鮮食玉米籽粒顏色性狀遺傳研究及市場需求分析

李一男

摘 要：著重介紹了鮮食玉米籽粒顏色遺傳規(guī)律與花粉直感，對玉米籽粒色素的功能、抗氧化性及籽粒色素的積累規(guī)律等進(jìn)行了概述，探討了目前各種籽粒顏色鮮食玉米的市場需求和發(fā)展情況。

關(guān)鍵詞：籽粒顏色；遺傳；花粉直感；市場需求

玉米籽粒顏色屬質(zhì)量性狀，它由果皮、胚乳（糊粉層和淀粉層）和胚的顏色共同決定。在顏色性狀上，普通玉米和鮮食玉米完全相同，但普通玉米目前多為黃色籽粒，在選育工作中不需要進(jìn)行籽粒顏色的研究工作。只有鮮食玉米籽粒顏色繁多，遺傳基因復(fù)雜，可研究性強(qiáng)，所以本文關(guān)于玉米籽粒顏色遺傳的探討均以鮮食玉米為主。

一、玉米籽粒顏色的遺傳基礎(chǔ)

不同組織的顏色由不同基因決定，它們的遺傳行為也不一樣。在鮮食玉米的選育中，主要分析和研究糊粉層顏色的遺傳規(guī)律，果皮顏色、淀粉層顏色及胚尖顏色的遺傳相對比較單一，研究較少。

1.果皮顏色的遺傳

果皮顏色受果皮色基因P-p（IS-26）和褐色果皮基因Bp-bp（9S-44）兩對基因控制。表現(xiàn)為白色、紅色、棕色和花斑色四種類型。由于果皮是由子房壁形成的，所以無花粉直感現(xiàn)象。即用不同果皮顏色的玉米雜交，當(dāng)代母株上結(jié)出的籽粒顏色仍為其母本籽粒顏色。

2. 糊粉層顏色的遺傳

若果皮是無色的，則糊粉層顏色在適當(dāng)?shù)倪z傳背景下，可以有紫色、紅色和棕紅色素形成，從而表現(xiàn)出不同色澤。紫色糊粉層的出現(xiàn)需要至少9個(gè)顯性基因，即A1、A2、BZ1、BZ2、C1、C2、In、Pr和R。R基因與B基因作用相似，因此可以為B所取代。在A1、A2、C1、C2和R5個(gè)基因中，只要有一個(gè)處于隱性狀態(tài)，就不會(huì)有色素出現(xiàn)，它們屬于互補(bǔ)基因，而BZ1、BZ2中有一個(gè)處于隱性狀態(tài)，糊粉層中就產(chǎn)生棕色素及極其微量的紫色素，混合成為古銅色。如果BZ1、BZ2都處于隱性狀態(tài)，則不再產(chǎn)生色素。In、Pr基因可視為色素的修飾基因，各種顯性基因與Pr相結(jié)合產(chǎn)生紫色素，與pr結(jié)合產(chǎn)生紅色素。in的作用在于提高花青素的含量，因而增加顏色的強(qiáng)度。有in的組合顏色就深，有In的組合顏色就淺。糊粉層顏色有花粉直感現(xiàn)象。

3. 淀粉層顏色的遺傳

影響淀粉層色澤一組基因有三對，分別是Y1-y1，Y8-y8，Wc-wc，它們影響類胡蘿卜素的含量，從而導(dǎo)致淀粉層色澤呈現(xiàn)深黃、淺黃和白色等。

4. 胚尖顏色的遺傳

受一對基因（Pu-pu）控制，有紫、白兩種表現(xiàn)型。紫胚尖（Pu）是顯性，白胚尖（pu）是隱性，有花粉直感現(xiàn)象。

二、花粉直感的概念及應(yīng)用

花粉直感是玉米特有的一種現(xiàn)象，是顯性性狀在雜交當(dāng)代籽粒上的一種表現(xiàn)。這種顯性性狀是由父本攜帶的顯性基因控制，故稱為花粉直感。玉米的胚乳和胚是經(jīng)過父本受精發(fā)育而成的，表現(xiàn)為花粉直感現(xiàn)象。胚的染色體組成有一半來自母本，一半來自父本。從前述可知糊粉層顏色是9個(gè)基因互作的結(jié)果。只有多數(shù)的顯性基因都集中到父本上，才能顯示出花粉直感現(xiàn)象。

決定胚乳淀粉層的Y-y基因具有劑量效應(yīng)。其花粉直感現(xiàn)象是在母本基因型的基礎(chǔ)上，決定于父本基因是顯性還是隱性。如父本是顯性則雜交籽粒顏色變深；如父本是隱性，則雜交籽粒顏色變淺。如雜交種掖單12號，母本478為淺黃色籽粒，父本81515為橘黃色籽粒，雜交種籽粒胚乳變?yōu)樯铧S色。

三、玉米籽粒色素的功能

1. 類胡蘿卜素

類胡蘿卜素是一類天然化合物的總稱，廣泛存在于各種植物中。存在于玉米籽粒中的類胡蘿卜素主要有胡蘿卜素、玉米黃質(zhì)和葉黃素。近年來，有關(guān)玉米籽粒色素功能的研究主要集中在玉米籽粒色素與眼部疾病、心臟病和癌癥的關(guān)系上，另外其抗氧化性也頗受關(guān)注。研究表明玉米黃質(zhì)可顯著降低心肌梗塞的發(fā)病率，并可降低總動(dòng)脈內(nèi)膜血管中層的增厚，人體吸收后可轉(zhuǎn)化成維生素A，對生長發(fā)育、保護(hù)上皮細(xì)胞及提高抗病能力、延長壽命等具有特殊功效；葉黃素對眼部代謝和功能有直接影響，有助于濾掉對眼睛有害的藍(lán)光和保護(hù)視網(wǎng)膜免受光線和自由基的傷害。

2. 花色苷類色素

花色苷類色素是花青素與糖以糖苷鍵結(jié)合而成的一類化合物，是自然界一類廣泛存在于植物中的水溶性天然色素，屬類黃酮化合物。大多偏紅色、紫色的蔬果都含有花青素，在紫玉米中就含有豐富的花青素。花青素是純天然的抗衰老的營養(yǎng)補(bǔ)充劑，研究證明是當(dāng)今人類發(fā)現(xiàn)最有效的抗氧化劑，它的抗氧化性能比維生素E高出五十倍，比維生素C高出二十倍。它有助于預(yù)防多種與自由基有關(guān)的疾病，包括癌癥、心臟病、過早衰老等；還有增強(qiáng)動(dòng)脈、靜脈和毛細(xì)血管彈性和保護(hù)動(dòng)脈血管內(nèi)壁的功效。 花青素還可以促進(jìn)視網(wǎng)膜細(xì)胞中的視紫質(zhì)再生，預(yù)防近視，增進(jìn)視力。

3. 鮮食玉米各種顏色籽粒的市場需求分析

近幾年來，我國鮮食玉米發(fā)展迅速。據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計(jì)，截止2014年底，我國鮮食玉米種植面積已達(dá)1700萬畝。鮮食玉米屬特殊類型，對品種要求相當(dāng)復(fù)雜。例如：南方人喜歡吃甜玉米，尤其是水果玉米；而北方人更喜歡吃糯玉米，故有“南甜北糯”的說法。

人們對玉米籽粒色澤的喜好一方面是主觀對顏色的偏愛，另一方面是受到一些負(fù)面新聞的影響，如有一些報(bào)道稱彩色玉米是轉(zhuǎn)基因的，紅色、紫玉米等有顏色的玉米是染色的等等，這些報(bào)道均系謠言，早已被官方辟謠。無論是什么原因，我們做為育種者都應(yīng)該從本地區(qū)的實(shí)際情況出發(fā)，選育適合本地區(qū)或想要推廣種植地區(qū)喜愛的籽粒顏色。當(dāng)然，對于籽粒顏色的選育目標(biāo)都是要建立在適口性好的基礎(chǔ)上，如果口感不好，籽粒顏色多么奪目，也不會(huì)是一個(gè)優(yōu)秀的鮮食玉米品種。