灌漿結(jié)實(shí)期遮光對(duì)糯玉米籽粒產(chǎn)量與淀粉品質(zhì)的影響

徐仁超,趙浚宇,陸大雷,陸衛(wèi)平,楊美英,徐建平,劉水東*

(1.江蘇沿江地區(qū)農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所,江蘇 南通 226541;2.揚(yáng)州大學(xué) 江蘇省作物遺傳生理重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/農(nóng)業(yè)部 長(zhǎng)江中下游作物生理生態(tài)與栽培重點(diǎn)開放實(shí)驗(yàn)室,江蘇 揚(yáng)州 225009)

灌漿結(jié)實(shí)期遮光對(duì)糯玉米籽粒產(chǎn)量與淀粉品質(zhì)的影響

徐仁超1,趙浚宇1,陸大雷2,陸衛(wèi)平2,楊美英1,徐建平1,劉水東1*

(1.江蘇沿江地區(qū)農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所,江蘇 南通 226541;2.揚(yáng)州大學(xué) 江蘇省作物遺傳生理重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/農(nóng)業(yè)部 長(zhǎng)江中下游作物生理生態(tài)與栽培重點(diǎn)開放實(shí)驗(yàn)室,江蘇 揚(yáng)州 225009)

利用遮陽(yáng)棚設(shè)置不同程度遮光處理，探索了結(jié)實(shí)期遮光對(duì)2個(gè)糯玉米品種籽粒產(chǎn)量及淀粉品質(zhì)的影響。結(jié)果表明：遮光處理使糯玉米產(chǎn)量降低且因基因型不同而有差異；遮光處理使糯玉米淀粉的峰值黏度、谷值黏度和終值黏度下降；遮光30%處理顯著降低了蘇玉糯5號(hào)的糊化溫度,卻使渝糯7號(hào)的糊化溫度顯著增加；遮光處理導(dǎo)致淀粉粒平均直徑及大淀粉粒(直徑>17 μm)的比例降低；遮光處理對(duì)糯玉米淀粉的峰值指數(shù)、熱晗值及終值溫度影響不顯著,卻提高了回生值及回生熱焓值；遮光處理提高了糯玉米淀粉的碘結(jié)合力,但這種效應(yīng)隨光照強(qiáng)度的降低而減弱。

糯玉米;遮光;籽粒產(chǎn)量;淀粉品質(zhì)

玉米是我國(guó)主要糧食作物之一。作為主要的淀粉原料作物, 2012年玉米淀粉占據(jù)了世界淀粉市場(chǎng)80%左右的份額[1]。糯玉米由于wx基因突變,籽粒胚乳淀粉中直鏈淀粉缺失,其理化特性顯著不同于普通玉米[2]。隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,糯玉米已成為我國(guó)種植面積最大的特用玉米,其淀粉加工發(fā)展空間巨大。

淀粉是胚乳的主要成分,為決定籽粒品質(zhì)的關(guān)鍵因素。玉米淀粉的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)主要取決于玉米的品種及生長(zhǎng)環(huán)境。從不同基因型或不同品種玉米中提取的淀粉有不同的結(jié)構(gòu)與功能性質(zhì)[3]。研究不同糯玉米品種的淀粉結(jié)構(gòu)和組分對(duì)環(huán)境的響應(yīng)對(duì)于闡明淀粉理化特性的變化機(jī)理具有重要意義。

光強(qiáng)的變化可直接或間接影響作物光合作用、對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收和分配、干物質(zhì)的構(gòu)成與累積等一系列生理過(guò)程,最終影響作物的產(chǎn)量和品質(zhì)[4-7]。大多數(shù)研究[8-9]認(rèn)為,遮光對(duì)玉米產(chǎn)量及其構(gòu)成因素影響的關(guān)鍵時(shí)期為花粒期。迄今對(duì)不同作物籽粒蛋白質(zhì)和淀粉及其相關(guān)合成酶的研究較多[10-16]。李潮海等[4]研究發(fā)現(xiàn),不同時(shí)期遮光均能使玉米減產(chǎn),但不同基因型玉米品種對(duì)弱光的敏感性不同。牟會(huì)榮等[11]研究表明遮光可以顯著降低小麥的支鏈淀粉含量、淀粉峰值黏度和谷值黏度,但使糊化溫度提高。石玉等[17]在灌漿期不同階段的遮光研究結(jié)果表明小麥籽粒品質(zhì)的形成與灌漿中期光照條件的關(guān)系更為密切。劉奇華等[18]研究發(fā)現(xiàn)在插秧及幼穗分化期遮光有利于水稻籽粒中直鏈淀粉的積累,而抽穗至成熟期遮光的效果則與此相反;前期遮光降低了籽粒蛋白質(zhì)的含量,而后期遮光則提高了籽粒蛋白質(zhì)的含量。我國(guó)南方地區(qū)玉米灌漿結(jié)實(shí)期經(jīng)常遇到多云寡照、陰雨連綿的天氣,所以,研究糯玉米在低光照條件下高效利用光能對(duì)糯玉米高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)意義重大。

目前已有許多學(xué)者通過(guò)遮光處理方式來(lái)研究弱光對(duì)玉米生長(zhǎng)發(fā)育的影響,但多集中在對(duì)玉米產(chǎn)量、干物質(zhì)積累和營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的影響等方面[14-15],而遮光對(duì)糯玉米淀粉糊化、回生等理化特性的影響研究甚少。筆者選擇具有代表性的兩個(gè)糯玉米品種,研究了灌漿結(jié)實(shí)期弱光條件下糯玉米理化特性的變化差異,以期為糯玉米高效利用光能提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)玉米品種為蘇玉糯5號(hào)和渝糯7號(hào),分別為國(guó)家糯玉米區(qū)域試驗(yàn)東南區(qū)和西南區(qū)對(duì)照品種,種子分別由江蘇省沿江地區(qū)農(nóng)科所和重慶市農(nóng)科院玉米所提供。

遮光棚高5 m,長(zhǎng)4 m,寬3 m,東西方向設(shè)置,僅在遮光棚頂部及東西兩側(cè)自上而下2 m 鋪設(shè)遮光網(wǎng)；遮光棚頂距冠層2.0～2.5 m,保證遮光棚內(nèi)田間小氣候與大田基本一致。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)于2012～2013年在揚(yáng)州大學(xué)農(nóng)學(xué)院試驗(yàn)田進(jìn)行。其土壤含全氮0.92 g/kg、速效氮45.3 mg/kg、速效磷17.9 mg/kg、速效鉀93.7 mg/kg。

以光處理為主區(qū)(對(duì)照為自然光照，處理為遮光30%和遮光50%),品種(蘇玉糯5號(hào)、渝糯7號(hào))為裂區(qū)進(jìn)行試驗(yàn)。共12個(gè)處理,設(shè)置12個(gè)小區(qū),大小行種植(70 cm×30 cm),密度設(shè)為5.25萬(wàn)株/hm2,小區(qū)面積24 m2,重復(fù)2次。3月15日播種，進(jìn)行塑盤育苗,3月27日移栽?；适┘僋 75 kg/hm2、P2O565 kg/hm2和K2O 70 kg/hm2；拔節(jié)期追施氮150 kg/hm2；結(jié)實(shí)期伊始用不同透光度(30%和50%)的遮光棚進(jìn)行遮光處理。其他田間管理措施與常規(guī)大田一致。

1.3 樣品采集與制備

為了避免外來(lái)花粉的影響,吐絲前選取生長(zhǎng)整齊一致的植株進(jìn)行套袋授粉,吐絲后進(jìn)行人工授粉,以套袋授粉的果穗籽粒作為測(cè)定分析的樣本。于種植后第40天(40 DAP)采取果穗樣品。

1.4 測(cè)定項(xiàng)目與方法

淀粉分離參照本課題組前期已發(fā)表的方法[19]進(jìn)行。稱取100 g籽粒,用純凈水洗凈，放入500 mL的廣口瓶,加500 mL純凈水,浸泡48 h,中間換水1次,然后用磨漿機(jī)粉碎,過(guò)100目篩；將漿液倒入500 mL的廣口瓶靜置2 h,然后將沉淀部分轉(zhuǎn)入50 mL離心管中,以3000×g的轉(zhuǎn)速離心10 min，然后用稱樣勺去除上部蛋白等雜質(zhì),重復(fù)3次;然后加過(guò)量無(wú)水乙醇,振蕩5 min后以3000×g離心10 min,脫去淀粉中的水分,重復(fù)3次;向脫水淀粉加過(guò)量無(wú)水乙醚,振蕩5 min后以3000×g離心10 min,去除淀粉中的脂肪,重復(fù)3次,即得淀粉。淀粉于40 ℃烘箱烘干后用于理化特性分析。

淀粉糊化特性、淀粉粒分布、熱力學(xué)特性的測(cè)定與分析參照本課題組前期已發(fā)表的方法[20-22]進(jìn)行。

糊化特性:采用澳大利亞Newport公司生產(chǎn)的快速黏度分析儀(RVA)進(jìn)行測(cè)定與分析。逆境試驗(yàn)RVA粉樣的濃度為15%。

粒度:用英國(guó)馬爾文公司的Malvern Mastersizer 2000激光衍射粒度分析儀分析淀粉粒,用100%的無(wú)水乙醇做分散介質(zhì)。

溶解度與膨脹勢(shì):膨脹勢(shì)和溶解度的測(cè)定參照改進(jìn)的Fu等的方法[23]。稱取30～40 mg樣品,放入已稱重的2 mL Eppendorf離心管(A)中,加入1 mL超純水,90 ℃振蕩水浴1 h,以4000×g離心10 min；將上清液倒入另一已稱重的2 mL Eppendorf離心管(B)中,在60 ℃下將B烘干稱重,以黏附在A管壁上的膠體為其吸水膨脹重量。相關(guān)計(jì)算公式為：溶解度(%)=(100×已溶解的樣品重/樣品重)×100%;膨脹勢(shì)(g/g)=吸水膨脹后的重量(g)/(樣品重-已溶解的樣品重)(g)。

膠凝特性與回生特性:采用德國(guó)NETZSCH公司生產(chǎn)的DSC200F3儀器,按本課題組前期報(bào)道的方法[21-23]測(cè)定并分析樣品。DSC樣品的濃度為33.3%。

藍(lán)值、最大吸收波長(zhǎng)和碘結(jié)合力:分析方法參照Chang等[24]的方法并加以改進(jìn)。準(zhǔn)確稱取0.08 g粉樣,加入9 mL DMSO和1 mL 6 mol/L尿素,在沸水中震蕩水浴1 h；待冷卻后吸取0.1 mL溶液,加入9.7 mL去離子水和0.2 mL碘試劑(2%KI和0.2%I2),迅速混勻后靜置15 min后,用紫外可見分光光度計(jì)(PE Lambda 12, Perkin Elmer, USA and Germany)于700～500 nm處對(duì)吸收光譜進(jìn)行掃描,以不加粉樣的空白作對(duì)照。藍(lán)值為635 nm處的吸光值,碘結(jié)合力為635 nm和520 nm處的吸光值之比。

1.5 數(shù)據(jù)分析

采用DPS 7.05軟件對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)及相關(guān)分析,采用LSD法測(cè)驗(yàn)差異顯著性,采用Microsoft Excel 2003制作圖表。兩年的試驗(yàn)數(shù)據(jù)趨勢(shì)基本一致,僅以2013年的試驗(yàn)數(shù)據(jù)結(jié)果進(jìn)行表述。

2 結(jié)果與分析

2.1 籽粒產(chǎn)量的構(gòu)成

遮光處理顯著降低了糯玉米的產(chǎn)量,但對(duì)產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響因品種不同而有差異(圖1)。遮光50%處理較遮光30%處理顯著降低了蘇玉糯5號(hào)的百粒重、每穗粒數(shù)及產(chǎn)量。在30%遮光處理下渝糯7號(hào)的各產(chǎn)量構(gòu)成指標(biāo)值下降達(dá)顯著水平,但與遮光50%處理下相比無(wú)顯著差異。

圖1 灌漿結(jié)實(shí)期遮光對(duì)糯玉米籽粒產(chǎn)量的影響

2.2 糊化特性

遮光處理對(duì)糯玉米淀粉的糊化特性有顯著影響(表1)。糊化溫度在對(duì)照和遮光50%處理間無(wú)顯著差異,但遮光30%下蘇玉糯5號(hào)的糊化溫度較對(duì)照下降,而渝糯7號(hào)則較對(duì)照上升。遮光均使糯玉米淀粉的峰值黏度、谷值黏度和終值黏度下降,且降幅表現(xiàn)為遮光30%時(shí)較大。渝糯7號(hào)的崩解值和回復(fù)值受遮光處理的影響較小,而蘇玉糯5號(hào)的崩解值和回復(fù)值受遮光處理的影響較大，且在遮光30%和遮光50%處理下其值均明顯下降。相關(guān)分析結(jié)果(表7)表明：峰值黏度與谷值黏度、崩解值呈顯著正相關(guān),與終值黏度、回復(fù)值呈極顯著正相關(guān);終值黏度與谷值黏度、崩解值和回復(fù)值呈顯著正相關(guān);崩解值與回復(fù)值呈極顯著正相關(guān)。

表1 結(jié)實(shí)期遮光處理對(duì)糯玉米淀粉糊化特性的影響

變異來(lái)源F值峰值黏度谷值黏度崩解值終值黏度回復(fù)值糊化溫度品種18.7**0.512.8*14.0*11.8*534.3**光照42.8**14.55.8*103.1**9.8*1.6品種×光照7.7*7.21.023.9*5.3154.6**

注：同一列數(shù)據(jù)后不同字母表示處理間在5%水平上差異顯著?！?”表示P<0.05,“**”表示P<0.01。下同。

2.3 淀粉粒粒徑分布

由表2可知，遮光脅迫對(duì)糯玉米淀粉粒平均粒徑和分布的影響呈現(xiàn)顯著差異。品種間淀粉粒平均直徑、淀粉粒分布均有顯著差異,蘇玉糯5號(hào)的平均粒徑顯著高于渝糯7號(hào)的。遮光程度增加導(dǎo)致淀粉粒平均直徑及大淀粉粒(直徑>17 μm)比例降低,其中蘇玉糯5號(hào)表現(xiàn)出顯著的下降趨勢(shì)；對(duì)渝糯7號(hào)而言,遮光處理并未顯著降低5～9 μm淀粉粒的比例。隨著遮光脅迫的加劇,除大淀粉粒比例外,其他粒徑水平下的淀粉粒分布比例均表現(xiàn)出先增加后降低的趨勢(shì)。30%遮光處理并不能顯著增加小淀粉粒(直徑<5 μm)、9～13 μm淀粉粒和大淀粉粒的比例,但50%遮光處理能顯著增加這些淀粉粒的比例。

表2 結(jié)實(shí)期遮光處理對(duì)糯玉米淀粉粒粒徑及其分布的影響

變異來(lái)源F值平均粒徑粒徑<5μm粒徑5～9μm粒徑9～13μm粒徑13～17μm粒徑>17μm品種1282.3**68787.4**207.5**112.2**68.1**144.5**光照395.2**2641.6**4.4*142.2**5.7*106.4**品種×光照57.2**1065.1**10.9**11.9**4.6*9.0**

2.4 淀粉溶解度和膨脹勢(shì)

從表3可以看出：遮光處理對(duì)糯玉米淀粉溶解度的影響達(dá)到極顯著水平(P<0.01),而對(duì)膨脹勢(shì)的影響不顯著。在遮光30%處理下兩個(gè)品種的淀粉溶解度與膨脹勢(shì)都有所提高,但膨脹勢(shì)在遮光50%處理下又降低。對(duì)渝糯7號(hào)而言,遮光提高了淀粉溶解度,其中遮光50%下的增幅大于遮光30%下的。蘇玉糯5號(hào)的淀粉溶解度隨著遮光程度的加重而呈現(xiàn)先顯著增加后又降低的變化。

表3 結(jié)實(shí)期遮光處理對(duì)糯玉米淀粉溶解度和膨脹勢(shì)的影響

變異來(lái)源F值溶解度膨脹勢(shì)品種0.186.51*光照10.12**1.73品種×光照6.84*0.41

2.5 膠凝特性

結(jié)實(shí)期不同程度遮光處理顯著影響淀粉的峰值溫度、起始溫度與糊化范圍,而對(duì)峰值指數(shù)、熱晗值(ΔHgel)及終值溫度影響不顯著(表4)。但遮光處理對(duì)糯玉米淀粉膠凝特性的影響因品種不同而有差異,其中遮光50%處理較對(duì)照顯著提高了渝糯7號(hào)淀粉的峰值指數(shù)及熱晗值,而對(duì)其糊化范圍、峰值溫度、起始溫度和終止溫度無(wú)顯著影響。遮光處理降低了蘇玉糯5號(hào)淀粉的峰值指數(shù)、熱晗值、峰值溫度、起始溫度及終值溫度,卻顯著增加了其糊化范圍。相關(guān)分析結(jié)果(表7)表明：峰值溫度與起始溫度呈極顯著正相關(guān),與糊化溫度呈顯著正相關(guān);終值溫度與ΔHgel、糊化溫度呈顯著正相關(guān)；終值溫度與崩解值間、糊化范圍與峰值指數(shù)間均呈顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系,糊化范圍與崩解值、回復(fù)值呈極顯著負(fù)相關(guān)。

2.6 回生特性

結(jié)實(shí)期遮光處理提高了糯玉米淀粉的回生值及回生特性的熱晗值(ΔHret),而對(duì)峰值溫度無(wú)顯著影響(表5)。與對(duì)照相比,遮光30%處理顯著提高了蘇玉糯5號(hào)的回生值及ΔHret，增幅分別達(dá)24.40%和23.73%；但遮光30%處理對(duì)渝糯7號(hào)的回生值及ΔHret的增加效果未達(dá)到顯著水平。2個(gè)品種間淀粉的峰值溫度、起始溫度及終值溫度差異顯著,并且不受遮光脅迫的顯著影響。相關(guān)分析結(jié)果 (表7) 表明：ΔHret與回生值呈極顯著正相關(guān),與谷值黏度、終值黏度呈顯著負(fù)相關(guān);回生值與谷值黏度呈極顯著負(fù)相關(guān),與終值黏度呈顯著負(fù)相關(guān)。

2.7 藍(lán)值、碘結(jié)合力及最大吸收波長(zhǎng)

由表6可以看出,結(jié)實(shí)期遮光脅迫對(duì)糯玉米淀粉的藍(lán)值及最大吸收波長(zhǎng)λmax無(wú)顯著影響。與對(duì)照相比,遮光30%處理降低了蘇玉糯5號(hào)的藍(lán)值,當(dāng)遮光50%時(shí)藍(lán)值降幅為16.95%,差異達(dá)到顯著水平;但這個(gè)品種的碘結(jié)合力在遮光脅迫下有所提高。渝糯7號(hào)淀粉的藍(lán)值及碘結(jié)合力經(jīng)遮光處理后略有增加,但與對(duì)照差異不顯著(除遮光30%下的碘結(jié)合力呈顯著差異外)。相關(guān)分析結(jié)果(表7)表明：最大吸收波長(zhǎng)與峰值指數(shù)呈顯著負(fù)相關(guān);碘結(jié)合力與起始溫度呈顯著負(fù)相關(guān)。

3 結(jié)論與討論

玉米在灌漿結(jié)實(shí)期主要由光合碳同化作用進(jìn)行干物質(zhì)的積累,在弱光照條件下光合作用降低,最終導(dǎo)致產(chǎn)量的降低。但不同糯玉米品種對(duì)不同低光照強(qiáng)度的響應(yīng)不一[4]。本實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明糯玉米的產(chǎn)量構(gòu)成因素對(duì)遮光處理的響應(yīng)因基因型差異而有所不同。隨著光照強(qiáng)度的降低，蘇玉糯5號(hào)的產(chǎn)量顯著下降,而渝糯7號(hào)的產(chǎn)量下降不顯著,即蘇玉糯5號(hào)為光照敏感型品種,而渝糯7號(hào)具有一定的耐蔭性。

表4 結(jié)實(shí)期遮光處理對(duì)糯玉米淀粉膠凝特性的影響

變異來(lái)源F值ΔHgel峰值溫度起始溫度終值溫度糊化范圍峰值指數(shù)品種10.2*121.8**154.2**32.8**9.0*0.1光照1.17.6*43.2**3.46.7*4.0品種×光照4.81.813.2*1.38.0*25.8**

表5 結(jié)實(shí)期遮光處理對(duì)糯玉米淀粉回生特性的影響

變異來(lái)源F值ΔHret峰值溫度起始溫度終值溫度回生值品種1.31320.3**8009.6**225.5**0.02光照7.0*0.47.0*3.86.7*品種×光照4.11.325.3**11.8*2.7

牟會(huì)榮等[11]研究發(fā)現(xiàn),遮光可以顯著降低小麥淀粉的峰值黏度和谷值黏度,但使糊化溫度提高。王慶美等研究遮陰處理對(duì)紫甘薯塊根品質(zhì)的影響時(shí)發(fā)現(xiàn),遮陰顯著降低了濟(jì)薯18淀粉的峰值黏度、崩解值、回復(fù)值和峰值時(shí)間[25]。本研究發(fā)現(xiàn),遮光處理對(duì)糯玉米淀粉的糊化溫度無(wú)顯著性影響,但使兩個(gè)品種的峰值黏度、谷值黏度、崩解值、終值黏度和回復(fù)值均下降,卻不隨光照強(qiáng)度的下降而降低。這與吳偉等[26]在早秈稻品種上不同光照強(qiáng)度處理的淀粉RVA譜研究結(jié)果有所差異，可能由于供實(shí)驗(yàn)的不同作物間淀粉組分有所不同。

淀粉粒粒徑分布是影響淀粉功能特性的重要指標(biāo)。本研究結(jié)果表明,糯玉米的淀粉粒分布受結(jié)實(shí)期遮光影響顯著,不同程度的遮光處理均使淀粉粒粒徑和大淀粉粒比例降低。這與蔡瑞國(guó)等[27]在強(qiáng)筋小麥上的相關(guān)研究結(jié)果相似。Massaux等[28]和Paterson等[29]研究發(fā)現(xiàn),淀粉粒分布受種植年限和區(qū)域的影響,主要由生長(zhǎng)環(huán)境影響了植株的生長(zhǎng)發(fā)育所致。本實(shí)驗(yàn)結(jié)果也與陸大雷等[22]在生長(zhǎng)季節(jié)對(duì)糯玉米淀粉粒分布的研究結(jié)果一致,說(shuō)明糯玉米淀粉粒易受光、溫等生態(tài)因子的影響。需要指出的是，品種對(duì)遮光逆境的響應(yīng)存在顯著的基因型差異,以中間型淀粉粒(5～9 μm、9～13 μm和13～17 μm)的分布表現(xiàn)最為明顯,因此在對(duì)糯玉米淀粉進(jìn)行專用加工時(shí)應(yīng)注意基因型差異的影響。

表6 結(jié)實(shí)期遮光處理對(duì)糯玉米淀粉藍(lán)值、最大吸收波長(zhǎng)及碘結(jié)合力的影響

變異來(lái)源F值藍(lán)值λmax碘結(jié)合力品種9.02*0.445.66光照3.550.429.41*品種×光照2.883.550.68

表7 結(jié)實(shí)期遮光下糯玉米淀粉理化特性值間的相關(guān)系數(shù)

注：PV為峰值黏度，TV為谷值黏度，BD為崩解值，F(xiàn)V為終值黏度，SB為回復(fù)值，Ptemp為糊化溫度，ΔHgel為熱晗值，Tp為峰值溫度，To為起始溫度，Tc為終值溫度，R為糊化范圍，PHI為峰值指數(shù)，BV為藍(lán)值，λmax為最大吸收波長(zhǎng)，IBC為碘結(jié)合力，ΔHret為回生特性的熱晗值，%R為回生值?！?”表示P<0.05;“**”表示P<0.01。

在本試驗(yàn)中，遮光處理對(duì)糯玉米淀粉的溶解度與膨脹勢(shì)的影響不顯著,而且品種間差異性明顯,還需進(jìn)一步探索。

糊化范圍主要反映顆粒結(jié)晶區(qū)內(nèi)微晶的穩(wěn)定性,糊化范圍越大,淀粉顆粒中穩(wěn)定性不同的微晶越多；峰值指數(shù)也反映了糊化的均勻性[30-31]。在本研究中，ΔHret與%R呈極顯著正相關(guān)；結(jié)實(shí)期遮光處理僅降低了蘇玉糯5號(hào)淀粉的峰值指數(shù)并顯著增加了它的糊化范圍；遮光處理顯著提高了糯玉米淀粉的回生值及回生特性的熱焓值,但不同基因型玉米的熱力學(xué)特性對(duì)遮光脅迫的響應(yīng)不一。綜合結(jié)果說(shuō)明蘇玉糯5號(hào)的淀粉品質(zhì)更易受弱光的影響。

碘結(jié)合力可用來(lái)簡(jiǎn)單評(píng)估淀粉中直鏈淀粉含量和支鏈淀粉鏈長(zhǎng)分布[32]。本研究結(jié)果表明,遮光脅迫對(duì)最大吸收波長(zhǎng)無(wú)顯著影響,各處理均表現(xiàn)出典型的糯性特征；而碘結(jié)合力略有升高,說(shuō)明遮光脅迫對(duì)淀粉的鏈長(zhǎng)分布有顯著影響,特別是在輕度遮光下(遮光30%處理)。

綜上所述,結(jié)實(shí)期遮光處理不僅降低糯玉米的籽粒產(chǎn)量,并影響淀粉品質(zhì)。其中遮光下低黏度、偏小的淀粉粒分布、高碘結(jié)合力和高回生值是導(dǎo)致糯玉米淀粉品質(zhì)變劣的主要因素。不同光照強(qiáng)度對(duì)糯玉米籽粒產(chǎn)量及淀粉品質(zhì)的影響因基因型差異而不同。蘇玉糯5號(hào)的籽粒產(chǎn)量及淀粉品質(zhì)經(jīng)遮光30%處理后下降變劣更為顯著,為光照敏感型品種,而渝糯7號(hào)對(duì)遮光50%處理的響應(yīng)更顯著,其相對(duì)具有一定的耐蔭性。

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(責(zé)任編輯:黃榮華)

Effects of Shading at Filling and Seed-setting Stage on Yield and Starch Quality of Waxy Maize

XU Ren-chao1, ZHAO Jun-yu1, LU Da-lei2, LU Wei-ping2,YANG Mei-ying1, XU Jian-ping1, LIU Shui-dong1*

(1. Institute of Agricultural Sciences in Riparian Region of Jiangsu, Nantong 226541, China; 2. Jiangsu Provincial Key Laboratory of Crop Genetics and Physiology, Yangzhou University / Key Laboratory of Crop Physiology, Ecology and Cultivation in Middle and Lower Reaches of Yangtze River, Ministry of Agriculture, Yangzhou 225009, China)

Awnings were used to set up two different shading treatments (30% shading, and 50% shading), and the effects of shading treatment at seed-setting stage on the yield and starch quality of waxy maize varieties Suyunuo 5 and Yunuo 7 were studied. The results showed that the seed yield of waxy maize was reduced by shading treatment, and the yield reduction rate was different between 2 maize genotypes. Shading treatment caused the decrease in peak viscosity, trough viscosity and final viscosity of waxy maize starch. The treatment of 30% shading significantly reduced the pasting temperature of Suyunuo 5, while it significantly increased the pasting temperature of Yunuo 7. Shading treatment led to the decline in both average diameter of starch granules and proportion of large starch granules (diameter > 17 μm). Shading treatment had no significant influence on the peak index, gelatinization enthalpy and conclusion temperature of waxy maize starch, but it increased the retrogradation percentage and retrogradation enthalpy of waxy maize starch. Shading treatment enhanced the iodine binding force of waxy maize starch, but this effect was weakened with the reduction in light intensity.

Waxy maize; Shading; Seed yield; Starch quality

2016-11-03

國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(30971731、31000684、31271640);江蘇省高校優(yōu)勢(shì)學(xué)科建設(shè)工程項(xiàng)目;江蘇省掛縣強(qiáng)農(nóng)富民工程項(xiàng)目。

徐仁超(1989─),男,河南信陽(yáng)人,研究實(shí)習(xí)員,碩士,從事特用玉米產(chǎn)量及品質(zhì)研究、科技服務(wù)與推廣工作。

S513.059

A

1001-8581(2017)03-0007-07

*通訊作者:劉水東。