 加工甜玉米每吨价格:$60.00-$85.00。 整穗速冻玉米每吨价格:$70.00-$85.00。 罐甜玉米每吨价格:$60.00-$82.00。

泰国甜玉米生产 2006年甜玉米种子销量450吨，生产甜玉米产品40万吨，主要是加工制罐出口。 预计未来3年到5年，泰国甜玉米每年将有20%到30%的成长速率，每年甜玉米种子销量达到600吨，生产各类甜玉米50万吨。

欧洲甜玉米生产 荷兰甜玉米生产：荷兰西格斯种业公司培育了高品质甜玉米新品种蜜瑞 (Mirai)，三隐性基因控制。蜜瑞在美国售价是其他玉米的两倍。 匈牙利甜玉米生产：欧洲最大的甜玉米生产国。

我国甜玉米种植面积变化趋势 600 500 300 140

2013 年鲜食玉米活动 5月广西南宁鲜食玉米新品种研讨会，250人 6月湖北武汉甜玉米新品种展示， 7月北京鲜食玉米新品种展示，200人 7月吉林长春鲜食玉米大会，800人 12月10日广东惠州甜玉米研讨会，150人

甜玉米品质特性 商品外观品质 。 食用口感品质 营养品质

商品外观品质：果穗整齐度，果穗秃尖度，籽粒颜色，籽粒排行，子粒色泽，光亮，苞叶长度等。 食用口感品质：子粒柔韧度，糖份的种类及含量，果皮厚度，食后皮渣的感觉，香味等；果皮薄，柔软，果皮细胞的层数大约在4层到18层之间，厚度在75到180微米。 营养品质：维生素A源、维生素E、铁、锌含量等。

种业科技的挑战与机遇 SNP AFLP SSR 分子标记技术已成为种业科技的核心技术

维生素A缺乏症是发展中国家面临的巨大挑战 维生素A缺乏症(VAD)：1.27亿学龄儿童 West K.P. Jr. 2002. The Journal of Nutrition, 132 :2857S-2866S 提高玉米维生素A源的含量是解决贫困人群VA缺乏的有效措施

玉米籽粒类胡萝卜素含量和组分的QTL定位 By804/B73 RILs 201个标记 2年2重复 23个影响组分的QTL 8个影响总含量的QTL 每个QTL解释3.1-27.2%的表型变异 定位了31个影响玉米类胡萝卜素的QTL，包括23个控制组分含量的QTL和8个控制总含量的QTL，每个QTL解释的表型变异在3.1-27.2%之间。 Chander et al. 2008 TAG

八氢番茄红素合成酶 β-胡萝卜素羟化酶 crtRB1 PSY1

玉米类胡萝卜素含量的关联分析及功能标记开发 牻牛儿基牻牛儿基焦磷酸 PSY1 PDS Z-ISO ZDS/CRTISO Fu ZY et al. 2013 TAG 番茄红素 LCYE LCYB γ-胡萝卜素 δ-胡萝卜素 LCYB LCYB α-胡萝卜素 β-胡萝卜素 Yan JB et al. 2010, Nature Genetics Zhou Y et al. 2012 JIPB crtRB1 crtRB3 β-隐黄质 叶黄素前体 CYP97C crtRB 叶黄素 玉米黄质 ABA

PSY1控制胡萝卜素A源的源头 两个多态性位点总共解释14%的维生素A源变异，并使最优和最差单倍型的维生素A源的差异达到3.3倍。 PSY1 Bin 6.04 The haplotype of 5’TE and SNP7 explained 10 and 14% of the phenotypic variance for the content of β-carotene and Pro-vitamin A, respectively PSY1 5’TE: D>I PSY1 SNP7: A>C Fu ZY et al. 2013 TAG

牻牛儿基牻牛儿基焦磷酸 番茄红素 γ-胡萝卜素 δ-胡萝卜素 β-隐黄质 叶黄素前体 叶黄素 玉米黄质 β-胡萝卜素 α-胡萝卜素 ABA PSY1 PDS Z-ISO ZDS/CRTISO Fu ZY et al. 2013 TAG 番茄红素 LCYE LCYB γ-胡萝卜素 δ-胡萝卜素 LCYB LCYB α-胡萝卜素 β-胡萝卜素 Yan JB et al. 2010, Nature Genetics Zhou Y et al. 2012 JIPB crtRB1 crtRB3 β-隐黄质 叶黄素前体 CYP97C crtRB 叶黄素 玉米黄质 ABA

crtRB1 的变异和目标表型相关 显著增加β -胡萝卜素的含量和降低β -胡萝卜素的转换(p< 10-4) Tested across derived and absolute traits, 3 association panels and multiple years 显著增加β -胡萝卜素的含量和降低β -胡萝卜素的转换(p< 10-4) 最好基因型与最差基因型的β -胡萝卜素差异达2.0-5.3 倍(6.50 mg g-1) 在所有关联群体当中，优良等位基因的频率均在5%以下

基于PCR的crtRB1功能标记的开发 crtRB1 5’TE crtRB1 D4 crtRB1 3’TE

热带亚热带与温带玉米种质crtRB1有利等位基因频率 19.0% 5.7%

牻牛儿基牻牛儿基焦磷酸 番茄红素 γ-胡萝卜素 δ-胡萝卜素 β-隐黄质 叶黄素前体 叶黄素 玉米黄质 β-胡萝卜素 α-胡萝卜素 ABA PSY1 PDS Z-ISO ZDS/CRTISO Fu ZY et al. 2013 TAG 番茄红素 LCYE LCYB γ-胡萝卜素 δ-胡萝卜素 LCYB LCYB α-胡萝卜素 β-胡萝卜素 Yan JB et al. 2010, Nature Genetics Zhou Y et al. 2012 JIPB crtRB1 crtRB3 β-隐黄质 叶黄素前体 CYP97C crtRB 叶黄素 玉米黄质 ABA

crtRB3 控制α-胡萝卜素的含量 SNP2172和SNP1343与α-胡萝卜素相关性状显著关联，能够解释8.7%-34.8%的表型变异。 293bp 48bp Zhou Y et al. 2012 JIPB

维生素A源代谢途径3个关健酶基因的 关联分析和功能标记开发汇总 关联性状 功能标记 等位基因a 标记位置 PSY1 总类胡萝卜素 InDel1 0/378 5'UTR SNP7 A/C 第5外显子 crtRB1 β-胡萝卜素 5’TE 397/206/0 InDel4 12/0 第1外显子 3’TE 0/325/1250 3'UTR crtRB3 α-胡萝卜素 SNP2172 G/C 第2内含子

维生素E作为一种脂溶性抗氧化剂，对动脉硬化引起的冠心病、糖尿病等有显著的预防效果，成人每天需15mg/day R3 R2 R1

玉米籽粒维生素E各组分含量的QTL定位 Chander et al. 2008 Mol Breed K22/CI7群体 定位结果 K22/Dan340 群体定位结果

玉米籽粒α-生育酚的 全基因组关联分析 Li et al. 2012 PLoS ONE

中农大甜419 中农大甜419：2008年通过北京市品种审定。 黄色超甜玉米，穗长18.9cm，穗粗4.7cm，穗行数14-16行，粒深1.0cm，出籽率58.5%。

农业部谷物品质检测试中心ND419品质检验结果 粗蛋白% 粗脂肪% 总糖% 还原糖% 蔗糖% 粗淀粉% 赖氨酸% 鲜样 3.45 2.11 8.25 2.6 5.37 5.08 0.10 干基 14.37 8.79 34.38 10.83 22.38 21.16 0.43 ND419区试专家品尝评分结果 年份 品种名 果穗性状 (10分) 籽粒 色泽 果皮柔嫩度 (20分) 风味 30分 甜度 总分 (100分) 位次 2006 ND4419 5.9 7.1 15.0 20.7 20.0 68.7 15 CK 8.0 16.0 24.0 80.0 9 2007 6.7 18.0 24.9 25.4 82.2 1 7.0 14.0 21.0 20.9 69.9 10

玉米籽粒α-生育酚的功能标记 位点 InDel7 InDel118 等位基因 0/7 0/118 位点位置 5'UTR 启动子 等位基因频率 129/315 321/131 P (αT) 2.7 × 10−31 8.6 × 10−22 P (γT) 1.2 × 10−3 1.3 × 10−4 P (TT) 4.0 × 10−1 6.9 × 10−1 P (αT/γT) 2.1 × 10−14 4.3 × 10−23 R2 (αT, %) 26.8 19.3

维生素A源代谢途径三个关健酶基因功能标记的应用总结 材料或标记 使用单位 使用人 B77/KUI3 F3、SC55/KUI3 F3 云南农科院 番兴明 华南农业大学 李小琴 湖北农科院 黄益勤 CrtRB1的5'TE、D4、3'TE CIMMYT Babu Raman 加拿大圭尔夫大学 Burt Andrew PSY1的InDel1、SNP7

高维生素E的甜玉米新品种-中农大419 标红色的为优良等位基因 材料名称 gamma-生育酚 alpha-生育酚 维生素E总含量 419 82.9 21.88 104.78 昌7-2 34.98 8.06 43.04 414 40.10 11.92 52.02 414 419 ch72 M Indel118 Indel7 M 414 419 ch72 Indel118 Indel7 标红色的为优良等位基因

加快我国鲜食玉米发展的建议 育种 栽培 加工运输 市场开发 鲜 食 玉 米 产 业 化 开 发 路 线 图

甜玉米新品种培育 加强中高端甜玉米新品种的培育 加强专用型甜玉米新品种的培育 产量 品质 穗型 +++++ +++ 粒型 甜度 低端 产品 高产 大穗 中低产 中小穗 品质 皮厚 味淡 皮薄 味香 鲜穗型 籽 粒 加工型 穗型 +++++ +++ 粒型 甜度

建议适当改革甜玉米区试标准 鲜穗的产量不应该是高端甜玉米品种的主要指标。 每亩的产值应该是高端甜玉米品种的主要指标。 对于甜玉米的病害需要适当减低通过区试品种的标准。

甜玉米栽培技术 甜玉米作为高附加值的蔬菜/水果，为了保证品质，要加强甜玉米栽培技术的研究 高效栽培，有机栽培，反季节栽培，机概化栽培

加工产品开发 加快甜玉米加工产业的发展，大力开发甜玉米的系列加工产品。 加强甜玉米食品的研究，大力开发甜玉米小食品，美味菜肴。 加强鲜食玉米保鲜技术的研究。

产品市场开发 大力宣传推广鲜食玉米产品，引领鲜食玉米消费。 积极开拓国内和国外两个市场，促进鲜食玉米产业发展。 作为都市农业的首选作物，以大都市为核心逐渐向中小城市发展。

改革让生活更美好！ 鲜食玉米让生活更甜蜜！ 改革让生活更美好！ 鲜食玉米让生活更甜蜜！

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穗长18.97～19.06厘米，穗行数16～18行，籽粒黄白双色，百粒重24.91～27.41克，出苗至采收74.4天。