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2013年全国南方玉米区试培训
我国南方甜玉米育种现状及趋势
胡建广 研究员
广东省农业科学院作物研究所
主要内容
• 甜玉米简介
• 甜玉米研究现状
• 广东省产业发展概况
• 问题与不足
• 对策与建议
遗传基因控制性状
•
•
•
•
•
甜玉米甜分浓度:
– 超甜: bt1, bt2, and sh2 （40% - 65%）
– 加强甜: su1 + se1 （25%）
– 普甜: su1, su2, su3, sh1 （20% - 30%）
适口性: 纤维及果肉，bm1, bm2, bm3. bm4
果皮厚薄：单层或多层细胞
果皮颜色： P 基因
口感: 淀粉特性 ae1, du1, su2, wx
香味: 硫化氢，甲乙烷，乙醛，乙醇，乙乙烷
，二甲基硫（玉米香味）
玉米淀粉突变基因
su1
甜
sh1
sh2
超甜
wx1
糯
du1
ae1
高直链
玉米淀粉突变基因
甜玉米的营养价值
• 甜玉米是一种高档保健食品，每100克鲜果穗含蛋白质
3.2克，脂肪1.2克，碳水化合物19克，纤维素0.7克，
维生素A：281国际单位，维生素C：7mg,钙：2mg，磷
：89mg，锌：45mg。
• 甜玉米中还富含抗氧化物维生素Ｅ和微量元素硒，硒
有助于吸收维生素Ｅ。而维生素Ｅ可以防止皮肤出现
皱纹，并可通过生殖腺增加荷尔蒙的分泌，改善性能
力，预防小产。
• 硒是最有效的防癌元素之一。当硒与维生素Ｅ联合作
用时，能防止十多种癌瘤，尤其是最常见的乳房癌和
直肠癌。另外，这种元素还可以调节甲状腺的工作，
防止白内障的发生。
鲜食玉米的品质要求
• 商品外观品质:果穗整齐度，果穗秃
尖度，籽粒颜色，籽粒排行等。
• 甜度，风味品质：甜度，不同的香味
。
• 口感品质：果皮薄，柔软，果肉嫰脆
，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。
甜玉米的品质
甜玉米的品质要求高。产量低一点不会影响销售
。一般的要求是果穗及籽粒外观良好，籽粒颜
色好看，排列整齐。没有病虫害。果皮薄，柔
软，果肉嫰脆，口感好，糖度高，淀粉含量少
，味道好。採收期在授粉后20到24天最好 。
超甜或 三合甜，种子淀粉的含量及种子重量明
显降低。糖分的浓度增加。果肉细胞组织口感
软嫰的程度增加。种子发芽率呈降低的趋势。
某些甜玉米籽粒在速冻或製罐后，颜色会从黄
色变成褐色，白色变成灰色或淡褐色，影响产
品外观。
鲜食玉米的品质测定
甜玉米的商品形式
1、鲜苞
直接蒸煮食用
2、籽粒加工
包括：玉米粒、玉米羹、
速冻籽粒和玉米汁等
3、鲜笋
蔬菜用—新鲜炒食 玉米笋罐头
4、茎叶
优质青饲料
蜜瑞三合甜
甜玉米加流程厂和加工产品
甜玉米分布
全世界美国面积最大，年面积600万亩
欧洲的匈牙利、法国面积最大
非洲的尼日利亚、南非、喀麦隆等面积最
大
• 亚洲的传统大国为泰国，出口量世界第4位
• 中国是最近10年来才发展起来，已经位居世
界第2位，2008年种植面积386.9万亩。
世界鲜玉米生产概况
国家
美国
墨西哥
法国
匈亚利
秘鲁
印尼
泰国
中国
面积(公顷, 2008年) 产量(公吨) 估计
240,130
3,888,080
56,363
610,593
25,599
521,916
32,000
514,000
41,321
332,255
91,000
332,000
38,000
305,000
200,000
1,900,500
美国鲜食玉米生产现况
年 使用 种植面积(英亩) 收获面积(英亩) 产量
产值(千元)
2008 鲜食
246,600
232,780
29,068
752,651
速冻
188,550
183,800
1,476,720
177,515
製罐
188,200
176,800
1,355,770
152,814
2007 鲜食
248,400
234,000
28,504
646,374
速冻
200,100
193,300
1,621,970
131,259
製罐
180,000
174,300
1,275,460
105,649
2006 鲜食
249,500
227,600
26,690
610,885
速冻
196,800
192,100
1,646,520
116,172
製罐
197,600
192,600
1,439,030
89,793
新鲜玉米产量是十万穗的重量。加工玉米的产量是公噸。每一英
亩生产12,500鲜穗，8.03噸冷冻或7.67噸製罐玉米。
美国鲜食玉米销售价格
鲜食玉米每百穗的销售价格大约是$22.50美元。
每穗的价格是0.225美元,合人民币1.4元/穗。
加工鲜食玉米每一吨价格是$60.00到$85.00美元
之间。
整穗速冻玉米的外观要良好。因此速冻玉米价格
比製罐玉米价格要高。 一般来说，
每一吨速冻鲜食玉米的价格是$70.00到$85.00美
元。
每一吨製罐鲜食玉米的价格是$60.00到$82.00美
元。
我国甜玉米产区分布
2008年中国甜玉米种植面积分布
3% 2%
5%
4%
6%
56%
16%
8%
广东
广西
云南
浙江
福建
湖北
河北
其他
黑龙江
吉林
新疆
辽宁
甘肃
北京
内蒙古
天津
河北
宁夏
青海
山西
陕西
山东
河南
西藏
湖北
四川
江苏
上海
安徽
江西
浙江
湖南
贵州
福建
云南
广东
广西
海南
•
形成了以广东为中心，包括云南、广西、四川等省区的华南鲜食甜玉米产
业带
美国鲜食玉米的消费
• 依据美国农业部统计，2006年美国人
均消费各类甜玉米11.8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。
我国甜玉米种植面积与预测
• 目前，我国甜玉米面积500万亩左右，广
东省面积300万亩，占全国面积的56%。
• 1991-2000年，美国人均甜玉米消费量从
2.66Kg升至4.14Kg，增55%。
• 按2006年美国人均消费量11.8公斤计算，
我国甜玉米消费量将达到165.2亿Kg，种
植面积达2300万亩 ，因此，我国甜玉米
还有很大的增长空间。
广东省甜玉米种植
面积年度统计表
单位:万亩
年份
面积
玉米面积
甜玉米
年增长（%）
1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003
2004
2005 2006
2007
2008
200.4 228.9 266.6 282.2 282.7
272.0
286.7
284.2
302.9 321.5
350
345
11.0
20.0
33.0
71.0
84.9
118.3
126.9
130.8
150.1 175.8
198
210
214
82
65
115
20
39
7.3
3.1
11
6
15
17
19
97
19
98
19
99
20
00
20
01
20
02
20
03
20
04
20
05
20
06
20
07
20
08
广东省甜玉米年度种植面积及增长率柱状图（万亩）
250
200
150
100
50
0
甜玉米
年增长率
1997-2010年广东鲜食玉米产值
18
16
14
产值（亿元）
12
10
8
6
4
2
0
1997 1998 1999 2000 2001
2002 2003 2004 2005
年份
2006 2007 2008 2009 2010
甜玉米育种研究现状
美国甜玉米种源
• 达令早熟 (Darling Early)：1844年销售。硬粒
型早熟黄色玉米及白色甜玉米杂交后代。
• 史多威常录 (Stowell‘s Evergreen)：来自南方
软粒马齿型玉米与北方甜玉米杂交分离后代。
产量高，适应性广。
• 科士比 (Crosby)：1867年麻塞诸塞州农民
Crosby 选育。祖先不详。特点是果穗12行到16
行。子粒深。胚乳肉质软脆。品质特优。成为
现在美国东北地区鲜食及制罐玉米的标准规格
美国甜玉米种源
• 乡村绅士 (Country Gentleman) 来自Shoe Peg。与史
多威常录杂交后代， 产生许多新的甜玉米品种。
• 金班腾 (Golden Bantam)： 美国在1899年，市场销
售的55个甜玉米系统，大部分是白色子实。1902年
，美国波比 (Burpee) 公司，推出金班腾系统。 该品
种品质特优，适口性良好，适应性广，从此黄色甜
玉米成为主流。
• 现在许多黄色甜玉米，都有部分金班腾血缘。金班
腾来自达令早熟及黄色早熟硬粒型杂交后代。因此
金班腾至少有75%北方早熟硬粒型血缘。
美国甜玉米种源
利用同功酶检测，分析39个北美洲甜玉米品种
。证实大多数北美洲甜玉米品种，来自北方早
熟硬粒型。这些甜玉米品种的遗传组成，75%
是金班腾或北方早熟硬粒型，25%是史多威常
录或乡村绅士 。
• 好利润 (Moneymaker) 遗传组成不清楚。由蓝
德瑞种子公司 (Landreth Seed Company) 销售
。与金班腾杂交，分离出金乳酪 (Cream-OGold) 。
加甜玉米种源
加甜玉米的遗传组成是su1, se1。se1基因是1978
年由佛更生等 (J. E. Ferguson, A. M. Rhodes
and D. B. Dickinson) 发现。功能是抑制胚乳糖
分转换为淀粉的速率。增加胚乳可溶性多糖类
含量。胚乳的甜度增加，乳酪味，品质提高。
se1基因不能完全阻止胚乳的糖分转换为淀粉。
因此加甜玉米在收获后必需冷藏，减缓胚乳糖
分转换为淀粉的速率。
美国超甜玉米种源
• 弗罗里达超甜 (Florida Supersweet): Florida32
(sh2/Iowa2132)及Florida56 (sh2/Iowa 2256)。
• 夏威夷超甜 (Hawaii Supersweet): 夏威夷大学
布鲁贝克教授 (Brewbaker) 鉴于bt1的发芽率
最好，因此使用bt1做为超甜玉米的突变基因
。育成bt1 基因的 Hi38 超甜品种， 4d, 6d, 7c
及 8b 等bt1综合品种，夏威夷超甜9号及卡拉
库阿超甜c (Kalakoa Supersweet c), 以及1b, 1l,
2l, 5l, 6c等sh2综合品种。
• 夏威夷超甜带有热带血缘。育种模式是热带硬
粒型与温带超甜或甜玉米杂交。然后从分离后
裔中选系。
美国超甜玉米种源
• 伊利若超甜 (Illinois Supersweet): 伊利若育成
很多超甜品系，包括 A10578, A10579, A10598,
A10602, A10603, A10604, A10605, A10606,
A10607, A10608, A10609, A10610, A10611,
A10612, R812, R813, R814, R815, R818, R819,
R820, R821, R825, R839, R851 及 R853等。
• 米苏里超甜 (Missouri Extrasweet): 纽佛教授
(M. G. Neuffer) 1980年建立的四个配子体
(Gametophyte，Ga1) 超甜玉米合成群体。这
些合成群体超甜玉米果穗子实，不会与外源普
通花粉杂交。因此可以保障超甜玉米品质。
转基因甜玉米
2004年5月19日，欧盟委员会 通过核准进口先正
达Bt-11转基因甜玉米食品。 但是并未核准Bt11转基因甜玉米在欧洲的种植。
核准先正达Bt-11转基因甜玉米做为食品的国家
有美国，加拿大，阿根廷，瑞士，澳大利亚，
纽西兰，日本，菲侓賓，苏联，南韩，中国，
尤拉奎及南非。
核准先正达Bt-11转基因甜玉米可以栽培的国家
有美国，加拿大，阿根廷，日本，尤拉奎及南
非。
转基因甜玉米
抗虫转基因甜玉米种子2007年在美国加州的销售
很好。
种植抗虫转基因甜玉米的好处是经济合算。抗虫
转基因甜玉米不需要每3天喷药一次，生产成
本明显 较低。
非转基因甜玉米或普通甜玉米的部分果穗，由于
虫害而耗损，不能销售。在美国加州转基因甜
玉米及非转基因甜玉米的售价相同，其销售量
是非转基因的两倍。原因是非转基因甜玉米因
虫害，外观及新鲜程度不及抗虫转基因甜玉米
。
我国大陆甜玉米育种
普通甜玉米的研究始于20世纪60
年代。
目前，我国的甜玉米资源主要
利用美国、泰国等品种选育。
资源研究的系统性缺乏，系谱不清，
杂种优势利用存在盲目性。
广东省甜玉米品种产量、品质
等变化趋势
年份
品种
数量
平均
产量
平均
增产
一级
果穗率
平均
含糖量
果皮厚度
1999
8
884
8.78
58.91
17.23
中等或较薄
2000
9
781
13.19
67.94
18.4
中等或较薄
2001
13
847
7.21
70.6
18.63
中等或较薄
2002
18
778
9.18
65.03
18.19
中等或较薄
2003
30
1003
25.97
80.36
17.8
中等或较薄
2004
34
1040
21.14
80.42
17.33 53.4-74.2
2005
25
1010
7.18
82.76
21.24
62.1-76.8
2006
26
944.4
7.36
81.69
27.90
57.4-81.5
广东省甜玉米品种在国内的地位
年份
品种数/总
数
最高产量排名
外观和食用
品质
推荐
审定
国家审
定
2001
3/11
第4名 粤甜3号
第1位 粤甜3号
1
0
2002
4/13
第3位 广甜2号
第2位 粤甜8号
2
0
2003
10/29
第1名 金风5号
第2位 粤甜9号
4
3
2004
11/36
第1名 金风5号
第1位 粤甜9号
4
2
2005
11/27
第1位 粤甜11号
第3位 新美夏珍
0
2
2006
10/16
第1位 粤甜11号
第1位 田蜜1号
1
1
2008
6/20
第2位，粤甜16号
第2位，粤甜16号
0
0
2009
4/11
第1位，粤甜16号
第1位，粤甜16号
4
4
2011
6/12
第1位,佛甜2号
第2位,粤甜18号
0
0
2005、2006、2007年广东省主导甜玉米品种
新美夏珍
广东省审定品种。高产、优质、耐热、耐寒性强，
适应鲜食和加工。
研究进展
粤甜16号
国家区域试验表现：
西南区表现：产量935.6kg，比
对照增产6%，综合抗性较好，秃顶
短，专家品尝评分86，排名第3，参
试点品质平均评分87.9，排名第1。
东南区表现：产量866.2kg，比
对照增产4.9%，居第2（共21个品
种），专家品尝评分88.1，排名第2
，参试点品质平均评分85.7，排名
第2。
优良品种-粤甜13号
• 2006年广东省农作物品种审定。
• 广东省区试比对照增产1.97% ，早熟3
天，可溶性糖含量22.27%，果皮厚度
61.8μm，适口性92.0分，达到农业部
甜玉米品质一级标准（NY/T523-2002
）。
• 抗玉米大、小斑病，中抗纹枯病。
• 外观商品性好，植株矮壮，保绿度高
• 抗逆性强。
• 广东省主导品种
粤甜13号示范，广州南沙区横沥镇
粤甜13号与库
普拉比较：在商
品外观相似，甜
度、爽脆度一致，
果皮稍厚但不影
响口感，果穗保
鲜期更长。
“粤甜13号”与 “库普拉” 果穗
对比
“库普拉”：
先正达优质甜玉
米品种，在国内
广泛种植。
粤甜13号，北京
粤甜13号，云南昆明
粤甜13号，吉林长春
粤甜13号，广州花都
2005-2007年广东省耐热性试验结果
组
合
粤甜
13号
新美
夏珍
(ck)
秃
顶
长
(cm)
商
品
率
(%)
一
级
果
穗
率
(%)
21.2 4.1
0.4
100.0
50.0
好
17.3 4.2
1.8
93.8
11.3
较好
空
杆
率
(%)
穗
长
(cm
)
平均
亩产
(kg)
变
异
系
数
961.50
7.6
1.4
659.00
21.8
1.6
穗
粗
(cm)
比耐热对照“新美夏珍”增产50.28%，差异极显著，
耐热性表现列第一位。
耐
热
性
2006年耐
热试验
2007年耐
热试验
粤甜13号
新美夏珍
研究进展
粤甜18号
（航日超 × 华珍-3）
夏
种
果
穗
与
植
株
表
现
2009年夏秋2季鉴定，产量850公斤/亩，株高180厘米，穗位
65厘米，穗长18厘米，穗粗5.0厘米，色泽亮丽、无秃顶，
食用品质与库普拉相当，抗大、小斑病，纹枯病，耐热性特
强。参加2009年广东省区试。
耐热试验表现
粤甜18号夏种示范现场
甜玉米分子育种基础研究
1、 果皮厚度基因定位与遗传方式
在1022定位了6个控制果皮厚度的QTL位点，共解释变异
贡献率58.2%，是国家上同类研究的最高值。
QTL
染色体区
峰值位置（cM）
段
LOD
解释表型变异
作用方式
率 R2%
1
2.01
umc1419+0
3.55
8.3
部分显性
2
3.01
phi453121+22
3.73
8.6
加性
3
6.01
umc1133+8
7.18
16.0
显性
4
8.05
umc2367+1
3.10
7.2
部分显性
5
6.05
umc1250+18
——
6.63
与QTL1上位性互作
6
5.07
umc1941+10.4
——
12.48
与QTL3上位性互作
SUM:
6
58.2
2、 新发现果皮厚度QTL之间的上位性互作
染色体 6
染色体 5
染色体 2
上位性QTL
QTL
遗传效应类型
效应值
P-Value
遗传率
2-1与6-2
上位性互作
4.1727
0.001477
0.0663
5-1与6-1
上位性互作
5.0305
0.000000
0.1248
3、大穗性状的基因定位与遗传方式
在1132 的9号染色体上新发现一处大穗性状
QTL聚集区域，解释穗粗、穗行数、穗粒重等大
穗型表型变异率分别为14.2%、 11.4%、8.5%，
与phi028,umc2336标记紧密连锁。
4、大穗QTL所在基因组区域
QTL定
位区段
BAC库
物理
图距
相关基础研究
• 种质资源杂种优势群划分
• 转基因研究
• 优异基因资源发掘
– 果皮厚度基因定位
– 产量基因定位
– 逆境条件下基因表达谱研究
301
美美522BC
304
DS2131
11
日超
日超
种都
21212
d4--2
CT1
0222
特北甜王
6124
5514b
BS01
8101R1
美c5－30326842
泰甜
美8110R
30601
美威
美威
0302
美威
珍金旺
02030403
珍d6--2
d6--1
d5粤
姐
276290301
穗丰
美美d7姐307
308
309
穗段穗GW52
2022
1112613
6122
美正特金玉
311
WY01
01
农26
农28
美甜
1号
N161
SQ602
农甜25
广转03
27 1号
科甜脆
吉美
16--1
1022杂2
外引
粤蔬13526--2
31
超佳美
狮012号
桂金日超
101
265R03
3
Mb22
Mb2202
07
甜珍Mb211
624
N262
CT23
04
绿美2
仲珍广超
9982
甜种都甜
62121
组1751
2号
CT73
CT91
7641R
985
科绿美3
987
台绿HK4
选37
绿HK1
福华03
龙转2
SQ101
连03
AST
32
622
甜甜超华08
科超623
986
1351
Eb42
郑甜H2058
265R02
郑24
N201
粤N21190121
粤蔬
绿美1
d3超甜
姐135
41南
湘金旺
032101
北台美
101010208
金旺
台美
粤蔬
281
科粤2761984
京科
泰先台美51101
西星
101
03
南N9112101
13
金旺
0402
连01
连04
穗明甜
11
9023
蜜粤粤蔬
N231801
科明甜
981711
浙甜
2
华09
广超d7--1301
2018
d5--12021
穗珍23612
1022杂3
01
SQ1901
d4d10
姐
d9 姐
兴农--1
d3--2
d2BSR01
姐
1132
265R01
211
美浙甜
N152
d6姐310姐
d11
连02
d5--2凤502号
金穗丰
金玉
0322
南粤蔬
22
SQ1102
先正23611
N1
外引－
d1--138 4
农甜21
华04
真珍
广2101
华02
华06
华01
华05
农甜22
农甜23
郑23
福CT32龙转6
郑22
南金301
农甜24
台美
凤5204
中南124
Eb103
30231
中农大超甜17
105
中粤珍
101
SQ1403
SQ502
金玉
优0103
华中603
福穗新世
龙转3
广SQ1402
22纪
CT61
CT92
CT121
CT122
广京科甜
24
兴农--3
N1绿超3
126
C4c5－82103124
超奥京科
9938
正甜
转02
d10
c5－1
23614
华07
23615
C121616841
泰甜
福粤SQ1401
龙转5
SQ1301
杨甜2
科华宝1
983号
中佳美
台H22104
选3321号
选35
选36
台台筑N221
选32
1105
N62
仲金旺
9981
先甜SQ401
73801
CT62
组1753
特超E1N2416121
613
SQ102
C11
970331
超东2062
东甜206
广绿超2
2331
粤绿HK2
d1--2
珍甜
1号
绿HK5
绿HK6
绿超
绿超1
绿HK7
沪福粤SQ501
61龙转1
101
SS4036201号
广超
沪甜
SQ601
皖d2--1
H2411611
台甜
N81
N82
1、种质资源杂种
优势群划分
• 对主要的甜玉米种
质资源进行了杂种
优势群划分。分析
已育成品种的亲本
来源后发现，大部
分品种的亲本分属
于不同的亚群，与
杂种（高产）优势
吻合
农大超甜17
N83
N191
N41
N61
N71
CW01
SQ1101
双喜
宝MH
101
N10
N143
N151
N182
N21
N11
N14198202
科湘N142
穗丰
01
N22
N31
N181
N84
N1626
SQ302
明甜
d11凤51
金超甜
沪甜
7841286
明甜
超甜
46
绿HK8
SQ901
SQ201
SQ301
d3--1
CT72
01
d9--1
特夏珍
6123
南湘广CT123
14022625
0.94
0.70
0.47
Coefficient
0.23
0.00
A1
A2
B1
B2
2、甜玉米营养强化转基因研究
转化载体
AtGCHI expression cassette
叶酸是水溶性B族维生素， AtGCHI来源于拟南芥叶酸合成基因。
GmTMT expression cassette
大豆γ-生育酚甲基转移酶（γ-TMT）, 又称维生素E，是仅由光合生物合
的一类脂溶性的强抗氧化剂，为人体所必需的维生素之一。
Bar expression cassette
移栽
炼
苗
生
育
期
种子
叶酸与VE转基因结果
基因
单基因
双基因
VE
独立事件
PCR阳性
高表达
提高倍数
纯合系
158
9
2-4倍
4
167
6
5-8.7倍
--
182
10
1.4-1.8
4
3、产量性状基因定位
• 在空间诱变材料1132 的9号染色体上新发现
一处高产的QTL聚集区域，解释穗粗、穗
行数、穗粒重等产量相关性状的表型变异
率分别为14.2%、 11.4%、8.5%
• 正着手进行精细定位和克隆
品质性状-果皮厚度基因定位
• 定位了6个控制果皮厚度的QTL位点，共解释变异贡献率
58.2%。发现的位点数、作用方式、贡献率等3个指标均
远超过前人的研究
• 为了发掘共性QTL位点，正在对另一个群体进行QTL定
位
QTL
染色体 峰值位置（cM
区段
）
LOD
解释表型变
作用方式
异率 R2%
1
2.01
umc1419+0
3.55
8.3
部分显性
2
3.01
phi453121+22
3.73
8.6
加性
3
6.01
umc1133+8
7.18
16.0
显性
4
8.05
umc2367+1
3.10
7.2
部分显性
5
6.05
umc1250+18
——
6.63
与QTL1上位性互作
6
5.07
umc1941+10.4
——
12.48
与QTL3上位性互作
SUM:
6
58.2
首次发现果皮厚度QTL之间的上位性互作
染色体 6
染色体 5
染色体 2
QTL
遗传效应类型
效应值
P-Value
遗传率
2-1与6-2
上位性互作
4.1727
0.001477
0.0663
5-1与6-1
上位性互作
5.0305
0.000000
0.1248
4、基因转录组表达研究
1、甜玉米耐寒基因表达芯片检测
2、甜玉米高温胁迫基因表达谱研究
寒害限制冬种甜玉米的发展
• 甜玉米生长发育临界温度为苗期生长10℃以上、生殖期16℃以上
，在临界温度及以下，幼苗死亡，雌、雄花发育异常，结实率显
著下降，果穗畸形。
不耐寒资源表现
耐寒资源表现
胁迫早期与后期的差异基因数目变化
4500
3500
4000
3000
3500
2500
3000
2500
2000
2000
1500
1500
1000
1000
500
500
0
0
日超1
粤甜13
胁迫2.5h后
C5
胁迫24h后
上调基因
日超1
粤甜13
胁迫2.5h后
C5
胁迫24h后
下调基因
• 12个候选基因中，
两个与已知耐寒基
因调控网络有关
– 分别属于DRE家族
和MYB家族
• 另外两个在植物研
究中未见报道的调
节蛋白家族
– 分别属于LysR家族
和LEM3 /CDC50 家
族
• 其余基因大部分与
结构蛋白相关或功
能未知
高温影响甜玉米雌穗生长发育
高温胁迫下雌穗差异表达基因
差异表达基因功能分类
1 参与细胞结构形成的基因，DNA促旋酶亚单位
A基因 ，二硫化物异构酶基因 ，β松弛蛋白基因
(beta-expansin 3)
2 参与细胞信号转导基因，丝/苏氨酸蛋白磷酸酶
基因 ，与胁迫条件下玉米细胞的信号转导有关。
3 转录因子，MYB类转录因子 。并广泛参与植物
的生长发育和代谢调控。
4 胁迫应答基因，热激蛋白基因 ，非特异性脂质
转移蛋白 ，具有多种生物学功能，如胁迫防御、
信号传导、胞壁松弛、蛋白酶抑制等。
玉米育种基本方法
• 玉米生产主要使用杂交种，杂种优势是杂交种
选育的理论基础。
• 玉米自交系是配制杂交种的基础材料，有了优
良自交系，才能配制出优良的杂交种。
• 玉米育种者的基本任务是从自然种质或人工合
成种质，通过一定的育种手段选育出优良自交
系，进而组配出优良杂交种。
• 国内玉米育种非常重要的自交系包括：自330
、Mo17、黄早四、丹340、掖478
自交系选育方法
• 二环系选育。以优良的杂交种为材料，通过连续自交，选育出的
稳定自交系，一般要进行7-8代，从第6代开始组配。
• 一环系选育。以农家种或地方品种为基础材料，通过连续自交选
育的稳定自交系。
• 群体选育。首先选择具有不同遗传特点的材料相互杂交，构建初
始群体，通过轮回选择等方式，聚合优良基因，构建高级群体，
以群体的单株自交选育的稳定自交系。
• 单倍体。利用创新方法获得单倍体植株，通过染色体加倍，获得
的稳定自交系。
获得玉米单倍体方法
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
遗传诱导Genetic Method: Chase, 1949 (A385, PEM), Ed Coe,
1959 (Stock 6), Jerry Kermicle, 1969 (ig). 3%.
化学方法Chemical Method: Deanon, 1957 (Maleic Hydrazide),
Zhao, 1984 (chlorohydrate, DMSO), Kato, 1997 (Nitrous oxide
gas), Dankov, et. al., 1997 (basagran herbicide).
物理方法Physical Method: X-射线照射成熟花粉粒。Morgan and
Rappleye, 1951; Morgan, 1976.
远源杂交及染色体排除Wild Cross & Chromosome Elimination:
Laurie & Bennett, 1986 (wheat X maize).
花药培养及小胞子培养Anther Culture and Microspore Culture:
Petolino & Jones (1986), Picard, et. al., (1987).
无配生殖或单性生殖Apomixis, Androgenesis and
Parthenogenesis: Matzk and Mahn, 1994 (2,4-D, GA, IAA),
Sokolov, 1998 (apomitic genes from Tripsacum), Picard, et. al.,
1987 (fenridazon-potassium, CHA).
自然发生Spontaneous: Stadler & Randolph, 1929.
遗传诱导的单倍体方法
母本
AaBbCcDdEeFf
X
诱导系
aaBbccDDeeFF
F1
杂交种子 AaBBCcDDEeFf
单倍体 ABcDeF
aBCdEf
AbcdEF
AABBccDDeeFF
aaBBCCddEEff
AAbbccddEEFF
双单系
单倍体的遗传特性
• 染色体组只有一套染色体，每一个基因只有单一个。
• 基因在单倍体后裔的分离完全逢机。就是说50%单倍
体后裔带有 “A” 基因，50%后裔带有 “a” 基因。
• 隐性遗传基因效果的立即显现。
• 单倍体基因重组的数目是 2n, F2 是 4n, n 代表分离基因
的数目。
• 双单系及自交后裔穀粒产量等数量性状的遗传变异相
同 (Gallais and Bordes, 2007) 。
• 双单系的遗传组成是100%完全纯合。
• 双单系是最快固定遗传基因 的育种方法。
• 双单系可以使用高密度等手段选拔。淘汰不良DH系。
单倍体育种
1.引进国外诱导系材料4份;
2.初步建立了甜玉米单倍体诱导、鉴
定及人工加倍技术体系;
3.单倍体诱导率最高可达10%,人工加
倍率超过20%;
诱导系MT-1
4.已获稳定双单系45个，测配双单系
组合61个;现有甜、糯玉米单倍体植
株2000余株，已人工授粉,即将收获。
诱导系高诱1号
单倍体育种
加倍成功的部分双单系
产业发展遇到的挑战
(一）现有品种未能满足生产需要
和市场需求
国内甜玉米品种与美国、泰国、台湾地区
的优良品种相比，虽然在产量、抗性方面有较
大提高，优质品种仍然不能满足市场需求
鲜穗出口型、优质加工型以及耐热型、耐
寒型品种少，难于满足出口贸易和周年
生产、周年供应、周年加工。这已成为制约我
省甜玉米生产和产业化发展的重要因素。
育种资源匮乏
• 资源主要来自美国、少部分来自泰国和我国台
湾等地，通过自交选育二环系。
• 资源之间血缘关系较狭窄，生态类型较单一。
• 开展甜玉米选育种工作的时间较短，投入的研
究力量严重不足。
• 各单位之间资源缺乏合理的交流。
食用品质较差
• 过去我国具有重产量、轻品质的育种取向。
• 甜玉米果皮偏厚，渣多，柔嫩性和口感差。
• 糖份下降较快，最佳采收期偏短(南方一般只
有5天左右)、货架寿命较短 (30℃左右时不能
隔夜销售)。
食用品质指标比较
项目 果皮厚
度（微米）
含糖量
(%)
收获期 耐贮藏 籽粒
(天）
色泽
性（
10oC）
美国 50.6-56.4 15.1-21.5 5-7
3-5天
均匀
鲜亮
国内 62.7-81.8 17.1-19.1 3-5
1-3天
一致
性差
差值 12.1-24.6 相当
2天
2
（二）良种良法配套技术普及率及
机械化有待提高
甜、糯玉米商品生产配套栽培技术的研究制定
和应用推广比较薄弱，特别是优质、高产、
无公害标准化生产技术的研究和应用还处于
起步阶段。
鲜食玉米优质高产栽培技术推广普及不够，规
范化栽培、标准化生产技术普及率有待进一
步提高。
机械化程度极低。
（三）种子供应和市场管理体系
有待进一步加强
鲜食玉米种子市场中种子生产经营者多，品
种和牌子多，真正优质、高产、综合性状
好的品种较少，有一定规模和实力的品牌
种业公司更少。
有些国内品种区试审定阶段纯度高、表现好
，而进入应用推广阶段种子混杂，优势降
低，一些不法商贩以次充好、以假乱真的
伤农事件时有发生。
（四）区域化生产和产业化经营
水平亟待提高
甜玉米产品主要以鲜苞在蔬菜市场销售为主，甜玉米加
工业起步晚，生产规模小，产品种类少，深加工的比例
低，生产规模大、产业化程度高的龙头企业少。
甜玉米加工厂主要分布于珠三角和粤东地区，阳江、茂
名、湛江等主要产区加工企业较少，甜玉米产品主要依
靠调往外地、外省加工或销售，既增加了成本，又影响
了质量。
产品出现季节性生产过剩，产品销售难问题，种植效益
降低，影响农民种植积极性。
甜玉米发展对策与建议
一、加强育种基地建设和人才培养
• 育种是一项长期的工作，对试验条件、
基地和资源的依赖性很强，而这些需要
长期投资和积累，只有重点建设才能形
成。
• 育种是一项综合工作，需要专门的人才
和团队合作才能取得成功，因此，建立
一个高效的人才队伍是成功的关键。
二、加强资源创新和关键技术研究
• 资源的系统收集、鉴定与重要基因资源的挖掘 收集生
态类型不同、血缘关系差异的甜玉米品种资源，构建
基础育种群体。
• 建立甜、糯玉米抗病、耐热、耐寒、耐旱等抗逆性和
果皮厚度等品质性状的核心种质资源库；
• 优质、抗逆、耐密植加工型专用型新品种选育
• 加强优质高产配套栽培技术的试验研究，完善不同类
型地区不同造别甜玉米优质高产栽培技术规程，实现
良种良法配套技术推广
• 建设优质、高产、无公害鲜食玉米生产基地及示范园
区，加快科技成果的转化应用
三、建立多学科联合攻关学科组
• 建立由育种、栽培、植保、肥料、加工
等专家组成的学科组，综合解决产业共
性问题 。
• 充分利用国家产业创新体系的资源，加
强与周边省份的合作。
四、加强国际、国内合作
• 美国、泰国在甜玉米玉米研究处于国际
领先地位。应加强与他们的合作。
• 广东省选育品种具有抗逆、适应性广的
优势，加强与东南亚国家合作，推广品
种。
• 我国北方基础研究人才和设备条件优越
，加强合作开展基础研究。
2005年6月中菲双方于马尼拉签署有关农业合作备忘录
Signing A Memorandum on China –Philippines’s Agricultural Coopera
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