甜糯結(jié)合性玉米籽粒發(fā)育過程中品質(zhì)動態(tài)變化

付忠軍 楊華 王娜 祁志云 周茂林 胡偉 蔡成雄

摘 要 采用甜糯結(jié)合性玉米和甜玉米2種不同基因型的玉米材料，通過測定鮮果穗水分含量、可溶性糖含量、直鏈淀粉和支鏈淀粉含量，研究不同玉米材料籽粒品質(zhì)變化，明確各品質(zhì)變化的動態(tài)規(guī)律。結(jié)果表明：籽粒發(fā)育過程中，甜糯結(jié)合性玉米材料含水量下降速度相對較快，各時期含水量均低于甜玉米材料;甜糯結(jié)合性玉米材料可溶性糖含量先增加再降低后迅速升高，前期低于甜玉米材料，后期高于甜玉米材料;甜糯結(jié)合性材料支鏈淀粉和直鏈淀粉含量均高于甜玉米材料。

關(guān)鍵詞 甜糯玉米;籽粒發(fā)育;品質(zhì)

中圖分類號：S513 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2021.30.089

目前，我國鮮食玉米年種植面積已超133.33萬公頃[1]，但是生產(chǎn)上品質(zhì)同質(zhì)化現(xiàn)象突出，缺少具有突出優(yōu)勢的大品種，其根本原因在于種質(zhì)資源狹窄、創(chuàng)新不足。鮮食玉米要有所突破和創(chuàng)新，關(guān)鍵在于新種質(zhì)的發(fā)現(xiàn)、擴(kuò)增、創(chuàng)新與利用。

2018年，重慶市農(nóng)業(yè)科學(xué)院楊華研究員通過兩類優(yōu)異甜糯材料雜交獲得F1，以后通過“春季重慶—秋季溫室大棚—冬季海南”連續(xù)2年6代自交及選擇，已獲得穩(wěn)定的同一籽粒既甜又糯的甜糯結(jié)合性優(yōu)異材料，命名為TW2018。

前人對甜糯玉米籽粒中的品質(zhì)變化研究多集中在雜交種上，對自交材料的研究較少?；诖?，以2個甜玉米材料為對照，對甜糯結(jié)合性材料TW2018籽粒不同發(fā)育時期可溶性總糖含量、含水量、直鏈淀粉及支鏈淀粉含量性狀進(jìn)行研究，目的在于明確各品質(zhì)組分的變化規(guī)律，為甜糯結(jié)合性品種選育及適期采收提供理論依據(jù)[2-5]。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地點(diǎn)及材料

2021年，在重慶市農(nóng)業(yè)科學(xué)院皇田試驗(yàn)基地進(jìn)行。種植TW2018和2份甜玉米自交系（CK1、CK2）。試驗(yàn)重復(fù)2次，隨機(jī)排列，小區(qū)長3.0 m、寬0.8 m，5行區(qū)，密度為62 500株/公頃，生長期間進(jìn)行良好田間管理。

1.2 取樣方法

為保證2類玉米不串粉及果穗的一致性，每個自交系挑選生育期一致的玉米單株掛牌標(biāo)記，在開花期進(jìn)行統(tǒng)一授粉。自授粉后第21 d開始取樣，取樣間隔2 d，授粉后29 d結(jié)束取樣，即取樣時間為授粉后第21 d、23 d、25 d、27 d及29 d。每次取生長正常的果穗6個，取每穗中部籽?；靹颍殖?份，一份用于測定含水量，另一份用于測定可溶性糖、支鏈、直鏈淀粉的含量。

1.3 測定方法

1）水分含量測定。參照低恒溫烘干法測定，稱取一定質(zhì)量的樣品在已經(jīng)預(yù)熱的105 ℃恒溫箱中烘1 h左右，再轉(zhuǎn)60 ℃的恒溫條件烘干至恒重后稱重[6]。

（1）

式（1）中，w為水分含量，%;m1為樣品烘干前重量，g;m2為樣品烘干后重量，g。

2）可溶性總糖測定。采用中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)《水果、蔬菜可溶性糖測定法》（GB6194—1986）。

3）直鏈、支鏈淀粉含量測定。采用改良雙波長法[7]。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計

采用DPS統(tǒng)計程序?qū)υ囼?yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 籽粒不同發(fā)育時期的含水量

鮮食玉米籽粒中的水分含量將直接影響籽粒的外觀、甜味和果皮的柔嫩性。籽粒不同發(fā)育時期含水量變化趨勢如圖1所示。授粉21 d，TW2018與CK1、CK2玉米籽粒中水分含量均較高且相近，分別達(dá)68.29%、71.96%、72.57%;隨著授粉天數(shù)增加，籽粒中水分含量開始下降，TW2018比CK1、CK2下降速度相對較快;在籽粒發(fā)育的各個時期，TW2018含水量均低于CK1、CK2且CK1、CK2含水量相當(dāng)。

2.2 籽粒不同發(fā)育時期的可溶性糖含量

籽粒不同發(fā)育時期可溶性糖含量變化趨勢如圖2所示。籽粒發(fā)育過程中，CK1的可溶性總糖含量自授粉后開始增加，至授粉23 d，含量達(dá)到最高，隨后迅速下降;CK2的可溶性總糖含量先降低后增加，再迅速降低;TW2018隨著籽粒的發(fā)育，可溶性總糖含量先增加再降低后迅速升高，授粉后21～27 d，TW2018的可溶性糖含量一直低于CK1、CK2，授粉后29 d迅速增加，高于CK1、CK2。

2.3 籽粒不同發(fā)育時期的直鏈淀粉含量

籽粒不同發(fā)育時期直鏈淀粉含量變化趨勢如圖3所示。籽粒發(fā)育不同時期，甜質(zhì)型玉米CK1、CK2中直鏈淀粉含量都很低，不足0.2%，而甜糯結(jié)合型材料TW2018直鏈淀粉含量呈不斷增加趨勢，授粉29 d達(dá)到最高0.96%。表明甜質(zhì)型玉米籽粒直鏈淀粉積累極少，而甜糯結(jié)合型材料直鏈淀粉積累相對較多，并且隨籽粒的發(fā)育，直鏈淀粉前期增加快，后期變化不大。

2.4 籽粒不同發(fā)育時期的支鏈淀粉含量

籽粒不同發(fā)育時期支鏈淀粉含量變化趨勢如圖4所示。在籽粒發(fā)育的各階段，CK1、CK2中支鏈淀粉含量變化不大，CK1在12.21%～13.49%，CK2在9.19%～13.04%;甜糯結(jié)合型材料TW2018支鏈淀粉含量隨籽粒發(fā)育而不斷增加，由12.67%增加到22.46%，各時期CK1、CK2中支鏈淀粉含量均小于TW2018。結(jié)果表明甜質(zhì)型玉米材料和甜糯結(jié)合性材料積累的淀粉都以支鏈淀粉為主，甜糯結(jié)合性材料支鏈淀粉含量明顯高于甜玉米材料。

3 結(jié)論與討論

試驗(yàn)結(jié)果表明：籽粒發(fā)育過程中，甜糯結(jié)合性玉米材料含水量下降速度相對較快，各時期含水量均低于甜玉米材料;甜糯結(jié)合性玉米材料可溶性糖含量先增加再降低后迅速升高，前期低于甜玉米材料，后期高于甜玉米材料;甜糯結(jié)合性材料支鏈淀粉和直鏈淀粉含量均高于甜玉米材料。

目前，市場上甜糯玉米品種是采用部分糯粒被甜基因修飾的辦法，在同一果穗使甜粒和糯粒分別表達(dá)，培育甜與糯特性都同粒同時表達(dá)的品種是玉米科研人員不懈追求的目標(biāo)和夢想。

甜糯結(jié)合型材料支鏈淀粉和可溶性糖含量較高，利用潛力巨大，但其營養(yǎng)成分、蒸煮品質(zhì)及胚乳碳水化合物合成途徑中的生理機(jī)制還有待研究，為客觀評價材料及組合品質(zhì)、篩選優(yōu)良的甜糯玉米材料及品種提供依據(jù)，進(jìn)而選配出適應(yīng)生產(chǎn)和市場消費(fèi)升級轉(zhuǎn)型需求的甜糯玉米新品種。

參考文獻(xiàn)：

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[2] 魏常敏，宋萬友，周文偉，等.鮮食糯玉米蒸煮品質(zhì)綜合評分和品質(zhì)性狀相關(guān)分析[J].湖南農(nóng)業(yè)科學(xué)，2020（9）：79-81.

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（責(zé)任編輯：趙中正）