優質廣適甜玉米新品種‘申科甜2 號’的選育及營養成分分析

王 慧,胡穎雄,關 媛,衛季輝,于典司,孫萍東,顧 煒,鄭洪建

(上海市農業科學院作物育種栽培研究所∕CIMMYT-中國特用玉米研究中心,上海特用玉米工程技術研究中心,上海市農業遺傳育種重點實驗室,上海 201403)

甜玉米是普通玉米的一個變種,是玉米屬中的一個亞種(即甜質型玉米亞種)。 甜玉米作為新型果蔬型食品,已經在世界多個國家得到迅速發展。 我國甜玉米生產起步較晚,甜玉米市場還處于發展階段,其產業發展有利于我國農業產業結構的調整,增加出口創匯,發展農村經濟,具有較為廣闊的發展前景。 作為東南沿海經濟發達的地區,上海農業結構調整速度較快,注重發展外向型農業和附加值高的經濟作物,種植發展甜玉米已成為滬郊農民增收致富的重要途徑之一[1-6]。

甜玉米的品質主要分為營養品質和品嘗品質,其獨特的風味主要取決于籽粒水溶性糖、還原糖含量及皮渣率,品嘗品質決定了甜玉米的口感。 目前,關于甜玉米的胡蘿卜素、維生素E(VE)含量及健康功能元素的研究還未受到關注,鮮見鮮食玉米營養成分對人們健康的報道。

上海市農業科學院針對甜玉米品種單一、抗性、品質差等現狀,以優質、廣適、高產、穩產、營養健康為育種目標,采用SHL01 為母本,SHL03 為父本組配而成的雜交甜玉米新品種‘申科甜2 號’,該品種品質優良、適應性較廣,于2017 年通過上海市農作物品種審定委員會審定(審定編號:滬審玉2017008),2020 年通過國家農作物品種審定委員會審定(國審玉20200512)。 本研究通過檢測分析‘申科甜2 號’的水溶性糖含量、還原糖含量、皮渣率、胡蘿卜素、維生素E(VE)含量等品嘗品質和營養品質性狀,以期為該品種的推廣及應用提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料

組合為SHL01 ×SHL03。 母本SHL01 是經連續6 代自交純合后選育而成的抗倒性好、抗病性強,粒色白的優良單株自交系。 父本SHL03 是經6 代自交純合后選育而成的優質、黃色籽粒甜玉米自交系。

1.2 選育經過

于2011 年冬,在海南以自交系SHL01 為母本,SHL03 為父本配置組合 SHL01 × SHL03,后定名為‘申科甜 2 號’(圖 1)。 經2012 年、2013 年多點鑒定試驗,2014 年參加評比試驗,2015 年、2016 年參加上海市鮮食玉米區域試驗,2017 年通過上海市農作物品種審定委員會審定(審定編號:滬審玉2017008);2018 年、2019 年參加申科玉(東南區)鮮食玉米品種試驗聯合體,2020 年通過國家農作物品種審定委員會審定(審定編號:國審玉20200512)。

圖1 ‘申科甜2 號’果穗Fig.1 Ear map of ‘Shenketian 2’

1.3 項目調查與方法

田間試驗不設重復,小區面積24 m2,6 行區,種植密度為每667 m23 500 株。 為防止花粉直感造成相互影響,每個品種在2 個邊行套袋自交或互交20 株(穗),以備品嘗鑒定和評價,套袋隔離直至采收。 最佳采收期為授粉后21—23 d,收中間4 行計產。

按照國家區試試驗標準對產量性狀、植株性狀、果穗性狀及田間病害調查,抗病接種鑒定委托浙江省東陽玉米研究所和廣西農業科學院微生物所鑒定。

1.4 品質測定與方法

鮮食品質測定按照國家玉米區試試驗統一標準進行,采用套袋自花授粉方法,相同條件下采收品嘗。蒸煮后品嘗打分評定[7]。

2 結果與分析

2.1 產量和植株性狀表現

2018—2019 年‘申科甜2 號’參加申科玉(東南區)鮮食玉米品種試驗聯合體,‘粵甜27 號’為對照。2018 年‘申科甜2 號’平均鮮穗產量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,平均葉片數17.9,倒伏倒折率之和為2.2%。

2019 年‘申科甜2 號’平均鮮穗產量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,平均葉片數18.9,倒伏倒折率之和為0.5%。

兩年平均鮮穗產量13 827.6 kg∕hm2,比對照‘粵甜27 號’略增長。

表1 2018 年‘申科甜2 號’東南區各試驗點產量及植株性狀表現Table 1 Yield and plant characters of ‘Shenketian 2’ in South-East District in 2018

表2 2019 年‘申科甜2 號’東南區各試驗點產量及植株性狀表現Table 2 Yield and plant characters of ‘Shenketian 2’ in South-East District in 2019

2.2 果穗性狀表現

2018—2019 年,經過東南區兩年多點試驗,‘申科甜2 號’雙穗率5.8%,空稈率2.2%,苞葉中,穗長18.7 cm,穗粗5.1 cm,禿尖0.4 cm,穗行數13.5,行粒數38.2,軸粗3.0 cm,穗重283.8 g,軸重83.1 g,鮮百粒重41.5 g,出籽率68.2%,籽粒顏色黃、白,花絲綠色。

表3 2018—2019 年‘申科甜2 號’東南區各試驗點果穗性狀表現Table 3 Plant characters of of’Shenketian 2’ in South-East District in 2018—2019

2.3 營養成分分析

對‘申科甜2 號’的品嘗品質性狀還原糖含量、水溶性總糖含量、皮渣率及營養品質VE、類胡蘿卜素等指標進行檢測,測定結果見表4 和表5。 ‘申科甜2 號’的皮渣率為9.8%,對照‘粵甜27 號’為8.6%,水溶性總糖含量為23.1%,對照‘粵甜27 號’為23.6%,還原糖含量為11.2%,對照‘粵甜27 號’為9.9%。

表4 ‘申科甜2 號’品嘗品質性狀分析Table 4 Analysis on taste quality characters of ‘Shenketian 2’ %

表5 ‘申科甜2 號’營養品質性狀分析Table 5 Analysis on nutritional quality characters of ‘Shenketian 2’ μg·g -1

‘申科甜2 號’的 δ-VE、γ-VE、α-VE 含量分別為0.154 3 μg∕g、0.840 3 μg∕g,0.352 1 μg∕g,VE 總含量為1.346 7 μg∕g,對照‘粵甜27 號’δ-VE、γ-VE、α-VE 含量分別為0.060 8 μg∕g、0.525 1 μg∕g、0.656 9 μg∕g,VE 總含量為 1.242 8 μg∕g。 ‘申科甜 2 號’紫黃質(violaxanthin)、辣椒紅色素(capsanthin)、葉黃素(lutein)、玉米黃質(zeaxanthin)、隱黃素(β-Cryptoxanthin)、α-胡蘿卜素(a-Carotene)、β-胡蘿卜素(β-Carotene)含量分別為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。 對照‘粵甜27 號’紫黃質(violaxanthin)、葉黃素(lutein)、玉米黃質(zeaxanthin)含量分別為0.168 9 μg∕g、0.358 3 μg∕g、1.839 6 μg∕g,辣椒紅色素(capsanthin)、隱黃素(β-cryptoxanthin)、α-胡蘿卜素(α-carotene)、β-胡蘿卜素(β-carotene)含量未檢測出。

2.4 品質品嘗分析

上海市農業科學院作物育種栽培研究所、浙江省東陽玉米研究所、江蘇省農業科學院糧食作物研究所3 個試點組織專家進行統一品嘗鑒定,結果見表6。 2018 年‘申科甜2 號’3 個點的總評分為87.8,比對照‘粵甜27 號’高2.8,2019 年‘申科甜2 號’3 個點的總評分是90.1,比對照‘粵甜27 號’高5.1。 兩年品質品嘗平均分為89.0。

表6 2018—2019 年‘申科甜2 號’品質品嘗結果Table 6 Quality taste of ‘Shenketian 2’ in 2018—2019

2.5 抗病接種鑒定

經浙江省東陽玉米研究所和廣西農業科學院微生物所進行抗病接種鑒定,取兩個點的最大值,‘申科甜2 號’中抗小斑病、紋枯病、南方銹病。

田間自然發病調查結果顯示,矮花葉病、絲黑穗病、瘤黑粉病和莖腐病田間發病率最大值分別為0.8%、0%、0%和3.0%,大斑病、小斑病、紋枯病和南方銹病田間發病最大值分別為5 級、1 級、5 級和3級,均未達高感。

表7 2018—2019 年‘申科甜2 號’抗病接種鑒定結果Table 7 Results of disease-resistant inoculation of ‘Shenketian 2’ in 2018—2019

表8 2018—2019 年‘申科甜2 號’田間自然病害結果Table 8 Results of field natural diseases of ‘Shenketian 2’ in 2018—2019

(續表8)

3 結論

維生素E(VE)為脂溶性維生素,是動物和人體必不可少的微量營養物質。 維生素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]。 鮮食玉米籽粒包含5 種主要的類胡蘿卜素,即α-胡蘿卜素、β-胡蘿卜素、隱黃質、葉黃素和玉米黃質,95%—97%都位于胚乳中,僅有1%左右位于胚[10-14],通過對‘申科甜2 號’的品嘗品質和營養品質進行檢測,皮渣率為9.8%,水溶性總糖、還原糖含量分別為23.1%和11.2%,δ-VE、 γ-VE 和 α-VE 含量分別為 0.154 3 μg∕g、0.840 3 μg∕g 和 0.352 1 μg∕g,VE 總含量是1.346 7 μg∕g,紫黃質、辣椒紅色素、葉黃素、玉米黃質、隱黃素、α-胡蘿卜素、β-胡蘿卜素含量分別是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 號’由sh2 隱性基因控制,應與其他類型玉米隔離種植,空間隔離500 m 以上或錯期播種。‘申科甜2 號’在各地經過多年示范、種植,均表現岀抗性強、穩產、高產、商品性好等特點,深受種植戶、消費者的喜愛。 該品種豐富了上海的甜玉米類型,為農業產業結構調整和農民增收,滿足市場對玉米品種類型多樣化需求提供了更多選擇,具有較大推廣應用前景。