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甜玉米作为新型营养保健食品,丰富的维生素、不饱和脂肪酸、氨基酸含量是其营养价值的主要体现。本实验针对我国甜玉米营养品质研究空白,以47份超甜玉米自交系及“农甜88”甜玉米品种为材料,采用高效液相色谱法和基因单倍型分析法,在国内首先对甜玉米维生素A和维生素E的含量水平、积累过程及遗传基础进行较系统的研究,以期为甜玉米高营养品质育种提供理论参考。主要研究结果如下:
1.测定出47份超甜玉米自交系的α,胡萝卜素、β-胡萝卜素、β-隐黄质、玉米黄质、叶黄素含量的变化范围分别是:0.03-3.85μg/g、0.04-4.49μg/g、0.08-35.48μg/g、0.31-19.07μg/g、0.99-43.52μg/g;47份自交系维生素A源含量的变化范围为0.07-22.76μg/g,平均值3.28μg/g,变异系数达1.44,不同甜玉米自交系的维生素A源差异极显著,有可能选育出维生素A源含量较高的甜玉米品种。
2.测定出47份超甜玉米自交系的α-生育酚、γ-生育酚和δ-生育酚的含量变化范围分别是:1.69-58.03μg/g、3.61-68.80μg/g,0-2.66μg/g,自交系间的生育酚各成分含量差异较大。47份超甜玉米自交系维生素E含量的变化范围为18.50-99.17μg/g,平均值51.15μg/g,变异系数为0.35。不同甜玉米自交系维生素E含量存差异极显著,有可能选育出维生素E含量较高的甜玉米品种。
3.对47份甜玉米自交系籽粒的维生素A源、维生素E及各组成成分作相关分析,结果显示:甜玉米籽粒中的维生素A源含量与α-胡萝卜素、β-胡萝卜素、β-隐黄质以及总类胡萝卜素含量有极显著相关,而与叶黄素、维生素E各组分含量相关不显著,说明维生素A源和维生素E是两条不同的合成途径,可以选育到维生素A源和维生素E含量均高的高营养价值的甜玉米品种。
4.实验测定了甜玉米单交种“农甜88”籽粒发育过程中维生素A和维生素E含量变化情况,在授粉l5天时,已有一定量的维生素A源和维生素E的积累;授粉15-27天时,维生素A源和维生素E含量几乎呈直线增长,27天时达到最大;授粉27-30天时,维生素A源和维生素E含量基本保持稳定。在最佳采收期即授粉21天时,维生素A源和维生素E分别达到最大含量的73%、67%。
5.实验初步研究了甜玉米籽粒黄色深浅颜色与维生素A源、总类胡萝卜素及维生素E含量的关系,白色籽粒的维生素A源含量极低;黄色自交系籽粒颜色深浅与维生素E含量不相关;籽粒黄色颜色深浅与维生素A源及总类胡萝卜素含量极显著相关,黄色越深,籽粒维生素A源含量越高,可据甜玉米籽粒颜色深浅初步选择高维生素A源的自交系。
6.参照普通玉米的研究结果,对47份超甜玉米自交系的三个维生素A源合成关键基因PSY1、LCYE和HYDB1的有利位点即PSY1基因的Indell和Indel4位点、LCYE基因5indel和3indel位点及HYDB1基因的D4和3TE位点进行基因内和基因间单倍型分析,发现Indell、5indel/3indel、D4位点是最有利的单倍型组合,可以使甜玉米维生素A源含量达到较大值,与普通玉米中的分析结果有差异。
7.本实验筛选出维生素A源含量较高的甜玉米自交系依次有A5、A37、A36、A6和A8;维生素E含量较高的自交系有A4、A5、A24和A26;维生素A源和维生素E含量均较高的自交系有A5和A26。