普通玉米新组合的品质多样性分析

楼肖成，吕学高，朱正梅，赵军华

（浙江省东阳玉米研究所,东阳浙江 322100）

普通玉米新组合的品质多样性分析

楼肖成，吕学高，朱正梅，赵军华

（浙江省东阳玉米研究所,东阳浙江 322100）

用F 0 SS公司新一代I nf r aX a c t T M近红外反射品质分析仪,对160份普通玉米新组合籽粒品质成分进行测定。结果表明,蛋白质、油分和总氨基酸平均含量分别为10.306 6%,3.807 6%和9.701 7%,变异幅度分别为8.767 3%～12.130 0%,2.954 1%～4.661 1%和8.043 5%～11.730 5%,变异系数分别为6.65%,8.26%和8.11%；灰分和水分变异系数最低,分别是3.55%和5.19%,氨基酸变异系数较大的依次为组氨酸＞精氨酸＞异亮氨酸＞赖氨酸＞苯丙氨酸。蛋白质含量超过12.0%的有2份,油分含量超过4.5%的有3份,赖氨酸含量超过0.4%的有1份,含量较高的氨基酸依次是谷氨酸＞脯氨酸＞亮氨酸＞天冬氨酸。

普通玉米；品质；近红外光谱分析

综观我国玉米育种现状,高产与优质是当前及今后相当长时间内追求的主要目标［1］。品质是产品对使用目的的适合性,玉米籽粒营养品质泛指籽粒中所含的营养成分,如蛋白质、脂肪、氨基酸以及各种维生素、矿质元素的含量和质量等［2］。在玉米新品种选育中,品质育种占据越来越重要的地位,因此,在玉米育种过程中对主要种质或组合开展品质分析鉴定,对提高品质育种效率具有重要意义［3］。近红外光谱分析技术是20世纪80年代后期迅速发展起来的一项测试技术,在欧美等国, N I R S已成为谷物品质分析的重要手段［4-5］。本试验利用近红外品质分析仪对160份普通玉米新组合开展品质分析,以期为品质育种和品质多样性利用提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料

试验材料为2012年春季组配的普通玉米新组合［6］,2012年8月6日种植于浙江省东阳玉米研究所试验田,开花期随机选择5株套袋授粉自交,成熟期统一收获、晾晒。选取产量表现较高的组合160份,每份组合选择3个结实良好的果穗,每个果穗取等量籽粒混合,用于品质分析。

1.2 方法

用粉碎机将每份玉米组合混合籽粒（约200g）粉碎成粉,成品细度达到250目（0.06 m m）。选用F 0 SS公司新一代I nf r aX a c t T M近红外反射分析仪分析,其波长为570～1 850 nm（硅570～

1 100 nm,铟镓砷1 100～1 850 nm）,同时分析水分、灰分、蛋白质、油分和15种氨基酸含量。

注：诚挚感谢齐齐哈尔市华夏西瓜沙棘育种研究所马正潭老师和F 0 SS公司中国总经理赵武善博士给予的支持与帮助！

2 结果与分析

2.1 品质概况

由表1-2可以看出,160份普通玉米新组合的水分、灰分、蛋白质、油分和总氨基酸平均含量分别为9.700 3%,0.974 6%,10.306 6%,3.807 6%和9.701 7%。灰分和水分变异系数最低,分别为3.55%和5.19%,变异幅度分别为0.884 6%～1.079 0%和8.604 6%～10.634 9%。说明160份玉米组合在相同晾晒条件下籽粒灰分和水分含量相对较稳定。蛋白质和油分变异系数分别为6.65%和8.26%,蛋白质含量变异幅度为8.767 3%～12.130 0%,油分变异幅度为2.9541%～4.661 1%。总氨基酸的变异系数为8.11%,变异幅度为8.043 5%～11.730 5%,其中,变异系数较大的氨基酸依次为组氨酸13.27%,精氨酸11.36%,异亮氨酸11.12%,赖氨酸10.65%,苯丙氨酸10.45%；最高含量/最低含量依次是组氨酸1.94倍、苯丙氨酸1.81倍、异亮氨酸1.78倍、精氨酸1.77倍、赖氨酸1.72倍,说明这几类氨基酸在160份普通玉米组合中多样性更为丰富。其他几类氨基酸变异系数由大到小依次为亮氨酸＞缬氨酸＞苏氨酸＞天冬氨酸＞丝氨酸＞脯氨酸＞甘氨酸＞半胱氨酸＞谷氨酸。

表1 普通玉米新组合籽粒品质测定结果

2.2 品质多样性

由表2可以看出,水分和灰分分布相对集中,水分含量主要集中在9.0%～11.0%,共计148份,占92.5%；灰分含量主要集中在0.9%～1.5%,共计158份,占98.75%。蛋白质含量主要集中在9.0%～12.0%,共计155份,占96.88%,超过12.0%的高蛋白玉米有2份,占1.25%。油分含量主要集中在3.0%～4.5%,共计156份,占97.50%,超过4.5%的高油玉米有3份,占1.88%。总氨基酸含量主要集中在8.0%～11.0%,共计153份,占95.60%；赖氨酸含量主要集中在0.25%～0.40%,共计157份,占98.10%,超过0.4%的高赖氨酸玉米有1份,占0.63%。含量较高的氨基酸排序为谷氨酸≥脯氨酸＞亮氨酸＞天冬氨酸,其他几类氨基酸含量由高到低依次为丝氨酸＞缬氨酸＞精氨酸＞苏氨酸＞苯丙氨酸＞甘氨酸＞组氨酸＞异亮氨酸＞半胱氨酸。

3 小结与讨论

试验中160份普通玉米组合在相同晾晒条件下灰分和水分含量相对较稳定,蛋白质、油分和氨基酸含量表现出多样性。蛋白质、油分和总氨基酸含量分别为10.306 6%,3.807 6%和9.701 7%,油分和总氨基酸含量的变异系数比蛋白质含量变异系数大,分别为8.26%,8.11%和6.65%。段民孝等［4］近红外测定1 125份（2001年）和313份（2002年）普通玉米组合,粗脂肪平均含量分别为4.53%和4.86%,蛋白质平均含量分别为9.93%和10.05%；粗脂肪含量变异幅度较大,最高含量是最低含量的3倍左右,含量超过6%的组合的亲本中都有高油玉米自交系。张新等［3］对11个省（市、自治区）所选育并推广的88个杂交种的品质分析表明,普通玉米粗脂肪、蛋白质、粗淀粉含量平均为4.43%,9.72%和68.16%。对比发现,普通玉米组合油分含量变异有比蛋白质含量变异大的趋势,但本研究中油分含量均低于前人研究结果,可能是测定样品或测定方法不同所致。

玉米富含多种氨基酸,其中缬氨酸、异亮氨酸、苯丙氨酸、亮氨酸、色氨酸、苏氨酸、赖氨酸是人体必需氨基酸。本研究中160份普通玉米新组合,总氨基酸平均含量为9.701 7%,变异幅度为8.043 5%～11.730 5%,变异系数为8.11%,含量较高的氨基酸排序为谷氨酸＞脯氨酸＞亮氨酸＞天冬氨酸,变异系数较大的依次为组氨酸＞精氨酸＞异亮氨酸＞赖氨酸＞苯丙氨酸。玉米中赖氨酸的研究最为深入,自0 2单隐性基因被发现以来,美国便开始大量研究和选育高赖氨酸玉米,使赖氨酸

含量比普通玉米提高1倍以上。中国农业科学院和北京农业大学等单位1970年引进0 2群体进行研究,通过转育和选择鉴定,选育出赖氨酸含量超过0.4%的半硬质高赖氨酸品种,如中单206、鲁玉13号等［2,7］。白永新等［1］对1998-2001年国审玉米品种品质现状分析和比较结果表明赖氨酸含量基本稳定在一个较低的水平。

表2 普通玉米新组合籽粒品质成分分布情况

近红外光谱分析技术最早应用在农产品方面［4,8］,目前应用范围得到拓展［4,9］,本研究中所选用的I nf r aX a c t T M近红外反射分析仪是F 0 SS公司最新一代饲用玉米分析仪,在分析水分、灰分、蛋白质和油分常规品质指标含量之余,可同时分析

多种氨基酸含量,分析更可靠、更高效。因此,在玉米品质育种中,可以利用这一先进测定技术,既提高分析效率,又可以在早代进行测定,增强选择预测性,提高选择准确度,可以保证育种进程,提高效率［10-11］。

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（责任编辑：张才德）

S513文献标志码：A文章编号：0528-9017（2014）05-0649-03

2014-03-15

浙江省金华市科技项目（2013-2-064）；浙江省旱作粮油科技创新团队项目（2011R 50026-18）

楼肖成（1962-）,男,浙江东阳人,实验师,主要从事玉米遗传育种工作。E-mail：dy l x c@163.com。

吕学高,E-mail：l xg-909@163.com。

文献著录格式：楼肖成,吕学高,朱正梅,等.普通玉米新组合的品质多样性分析［J］.浙江农业科学,2014（5）：649-652.