甜糯结合性玉米籽粒发育过程中品质动态变化

付忠军 杨华 王娜 祁志云 周茂林 胡伟 蔡成雄

摘 要 采用甜糯结合性玉米和甜玉米2种不同基因型的玉米材料，通过测定鲜果穗水分含量、可溶性糖含量、直链淀粉和支链淀粉含量，研究不同玉米材料籽粒品质变化，明确各品质变化的动态规律。结果表明：籽粒发育过程中，甜糯结合性玉米材料含水量下降速度相对较快，各时期含水量均低于甜玉米材料;甜糯结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;甜糯结合性材料支链淀粉和直链淀粉含量均高于甜玉米材料。

关键词 甜糯玉米;籽粒发育;品质

中图分类号：S513 文献标志码：A DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2021.30.089

目前，我国鲜食玉米年种植面积已超133.33万公顷[1]，但是生产上品质同质化现象突出，缺少具有突出优势的大品种，其根本原因在于种质资源狭窄、创新不足。鲜食玉米要有所突破和创新，关键在于新种质的发现、扩增、创新与利用。

2018年，重庆市农业科学院杨华研究员通过两类优异甜糯材料杂交获得F1，以后通过“春季重庆—秋季温室大棚—冬季海南”连续2年6代自交及选择，已获得稳定的同一籽粒既甜又糯的甜糯結合性优异材料，命名为TW2018。

前人对甜糯玉米籽粒中的品质变化研究多集中在杂交种上，对自交材料的研究较少。基于此，以2个甜玉米材料为对照，对甜糯结合性材料TW2018籽粒不同发育时期可溶性总糖含量、含水量、直链淀粉及支链淀粉含量性状进行研究，目的在于明确各品质组分的变化规律，为甜糯结合性品种选育及适期采收提供理论依据[2-5]。

1 材料与方法

1.1 试验地点及材料

2021年，在重庆市农业科学院皇田试验基地进行。种植TW2018和2份甜玉米自交系（CK1、CK2）。试验重复2次，随机排列，小区长3.0 m、宽0.8 m，5行区，密度为62 500株/公顷，生长期间进行良好田间管理。

1.2 取样方法

为保证2类玉米不串粉及果穗的一致性，每个自交系挑选生育期一致的玉米单株挂牌标记，在开花期进行统一授粉。自授粉后第21 d开始取样，取样间隔2 d，授粉后29 d结束取样，即取样时间为授粉后第21 d、23 d、25 d、27 d及29 d。每次取生长正常的果穗6个，取每穗中部籽粒混匀，分成2份，一份用于测定含水量，另一份用于测定可溶性糖、支链、直链淀粉的含量。

1.3 测定方法

1）水分含量测定。参照低恒温烘干法测定，称取一定质量的样品在已经预热的105 ℃恒温箱中烘1 h左右，再转60 ℃的恒温条件烘干至恒重后称重[6]。

（1）

式（1）中，w为水分含量，%;m1为样品烘干前重量，g;m2为样品烘干后重量，g。

2）可溶性总糖测定。采用中华人民共和国国家标准《水果、蔬菜可溶性糖测定法》（GB6194—1986）。

3）直链、支链淀粉含量测定。采用改良双波长法[7]。

1.4 数据统计

采用DPS统计程序对试验数据进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 籽粒不同发育时期的含水量

鲜食玉米籽粒中的水分含量将直接影响籽粒的外观、甜味和果皮的柔嫩性。籽粒不同发育时期含水量变化趋势如图1所示。授粉21 d，TW2018与CK1、CK2玉米籽粒中水分含量均较高且相近，分别达68.29%、71.96%、72.57%;随着授粉天数增加，籽粒中水分含量开始下降，TW2018比CK1、CK2下降速度相对较快;在籽粒发育的各个时期，TW2018含水量均低于CK1、CK2且CK1、CK2含水量相当。

2.2 籽粒不同发育时期的可溶性糖含量

籽粒不同发育时期可溶性糖含量变化趋势如图2所示。籽粒发育过程中，CK1的可溶性总糖含量自授粉后开始增加，至授粉23 d，含量达到最高，随后迅速下降;CK2的可溶性总糖含量先降低后增加，再迅速降低;TW2018随着籽粒的发育，可溶性总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 籽粒不同发育时期的直链淀粉含量

籽粒不同发育时期直链淀粉含量变化趋势如图3所示。籽粒发育不同时期，甜质型玉米CK1、CK2中直链淀粉含量都很低，不足0.2%，而甜糯结合型材料TW2018直链淀粉含量呈不断增加趋势，授粉29 d达到最高0.96%。表明甜质型玉米籽粒直链淀粉积累极少，而甜糯结合型材料直链淀粉积累相对较多，并且随籽粒的发育，直链淀粉前期增加快，后期变化不大。

2.4 籽粒不同发育时期的支链淀粉含量

籽粒不同发育时期支链淀粉含量变化趋势如图4所示。在籽粒发育的各阶段，CK1、CK2中支链淀粉含量变化不大，CK1在12.21%～13.49%，CK2在9.19%～13.04%;甜糯结合型材料TW2018支链淀粉含量随籽粒发育而不断增加，由12.67%增加到22.46%，各时期CK1、CK2中支链淀粉含量均小于TW2018。结果表明甜质型玉米材料和甜糯结合性材料积累的淀粉都以支链淀粉为主，甜糯结合性材料支链淀粉含量明显高于甜玉米材料。

3 结论与讨论

试验结果表明：籽粒发育过程中，甜糯结合性玉米材料含水量下降速度相对较快，各时期含水量均低于甜玉米材料;甜糯结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;甜糯结合性材料支链淀粉和直链淀粉含量均高于甜玉米材料。

目前，市场上甜糯玉米品种是采用部分糯粒被甜基因修饰的办法，在同一果穗使甜粒和糯粒分别表达，培育甜与糯特性都同粒同时表达的品种是玉米科研人员不懈追求的目标和梦想。

甜糯结合型材料支链淀粉和可溶性糖含量较高，利用潜力巨大，但其营养成分、蒸煮品质及胚乳碳水化合物合成途径中的生理机制还有待研究，为客观评价材料及组合品质、筛选优良的甜糯玉米材料及品种提供依据，进而选配出适应生产和市场消费升级转型需求的甜糯玉米新品种。

参考文献：

[1] 赫忠友，赫晋，赵守光，等.爽甜糯玉米的发现及应用[J].现代农业科技，2020（3）：51-52.

[2] 魏常敏，宋万友，周文伟，等.鲜食糯玉米蒸煮品质综合评分和品质性状相关分析[J].湖南农业科学，2020（9）：79-81.

[3] 卢柏山，董会，徐丽，等.甜玉米不同采收期籽粒品质性状研究[J].中国农学通报，2020，36（24）：28-33.

[4] 吴嘉点，薛林，胡加如，等.鲜食糯玉米食味品质性状相关分析及优质新品种筛选[J].金陵科技学院学报，2019，35（2）：57-60.

[5] 周伟，崔福柱，段宏凯，等.播期对糯玉米籽粒产量及品质的影响[J].作物杂志，2020（2）：156-161.

[6] 颜启传.种子检验原理和技术[M].杭州：浙江大学出版社，2001：197-198.

[7] 何照范.粮油籽粒品质及其分析技术[M].北京：农业出版社，1985：290-294.

（责任编辑：赵中正）