甜玉米種子活力研究

王 娜 張 榮

甜玉米是一種果蔬兼用的保健品，但在我國發(fā)展緩慢。根本原因是生產(chǎn)力弱。本文以甜玉米“綠色超人”和普通玉米沈農(nóng)1號為種子材料，采用了幼苗生長測定，加速抗老化試驗，抗冷測定，電導率測定和田間成苗率測定等試驗方法進行了相關(guān)分析。該研究認為，造成甜玉米活力低下的主要原因是種子自身遺傳造成的，胚乳積累淀粉不足，是使胚乳變小，皺縮，從而影響到種子的活力。

1 甜玉米種子特性

與普通玉米相比，甜玉米受突變的影響，可溶性糖向淀粉的轉(zhuǎn)化較慢，在乳熟期采收的甜玉米籽粒營養(yǎng)豐富，其含糖（蔗糖、葡糖糖、果糖、植物蜜糖等）量比普通玉米高2～8倍。甜玉米根據(jù)乳熟期中糖分和WSP（水溶性多糖）含量的多少，可分為普通甜玉米、超甜玉米和加強甜玉米三種類型。普通玉米，即傳統(tǒng)的甜玉米，是由第4染色體上的sul基因發(fā)生隱性突變形成的。超甜玉米是由于Sh基因發(fā)生隱性突變形成的，乳熟期的sh2純和體中糖分含量可達18%～20%，是普通玉米的8～10倍，但其胚乳中缺少WSP，因此不具有普通玉米的特有風味。加強甜玉米是隱性sul純和基因與一個隱性純合的修飾基因se互作產(chǎn)生的類型。據(jù)研究表明，加強甜玉米的總糖量與超甜玉米相似，達20%以上，同時WSP的含量并不降低，與普通甜玉米相似，所以口感亦甜亦粘。

2 甜玉米種子活力研究概況

甜玉米種子活力低下一直是限制甜玉米發(fā)展的主要問題，因此，如何有效的增加甜玉米種子活力，提高田間出苗率，已經(jīng)成為甜玉米大面積推廣的研究焦點。因為種子活力是可以遺傳的，一次在選育含糖量較高的甜玉米的同時，應注意選擇一些高活力的品種，如由于種子在生理成熟時活力最高，但含水量也很高，若在生理成熟與收獲成熟之間選擇透水性較差的品種，則種子受損傷程度會有所減少，從而適當提高種子活力。

3 甜玉米種子活力低下的原因

3.1 供試材料

品種為超甜玉米“綠色超人”及普通玉米沈農(nóng)1號，超甜玉米品種7個，普通玉米3個。

3.2 試驗方法

標準發(fā)芽試驗（幼苗生長測定）。參照GB/T3543.4-1995農(nóng)作物種子檢驗規(guī)程進行。采用紙卷法進行發(fā)芽試驗，每品種隨機取50粒凈種子，3次重復，置床后放入智能人工氣候箱中培養(yǎng)（溫度20～30℃，光照8h/d）.第四天起逐日記載發(fā)芽種子數(shù)，并測定正常幼苗（隨機取10株）芽長、根長、苗鮮重、苗干重。第七天統(tǒng)計發(fā)芽率，計算發(fā)芽指數(shù)、平均發(fā)芽日數(shù)、活力指數(shù)等。

抗冷測定。參照張文明（1998）的方法，每品種隨機取50粒凈種子，3次重復，置于砂床中在10℃低溫條件下處理7天，再轉(zhuǎn)至30℃條件下培養(yǎng)，5天后統(tǒng)計發(fā)芽率。

加速老化試驗。參照《種子學》介紹的方法，每品種取適量種子裝入塑料紗網(wǎng)袋，放入智能人工氣候培養(yǎng)箱內(nèi)，在41℃、100%RH條件下處理72h。將處理后的種子用風扇吹干，每品種隨機取50粒，3次重復進行砂床發(fā)芽試驗，第七天統(tǒng)計發(fā)芽率。

電導率測定。參照張文明等的方法，每品種隨機取50粒凈種子，稱重，2次重復。用雙重蒸餾水沖洗2遍，濾紙吸干浮水，將種子放入潔凈的250ml燒杯中，加入100ml雙重蒸餾水，于20℃恒溫條件下浸泡24h，用DDS-12A型電導儀測定浸泡液電導率。再將種子及浸泡液在沸水浴中煮蒸餾水作為空白對照。

田間成苗率測定。每品種隨機取100粒凈種子，3次重復，行距50cm，粒距10cm。播后20天記載成苗率。

4 甜玉米種子活力低下的原因

4.1 遺傳方面

種子活力的高低主要取決于遺傳物質(zhì)，但種子萌發(fā)是內(nèi)部的生理化反應對其也有很大影響。Chern和Sung（1991）研究表明，由于甜玉米籽粒的果種皮與糊粉層內(nèi)空隙較大，種子保護層薄，很容易破碎，這樣種子在萌發(fā)時吸水速率過快，導致種子出苗率低。樊龍江、顏啟傳（1997）指出，由于甜玉米種子胚乳淀粉積累不足，種子干燥失水后皺縮，破損嚴重，加之種子含糖量高，滲透勢大，從而造成種子在萌發(fā)時吸脹速度過快，種子膜修復能力下降，種子滲透嚴重，大量的糖類、蛋白質(zhì)、礦物質(zhì)等丟失，最終導致種子活力低下。

4.2 生理方面

種子活力的高低主要取決于遺傳物質(zhì)，但種子萌發(fā)時內(nèi)部的生理化反應對其也有很大影響。由于甜玉米籽粒的果種皮與糊粉層內(nèi)空隙較大，種子保護層薄，很容易破碎，這樣種子在萌發(fā)時吸水速率過快，導致種子出苗率低。劉軍等（2001）研究表明，玉米胚吸脹時蛋白質(zhì)的合成能力以及儲藏蛋白的降解能力，可作為衡量種子活力的標準。這說明可能由于甜玉米種子的儲藏蛋白含量較普通玉米低，而在正常條件或熱激條件下的新蛋白的合成量也較低，因而導致種子活力低下。

4.3 環(huán)境方面

甜玉米種子活力低下的原因是多方面的。一般認為，主要原因在于胚乳突變基因抑制了子粒淀粉的合成，使胚乳皺縮，籽粒減輕。Roger等人研究表明，sh2突變的胚乳與胚干重之比為2∶6，而su突變體則為4∶6. sh2突變體的平均百粒重僅相當于正常籽粒的50%和su突變籽粒的70%左右或50%。而甜玉米種子的發(fā)芽率與種子重量、大小呈極顯著的正相關(guān)。對于sh2突變基因取代了糖基因su，含糖量增高，但這一基因造成胚乳大而透明，成熟干燥時會失水皺縮，種皮在干燥及收采過程中易受損傷。這樣就導致種子吸脹過快，膜系統(tǒng)的修復受影響。許多研究表明，甜玉米黑穗病能力低，容易感染這種病害，嚴重影響果穗的發(fā)育和正常果穗的形成，以至降低品質(zhì)和質(zhì)量。此外，在種子收獲、加工、貯運過程中破損嚴重，抗病能力較差，易受病菌侵染等都將導致甜玉米種子活力低下。