高直链淀粉玉米的研究现状与发展前景

发布时间：2021-06-05

中国新技术新产品

2010NO.15

andProducts

农林工程

高直链淀粉玉米的研究现状与发展前景

姜兆福

姜淼

（1、双城市单城镇农业综合服务中心，黑龙江双城150100

摘

2、哈尔滨市农产品质量安全检验检测中心，黑龙江哈尔滨150000）

要：本文主要从高直链淀粉玉米的育种，使用，生产方面来说明其研究现状，并提出了我国现阶段在高直链淀粉玉米的研究中

所面临的严峻挑战及在我国的发展前景。

关键词：高直链淀粉玉米；育种；发展随着世界经济的发展和科学技术的进步，为了适应新需求，育种家们通过遗传改良已经创造出一些新型玉米，如高油玉米、高赖氨酸玉米（优质蛋白玉米）、高蛋白玉米和高淀粉玉米等等。高直链淀粉玉米是指玉米淀粉中直链淀粉含量在55％～85％的特用型玉米。美国高直链淀粉玉米杂交品种的直链淀

美国现己培育出直粉含量规定在50％以上。

链淀粉含量达100％的玉米品种,而我国目前还没有高直链淀粉玉米品种，也没有高直链淀粉玉米种植和淀粉生产。

1高直链淀粉玉米研究现状1.1高直链淀粉玉米育种现状

20世纪70年代美国只有含直链淀粉50％和70％-80％的2种类型的高直链淀粉

80年代初卡斯汤姆种子公司利用玉米品种，

He及其修饰基因，采用轮回选择法培育出5级、6级和7级(分别含直链淀粉55％-60％、60-70％和70％-80％)高直链淀粉玉米杂交种，有少量的种植(生产)面积。目前已经培育出直链淀粉含量达100％的玉米，已经用于生产和加工。

1.2高直链淀粉玉米的育种方法研究现状

高直链淀粉的遗传十分复杂，选育成功的首要条件就是需要比普通玉米更丰富的种质以提供更广泛的选择机会。高直链淀粉玉米育种的效果依赖于育种群体的遗传变异性和变异类型。因为对高直链淀粉玉米的要求是，不仅要有同普通玉米一样有良好的农艺性状而且还要有令人满意的直链淀粉含量。在高直链淀粉玉米杂交种改良中ae基因与修饰基因的结合。育种者也必须强调纯合状态下的育种选择中直链淀粉含确信在量差异取决于修饰基因的积累。因此育种过程中首先要创造一个含有直链淀粉基因和多个修饰基因的群体，仅有ae基因还不能满足对直链淀粉的高要求，要达到75％的直链淀粉含量必须有修饰基因。并且所有的ae基因必须完全纯合，才能进一步选择修饰基因。

回交转育法。即将ae基因转移到其他优

回交转良的白交系中，然后直接组配杂交种。

育时，轮回亲本不但影响直链淀粉含量，还影响籽粒的表现型，如转育成直链淀粉自交系后，籽粒有的饱满，有的皱缩，有的半透明，增加了回交转育的难度选育高直链淀粉玉米的方法之一是回交和自交交替进行，至少回交3轮。另外轮回亲本还必须具有某些修饰基因。学术界普遍认为这个方法是育成高直链淀粉玉米比较理想的方法。

系统选择法。即从现有的群体和杂交种中选育自交系。主要有s1选择法、s2选择法和半姊妹家系选择。可有效地淘汰群体中不良的隐性基因个体，有利于选出农艺性状好的自交早代系。

轮回选择法。即在普通育种法选育自交系之前，将多个修饰基因积累到同一个群体中，进行选择和改良。轮回选择法是积累有效基因的办法。Whistler认为不可能培育出直链淀粉含量超过80％的玉米群体。但是，Cus－tomFarmSeed公司用轮回选择法积累并选择修饰基因，经过10轮的改良，群体的平均直链淀粉含量已经超过85％。

由于回交转育方法的局限性，系统选择成为美国高直链淀粉杂交种选育的育种方法。系统选择的亲本材料在群体之间差异大而且复杂，但同时也给育种者更多的选择机

需要强调的是，系统选择中直链淀粉分析会。

的样本、子粒数量的大小是提高直链淀粉含量选择效率的主要因子。

1.3现阶段高直链淀粉玉米的用途

高直链淀粉玉米的直链淀粉具有独特的

医疗、物理和化学性质，被广泛应用于食品、

纺织、造纸、包装、石油、环保、光纤、高精度印刷线路板和电子芯片等30多个领域，尤其经过理化修饰后的直链淀粉功能进一步加强，如将直链淀粉进行溶解，与氢键结合，可形成刚性不透明胶体，这一特性用于糖果业，作为增稠剂用于布丁和一些精制食品的制

例如，在糖果制造中作为定型剂可使糖果作。

的模制和定型时间大大缩短而提高生产能力和降低成本；作为增稠剂用于布丁和一些精制食品的制作；在马铃薯酱和苹果酱制作中加入直链淀粉可以改善果酱质地；用直链淀粉包衣处理薯条可减少油炸马铃薯时薯条内

由于直链淀粉的抗切力、强层对油份的吸收。

度高和良好的抗水性能，还被用于起皱和胶粘剂上业。直链淀粉还可用于多种胶片和各种胶条的制造。用直链淀粉制造的胶片具有

弹性、抗拉强度和抗水性。玉突出的透明度、

米高直链淀粉也是生产光解塑料的最佳原料，是解决目前日益严重的“白色污染”的有效途径。美国用直链淀粉制成的一种新型包

“塑料花装充填物，类似于聚苯乙烯泡沫塑料

生”，体轻而松软，广泛用于包装工业。因为它的成分95%是直链淀粉，可在很短时间内分解，因此解决了聚苯乙烯对环境的污染问题。

1.4高直链淀粉玉米的生产现状

与普通马齿玉米相比，高直链淀粉玉米在美国的种植面积很小。美国高直链淀粉玉米的推广方式是农民与直链淀粉玉米加工厂

在美国，现在仅或特种玉米出口商签约种植。

有两家玉米湿磨加工厂签约生产和加工高直链淀粉玉米。现在由customfarmseedof

生产和上市的高直链淀粉monmence，推广、

玉米品种，其直链淀粉含量基本上是100%.与普通马齿玉米不同，高直链淀粉玉米种子的发芽率较低，拱土能力较差，因此不适合在低温冷凉土壤种植。由非直链淀粉玉米花粉产生的花粉直感作用也会降低直链淀粉玉米

的品质，因此还需要与普通马齿玉米隔离种植。高直链淀粉玉米的产量相对较低，卡斯汤姆年的小区试验证明，高直链农场种子公司通过淀粉玉米一般较马齿玉米和糯玉米杂交种减产。因此，美国的加工企业收购直链淀粉玉米的价格大约要比普通马齿玉米高，以补偿农民的产量损失。高直链淀粉玉米收获、筛选、运输和贮藏过程都要严防普通马齿玉米的混入，以保证工厂的加工品质。另外，不适当的人工干燥也会降低加工品质。因此，对高直链淀粉玉米的补贴也是对农民特殊的田间

栽培和贮藏设施的补偿。管理、

2我国高直链淀粉玉米面临的挑战与发展前景

2.1我国高直链淀粉玉米面临的严峻挑战

高直链淀粉玉米种质资源的匮乏。我国玉米种质材料中高淀粉资源材料非常稀少，特别是高直链淀粉材料(直链淀粉含量达到50％以上)空缺。但我国的一些育种单位己经引进了一些高直链淀粉玉米种质资源并开展了探索性研究，为我国高直链淀粉玉米育种及产收化开发奠定了一定基础。

高直链淀粉玉米种质资源的创新。高直链淀粉玉米育种既要考虑普通玉米育种的所有要求，又要考虑直链淀粉的含量。因此，育种过程中要创造一个含有直链淀粉基因和多个修饰基因的群体。

增加直链淀粉含量与降低农艺性状的矛盾。直链淀粉的合成受复杂的基因环境互作的影响。高直链淀粉玉米育种中遇到的问题主要有淀粉总含量下降、水分含量增加和产

目前，高直链淀粉玉米杂交种的产量量下降。

仅为普通玉米的65％～75％。ae基因虽然可以显著提高直链淀粉的含量，但是也会引起其它农艺性状的不良表现。

2.2高直链淀粉玉米发展前景

高直链淀粉玉米研究在我国还是一个新课题。不过，已经引起有关专家的关注并着手开展工作。相信将来我国也将有自己的高直链淀粉玉米新品种并形成产业。在政府部门的支持下，通过育种家和企业家的努力，发展相关工业，不断挖掘直链淀粉用途，使高直链淀粉玉米在调整种植业结构，提高农民收入

目前，我国所需和发展相关工业中作出贡献。

的直链淀粉主要依赖进口，价格昂贵(是普通淀粉的16倍)。从我国食品、纺织、塑料等相关产业的发展需求看，开展高直链淀粉玉米育种，发展高直链淀粉玉米生产与加工具有巨大的经济效益与社会效益。