优质广适甜玉米新品种‘申科甜2 号’的选育及营养成分分析

王 慧,胡颖雄,关 媛,卫季辉,于典司,孙萍东,顾 炜,郑洪建

(上海市农业科学院作物育种栽培研究所∕CIMMYT-中国特用玉米研究中心,上海特用玉米工程技术研究中心,上海市农业遗传育种重点实验室,上海 201403)

甜玉米是普通玉米的一个变种,是玉米属中的一个亚种(即甜质型玉米亚种)。 甜玉米作为新型果蔬型食品,已经在世界多个国家得到迅速发展。 我国甜玉米生产起步较晚,甜玉米市场还处于发展阶段,其产业发展有利于我国农业产业结构的调整,增加出口创汇,发展农村经济,具有较为广阔的发展前景。 作为东南沿海经济发达的地区,上海农业结构调整速度较快,注重发展外向型农业和附加值高的经济作物,种植发展甜玉米已成为沪郊农民增收致富的重要途径之一[1-6]。

甜玉米的品质主要分为营养品质和品尝品质,其独特的风味主要取决于籽粒水溶性糖、还原糖含量及皮渣率,品尝品质决定了甜玉米的口感。 目前,关于甜玉米的胡萝卜素、维生素E(VE)含量及健康功能元素的研究还未受到关注,鲜见鲜食玉米营养成分对人们健康的报道。

上海市农业科学院针对甜玉米品种单一、抗性、品质差等现状,以优质、广适、高产、稳产、营养健康为育种目标,采用SHL01 为母本,SHL03 为父本组配而成的杂交甜玉米新品种‘申科甜2 号’,该品种品质优良、适应性较广,于2017 年通过上海市农作物品种审定委员会审定(审定编号:沪审玉2017008),2020 年通过国家农作物品种审定委员会审定(国审玉20200512)。 本研究通过检测分析‘申科甜2 号’的水溶性糖含量、还原糖含量、皮渣率、胡萝卜素、维生素E(VE)含量等品尝品质和营养品质性状,以期为该品种的推广及应用提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料

组合为SHL01 ×SHL03。 母本SHL01 是经连续6 代自交纯合后选育而成的抗倒性好、抗病性强,粒色白的优良单株自交系。 父本SHL03 是经6 代自交纯合后选育而成的优质、黄色籽粒甜玉米自交系。

1.2 选育经过

于2011 年冬,在海南以自交系SHL01 为母本,SHL03 为父本配置组合 SHL01 × SHL03,后定名为‘申科甜 2 号’(图 1)。 经2012 年、2013 年多点鉴定试验,2014 年参加评比试验,2015 年、2016 年参加上海市鲜食玉米区域试验,2017 年通过上海市农作物品种审定委员会审定(审定编号:沪审玉2017008);2018 年、2019 年参加申科玉(东南区)鲜食玉米品种试验联合体,2020 年通过国家农作物品种审定委员会审定(审定编号:国审玉20200512)。

图1 ‘申科甜2 号’果穗Fig.1 Ear map of ‘Shenketian 2’

1.3 项目调查与方法

田间试验不设重复,小区面积24 m2,6 行区,种植密度为每667 m23 500 株。 为防止花粉直感造成相互影响,每个品种在2 个边行套袋自交或互交20 株(穗),以备品尝鉴定和评价,套袋隔离直至采收。 最佳采收期为授粉后21—23 d,收中间4 行计产。

按照国家区试试验标准对产量性状、植株性状、果穗性状及田间病害调查,抗病接种鉴定委托浙江省东阳玉米研究所和广西农业科学院微生物所鉴定。

1.4 品质测定与方法

鲜食品质测定按照国家玉米区试试验统一标准进行,采用套袋自花授粉方法,相同条件下采收品尝。蒸煮后品尝打分评定[7]。

2 结果与分析

2.1 产量和植株性状表现

2018—2019 年‘申科甜2 号’参加申科玉(东南区)鲜食玉米品种试验联合体,‘粤甜27 号’为对照。2018 年‘申科甜2 号’平均鲜穗产量13 316.7 kg∕hm2,生育期(出苗至采收)平均78 d 左右,平均株高227.9 cm,穗位高97.3 cm,平均叶片数17.9,倒伏倒折率之和为2.2%。

2019 年‘申科甜2 号’平均鲜穗产量14 338.5 kg∕hm2,生育期(出苗至采收)平均80.8 d 左右,平均株高226.7 cm,穗位高92.6 cm,平均叶片数18.9,倒伏倒折率之和为0.5%。

两年平均鲜穗产量13 827.6 kg∕hm2,比对照‘粤甜27 号’略增长。

表1 2018 年‘申科甜2 号’东南区各试验点产量及植株性状表现Table 1 Yield and plant characters of ‘Shenketian 2’ in South-East District in 2018

表2 2019 年‘申科甜2 号’东南区各试验点产量及植株性状表现Table 2 Yield and plant characters of ‘Shenketian 2’ in South-East District in 2019

2.2 果穗性状表现

2018—2019 年,经过东南区两年多点试验,‘申科甜2 号’双穗率5.8%,空秆率2.2%,苞叶中,穗长18.7 cm,穗粗5.1 cm,秃尖0.4 cm,穗行数13.5,行粒数38.2,轴粗3.0 cm,穗重283.8 g,轴重83.1 g,鲜百粒重41.5 g,出籽率68.2%,籽粒颜色黄、白,花丝绿色。

表3 2018—2019 年‘申科甜2 号’东南区各试验点果穗性状表现Table 3 Plant characters of of’Shenketian 2’ in South-East District in 2018—2019

2.3 营养成分分析

对‘申科甜2 号’的品尝品质性状还原糖含量、水溶性总糖含量、皮渣率及营养品质VE、类胡萝卜素等指标进行检测,测定结果见表4 和表5。 ‘申科甜2 号’的皮渣率为9.8%,对照‘粤甜27 号’为8.6%,水溶性总糖含量为23.1%,对照‘粤甜27 号’为23.6%,还原糖含量为11.2%,对照‘粤甜27 号’为9.9%。

表4 ‘申科甜2 号’品尝品质性状分析Table 4 Analysis on taste quality characters of ‘Shenketian 2’ %

表5 ‘申科甜2 号’营养品质性状分析Table 5 Analysis on nutritional quality characters of ‘Shenketian 2’ μg·g -1

‘申科甜2 号’的 δ-VE、γ-VE、α-VE 含量分别为0.154 3 μg∕g、0.840 3 μg∕g,0.352 1 μg∕g,VE 总含量为1.346 7 μg∕g,对照‘粤甜27 号’δ-VE、γ-VE、α-VE 含量分别为0.060 8 μg∕g、0.525 1 μg∕g、0.656 9 μg∕g,VE 总含量为 1.242 8 μg∕g。 ‘申科甜 2 号’紫黄质(violaxanthin)、辣椒红色素(capsanthin)、叶黄素(lutein)、玉米黄质(zeaxanthin)、隐黄素(β-Cryptoxanthin)、α-胡萝卜素(a-Carotene)、β-胡萝卜素(β-Carotene)含量分别为0.053 2 μg∕g、0.138 2 μg∕g、8.035 8 μg∕g、9.977 7 μg∕g、0.571 2 μg∕g、0.216 4 μg∕g、0.645 3 μg∕g。 对照‘粤甜27 号’紫黄质(violaxanthin)、叶黄素(lutein)、玉米黄质(zeaxanthin)含量分别为0.168 9 μg∕g、0.358 3 μg∕g、1.839 6 μg∕g,辣椒红色素(capsanthin)、隐黄素(β-cryptoxanthin)、α-胡萝卜素(α-carotene)、β-胡萝卜素(β-carotene)含量未检测出。

2.4 品质品尝分析

上海市农业科学院作物育种栽培研究所、浙江省东阳玉米研究所、江苏省农业科学院粮食作物研究所3 个试点组织专家进行统一品尝鉴定,结果见表6。 2018 年‘申科甜2 号’3 个点的总评分为87.8,比对照‘粤甜27 号’高2.8,2019 年‘申科甜2 号’3 个点的总评分是90.1,比对照‘粤甜27 号’高5.1。 两年品质品尝平均分为89.0。

表6 2018—2019 年‘申科甜2 号’品质品尝结果Table 6 Quality taste of ‘Shenketian 2’ in 2018—2019

2.5 抗病接种鉴定

经浙江省东阳玉米研究所和广西农业科学院微生物所进行抗病接种鉴定,取两个点的最大值,‘申科甜2 号’中抗小斑病、纹枯病、南方锈病。

田间自然发病调查结果显示,矮花叶病、丝黑穗病、瘤黑粉病和茎腐病田间发病率最大值分别为0.8%、0%、0%和3.0%,大斑病、小斑病、纹枯病和南方锈病田间发病最大值分别为5 级、1 级、5 级和3级,均未达高感。

表7 2018—2019 年‘申科甜2 号’抗病接种鉴定结果Table 7 Results of disease-resistant inoculation of ‘Shenketian 2’ in 2018—2019

表8 2018—2019 年‘申科甜2 号’田间自然病害结果Table 8 Results of field natural diseases of ‘Shenketian 2’ in 2018—2019

(续表8)

3 结论

维生素E(VE)为脂溶性维生素,是动物和人体必不可少的微量营养物质。 维生素E 在繁殖生育、免疫、抗衰老、抗氧化等方面具有重要功能[8-9]。 鲜食玉米籽粒包含5 种主要的类胡萝卜素,即α-胡萝卜素、β-胡萝卜素、隐黄质、叶黄素和玉米黄质,95%—97%都位于胚乳中,仅有1%左右位于胚[10-14],通过对‘申科甜2 号’的品尝品质和营养品质进行检测,皮渣率为9.8%,水溶性总糖、还原糖含量分别为23.1%和11.2%,δ-VE、 γ-VE 和 α-VE 含量分别为 0.154 3 μg∕g、0.840 3 μg∕g 和 0.352 1 μg∕g,VE 总含量是1.346 7 μg∕g,紫黄质、辣椒红色素、叶黄素、玉米黄质、隐黄素、α-胡萝卜素、β-胡萝卜素含量分别是0.053 2 μg∕g、0.138 2 μg∕g、8.035 8 μg∕g、9.977 7 μg∕g、0.571 2 μg∕g、0.216 4 μg∕g、0.645 3 μg∕g。

‘申科甜2 号’由sh2 隐性基因控制,应与其他类型玉米隔离种植,空间隔离500 m 以上或错期播种。‘申科甜2 号’在各地经过多年示范、种植,均表现岀抗性强、稳产、高产、商品性好等特点,深受种植户、消费者的喜爱。 该品种丰富了上海的甜玉米类型,为农业产业结构调整和农民增收,满足市场对玉米品种类型多样化需求提供了更多选择,具有较大推广应用前景。