不同品种玉米籽粒发育与品质动态差异性

以3个糯玉米品种和1个甜糯玉米品种为试验材料,比较不同品种籽粒发育和品质动态特征。研究结果表明,不同糯玉米品种的籽粒鲜质量、灌浆速率、蛋白质含量动态变化存在明显差异,而鲜穗长、鲜穗粗、籽粒含水量、淀粉含量、可溶性总糖含量的动态变化基本一致,且同期含量非常接近。以授粉后24 d为节点,前期糯玉米籽粒鲜质量、淀粉含量增加速度快,灌浆速率高,后期增加速度慢。甜糯玉米同一时期的含水量、可溶性总糖含量均高于糯玉米,淀粉含量低于糯玉米,蛋白质含量的变化动态与糯玉米相近。     

不同胚乳类型玉米籽粒超微结构及其营养品质的动态变化

【目的】探究不同胚乳类型玉米灌浆结实期籽粒的超微结构和品质指标的动态变化,为不同类型玉米的加工利用及品质改良提供理论依据。【方法】以超甜玉米超甜2000、糯玉米京科糯2000及普通玉米郑单958为试验材料,利用近红外光谱分析仪、扫描电镜,对不同胚乳类型玉米籽粒营养品质及超微结构进行观测分析。【结果】授粉后10d时,超甜2000、京科糯2000和郑单958的淀粉粒均呈圆球状,随着灌浆进程,京科糯2000淀粉粒被挤压成多面体状和椭圆状,凹陷的淀粉粒较多,超甜2000淀粉粒为圆球状,表面光滑,郑单958淀粉粒为多面体状,凹陷的淀粉粒较少。授粉后10~20d淀粉粒的体积、数目增加最快。淀粉粒的排列紧密程度表现为超甜2000郑单958京科糯2000,超甜2000胚乳细胞中蛋白质和可溶性糖含量较郑单958和京科糯2000丰富,且其淀粉粒与基质蛋白的结合更紧密。灌浆结实期,3种类型玉米籽粒淀粉的积累呈"S"型增长曲线,授粉后10~20d增长速率最快,蛋白质和可溶性糖含量随授粉后时间的增加呈下降趋势,整个灌浆期内,甜玉米淀粉含量始终低于糯玉米和普通玉米。【结论】在灌浆结实期,超甜2000、京科糯2000和普通玉米郑单958淀粉粒的外形、数目及与基质蛋白和可溶性糖结合的紧密程度均存在差异,且随授粉后时间的延长,不同类型玉米籽粒淀粉上升的趋势与可溶性糖下降的趋势相吻合,结合籽粒超微结构观察,可初步鉴别玉米品质的优劣及鲜食玉米的适宜采收期。     

糯小麦籽粒糖降解和淀粉积累特性研究

 【目的】比较糯小麦籽粒可溶性糖含量和淀粉含量与非糯小麦的差异，研究其花后籽粒中糖降解和淀粉积累特点，为糯小麦的育种和生产应用提供参考。【方法】2004～2005年度测定不同来源的17个糯小麦品系和4个非糯对照品种籽粒可溶性糖和淀粉含量，2005～2006年度选择其中3个糯小麦品系和2个非糯对照品种研究其花后籽粒中糖降解和淀粉积累动态。【结果】15个糯小麦品系籽粒可溶性糖含量显著高于所有对照品种，另2个糯小麦品系籽粒可溶性糖含量显著高于对照扬麦12和扬麦5号，而与扬麦158和扬麦9号差异不显著。4个对照品种之间淀粉含量差异不显著，扬麦9号最高，扬麦158最低；供试的17个糯小麦品系籽粒淀粉含量均低于对照扬麦9号，其中13个糯小麦品系低于扬麦158。籽粒中糖降解和淀粉积累动态研究表明花后10～17d糯小麦籽粒可溶性糖含量下降速率小，开花17d后3个糯小麦品系先后都经历一个淀粉含量增长的相对“停滞”阶段。【结论】糯小麦成熟期籽粒中可溶性糖含量高，淀粉含量低，可能与其灌浆前期籽粒中可溶性糖转化效率低，淀粉积累中后期经历一个相对“停滞”阶段有关，这主要是由于GBSS的缺失导致糯小麦不能合成直链淀粉改变了糯小麦糖转化和淀粉积累特性。在糯小麦育种中应加强对花后籽粒中可溶性糖转化效率和淀粉积累动态的研究，选择灌浆前期糖转化效率高，淀粉含量增长“停滞”阶段出现较迟的品种，以改良糯小麦籽粒饱满度。     

鲜食糯玉米品质差异及品质评价理化指标的筛选

以8个鲜食糯玉米品种为试验材料,研究授粉后17～29 d不同采收期籽粒粗淀粉含量、可溶性糖含最、皮渣率、淀粉黏度性状与鲜穗蒸煮晶评分的变化及关系.结果表明:鲜穗蒸煮品评分与各品质成分在品种间、采收期间差异极显著;最佳品质期在授粉后的时期及长短在品种间存在差异;各品种在最佳品尝品质时,品尝评分分别与峰值黏度、终值黏度、崩解值、籽粒粗淀粉含量呈显著或极显著正相关,与皮渣率呈极显著负相关;籽粒淀粉黏度性状,尤其是峰值黏度对品种品尝评分有重要作用.籽粒粗淀粉含量、淀粉黏度性状和皮渣率可作为糯玉米品种品质评价的客观理化指标.     

影响糯玉米鲜食品质的因素研究

不同采收期及采收后立刻检测、放置24 h检测3个糯玉米品种的水分、可溶性糖、淀粉、蛋白质、脂肪等营养品质,并结合口感品尝打分比较。结果表明:可溶性糖含量是影响鲜食口感的关键品质因子;在糯玉米授粉后20～32 d不同采收期籽粒水分呈现出快速下降趋势,可溶性糖随采收期推后逐渐降低,淀粉含量呈现出逐渐增加的趋势,脂肪含量呈单峰曲线变化,授粉后24 d之前是逐渐增加,24 d以后缓慢降低;鲜食糯玉米品质受多个综合因素影响,各因素互相联系又互相影响。     

糯玉米灌浆结实期籽粒淀粉理化特性变化

 【目的】探明糯玉米籽粒淀粉理化特性在灌浆结实期的变化趋势。【方法】以糯玉米新品种NQ01和NQ11为材料,研究其灌浆结实期（花后10、20、30和40 d）籽粒淀粉理化特性的变化。【结果】随着灌浆进程推进,籽粒干重和淀粉含量逐渐升高,籽粒含水率、蛋白质和可溶性糖含量逐渐降低,籽粒鲜重和体积先升后降。淀粉粒随灌浆进程逐渐增大,且以花后10—20 d增加最为明显。结晶类型和碘结合力均表现出典型的糯性特征。差示扫描量热法（DSC）和快速黏度分析仪（RVA）研究表明,随着灌浆进程,转变温度和糊化温度降低,热焓值在花后20—40 d无显著差异,但显著高于花后10 d,回生值和黏度特征值两品种表现不一。【结论】碘结合力、晶体类型和回复值均表现出典型的糯性特征。糯玉米灌浆结实期理化特性有显著差异,淀粉粒大小和品质成分的变化引起了淀粉糊化和热力学特性发生变化,但品种间变化趋势存在差异。     

糯玉米籽粒不同发育时期营养品质的变化

笔者对14个糯玉米品种授粉后籽粒不同发育时期的含水量、维生素C、可溶性糖、可溶性蛋白、可溶性多糖等主要营养品质指标进行了测定分析。结果表明:(1)糯玉米籽粒的含水量随着灌浆进程逐渐下降;(2)籽粒的可溶性蛋白、可溶性糖和维生素C含量在授粉后10d或13d达到最大值,之后逐渐减少,到授粉后25d达最小值。(3)籽粒的可溶性多糖,从授粉后16～19d增加缓慢,19～22d迅速增加。     

淹水胁迫对夏玉米籽粒灌浆特性和品质的影响

【目的】探讨气候变化下持续降雨造成的大田淹水对夏玉米籽粒灌浆特性和品质的可能影响。【方法】以登海605（DH605）和郑单958（ZD958）为试验材料,设置大田淹水时期（三叶期、拔节期、开花后10 d）和淹水持续时间（淹水3 d和6 d）处理,分析夏玉米籽粒干重和体积的增长、籽粒灌浆参数、籽粒粗脂肪、粗蛋白、总淀粉含量、支/直比值以及可溶性总糖和蔗糖含量等指标的变化。【结果】淹水胁迫后籽粒干重增长速率降低,籽粒灌浆参数减小,且三叶期淹水6 d下影响最大,DH605和ZD958到达最大灌浆速率时的天数（Tmax）、最大灌浆速率（Gmax）、灌浆速率最大时的生长量（Wmax）和籽粒灌浆活跃期（P）较对照分别下降 25.18%、18.44%、48.21%、36.45%和18.18%、1.69%、32.68%、31.80%;两品种淹水后均空秆率增加,穗粒数和千粒重显著降低,产量下降,减产幅度表现为三叶期淹水＞拔节期淹水＞开花后10 d淹水,淹水6 d＞淹水3 d;淹水下籽粒粗蛋白、总淀粉、可溶性总糖和蔗糖含量显著降低;支链淀粉含量显著降低,但直链淀粉含量有所升高,因而支/直比值降低;淹水后籽粒中粗脂肪含量显著提高,三叶期淹水6 d造成的影响最显著,两品种较对照分别提高了49.08%和33.08%。【结论】淹水胁迫显著降低了夏玉米籽粒最大灌浆速率及灌浆速率最大时的生长量,抑制了籽粒灌浆,严重影响籽粒干物质的积累,导致夏玉米产量显著下降;淹水胁迫降低了籽粒可溶性总糖、蔗糖和淀粉含量,淹水胁迫后籽粒粗蛋白含量和支/直比值也显著降低,而粗脂肪含量显著提高;三叶期淹水对其影响最显著,拔节期淹水次之,开花后10 d淹水的影响较小,其影响随淹水胁迫时间的延长而加剧。     

不同温度型小麦强势和弱势籽粒物质积累规律的研究

【目的】分析不同温度型小麦强势和弱势籽粒灌浆期干物质、可溶性糖、淀粉和可溶性蛋白积累规律的差异,为不同温度型小麦的利用和优良品种的选育提供理论依据。【方法】选用3个冷型小麦品种"RB6"、"陕229"、"小偃6号"和3个暖型小麦品种"9430"、"偃师9号"、"NR9405",从扬花3d开始到灌浆后期,取6个小麦品种的强势和弱势籽粒,分别测定干质量、可溶性糖、淀粉和可溶性蛋白含量,比较不同温度型小麦籽粒物质积累规律的差异。【结果】在小麦扬花-灌浆后期,冷型与暖型小麦强、弱势籽粒的干质量呈增长趋势,且冷型小麦强、弱势籽粒的干质量在灌浆期均较暖型小麦增长快;冷型与暖型小麦强、弱势籽粒可溶性糖含量变化曲线一致,均呈单峰曲线,扬花后7d达到最大值,之后迅速下降,21d以后趋于平稳,最终二者可溶性糖含量没有明显差异;冷型与暖型小麦强、弱势籽粒淀粉和可溶性蛋白含量均呈增长趋势,从灌浆初期开始,冷型小麦各个品种籽粒淀粉和可溶性蛋白含量均高于暖型小麦。【结论】灌浆期冷型小麦强、弱势籽粒物质积累速度较暖型小麦强、弱势籽粒快,最终积累量也较高。     

不同类型玉米品种籽粒胚乳细胞增殖与籽粒建成的关系

【目的】研究不同类型玉米品种籽粒胚乳细胞增殖与籽粒充实期相关性状的关系。【方法】以紧凑型玉米品种(先玉335和郑单958)和平展型玉米品种(长城799和农大364)为试验材料,于授粉后3,5,7,10,15,20,25,30,35,40,45,50,55,60 d取果穗中部籽粒,观测胚乳细胞数目、单粒质量、灌浆速率、淀粉含量、籽粒淀粉磷酸化酶和蔗糖转化酶活性等指标的变化动态,并分析不同玉米品种籽粒胚乳细胞增殖动态与籽粒灌浆期相关生理指标的关系。【结果】随着灌浆期的延长,不同玉米品种籽粒胚乳细胞数、单粒质量、淀粉含量均呈"S"型曲线增长,籽粒胚乳细胞数在授粉后20 d基本稳定。胚乳细胞数与单粒质量、淀粉含量和灌浆速率均呈极显著正相关;籽粒充实期的生理状态影响着籽粒灌浆,淀粉磷酸化酶和蔗糖转化酶活性在灌浆期呈现单峰曲线,但峰值出现时间因品种而异,紧凑型玉米酶活性最高点出现时间要晚于平展型玉米;籽粒胚乳细胞数与这两种酶活性均呈显著相关。【结论】玉米籽粒中胚乳细胞数与胚乳细胞的充实状态、籽粒单粒质量、灌浆速率、淀粉含量、淀粉磷酸化酶蔗糖转化酶活性均呈显著正相关;要提高玉米产量,应在灌浆前期提高胚乳细胞增殖速率和灌浆速率,保证光合产物快速充分地运送到籽粒中去,使籽粒淀粉积累达到最佳状态,进而达到高产。     

不同生态区和不同品种玉米的源库关系及碳氮代谢

 【目的】阐明不同生态区及品种条件下玉米源库协调性、碳氮代谢的差异表现及其与产量的关系。【方法】在东北（吉林省农安）、京津唐（北京昌平）和黄淮海（河南省浚县）3个生态区各设一个试验点,以6个高产、稳产的优良品种为试验材料,在稀植条件下（密度45 000 株/hm2）比较不同生态区和不同品种玉米的产量和产量构成、叶面积指数（LAI）和粒叶比、干物质和氮素分配转运、可溶性糖和C/N等指标。【结果】3个试验点的产量表现为农安＞浚县＞昌平;6个品种中产量最高的是先玉335,最低的是京单28,其它品种间差异不显著。在不同生态区和品种条件下,玉米产量与穗粒数的相关性明显大于千粒重;吐丝期最大LAI与产量的相关性不显著,而粒叶比则与产量成正相关;吐丝后干物质生产量与籽粒产量呈极显著正相关。低产生态条件下,茎鞘内富集了大量的可溶性糖,反映了源-库-流的不协调。在不同生态条件下,C/N与产量呈负相关。根据籽粒氮素的来源可将不同品种归为3类：（1）对后期吸氮（61.0%—68.4%）的依赖高于器官转运氮（39.7%—46.0%）;（2）后期吸氮量与器官转运氮量相当;（3）后期吸氮（42.5%—45.3%）低于器官转运氮（57.2%—61.7%）。【结论】适宜生态条件下,玉米源库关系更加协调,表现在粒叶比高、收获指数（包括氮素收获指数）大、灌浆期干物质积累量和氮素吸收量大、茎鞘可溶性糖含量适宜、C/N值相对较低。而粒叶比高、籽粒灌浆期干物质积累量和氮素吸收量大也是高产品种的重要特点。     

吐丝前高温胁迫对不同耐热型夏玉米产量及穗发育特征的影响

【目的】吐丝前高温是影响玉米雌雄穗发育的重要因素之一,对玉米产量形成至关重要。探明吐丝前高温胁迫对玉米产量及雌雄穗发育进程的影响,为玉米稳产高产提供保障。【方法】以花粒期耐热型玉米品种郑单958和热敏感型玉米品种联创808为供试材料,采用盆栽试验,在第9片叶展开期至吐丝期,移入人工智能温室进行高温胁迫（最高温度/最低温度为40/30℃）,对照的最高温度/最低温度为35/25℃,研究高温胁迫对不同耐热型玉米产量、雌雄穗生长发育及外观形态结构、花粉花丝微观结构和光合特性的影响。【结果】第9片叶展开期至吐丝期高温胁迫显著降低了夏玉米穗长、行粒数、穗粒数和粒重,进而导致产量显著下降。与对照相比,高温胁迫下郑单958和联创808行粒数分别降低22.21%和24.59%,穗粒数分别降低29.85%和27.80%,千粒重分别降低24.04%和17.47%,导致籽粒产量分别降低44.98%和40.88%,差异均达显著水平。高温胁迫抑制了2个玉米品种雌雄穗发育,雌、雄穗干重和雌穗长度显著降低,光合性能显著降低,开花吐丝间隔期（ASI）拉长。高温胁迫后,郑单958和联创808吐丝期雄穗干重分别降低39.42%和15.60%,雌穗干重分别降低22.50%和15.56%,穗位叶净光合速率分别降低48.70%和56.48%,开花吐丝间隔期（ASI）分别达7 d和6 d,雌穗吐丝时间推迟是ASI拉长的主要原因。高温胁迫对玉米花粉及花丝表面超微结构均产生了明显影响,2个玉米品种花粉粒表面均出现干缩褶皱,外壳出现网状纹突起,萌发孔内陷;玉米花丝表面褶皱,花丝毛数明显降低,且存在的花丝毛几乎全部倒伏于花丝表面上,造成花丝接受花粉面积减少,且郑单958花粉花丝受损程度明显重于联创808。【结论】第9片叶展开期至吐丝期高温胁迫,对耐热型品种郑单958的产量形成、光合特性和雌雄穗发育的影响均高于热敏感型品种联创808。第9片叶展开期至吐丝期高温胁迫导致粉花丝微观形态受损,抑制雌雄穗发育,显著降低玉米光合能力,使得穗粒数和粒重减少,籽粒产量显著降低。因此,生产中适宜玉米品种的选用需参考不同区域高温逆境易发生阶段来确定。     

秸秆还田配施氮肥对夏玉米产量和品质的影响

为明确秸秆还田配施氮肥对夏玉米产量和品质的影响,设计了秸秆还田(0、11400 kg/hm2)和施氮肥(0、375kg/hm2)二因素试验,研究了处理间玉米产量和品质的变化特征。结果表明:与秸秆不还田处理相比,秸秆还田后玉米穗行数、行粒数、穗粒数、千粒重、产量均增加,籽粒蛋白质和淀粉含量增加,脂肪含量降低,而赖氨酸含量没有变化。与不施氮肥相比,施氮肥处理显著提高籽粒蛋白质含量,降低淀粉含量。与秸秆不还田不施氮肥相比,秸秆还田配施氮肥可以显著提高夏玉米穗粒数、籽粒产量、籽粒蛋白质含量,降低淀粉含量。     

甘薯品质特性与乙醇产量相关性

分别选用11个品种鲜甘薯和14个品种甘薯粉,对甘薯干率、淀粉、蛋白质、可溶性糖和还原糖含量等品质特性与乙醇产量进行相关性研究。结果表明,不同品种甘薯乙醇产量差异极显著（P<0.01）;乙醇产量与鲜甘薯的干率呈极显著正相关,与淀粉和蛋白质含量呈显著正相关;乙醇产量与甘薯粉各品质性状之间相关性未达到显著水平;乙醇产量与鲜甘薯品质性状之间线性回归分析呈显著水平,建立的回归方程为：Y=2.086+0.162X1+1.064X2+0.248X3(P<0.05)(Y为乙醇产量,X1为淀粉、X2为蛋白质、X3为还原糖);乙醇产量与甘薯粉品质性状之间线性回归分析未达到显著水平。     

不同基因型小麦籽粒蛋白质和淀粉积累与碳氮转运的关系

研究了黑麦76、徐州26、所麦10号和扬麦9号4个不同基因型小麦（Triticum aestivum L.）籽粒蛋白质和淀粉积累特征及叶茎鞘中碳、氮物质积累和运转的差异。结果表明：蛋白质含量不仅与后期回升时间有关，还和回升速度有关；淀粉含量主要和前期的快速积累有关。籽粒蛋白质产量与含量没有相关关系，而与营养器官氮素转运量关系密切；籽粒淀粉产量由低到高为黑麦76、徐州26、扬麦10号、扬麦9号，并随淀粉含量升高而上升，不同基因型小麦茎鞘碳、氮积累和运转有明显差异：黑麦76和扬麦10号碳、氮在灌浆后期向籽粒中的转运量少，而徐州26和扬麦9号转运量多。营养器官可淀性糖与氮素转运量的比值与籽粒蛋白质含量呈负相关，与淀粉含量呈正相关，因此，营养器官碳、氮积累与分配的差异可能是小麦籽粒蛋白质和淀粉含量差异的重要原因之一。     

采收期对糯玉米郑黄糯2号品质和鲜食产量的影响

为确定糯玉米品种郑黄糯2号的夏播适宜采收期,比较了5个不同采收期下郑黄糯2号的品质、酶活性及鲜穗产量。结果表明,采收期对郑黄糯2号籽粒主要营养成分含量和鲜穗产量影响较大。随采收期推迟,粗蛋白、粗淀粉、粗脂肪含量增加,赖氨酸、可溶性糖含量减少;过氧化物酶活性降低,多酚氧化酶活性先降低后升高;鲜穗产量呈现出先增加后下降的趋势,以授粉后24 d(即8月24日)采收鲜穗产量最高(15 492.36 kg/hm2)。兼顾品质、产量双重因素,郑黄糯2号最适宜采收期为授粉后24 d。     

拔节期干旱胁迫对青贮玉米生育与品质的影响

为明确拔节期干旱胁迫对青贮玉米生育性状和品质的影响,以粮饲兼用型品种‘中原单32’为试验材料,在遮雨棚内进行控水试验,对比分析拔节期中度与重度胁迫条件下青贮玉米的生育期、植株形态、单株干物质量及品质指标的变化趋势。结果表明：青贮玉米在拔节期遭遇干旱胁迫后,生育进程推迟,拔节至吐丝间隔时间延长2～6 d,吐丝至成熟的间隔时间缩短1～4 d;株高与叶面积生长受阻,单株干物质量、干鲜比与果穗率降低;粗蛋白、酸性洗涤纤维、中性洗涤纤维含量上升,干物质、淀粉含量下降,综合评定指标相对饲喂价值和粗饲料分级指数下降。且干旱胁迫越严重、干旱胁迫时间越长,对上述指标影响越大。复水后,株高、叶面积均表现出明显的补偿效应,但与正常供水相比(T1)不能实现等量补偿。表明拔节期干旱胁迫导致青贮玉米生长速度减缓,单株干物质量下降,品质下降。