玉蜀黍 :禾本科玉蜀黍属植物

更新时间:2022-11-11 11:57

玉蜀黍(学名:Zea mays L.),又名玉米、黄甜糯大穗、珍珠米等,是禾本科(Poaceae)玉蜀黍属(Zea)一年生高大草本。玉蜀黍为玉蜀黍属下的唯一种,该种下具有多个分类,一般将其按照形态分为九个类型,还可以依据种族概念将其划分为五个种族。玉蜀黍原产于南美洲,现于全世界热带温带地区广泛种植,中国有引种栽培。玉蜀黍在各种类型的土壤上均可生长,但最适宜生长在肥沃、富含腐殖质壤土中。

玉蜀黍秆直立,通常不分枝,高1-4米,基部各节具气生支柱根。叶鞘具横脉;叶舌膜质;叶片扁平呈线状披针形。顶生雄性复总状花序大型,主轴与总状花序轴及其腋间均被细柔毛;雄性小穗孪生;两颖膜质;外及内稃透明膜质;雌小穗孪生,两颖宽大;外稃及内稃透明膜质。颖果球形或扁球形。花果期秋季。

玉蜀黍是中国三大主粮之一,对于中国的粮食安全具有重要的战略意义。此外玉蜀黍还是世界范围内的主要粮食作物以及工业原料,其单位面积产量居世界第一位,玉蜀黍的相关产业同时也具有较高的贸易数量。玉蜀黍可以直接或加工后食用,具有较高的营养价值,其还具有非常高的经济价值,在例如石油、化工、纺织等多个行业均被广泛利用。玉蜀黍还被誉为“饲料之王”,其用作饲料时利用率可达85%以上。据中国医药典籍记载,玉蜀黍多个器官均可入药,其味甘、性平,具有调中开胃、利尿消肿等功效。

在玉蜀黍的发源地美洲大陆存在着深厚的玉蜀黍文化。美洲的美洲原住民将玉蜀黍称为“我们的母亲”及“我们的生命”;而美国的重要节日感恩节的诞生也与玉蜀黍有关,最早移民至美国的欧洲人因为接受了当地人馈赠的玉蜀黍而存活下来并由此诞生了感恩节。

起源假说

众多科学家认同玉蜀黍是由玉蜀黍属起源演化而来,但从野生大草演化成为现代玉蜀黍的具体过程仍困扰着科学界。科学家从形态学、细胞学、考古学分子生物学等角度提出了多种关于玉蜀黍起源与演化的假说,其中主要包括有稃野生玉米起源假说、“共同起源”学说、“三成分起源”学说、大刍草直向进化起源假说、大刍草异常突变假说和摩擦禾——二倍体多年生大刍草起源假说六种。

有稃野生玉米起源假说

有稃野生玉米假说于1829年被提出,该假说认为现代玉蜀黍起源于原始有稃野生玉蜀黍,现今玉蜀黍的无稃以及果穗外包被厚厚苞片是人们长期驯化、选择的结果。该假说来源于Saint—Hilaire从巴西获得一种特异的玉蜀黍果穗,该果穗的每一个子粒被颖片包被,相似于橡树和燕麦的子粒,整个果穗外包被苞叶,具备区别于现代玉蜀黍的特征,然而尚未发现支持这种假说理论的化石证据。

“共同起源”假说

“共同起源”假说认为玉蜀黍、玉蜀黍属危地马拉草三种植物均起源于一个共同祖先——原始普通野生玉蜀黍。原始野生玉蜀黍经过自然或人工栽培、选择而趋异进化分化出玉蜀黍、大刍草和摩擦禾三种不同植物。研究表明,这三种植物均有许多未发育的痕迹器官,如果这些痕迹器官充分发育,它们将还原成共同的形式,但尚未发现原始普通野生玉蜀黍的化石样本支持这种假说。

“三成分起源”假说

“三成分起源”假说于1939年被提出,该假说认为世界上原来有一种野生玉蜀黍,现在已经灭绝。该野生玉蜀黍沿如下几个途径进化成栽培玉蜀黍:①原始野生有稃玉蜀黍是玉蜀黍的原始自然野生类型,大约在2500年前,人类在美洲大陆出现以后发生突变产生野生玉蜀黍和其他变种;②突变产生的野生玉蜀黍和摩擦禾天然杂交或回交产生原始大刍草;③原始大刍草与野生玉米杂交产生墨西哥大刍草、墨西哥马齿型玉蜀黍以及热带硬粒型玉蜀黍等。“三成分起源”假说的主要证据来源于考古学资料以及植物学遗传方面的证据,但尚无直接的化石证据证明这种假说。

大刍草直向进化起源假说

玉蜀黍属直向进化起源假说于1895年被提出,该假说认为玉米起源于一种原始野生的大刍草,原始的大刍草与现在大刍草的子粒成熟后都具有易于脱落的特性,只是人们在采集过程中,往往采集那些不易于脱落种子,长期这种无意识的选择以及后期驯化、选择,使易于脱落的种子逐步增加了缩合水平,后来发现这种半驯化缩合类型利于栽培、采集,通过长期的选择、驯化成了现代栽培玉蜀黍。该假说得到了较多形态学、细胞学、分子生物学研究的有力支持,但关于该假说的合理性还存在有待商的地方。

大刍草异常突变假说

基于大刍草直向进化起源假说存在的问题,科学家提出了大刍草异常突变假说,该假说认为玉蜀黍是沿如下几个途径进化的:首先,原始大刍草驯化成玉蜀黍不是单基因突变一步一步积累变化的结果,而是某种偶然因素引起大刍草发生大的突变。其次,驯化成玉蜀黍的异常突变体早期是致死的,只是人为对它的保护和栽培,经过长久的栽培、选择、驯化形成现代的栽培玉蜀黍。但严格意义上讲,玉蜀黍真正的驯化突变体能够产生开放式子粒开始的。此外,玉蜀黍果穗不是由大刍草的雌花驯化而来的,而是突变导致大刍草的主要侧枝穗状雄花顶端的中心小穗转化成为玉蜀黍的雌穗。在植物内源激素的作用下,大量的营养物质配给新的玉米果穗,大刍草雄花序轴逐渐变为玉蜀黍果穗。大刍草异常突变假说对玉蜀黍演化中的许多问题给出了合理解释,但仍不完美,例如有研究者发现玉蜀黍与大刍草关键性状的差别是由五个突变基因掌控的,大刍草异常突变假说无法对此做出合理解释。

摩擦禾-二倍体多年生大刍草起源假说

摩擦禾-二倍体多年生大刍草起源假说于1995年被提出,该假说认为二倍体多年生大刍草是玉米的祖先之一,玉米起源于摩擦禾与二倍体多年生大刍草杂交后代,杂交后代形成玉米起关键作用的基因来源于摩擦禾,然而该假说并不具备充分的系统发育遗传学、细胞学以及分子生物学证据。

命名与分类

命名

玉蜀黍的拉丁学名为Zea mays,属名Zea来源于古希腊一种作物的名字;在玉蜀黍最初发现地美洲大陆的一个岛屿上,人们将玉蜀黍称为maize,种加词mays便是由maize发展而来。在中原地区,玉蜀黍名字中的“玉”指的是其籽一粒一粒黄白似玉,玉蜀黍又被中国人称为玉米,这个名字最早见于明代农艺学家徐光启的《农政全书》,玉米为“玉蜀黍”是因为其苗叶与“蜀黍”一样肥短,而“蜀黍”是一种中国古已有之的高粱。现在用的“玉蜀黍”不包含高梁,也不包含小米,专指玉米。

分类

玉蜀黍的分类具有两种划分方法,一种是按照籽粒形状、胚乳性质与有无稃壳,对玉蜀黍进行分类;另一种划分方法则是按照种族(race)的概念对玉蜀黍进行划分。

在玉蜀黍的世界分类研究中,常将玉蜀黍按照籽粒形状、胚乳性质与有无稃壳分为九个亚种,分别是硬粒型(Zea mays L. indurata Sturt)、马齿型(Zea mays L. indentata Sturt)、半马齿型(Zea mays L. semindentata Kulesh)、糯质型(Zea mays L. ceratina Kluesh)、甜质型(Zea mays L. saccharata Sturt)、爆裂型(Zea mays L. everta Sturt)、粉质型(Zea mays L. amylacea Sturt)、甜粉型(Zea mays L. amylacta-saccharata Sturt)以及有稃型(Zea mays L. tunicata Sturt)。有学者认为半马齿型是硬粒型与马齿型杂交后得到的中间类型,不应将其单独划分,但目前在学界仍将玉蜀黍划分为九个亚种。此外,在世界上还存在另外三个次要类型,分别是分枝玉米、分蘖玉米以及茸毛玉米。

在玉蜀黍的中国分类研究中,中国学者曹镇北等将中国玉蜀黍划分为五个种族,分别是北方马齿种族、北方八行硬粒、硬粒和马齿种族间杂交种的衍生种族、宽扁穗玉米以及南方糯玉米。北方马齿种族主要品种有金后白马牙、英粒子等,北方八行硬粒主要品种有长八趟、海珍珠等,硬粒和马齿种族间杂交种的衍生种族主要品种有金顶子、白头霜等,宽扁穗玉米主要品种有鞋底子、鸭子嘴等。

历史

传播历史

世界传播历史

玉蜀黍原产于南美洲秘鲁,当地的美洲原住民早在7000年前就已经开始种植玉蜀黍。公元1492年哥伦布发现新大陆之前,玉蜀黍只在美洲范围内传播,16世纪之后,随着世界性航线的开辟,玉蜀黍开始传播到世界各地。

中国传播历史

关于玉蜀黍传入中国的确切年代没有定论,比较公认的是玉蜀黍传入中国的时间约为16世纪初期,在明正德六年(1511年),《州志》中有记载“珍珠秫”,这被认为是中国对于玉蜀黍的最早记载。玉蜀黍在中国的种植大致可以分为两个时期,明代中叶到明代后期是开始发展时期,到明代后期为止,已有11个省份有种植玉蜀黍的记载,到清代前期,玉蜀黍种植范围进一步扩大,全国各省州县均有种植。清代道光,玉蜀黍已经发展成为与五谷并列,跃升为“六谷”的地位,在中国的广大丘陵山地种植并成为主要粮食作物。20世纪初叶,玉蜀黍已经从丘陵山地作物发展成为中国广大平原地区的重要粮食作物。

育种历史

玉蜀黍起源地南美洲美洲原住民在长期种植过程中有意无意对玉蜀黍进行了选择,第一阶段主要是无意识选择,每年种植过程中自然选择穗大粒多的果穗留种,并且将玉蜀黍隔离种植、认真选择,无意中使品种得到改良;第二阶段则是有意识选择,主要为了不同用途而选择不同籽粒大小、颜色等,以及用于酿酒的特殊甜玉米等。国外正式的玉蜀黍育种经历了混合选择改良、杂交育种和转基因育种等阶段。据徐明学等分析,欧洲人早期到达北美时带着印第安人培育的“北方硬粒种”玉蜀黍向内地迁移,在中西部一带与另一个“南部马齿种”相串粉,经过混合选择,在1850年前后产生了美国玉蜀黍带现代的马齿品种。玉蜀黍早期被引进中国的硬粒型玉蜀黍品种,20世纪20年代以后引入了马齿型品种,引进的马齿型和硬粒型品种玉蜀黍经过长期的栽培、选择以及渐渗杂交,分化成适宜当地种植的品种和中间型品种。

中国的玉蜀黍遗传育种工作开始于20世纪20-30年代,约一百年来,中国玉蜀黍育种模式的发展大体经历了3个时期,即主要依赖表型观察,通过自交加代选育优秀自交系的传统经验育种;以杂种优势群体划分模式为基础,筛选高配合力亲本组合为核心的杂种优势育种;综合了单倍体育种、分子标记育种、转基因育种的现代生物工程育种。

药用历史

世界历史中,玉蜀黍入药始载于中国明代嵩明县人兰茂所著的《滇南本草》。1996年出版的《英国草药典》将玉蜀黍收录为玉米须的法定原植物来源种,《欧洲药典(第5版)》、《英国药典(2002年版)》以及《中国药典(2015年版)》等书籍收载玉蜀黍为精制玉米油和玉米淀粉的法定原植物来源种。

形态特征

玉蜀黍为一年生高大草本。

秆直立,高1-4m,通常不分枝,基部各节具有气生支柱根。

玉蜀黍叶鞘具横脉;叶舌长约2mm,膜质;叶片呈线状披针形,扁平宽大,基部圆形呈耳状,无毛或具柔毛,叶中脉粗壮,边缘微粗糙。

顶生雄性复总状花序大型,主轴与总状花序轴及其腋间均被细柔毛;雄性小穗孪生,长达1厘米,小穗柄一长一短,分别长1-2毫米及2-4毫米,被细柔毛;两颖近等长,膜质,约具10脉,被纤毛;外稃及内稃透明膜质,稍短于颖;花药橙黄色;长约5毫米。雌花序被多数宽大的鞘状苞片所包藏;雌小穗孪生,成16-30纵行排列于粗壮之序轴上,两颖等长,宽大,无脉,具纤毛;外稃及内稃透明膜质,雌蕊具极长而细弱的线形花柱

果实

颖果球形或扁球形,成熟后露出颖片和稃片之外,其大小随生长条件不同产生差异,一般长5-10毫米,宽略过于其长,胚长为颖果的1/2-2/3。

物种分布

玉蜀黍原产于南美洲,在世界热带温带地区广泛种植,从北纬58度到南纬35-40度的地区均有大量栽培,其中以北美洲为最多,其次为亚洲、南美洲、欧洲、非洲以及大洋洲。在中国,玉蜀黍主要集中在从东起向西南的狭长的半山丘陵地带,包括黑龙江省吉林省内蒙古自治区辽宁省河北省四川省云南省贵州省广西壮族自治区等13个省区。

生长习性

玉蜀黍喜温暖气候,在温带北部、夏季温度较高的地区也可以种植。玉蜀黍较为耐旱,忍受早霜的能力较差,其籽苗对霜冻很敏感,其最适生长温度为33℃,但在短期-3℃的条件下还可以产生新叶片。其吸肥能力较强,在各种土质的土壤上均可以种植,最适宜其生长的土壤为肥沃、富含腐殖质、pH为7的壤土,在酸性土、碱性土和沼泽化土壤上种植玉蜀黍会出现生长不良的情况。玉蜀黍花果期在秋季,但具体时间会因品种不同而出现差异。

繁殖

玉蜀黍有90%-95%的概率是进行异花授粉的,但也会进行自花授粉,强降雨和超过35°C的气温会对玉蜀黍的授粉和种子质量产生不利影响。玉蜀黍的雄蕊花丝细长,花药悬垂,易受到风吹动而飘散花粉,故其传粉媒介是风。此外,蜜蜂属、双斑花蜂、切叶蜂、树脂蜂等昆虫都是玉蜀黍的访花昆虫。

栽培

播种

玉蜀黍在生产中常采用播种繁殖的方法进行繁殖,通常为四月上旬至六月上旬时进行播种,播种时按照一定的条间距与株间距播种,每穴播种五、六粒,播种后在其上覆土。用于做种的玉蜀黍,应选择生于茎最下部形状较为粗短的穗。采收后,将其悬挂于空气流通的地方。到播种时,将穗的上下部切去,留下穗中段用作种子。

养护措施

玉蜀黍的苗生长到少量出土时就可进行中耕,株间部分的土壤要深耕,而苗根部分的土壤仅需要轻轻拨开。每穴应间苗,仅留下生长较为强健的两三株苗即可,空白无苗的苗穴处应补种。在玉蜀黍的生长过程中应注意随时除去分蘖以及不生果实的嫩枝,防止其危害主茎的发育。玉蜀黍生长过程中,一般先在拔节至抽雄期进行两次追肥,第一次在拔节前后施入,称为攻秆肥,第二次在大喇叭口期追施,称为攻穗肥,追肥时还可结合灌水;在抽雄期至吐丝期追施氮肥,起到延长叶片功能时间,防止早衰的功能。

病虫害防治

玉蜀黍苗期主要害虫有蝼蛄、黏虫等。对蝼蛄科的防治可在秋收之后深耕翻土或使用频振式杀虫灯进行诱杀,或者可以用辛硫磷乳油加水喷洒于土壤。黏虫的防治可以用草把、黑光灯等诱杀或者使用敌百虫可溶性粉剂、敌敌畏乳油等药剂进行喷杀。苗期主要病害有矮花叶病等,在这病害的流行地区,可使用抗病玉蜀黍品种,还应积极防治病毒媒介以控制疾病。矮花叶病的主要传毒媒介为蚜虫,可以清除田边、塘边等地方的禾本科杂草,或者用吡虫咻可湿性粉剂拌玉米种子以达到防治的效果。

玉蜀黍穗期主要虫害有大螟、玉米螟等,可使用辛硫酸颗粒剂或敌百虫晶体进行防治;主要病害有大斑病、小斑病等,防治方法为先将下部病叶摘除,再喷施退菌特多菌灵

采收及贮藏

玉蜀黍以在粒乳线消失的蜡熟末期收获较为适宜。挑选充分成熟、无杂质、净度高的种子用袋装,贮藏在消毒、通风、密闭的仓库里,受污染、净度不达标等的种子不入库。在种子贮藏期间,应定期进行种子质量与安全状况检测,以便及时发现问题并采取有效措施,避免坏种事故的发生,保证种子贮藏质量。

用途

食用营养

玉蜀黍籽粒中含有丰富的营养成分,籽粒中平均含淀粉72%、脂肪4.9%、蛋白质9.6%、糖分1.58%、纤维素1.92%以及1.56%的矿质元素。新鲜玉蜀黍可以直接煮后食用,较老的玉蜀黍粒还可以磨成粉后作为主食,但目前随着人民生产生活水平的提高,玉蜀黍作为主食食用已经大幅减少,以其为原料加工的食品正在兴起,主要包括玉蜀黍制成的膨化食品,例如膨化面茶、膨香酥条以及膨化粥等。以玉蜀黍为原料制成的方便食品同样受到消费者的青睐,例如玉米片玉米面条等。此外,甜玉米和笋玉米还可以制作罐头食用。玉蜀黍加工后得到的玉米油是一种优质植物油,其稳定性能好、色泽透明、气味芳香、易被人体吸收、非常适合家庭食用。

饲用原料

玉蜀黍全株均可饲用,利用率可达85%以上,是著名的“饲料之王”。100kg玉蜀黍的饲用价值相当于135kg燕麦、130kg大麦、120kg高粱。专用的青饲青贮玉蜀黍,可在不同的生长时期直接采摘其青绿的茎叶和果穗直接饲喂畜禽,或采收乳熟末期果穗和茎叶,粉碎后微贮饲喂家畜。近年来选育的高赖氨酸玉蜀黍和高油玉蜀黍饲用品质大幅提高,更是优质的饲料。

工业原料

玉蜀黍的多个器官均具有一定的经济价值。其秆可做建材;果序外苞片可作为编织原料,用于篮筐、坐垫、地毯等多种器具的编织;穗轴可用于生产糠醛,还可用于栽培食用菌;籽粒是重要的工业原料,可用于制淀粉、酒精、塑料等产品;须还可用于生产玉米须精粉,以及发酵饮料、果酒等;其胚芽可压榨精制获得精油,这种精油呈琥珀色,具有特殊的淡玉米香气,可以运用在卷烟中,起到丰富烟香、降低刺激、掩盖杂气的效果;玉蜀黍麸质中提取出的玉米蛋白,又称玉米朊,可用作药片制剂的包衣材料。

玉蜀黍籽粒的深加工主要是生产淀粉,玉蜀黍生产的淀粉除直接应用外,还可以进一步加工成各种变性淀粉,在石油、纺织、食品等行业中均被广泛利用,例如可以利用其制造高效吸水物质,可以用作种子保水剂,还可以利用玉蜀黍淀粉生产具有光降解性和生物降解性的塑料,具有防止污染、保护环境的作用。

医学药用

据中国医药典籍《中华本草》记载,玉蜀黍多个器官可作为中药材入药。玉蜀黍的根作中药材时又被称为抓地虎,味甘,性平,归心、肺、膀胱经,具有祛止血、利尿通淋的功效,主治小便不利、水肿以及吐血等症状;玉蜀黍的叶味微甘,性凉,归心、肾经,具有利尿通淋的功效,主治砂淋、小便涩痛;玉蜀黍的苞片味甘,性平,具有清热利尿、和胃的功效,主治尿路结石、水肿、胃痛吐酸;玉蜀黍的种子味甘,性平,归胃、大肠经,具有利尿消肿、调中开胃的功效,主治食欲不振、小便不利等症状。

危害

糙皮病

从十五世纪开始,玉蜀黍作为主食的传播导致了一种称为烟酸缺乏症的毁灭性营养缺乏病。二者之间的联系最早是由西班牙的卡萨尔于1735年描述的。由于当时人们医学知识的缺乏,以及早期怀疑糙皮病是由玉蜀黍中的某种假设毒素引起的,或者由于传染因子或遗传条件引起的,导致当时的欧洲美国发生重大的糙皮病流行事件。

糙皮病主要是因为体内缺乏维生素P而引起的疾病,主要表现为腹泻(腹泻)、痴呆(dementia)和皮炎(皮炎),在临床上又称为“3D症”,主要流行在以玉蜀黍为主食的地区,常见于农民,特别是嗜酒者及单一食谱者。在中国北方玉蜀黍产量较多,但兼吃其他粮食,所以烟酸缺乏症很少见。糙皮病初期临床表现无特异性,容易误诊,临床中对酗酒者出现皮炎、胃肠道症状及神经精神症状者应加强对该病的警惕。在维生素P治疗糙皮病的同时,还应补充吡哆醇和B2,治疗3日后皮肤症状可明显好转,腹泻减少,10日后基本痊愈,局部如有皮损,可涂敷铝氧化锌糊或氧化锌乳膏,冷敷。在发病期间宜少接触阳光,禁止日晒。

副作用

长期大量使用玉蜀黍的干燥花柱和柱头可增加氯化钠的排泄,引起高钾血症;并可诱发支气管哮喘等疾病。其次,过敏体质者需忌用,孕妇慎用。

产业发展

国际产业

玉蜀黍具有十分重要的地位,它是全世界的主要粮食作物,也是重要的饲料和食品加工原料,常年种植面积仅次于小麦和水稻。玉蜀黍的种植区域十分广泛,遍及全球五大洲,其中种植面积最广的是亚洲。2019年世界玉蜀黍产量排名前十的国家分别是美国(294.2t)、中国(168.4t)、巴西(54.1 t)、 阿根廷(23.3 t)、墨西哥(21.6 t)、印度(17.6 t)、印度尼西亚(15.4 t)、法国(14.6t)、乌克兰(13.4t)、南非(10.5t)。截至2021年,世界玉蜀黍进口主要集中在日本、墨西哥、韩国、埃及等国,出口主要是美国、巴西、阿根廷、乌克兰等国。中国的玉蜀黍贸易伙伴国较少,以美国和乌克兰为主。据2023年7月的数据,玉蜀黍的贸易量在为179.3百万吨,其利用率在增长,主要是因为玉蜀黍作为饲料的使用量增加,特别是中国、巴西以及美国

玉蜀黍产业企业主要包括玉蜀黍种子企业以及玉蜀黍加工企业,其中玉蜀黍种子企业有拜耳(孟山都)(德国)、先正达(中国化工)(中国)、利马格兰(法 国)、KWS(德国)、隆平高科(中国)等;玉蜀黍深加工企业主要分布在美国与中国,全球最大的玉蜀黍深加工企业在美国,其加工产品遍布全球。

中国产业

玉蜀黍是中国三大主粮之一,是重要的粮、经、饲兼用作物。中国玉蜀黍深加工行业虽起步晚,但发展迅速,形成了涵盖玉蜀黍种植生产、玉蜀黍加工、玉蜀黍及其加工产品流通、 玉蜀黍及其加工产品消费几大环节的完整产业链,并且中国已经形成巨大的玉蜀黍深加工产能,成为拉动玉蜀黍消费的重要动力。此外,中国也是世界最主要的玉蜀黍生产国和消费国之一, 由于生猪产能加速恢复,对饲用玉蜀黍需求增长,加之玉蜀黍深加工产能的扩张,导致中国玉蜀黍消费量快速增长同时进口量增加。

玉蜀黍生产和消费在粮食市场中均占据较高比重,在保障粮食安全方面具有重要战略地位。2021年中国党中央一号文件提出,要提升粮食安全和重要农产品供给保障能力,突出了党中央对于国家粮食安全问题的高度重视,粮食问题关乎国计民生。加入世界贸易组织以来,中国玉蜀黍贸易发展迅速,国外玉蜀黍市场关联度日益增强对国内玉蜀黍市场供求也产生了一定影响。以玉蜀黍贸易促进粮食安全,发展玉蜀黍深加工产业,在主要玉蜀黍生产国投资建立深加工企业,将一部分产能转移到玉蜀黍生产国,由进口玉蜀黍改变为进口玉蜀黍深加工产品,降低国内对于玉米的进口需求。

发展前景

玉蜀黍作为世界上重要的粮食、饲料和经济作物,单位面积产量居第一位。进一步发展玉蜀黍生产,应该做到稳定种植面积、巩固并建立高产农田、依靠科技进步、挖掘增产潜力、提高单位面积种植数量并且增加总产保障供给。

延伸文化

在玉蜀黍的发源地美洲大陆存在着深厚的玉蜀黍文化。

美洲的美洲原住民将玉蜀黍称为“我们的母亲”及“我们的生命”;墨西哥人自古就有玉蜀黍崇拜的现象;作为玉蜀黍生产大国的美国的重要节日感恩节的诞生就与玉蜀黍有关,最早移民至美国的欧洲人因为接受了当地人馈赠的玉蜀黍而存活下来并由此诞生了感恩节。

在中国文化作品中,玉蜀黍可以用于指代农村风光,例如中国作家老舍的小说中有描写到“阶上堆着不少长着粉色的“玉米棒子”。此外,玉蜀黍在20世纪50年代的中原地区宣传画中预示着丰收,例如“大麦穗大玉米,运到北京去见毛主席”中就借玉蜀黍表现了丰收的场景。

相关研究

元素富集研究

玉蜀黍的不同品种对镉的吸收与富集能力具有一定的差异性,研究者进行了不同品种玉蜀黍的比较,筛选出了镉较低累积的玉蜀黍品种,可用于在镉污染土地上推广种植,以达到安全生产的目的。此外,微量元素摄入不足已经成为影响人体健康的普遍问题,研究者通过筛选富含微量营养元素的玉蜀黍品种来进行推广,来改善人体缺少微量元素的问题,促进人体对微量营养元素的吸收。

育种研究

玉蜀黍是中国第一大作物,其种业健康发展对于保障国家粮食安全和农产品有效供给具有重要意义。在玉蜀黍的现代育种核心技术创新与应用方面,单倍体、基因编辑、转基因、全基因组选择等关键育种瓶颈已经被研究者们突破。其中,单倍体技术已先后突破了高效诱导、精准鉴别与高效加倍三大关键技术环节;以SNP差异为基础的第三代分子标记SNP育种芯片等技术大幅提升了基因型分型效率;分子标记选择及改良技术在玉蜀黍育种中也有应用;基因组编辑技术构建的含有玉蜀黍减数分裂特异基因启动子的新基因编辑载体系统,能够定点突变创制高效孤雌生殖单倍体诱导系,并创制出以甜糯复合型鲜食玉米为代表的系列新种质,应用于玉蜀黍的育种研究。

基因组研究

关于玉蜀黍基因组的研究主要包括四点,一是对玉蜀黍的基因组测序研究,由于玉蜀黍基因组具有极大的多样性,对其的测序研究有利于研究其农艺性状的变异;二是综合新的基因编辑技术,例如QTL-seq、QTE-seq等技术,快速定位和验证候选基因,为玉蜀黍育种工作中的等位基因筛选提供新的思路;三是在来自于类蜀黍(Euchlaena mexicana Schrad.)(又称玉蜀黍属)和栽培玉米的杂交群体中发现了重要的数量性状基因座,例如tb1,UPA1以及UPA2,这对于玉蜀黍的驯化历史以及未来改良方向研究可以提供一定程度的帮助;四是利用基因工程改良玉蜀黍的性状,例如研究者们发现了“玉米祖先”类蜀黍中的优良基因THp9-T并将其导入了现代玉蜀黍自交系和杂交系中,提高了玉蜀黍植株中的蛋白质积累,并提高了种子蛋白含量。

在转基因食品安全问题上,欧盟支持了400多个独立研究小组对超过50个转基因安全项目进行风险评估,全球至少包括中国在内的59个批准进口转基因的国家也通过科学规范的安全试验证明:食用含有转基因作物成分的食品,与食用含有常规育种技术培育的作物成分的食品相比,并不具有更大的风险。截至2018年,转基因作物种植面积最大的是美国阿根廷加拿大、巴西、印度这五个国家,占全世界转基因作物总面积的91%,全球共有14个国家种植了转基因玉蜀黍,种植面积正呈逐年增长的态势。截至2019年,共有71个国家或地区应用了转基因作物,其中29个国家或地区种植,另外42个国家或地区进口。转基因玉蜀黍的商业化创造了巨大的经济效益,截至2015年,全球种植转基因玉蜀黍累计创造了1678亿美元的经济效益。欧盟在2023年宣布批准3种转基因玉蜀黍上市,产品可用作食品或饲料,但不得在欧盟范围内种植。资料显示,欧盟已批准数十种转基因食品和饲料上市,包括玉蜀黍、大豆、棉花等等,同时欧盟一直对转基因产品持相对保守态度,企业进入欧盟转基因市场的成本较高。

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