玉米研究文集:北京市农林科学院玉米研究中心成立十周年论文选编

    北京市农林科学院玉米研究中心，成立于1997年，是经北京市政府批准
成立的专门从事玉米研究及开发的科研机构。集全院玉米科研人才、资源，
打造玉米科技创新体系。主要任务是集玉米新品种选育、示范推广、良种繁
殖、良种良法配套及生产咨询五位一体，实施育、繁、推一体化的种子产业
化工程。
    玉米研究中心的发展基本上从零开始，7名职工，8万元启动经费，9间
办公用房，没有自育品种，没有育种体系，经过十年的改革与发展，到今天，
已有12个部门，近70名员工，其中高级职称16人，博士7人，资产6 000多
万元，拥有万元以上的仪器设备130多台(套)。其中，有价值40万元的近
红外谷物品质分析仪、300万元的DNA分析仪。建有设施良好的育种试验地、
南繁基地、制种基地、低温种质资源库、成套种子加工生产线、库房等，初
步建立起完善的玉米科研创新体系。在京郊固定的试验基地12处，示范网络
遍布全国。是农业部玉米原原种基地(北京)，全国玉米栽培学组挂靠单位。
    主持承担完成和在研的国家、部、市重点课题30多项。其中有国家
“863”项目：转基因抗虫玉米育种；国家攻关项目：分子标记技术在玉米育
种、种质鉴定及预先选择中的应用研究；北京农业育种基础研究创新平台首
批启动的重大攻关项目：超级玉米种质创新和中国玉米标准DNA指纹库构建；
北京市科委重大项目：玉米种质资源收集及新品种选育等。中心主持承担国
家和省级10多套玉米新品种区试任务，是第九届亚洲玉米大会玉米新品种展
示承办单位。
    中国玉米标准DNA指纹库构建研究处于国际前沿水平，该项工作得到农
业部、北京市重点支持，受到国际植物新品种保护联盟(UPOV)的关注和赞
誉，被邀参与国际合作研究。受农业部国家玉米品种区试主管部门委托，负
责参加国家玉米区试玉米品种的一致性和真实性监测；受国家植物新品种保
护部门委托，负责玉米品种特异性的DNA标准制定和多项检测任务；受农业
部种子质量监督检测中心委托，已确定我国目前400多个主要杂交种的纯度鉴
 定专用引物和DNA指纹。是北京市高级人民法院指定的玉米品种真实性司法
  鉴定机构。近年来，应用DNA指纹图谱技术对来自全国各地育种单位、种子
  生产、经营企业和种子管理部门提供种子纯度检测、真伪鉴定6000多样次，
  无一差错，并承担数百起玉米品种权案的司法鉴定工作。
    良好的体制造就了先进的科研水平。经过几年不懈努力，选育并审定了
  京早、京科、京单、京玉、京科糯、京科甜等系列玉米品种近40多个，其中
  国审品种13个。上述品种已累计推广种植面积2000多万亩，增创产值数亿
  元。先后主持或参与获得国家科技进步特等奖一项、一等奖一项、二等奖一
  项，北京市科技进步一等奖1项、二等奖4项等多项奖励。十年间，撰写科研
  论文140多篇，独立或合作编写专业书籍20多部，获得专利权多项。
    玉米研究中心立足北京，面向全国，与国内外同行机构建立了广泛的科
  研合作关系。玉米研究中心的工作得到上级部门的大力支持和认可，获得北
  京市政府授予的体制创新奖及奖励基金。于2007年被农业部评为“十五”全
  国农业百强科研机构，综合实力在全国1 077个农业院所中排名第54位。
    十年磨一剑，玉米铸辉煌。在玉米研究中心成立十周年之际，为了总结
  和回顾玉米研究中心十年来的科研成就，我们收集整理了玉米研究中心十年
  来发表的主要科研论文，并结集出版，主要目的是不断总结经验，继续创新，
  进一步提高我中心玉米科研水平，促进北京市，乃至全国的玉米发展。
    玉米研究中心在发展的过程中，得到了国家科技部、农业部、北京市科
  委、农委、科协、自然基金委、北京市农林科学院等上级领导部门及各界同
  行的大力支持。借此机会表示诚挚谢意，并恳请继续给予支持和帮助。
    鉴于时间跨度较长、时间仓促、资料有限，加之编者水平所限，本书错
  漏之处在所难免，敬请广大读者批评指正。

我国部分玉米种质资源籽粒淀粉含量分析。
    段民孝  郭景伦王元东  邢锦丰滕海涛赵久然
    (北京市农林科学院玉米研究中心，北京100097)
  摘要：本研究利用FOSS公司1255型谷物食品近红外透射光谱分析仪，对425份玉米自交系和l 125
  份杂交组合籽粒的淀粉含量进行测定，并对粗淀粉的杂种优势和亲子代间的相关性做了探讨。试验结果
  表明，籽粒淀粉在不同玉米自交系和杂交组合间存在显著差异，自交系平均含量为71．10％，杂交组合
  平均含量为72．56％。458个杂交组合籽粒的淀粉含量与双亲的相关性均较低，粗淀粉的杂交优势变异幅
  度较大，平均中亲优势为2．19％，超高亲优势为1．22％，超低亲优势为3．19％，玉米籽粒粗淀粉含量
  表现中亲优势，偏向于高亲。
  关键词：近红外分析；透射；玉米；淀粉
    Analvsis 0f Kernel Starch Content For Part
    0f Maize Germplasm in China
    DUAN MirI-Xiao，GU0 Jing-lun，WANG Yuan-dong，
    XING Jin一feng，TENG Hai-tao，ZHA0 Jiu—ran
    (Maize Research Center，Beijing Academy of Agricultrual & Forestry．Science，100097)
Abstract：The kernel starch content of 425 inbred lines and 1 125 cross combinations was analyzed in this paper
 by using near infrared spectroscopy transmission(NIT)analyzer，which was made by FOSS Company．The hetero—
sis 0f rough starch and the relativity between hybrids and their parents was discussed also．It showed that the
 rongh-starch content was significantly different in different inbred lines and cross a combination，the average con。
tent was 71．10％and 72．56％respectively fbr inbred lines and cross combinations．The relativity 0f rough-starch
 between hybrids and their parents was lesser．The cross advantage variance range was larger fbr rough-starch，the
 average value was lesser．The average mid-advantage and super-higher-advantage and super-lower-advantage was
 2．19％．1．22％and 3．19％respectively．The kernel starch heterosis 0n maize was mid-advantage and inclined t0
 the higher parent．
Key words：maize；near-infrared；transmission；starch
    玉米淀粉是化学成分*佳淀粉之一，纯度达99．5％，全世界淀粉80%以上来自于玉
  米，美国95%以上淀粉来自于玉米。玉米淀粉除可以直接利用以外，还可通过化学和物
  理等方法进行修饰，产生多种变性淀粉，用作各种工业原料，而且，利用玉米生产淀粉的
 副产品*多，所得回报*大。同时利用玉米淀粉生产酒精，可以作为一种能源。在汽油中
添加酒精，既可以节约能源，又减少污染，保护环境，在美国得到大力推广。目前我国政
府也批准实行，并在吉林省等地实施“燃料酒精生产工程”。因为玉米淀粉加工途径广
阔、产品种类繁多、用途广泛、附加值高，被称为玉米加工业的“黄金产业”。因此加强
高淀粉玉米育种具有极大的现实意义。但存在一个问题就是需要对种质材料进行化学成分
分析，而常规的化学分析，不仅需要一系列的预处理，操作繁琐，更遗憾的是将样品破
坏，被测定鉴定的好样品已经不能被利用。同时，针对不同的化学成分，需要不同的分析
方法和程序，费工费时，花费又大。因此，建立大批量样品品质性状的快速判别分析方
法，无论在育种工作，还是在食品加工和饲料工业中都有重要意义。核磁共振仪(NMR)
的出现与使用，加快了高油玉米的选育。近红外光谱(Near Infrared Spectroscopy，简称
NIRS)分析技术是20世纪80年代后期迅速发展起来的一项测试技术，在欧美等国，
NIRS已成为谷物品质分析的重要手段。由于NIRS可以非破坏性地分析样品中的化学成
分，为当前作物育种研究领域的品质育种提供了一个新的技术手段。目前，DuPont公司
利用近红外分析仪来提高玉米籽粒的含油量，Dyer指出，“利用近红外单粒分析，我们可
以在育种周期中节省一个世代。”我国有在小麦、菜豆、稻米品质分析中应用NIRS的
报道。
    我国是玉米生产大国，其产量在世界玉米产量中占有重要地位。因此加强玉米育种始
终是我国农业的重点。了解现有玉米种质资源的品质状况对开展品质育种具有十分重要意
义。顾晓红对国家种质库的玉米种质资源进行研究分析，但他没有将不同类型的种质材料
进行区分。我单位新购进一台丹麦FOSS公司1255型谷物食品分析仪，可以对少量样品
进行整粒非破坏性的品质分析，操作简便，测定快速。因此，对于作物育种具有极大的意
义。我们利用它对玉米籽粒品质进行初步分析。
1材料与方法
    选取玉米试验材料包括两类。一类为自交系，多是具有明确系谱来源，经过多代选
育，性状稳定的遗传资源。2000年5月在北京四季青乡的试验田种植。10月份收获晾晒。
保存在库房内。另一类为组配鉴定的杂交组合，包括自交系间组配，和一些选育的高代二
环系或者回交改良自交系的测配组合。2001年5月种植在北京市我单位试验田，10月份
收获晾晒。所有材料测定日期在2001年12月份。
    进行玉米品质测定利用的仪器是FOSS公司INFRATEC 1255型近红外分析仪。该仪
器为近红外透射光谱仪，波长范围800～1 100nm。该仪器的旋转样品台装备一个具有
套环接收器型样品杯5个，因而可以与不同高度的圆筒形套环相接。测定玉米使用*大
高度30 mm。另外，还配备有一个单粒测定装置，为圆形转盘，共23个单粒样品槽，
可以进行单粒测定。分析时，取样品装满5个样品杯内即可，约160～230粒(约50～
60g)，分析结果为平均值。如果样品量少于5个时，可以减少样品杯数。使用的软件
为WinScan 2．71，标准模型曲线为CN9801 1(由FOSS公司提供)。所有结果以干基为
基础。
 2结果与分析
2．1玉米籽粒中粗淀粉含量分析
    本试验中测定2000年种植收获的自交系材料共425份，均为普通玉米，测定了2001
年种植的1 125个杂交组合，部分为高油玉米，结果列入表1。普通玉米是相对于甜玉米、
糯玉米、高油玉米等在籽粒成分上具有明显差异而言的玉米类型。
    由表1可以看出，普通玉米自交系籽粒的粗淀粉含量变幅较小，*高和*低之间相差
不到9个百分点，平均为71．10％，因为玉米是一个高淀粉作物，可见现有玉米自交系材
料的籽粒淀粉存在差异。而玉米杂交组合籽粒的粗淀粉含量*高和*低相差8个百分点，
平均含量为72．56％。粗淀粉含量变幅和变异系数都小，淀粉*低为66．8％的组合，是因
为其粗脂肪含量高的缘故。