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

（重庆市农业科学院，重庆 401329）

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结合性优异材料，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］。

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。

图1 籽粒不同发育时期含水量变化趋势

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。

图2 籽粒不同发育时期的可溶性糖含量变化趋势

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。

图3 籽粒不同发育时期直链淀粉含量变化趋势

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。

图4 籽粒不同发育时期支链淀粉含量变化趋势

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。