馬秀鳳，郭　強(qiáng)，藺崇明，楊引福

(1 西北農(nóng)林科技大學(xué) 農(nóng)學(xué)院，陜西 楊凌712100;2 唐山市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院，河北 唐山063000)

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不同胚乳類型玉米籽粒超微結(jié)構(gòu)及其營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的動(dòng)態(tài)變化

馬秀鳳1，郭強(qiáng)2，藺崇明1，楊引福1

(1 西北農(nóng)林科技大學(xué) 農(nóng)學(xué)院，陜西 楊凌712100;2 唐山市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院，河北 唐山063000)

[摘要]【目的】 探究不同胚乳類型玉米灌漿結(jié)實(shí)期籽粒的超微結(jié)構(gòu)和品質(zhì)指標(biāo)的動(dòng)態(tài)變化，為不同類型玉米的加工利用及品質(zhì)改良提供理論依據(jù)?！痉椒ā?以超甜玉米超甜2000、糯玉米京科糯2000及普通玉米鄭單958為試驗(yàn)材料，利用近紅外光譜分析儀、掃描電鏡，對(duì)不同胚乳類型玉米籽粒營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)及超微結(jié)構(gòu)進(jìn)行觀測(cè)分析?！窘Y(jié)果】 授粉后10 d時(shí)，超甜2000、京科糯2000和鄭單958的淀粉粒均呈圓球狀，隨著灌漿進(jìn)程，京科糯2000淀粉粒被擠壓成多面體狀和橢圓狀，凹陷的淀粉粒較多，超甜2000淀粉粒為圓球狀，表面光滑，鄭單958淀粉粒為多面體狀，凹陷的淀粉粒較少。授粉后10～20 d淀粉粒的體積、數(shù)目增加最快。淀粉粒的排列緊密程度表現(xiàn)為超甜2000>鄭單958>京科糯2000，超甜2000胚乳細(xì)胞中蛋白質(zhì)和可溶性糖含量較鄭單958和京科糯2000豐富，且其淀粉粒與基質(zhì)蛋白的結(jié)合更緊密。灌漿結(jié)實(shí)期，3種類型玉米籽粒淀粉的積累呈“S”型增長(zhǎng)曲線，授粉后10～20 d增長(zhǎng)速率最快，蛋白質(zhì)和可溶性糖含量隨授粉后時(shí)間的增加呈下降趨勢(shì)，整個(gè)灌漿期內(nèi)，甜玉米淀粉含量始終低于糯玉米和普通玉米?！窘Y(jié)論】 在灌漿結(jié)實(shí)期，超甜2000、京科糯2000和普通玉米鄭單958淀粉粒的外形、數(shù)目及與基質(zhì)蛋白和可溶性糖結(jié)合的緊密程度均存在差異，且隨授粉后時(shí)間的延長(zhǎng)，不同類型玉米籽粒淀粉上升的趨勢(shì)與可溶性糖下降的趨勢(shì)相吻合，結(jié)合籽粒超微結(jié)構(gòu)觀察，可初步鑒別玉米品質(zhì)的優(yōu)劣及鮮食玉米的適宜采收期。

[關(guān)鍵詞]玉米籽粒；營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)；超微結(jié)構(gòu)；胚乳類型

玉米是重要的糧食和飼料作物，其種植面積和產(chǎn)量?jī)H次于水稻，成為我國(guó)第二大糧食作物[1]。近年來(lái)，隨著人們生活水平的不斷提高以及膳食消費(fèi)結(jié)構(gòu)的變化，甜、糯玉米等鮮食玉米以其適口性好、風(fēng)味獨(dú)特、富含多種人體所必需的營(yíng)養(yǎng)成分而越來(lái)越受到消費(fèi)者的青睞[2]。營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)是評(píng)價(jià)鮮食玉米的重要指標(biāo)，而目前對(duì)于鮮食玉米營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的評(píng)價(jià)主要是對(duì)籽粒外觀品質(zhì)目測(cè)和品嘗，關(guān)于其內(nèi)部微觀結(jié)構(gòu)的研究較少，因此探討籽粒營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)與內(nèi)部超微結(jié)構(gòu)之間的相互聯(lián)系來(lái)鑒定玉米的品質(zhì)，對(duì)高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)玉米育種及確定鮮食玉米適宜采收期都具有一定的現(xiàn)實(shí)指導(dǎo)意義。李敬玲等[3]、崔麗娜等[4]和Li等[5]利用掃描電鏡、激光衍射粒度分析儀以及投射電鏡，對(duì)不同胞質(zhì)類型玉米籽粒的淀粉粒進(jìn)行了形態(tài)觀察和粒度分布特征分析；陸大雷等[6]和伊祖濤等[7]研究了玉米籽粒內(nèi)淀粉粒的分布差異、粒徑及其理化特性。但上述研究都未涉及到胚乳內(nèi)部其他主要營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)超微結(jié)構(gòu)的變化，以及超微結(jié)構(gòu)與營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)之間的相互聯(lián)系。灌漿結(jié)實(shí)期是玉米籽粒器官建成和品質(zhì)形成的關(guān)鍵時(shí)期，目前關(guān)于單一胚乳類型玉米籽粒灌漿速率、灌漿特性以及營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)積累的研究較深入[8-10]，但針對(duì)不同胚乳類型玉米的研究較少。本研究選用具有代表性的3種胚乳類型玉米(超甜玉米超甜2000、糯玉米京科糯2000和普通玉米鄭單958)，研究不同胚乳類型玉米灌漿期間籽粒超微結(jié)構(gòu)及營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的動(dòng)態(tài)變化，以期為高產(chǎn)玉米品質(zhì)改良及鮮食玉米加工利用提供參考。

1材料與方法

1.1試驗(yàn)材料

選擇具有代表性的超甜玉米超甜2000和糯玉米京科糯2000，其中超甜2000于1998年由萬(wàn)全縣種子公司與萬(wàn)全縣華穗特用玉米種業(yè)公司共同育成，2002年在河北省通過(guò)審定，該品種商品性好，鮮食口感脆，風(fēng)味佳，甜度高；京科糯2000由北京市農(nóng)林科學(xué)院玉米研究中心選育，2006年通過(guò)國(guó)家審定，該品種品質(zhì)優(yōu)，產(chǎn)量高，口感黏香。超甜2000和京科糯2000由西北農(nóng)林科技大學(xué)專用玉米研究室提供，普通玉米選用鄭單958，由隆源種業(yè)公司提供。

1.2試驗(yàn)設(shè)計(jì)

2014年5月將試驗(yàn)材料種植于陜西省楊凌示范區(qū)產(chǎn)業(yè)孵化園內(nèi)，種植密度為52 500株/hm2，施肥為純氮磷鉀(N∶P∶K=2.5∶1∶1)，總施肥量為324 kg/hm2，在玉米拔節(jié)期一次性施入。試驗(yàn)采用品種單因素完全區(qū)組設(shè)計(jì)，重復(fù)3次，小區(qū)面積為18 m2，每小區(qū)6行，行長(zhǎng)5 m。在吐絲前每小區(qū)選擇生育期長(zhǎng)勢(shì)一致的60個(gè)單株套袋，于盛花期同一天進(jìn)行人工自交授粉，標(biāo)記授粉日期。分別在授粉后10，15，20，25，30，35 d分6次采收，每次每小區(qū)從中間4行隨機(jī)取5穗帶完整苞葉采回。

1.3試驗(yàn)方法

1.3.1籽粒超微結(jié)構(gòu)的觀察取同一處理玉米穗的中部籽粒，混勻備用。用4%戊二醛前固定，用pH值6.8的磷酸緩沖液漂洗，漂洗后放入液氮中冷凍50 s，用雙面刀片在籽粒胚乳近中部切斷，分別用體積分?jǐn)?shù)30%，50%，70%，80%，90%的乙醇脫水，再用100%的乙醇脫水3次[11]，用冷凍干燥機(jī)干燥后，置于離子濺射儀上鍍金，用JSM-6360LV型掃描電鏡觀察照相。

1.3.2營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的測(cè)定取授粉后同一時(shí)期玉米穗部籽粒，105 ℃殺青20 min后置于80 ℃烘箱中烘干至恒質(zhì)量，采用DA7200近紅外光譜分析儀測(cè)定籽粒的淀粉和蛋白質(zhì)含量，參照李合生[12]和李關(guān)榮等[13]的方法測(cè)定籽?？扇苄蕴呛?。

1.4數(shù)據(jù)分析

采用Excel 2003和DPS7.05軟件進(jìn)行試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理。

2結(jié)果與分析

2.1不同胚乳類型玉米籽粒超微結(jié)構(gòu)的變化

2.1.1淀粉粒的變化不同胚乳類型玉米籽粒在授粉后不同時(shí)間的胚乳超微結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1，2。

圖 1不同胚乳類型玉米籽粒在授粉后10～20 d的胚乳超微結(jié)構(gòu)(×1 500)

A-C.授粉后10 d;D-F.授粉后15 d;G-I.授粉后20 d

Fig.1Endosperm ultrastructure of maize kernels with different endosperm types 10-20 d after pollination(×1 500)

A-C.10 d after pollination;D-F.15 d after pollination;G-I.20 d after pollination

超微結(jié)構(gòu)觀察結(jié)果(圖1和圖2)發(fā)現(xiàn)，授粉后10 d，普通玉米、糯玉米和超甜玉米籽粒胚乳細(xì)胞中均可見(jiàn)淀粉粒的存在，其中糯玉米京科糯2000淀粉粒多呈球狀，淀粉粒的大小較均勻；超甜2000淀粉粒較少，呈圓球狀，淀粉粒外有蛋白質(zhì)包裹；鄭單958淀粉粒呈橢圓狀，表面有疙瘩狀的凸起，淀粉粒均勻性較好。糯玉米胚乳細(xì)胞中淀粉粒的充實(shí)最好，普通玉米次之，超甜玉米充實(shí)最差。超甜玉米淀粉粒的體積大于糯玉米和普通玉米。糯玉米淀粉粒飽滿且表面光滑，普通玉米淀粉粒表面較粗糙。隨著籽粒發(fā)育，胚乳細(xì)胞中淀粉粒的數(shù)目和形態(tài)逐漸發(fā)生改變。授粉后15 d，糯玉米淀粉粒的體積增大幅度較大，數(shù)目增多，淀粉粒形狀由球狀變?yōu)椴灰?guī)則的多面體狀和橢圓狀，表面凹陷淀粉粒的數(shù)目增多，授粉后20～30 d，淀粉粒間間隙較大，授粉35 d時(shí)淀粉粒擠壓變形嚴(yán)重，但在此期間淀粉粒體積變化幅度較小。在授粉后15～20 d時(shí)，超甜玉米胚乳細(xì)胞中積累的淀粉粒數(shù)目明顯增多，淀粉粒始終呈圓球狀，淀粉粒排列緊密，授粉后35 d時(shí)超甜玉米淀粉粒表面出現(xiàn)凹陷，這可能與淀粉消化現(xiàn)象有關(guān)。在授粉后10～15 d內(nèi)普通玉米淀粉粒積累迅速，且淀粉粒之間排列緊密，出現(xiàn)少數(shù)表面凹陷的淀粉粒，其體積在授粉后10～30 d持續(xù)增大。在灌漿前期，京科糯2000和鄭單958中的淀粉粒數(shù)目多于超甜2000，在灌漿后期，超甜2000淀粉粒小而多。在授粉后10～25 d時(shí)，糯玉米與普通玉米淀粉粒的體積相近，30～35 d時(shí)，普通玉米淀粉粒的體積大于糯玉米，灌漿中后期，淀粉粒的排列緊密程度為超甜玉米>普通玉米>糯玉米。

2.1.2胚乳超微結(jié)構(gòu)的變化如圖1和圖2所示，授粉后10 d時(shí)，京科糯2000胚乳細(xì)胞中只可見(jiàn)排列稀疏的淀粉粒，15 d時(shí)淀粉粒間隙依稀出現(xiàn)絮狀的基質(zhì)蛋白，20 d后蛋白質(zhì)的數(shù)量明顯增多，基質(zhì)蛋白呈鞘狀結(jié)締狀態(tài)包被著淀粉粒。授粉后10 d時(shí)，超甜2000胚乳細(xì)胞中淀粉粒積累較少，可見(jiàn)少量絮狀的基質(zhì)蛋白附著在淀粉粒表面或細(xì)胞壁表面，授粉后15～35 d時(shí)，胚乳細(xì)胞內(nèi)含物增多，其中以10～20 d時(shí)增加速度最快，蛋白質(zhì)和糖類物質(zhì)集結(jié)成蜂窩狀，淀粉粒鑲嵌在其中；授粉后20 d時(shí)，超甜2000胚乳細(xì)胞中可見(jiàn)明顯的絲狀糖類物質(zhì)，此時(shí)可溶性糖含量較豐富。在授粉后10～20 d內(nèi)，鄭單958胚乳細(xì)胞淀粉粒增加較快，淀粉粒間排列緊密，授粉后25 d時(shí)胚乳中出現(xiàn)少量絮狀的蛋白質(zhì)。

在授粉后10～35 d內(nèi)，超甜玉米胚乳中的淀粉粒未充滿整個(gè)細(xì)胞，細(xì)胞壁清晰可見(jiàn)，糯玉米和普通玉米胚乳細(xì)胞被淀粉粒充滿。授粉后相同時(shí)間時(shí)，胚乳中蛋白質(zhì)數(shù)量表現(xiàn)為超甜玉米>糯玉米>普通玉米，超甜玉米中可溶性糖及脂類數(shù)量較糯玉米和普通玉米豐富。

2.2不同胚乳類型玉米籽粒營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的變化

2.2.1籽粒淀粉含量圖3結(jié)果表明，在整個(gè)灌漿結(jié)實(shí)期，糯玉米、超甜玉米和普通玉米籽粒中淀粉含量的變化均表現(xiàn)為前期(10～20 d)增長(zhǎng)顯著，后期(25～35 d)增長(zhǎng)緩慢的“S”型趨勢(shì)，超甜玉米籽粒中淀粉含量始終低于糯玉米和普通玉米，成熟期京科糯2000、超甜2000和普通玉米鄭單958淀粉含量分別為73.98%，57.40%和74.28%。授粉后10～15 d時(shí)，淀粉增長(zhǎng)速率為糯玉米>超甜玉米>普通玉米，授粉后15～20 d時(shí)，普通玉米鄭單958淀粉增長(zhǎng)速率顯著大于京科糯2000和超甜2000，授粉后20～35 d，普通玉米淀粉含量超過(guò)糯玉米，表明淀粉積累起始增長(zhǎng)勢(shì)高，活躍增長(zhǎng)期長(zhǎng)和快增期的灌漿速率高是形成糯玉米和普通玉米籽粒中淀粉含量高的原因。

圖 3　不同胚乳類型玉米授粉后籽粒淀粉含量的變化

圖 4　不同胚乳類型玉米授粉后籽粒蛋白質(zhì)含量的變化

2.2.2籽粒蛋白質(zhì)含量圖4結(jié)果顯示，授粉后10～20 d時(shí)3種胚乳類型玉米籽粒蛋白質(zhì)含量下降較快，在授粉后20～35 d時(shí)京科糯2000和鄭單958下降較慢，而超甜2000在授粉25 d時(shí)下降到最低，之后又逐漸上升，但整體表現(xiàn)為降低。在整個(gè)灌漿進(jìn)程中，籽粒中蛋白質(zhì)含量表現(xiàn)為超甜玉米始終顯著高于糯玉米和普通玉米，糯玉米略高于普通玉米。成熟期超甜2000、京科糯2000和普通玉米鄭單958的蛋白質(zhì)含量分別為11.26%，7.61%和7.20%。

2.2.3籽?？扇苄蕴呛繄D5結(jié)果表明，不同胚乳類型玉米籽粒中可溶性糖含量隨授粉后時(shí)間的延長(zhǎng)均呈下降趨勢(shì)。超甜2000在授粉后10～15 d和20～25 d時(shí)，可溶性糖下降速率較快，授粉后35 d時(shí)可溶性糖含量降為6.32%。京科糯2000和鄭單958在授粉后10～20 d時(shí)可溶性糖含量下降迅速，25 d后下降幅度變小，分別為6.35%～5.75%，6.94%～6.21%，鄭單958乳熟期后可溶性糖含量趨于平穩(wěn)，京科糯2000有繼續(xù)下降的趨勢(shì)。

圖 5不同胚乳類型玉米授粉后籽?？扇苄蕴呛康淖兓?/p>

Fig.5Changes of soluble sugar contents of corns with

different endosperm types after pollination

3討論

3.1不同類型玉米籽粒胚乳超微結(jié)構(gòu)的變化

在玉米籽粒中淀粉是主要組成成分，占籽粒干質(zhì)量的70%左右，其次是蛋白質(zhì)、脂肪和可溶性糖等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，它們對(duì)玉米的品質(zhì)及食味起決定性作用。淀粉在胚乳中以淀粉粒的形式存在，淀粉粒的大小、形態(tài)、分布對(duì)淀粉的性質(zhì)及籽粒胚乳細(xì)胞內(nèi)的超微結(jié)構(gòu)有重要影響。Ji等[14]、張麗等[15]研究發(fā)現(xiàn)，成熟期不同淀粉含量玉米籽粒胚乳內(nèi)淀粉粒的粒徑分布范圍為0.37～31.5 μm，以2和15 μm為界限，將淀粉粒分為小型、中型和大型3類，高淀粉型玉米中小、中型淀粉粒的體積比顯著高于普通型玉米。李志偉等[16]、陸大雷等[6]認(rèn)為，與普通玉米淀粉相比，甜玉米、糯玉米和高直鏈玉米淀粉在淀粉粒形態(tài)及穗部分布間不同，導(dǎo)致了淀粉熱特性、糊化特性等也表現(xiàn)出不同程度的差異。本研究中授粉前期糯玉米和普通玉米淀粉粒體積變化范圍較大，后期淀粉粒多以大體積淀粉粒存在且均勻性好，這與伊祖濤等[17]的研究結(jié)果相似，超甜2000在授粉后30～35 d時(shí)，淀粉粒的體積大小差異較大，且淀粉粒均勻性較授粉前期差，這可能與后期糖類物質(zhì)向淀粉轉(zhuǎn)化有關(guān)，但具體原因還有待進(jìn)一步研究。

在玉米籽粒中，胚乳內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)的疏密排布、淀粉粒形狀、均勻性以及胚乳內(nèi)部組織中基質(zhì)蛋白、糖類物質(zhì)與淀粉粒結(jié)合的緊密程度，決定了籽粒營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)和物理性狀的優(yōu)劣[18-20]。張海艷等[21]對(duì)不同類型玉米胚乳細(xì)胞淀粉體發(fā)育的研究表明，灌漿開始后普通玉米和糯玉米蛋白體數(shù)量較爆裂玉米少，淀粉體充實(shí)晚，糯玉米淀粉體充實(shí)差；甜玉米淀粉體充實(shí)最差，淀粉粒呈不裸露狀態(tài)，胚乳細(xì)胞排列疏松，這與本研究結(jié)果基本一致。本試驗(yàn)中，授粉前期3種類型玉米胚乳細(xì)胞都只可見(jiàn)淀粉粒，授粉后20～30 d時(shí)，甜、糯玉米中可見(jiàn)大量基質(zhì)蛋白填充在淀粉粒間隙，甜玉米中出現(xiàn)絲狀糖類物質(zhì)，而普通玉米中基質(zhì)蛋白較甜，糯玉米不明顯，可見(jiàn)3種胚乳類型籽粒超微結(jié)構(gòu)存在明顯差異，揭示了其不同用途的內(nèi)在原因。

3.2不同類型玉米籽粒的營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)

本研究結(jié)果表明，隨著灌漿進(jìn)程推進(jìn)，京科糯2000、超甜2000和鄭單958籽粒的淀粉含量逐漸增加，可溶性糖含量逐漸減少，蛋白質(zhì)含量整體呈下降趨勢(shì)，這與前人的研究結(jié)果一致[22-25]。張春良[26]研究發(fā)現(xiàn)，甜玉米中可溶性糖含量呈單峰曲線變化，授粉后15 d開始突然加快積累，到25 d時(shí)達(dá)到峰值，然后下降，這與本研究結(jié)果存在差異，造成不一致的原因可能是，試驗(yàn)中使用量的單位不同，前者是以“每?！睘閱挝挥?jì)算可溶性糖含量，本試驗(yàn)計(jì)算的是可溶性糖占籽粒干物質(zhì)的百分比，這樣的數(shù)據(jù)處理能更好地觀測(cè)和比較灌漿過(guò)程中各營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)間的消長(zhǎng)動(dòng)態(tài)。灌漿初期，超甜玉米籽粒內(nèi)容物積累少，但糖的比例較大，灌漿中后期，隨著淀粉的迅速增加，糖的增長(zhǎng)速率不及淀粉，致使可溶性糖占籽粒干物質(zhì)含量持續(xù)降低。淀粉積累與其體內(nèi)可溶性糖的合成、轉(zhuǎn)運(yùn)和積累有密切關(guān)系?？扇苄蕴鞘堑矸酆铣傻牡孜铮浜康母叩团c淀粉積累密切相關(guān)。灌漿初期，正是種胚發(fā)育和種皮建成的時(shí)期，植株莖葉的光合產(chǎn)物向庫(kù)運(yùn)輸，籽粒中可溶性糖含量較高，各功能蛋白較多，隨著籽粒發(fā)育，淀粉含量逐漸增加，達(dá)到一定程度后趨于平穩(wěn)，此時(shí)一些低分子化合物將轉(zhuǎn)化為大分子化合物(貯藏蛋白)，所以蛋白質(zhì)含量則有上升趨勢(shì)[27-28]。本研究結(jié)果顯示，灌漿期籽粒可溶性糖的急劇下降與淀粉含量的迅速上升趨勢(shì)相吻合，相同的結(jié)果在袁劉正等[27]的研究中亦得到了驗(yàn)證。張麗等[15]、陸大雷等[23]和Sandhu等[29]的研究表明，單一類型玉米品種間營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的變異較小，所以本試驗(yàn)采用不同類型玉米中的典型品種作為一類胚乳類型玉米的代表，具有現(xiàn)實(shí)性和可行性。

3.3不同類型玉米籽粒超微結(jié)構(gòu)與營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量及品質(zhì)的關(guān)系

李敬玲等[3]對(duì)多胞質(zhì)玉米胚乳淀粉粒性狀的研究認(rèn)為，雖然淀粉粒形態(tài)與籽粒外形無(wú)明顯相關(guān)，但其與籽粒品質(zhì)存在相關(guān)性，甜質(zhì)胞質(zhì)玉米(sul、shZ、btl)籽粒外形較扁，百粒質(zhì)量較高，淀粉粒多呈球形，排列緊密，爆裂玉米和甜玉米的淀粉粒一般排列緊密，大小均勻，與它們的籽粒硬度好、角質(zhì)化程度高等優(yōu)良品質(zhì)相一致，淀粉粒大小、形狀和排列與籽粒硬度、角質(zhì)化程度有相關(guān)性，楊引福等[18]的研究結(jié)果也證實(shí)了這一結(jié)論。楊福等[30]認(rèn)為，在稻米胚乳中，由于淀粉體和蛋白體排列不夠緊密會(huì)形成白色不透明的部分，即惡白，具有惡白的稻米透明度差，整精米率低，商品品質(zhì)不佳。本研究中，甜玉米淀粉粒排列緊密，蛋白質(zhì)和可溶性糖含量豐富，普通玉米淀粉粒大小均勻，排列較糯玉米緊密；糯玉米胚乳細(xì)胞中淀粉粒充實(shí)好，排列稀松，粉質(zhì)化程度高，致使糯玉米食用口感黏軟，甜玉米籽粒中淀粉粒充實(shí)差，蛋白質(zhì)和糖類物質(zhì)含量高，角質(zhì)化程度高，形成了甜玉米脆甜的食用品味。授粉后15～20 d，糯玉米籽粒中蛋白質(zhì)含量顯著增加，此時(shí)淀粉粒雖為多面體狀，但其棱角及變形程度沒(méi)有蠟熟期差別分明，超甜玉米此時(shí)淀粉粒為球狀，大小較均勻，胚乳中可見(jiàn)明顯的絲狀可溶性糖和鏈狀的基質(zhì)蛋白，結(jié)合化學(xué)分析法，此時(shí)可溶性糖較授粉后15 d時(shí)下降緩慢，授粉后25 d時(shí)可溶性糖含量較低，由授粉后10 d的17.14%降至8.77%。綜上所述，觀察分析籽粒胚乳超微結(jié)構(gòu)，結(jié)合淀粉粒的形態(tài)特征以及胚乳中基質(zhì)蛋白和可溶性糖含量，可初步鑒別玉米品質(zhì)的優(yōu)劣及鮮食玉米的適宜采收期。

4結(jié)論

在灌漿結(jié)實(shí)期，超甜2000、京科糯2000和鄭單958淀粉粒的外形、大小、數(shù)目及凹陷深淺不同，淀粉粒數(shù)目及體積在授粉后10～20 d增加最為顯著，同一授粉時(shí)期不同類型玉米籽粒中淀粉粒的排布及與基質(zhì)蛋白和可溶性糖結(jié)合的緊密程度存在差異。隨授粉后時(shí)間的延長(zhǎng)，超甜2000、京科糯2000和鄭單958中淀粉含量逐漸上升，蛋白質(zhì)和可溶性糖含量逐漸下降。通過(guò)營(yíng)養(yǎng)成分分析并結(jié)合籽粒超微結(jié)構(gòu)觀察，授粉后15～20 d超甜2000可溶性糖含量高，胚乳內(nèi)容物多，此時(shí)是超甜2000最佳采收期，京科糯2000適宜采收期在授粉后20～25 d。在同一測(cè)定時(shí)期，鄭單958淀粉粒排列較糯玉米緊密，胚乳中可見(jiàn)的基質(zhì)蛋白及糖類較少。

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Dynamic changes of ultra-structure and nutritional quality in maize kernels with different endosperm types

MA Xiu-feng1,GUO Qiang2,LIN Chong-ming1,YANG Yin-fu1

(1CollegeofAgronomy,NorthwestA&FUniversity,Yangling,Shaanxi712100,China;2TangshanAgriculturalAcienceInstitute,Tangshan,Hebei063000,China)

Abstract：【Objective】 This study explored the dynamic changes of nutritional quality and internal ultra-structure in maize kernels with different endosperm types during grain filling period to provide theoretical basis for the processing and quality improvement of different corn varieties.【Method】 Internal structures in kernels of super sweet corn (Super sweet 2000),waxy corn (Jingkenuo 2000) and common corn (Zhengdan 958) were explored using near infrared spectroscopy analyzer (NISA) and scanning electron microscopy (SEM).【Result】 10 days after pollination,grains of Super sweet 2000,Jingkenuo 2000 and Zhengdan 958 starch were round in shape.With the processing of grain filling,the starch granules of Jingkenuo 2000 extruded into polyhedral and elliptical with many depressed starch granules,starch granules of Super sweet 2000 were spherical with smooth surface,while starch granules of Zhengdan 958 were polyhedral with small quantity of depressed starch granules.The number and size of starch grains rapidly increased 10 to 20 days after pollination.Starch granules arranged closely in the order of Super sweet 2000>Zhengdan 958>Jingkenuo 2000.Protein and soluble sugar contents in Super sweet 2000 endosperm cell were higher than in Zhengdan 958 and Jingkenuo 2000,and the starch grains and matrix protein combined more closely in Super sweet 2000 cell.In grain filling stage,the grain starch accumulation presented in “S-shape” curve with the largest growth rate 10 to 20 days after pollination.Protein and soluble sugar contents gradually decreased and starch content of super sweet corn was always lower than that of waxy corn and common corn.【Conclusion】 In the grain filling stage,the appearance,number and combination of matrix protein and soluble sugar of starch grains of Zhengdan 958,Jingkenuo 2000 and Super sweet 2000 were all different.With the extension of time after pollination,the upward trend of starch coincided with the downward trend of soluble sugar.Observation of grain ultra-structure could be used for preliminary identification of the maize quality and determination of suitable harvest time for fresh corn.

Key words:corn kernel;nutrient quality;ultra-structure;endosperm type

[文章編號(hào)]1671-9387(2016)01-0053-08

[中圖分類號(hào)]S513.01

[文獻(xiàn)標(biāo)志碼]A

[作者簡(jiǎn)介]馬秀鳳(1990-)，女(滿族)，黑龍江哈爾濱人，在讀碩士，主要從事玉米遺傳育種研究。E-mail:729733218@qq.com[通信作者]楊引福(1963-)，男，陜西鳳翔人，研究員，主要從事優(yōu)質(zhì)專用玉米育種及加工利用研究。

[基金項(xiàng)目]西北農(nóng)林科技大學(xué)唐仲英育種基金項(xiàng)目(A212020802)

[收稿日期]2015-06-12

DOI：網(wǎng)絡(luò)出版時(shí)間:2015-12-0214:2510.13207/j.cnki.jnwafu.2016.01.009

網(wǎng)絡(luò)出版地址:http://www.cnki.net/kcms/detail/61.1390.S.20151202.1425.018.html

E-mail：yinfuyang@163.com