本文以我国近年来育成的甜玉米品种(品系)为材料,研究了甜玉米籽粒品质的基因型差异,灌浆过程中蔗糖代谢相关酶活性和糖分积累的关系,并分析肥料(氮、钾施用量)、灌浆结实期弱光、高温和水分胁迫等环境因子对甜玉米产量和品质调控作用。主要结论如下：1.甜玉米籽粒品质的基因型差异甜玉米籽粒可溶性糖、还原糖、淀粉、蛋白质、脂肪、皮渣率、微量元素含量和物性(硬度、脆性、黏着性、弹性、粘聚性、咀嚼性和回复性)均有显著的基因型差异,其中可溶性糖和皮渣率的变幅分别为12.40%-21.00%、7.90%-15.30%。物性参数变异程度最大的是脆性,最小的是粘聚性,变幅分别为1152.66～5308.34和0.16～0.27。物性参数间有良好的相关关系,其中硬度和咀嚼性、回复性和粘聚性的相关系数达到0.90以上。通过主成分分析,将7个物性参数转变为3个独立的主成分,累计方差贡献率为86.88%,其中硬度和脆性是影响甜玉米籽粒物性的主要参数。通过系统聚类,将40个甜玉米品种按照硬度和回复性大小分为两大类,两大类中又按照脆性和黏着性大小分为4个亚类。2.甜玉米灌浆结实期籽粒碳水化合物积累和蔗糖代谢酶活性动态变化甜玉米在籽粒灌浆过程中,籽粒鲜重呈先升后降趋势,扬甜2号、超甜135鲜百粒重均在授粉后22d达到峰值,分别为35.77和37.63g,此时含水量分别为65.22%和67.28%。籽粒干重积累曲线拟合为Richards方程,最大灌浆速率出现在授粉后16～17d,之后下降。扬甜2号最大灌浆速率比超甜135高0.2g/d,灌浆持续期比超甜135少5.1d,理论最大干百粒重比超甜135低1.24g。籽粒淀粉含量和皮渣率随授粉后天数逐渐上升。两品种可溶性总糖(TSS)、蔗糖和水溶性多糖(WSP)含量呈先升后降的单峰曲线变化趋势,葡萄糖、果糖、甘露醇含量先降后升,山梨醇含量变化趋势不一致。可溶性糖含量扬甜2号和超甜135分别在授粉后22d和18d达峰值,分别为101.99和98.25mg/g FW(鲜重)。在甜玉米中催化蔗糖的合成与分解的酶主要有磷酸蔗糖合成酶(SPS)和蔗糖合成酶(SS), SS催化的反应是可逆的。SPS和SS合成方向活性的变化趋势和蔗糖含量变化趋势基本一致,与蔗糖含量呈极显著正相关。SS分解方向活性随灌浆进程呈上升趋势,与葡萄糖、果糖和甘露醇含量呈显著负相关。甜玉米籽粒中糖分积累是蔗糖代谢酶SPS、SS(合成和分解方向)协同作用的结果。3.施氮量对甜玉米产量、品质和蔗糖代谢酶活性的影响在4个纯氮0、75、25、375kg/hm2处理中,施氮显著提高扬甜2号和超甜135鲜穗产量,两品种均以施N225kg/hm2产量最高,比不施氮分别增产65.15%、99.61%。施氮显著提高籽粒可溶性糖和蔗糖含量,施氮量为225kg/hm2时最高。氮肥对甜玉米物性有显著影响,随着施氮量增加,籽粒的硬度显著增加；脆性则出先升后降,其在N225kg/hm2处理下达峰值。合理施氮可提高甜玉米籽粒中SPS和SS合成方向活性,增加糖分,改善品质。4.施钾量对甜玉米产量和品质的影响在5个K2O0、75、150、225、300kg/hm2处理中,随施钾量的增加,甜玉米鲜穗产量、籽粒可溶性糖和蔗糖含量先升后降,淀粉含量先降后升,皮渣率逐渐升高。超甜135和扬甜2号的鲜穗产量均以施K2O150kg/hm2最高,比不施钾处理分别增产15.26%、19.52%。甜玉米物性受施钾量的影响较大,随着施钾量增加,硬度显著增加；脆性先升后降,以施K2O150kg/hm2最高。回归分析结果表明,甜玉米最高产量钾肥用量为K2O151.9～164.8kg/hm2,最优品质的钾肥用量为K2O150.8～176.6kg/hm2。5.灌浆结实期弱光胁迫对甜玉米产量、品质和蔗糖代谢酶活性的影响以先甜5号(弱光敏感型)和耐阴型品种华珍(弱光钝感型)为材料,大田条件下,采用透光率为50%的遮阳网,灌浆结实期遮光,以自然光照条件为对照。弱光胁迫处理下鲜穗产量、粒重和糖分含量显著降低,籽粒含水量提高；穗长、穗粗、行粒数和单穗重显著减小,秃尖变大。弱光胁迫下鲜穗产量、最大鲜百粒重和可溶性糖先甜5号分别下降42.6%、31.3%和19.5%,华珍分别下降20.3%、19.8%和10.1%。弱光胁迫显著降低SPS、SS(合成和分解方向)活性,延缓SPS峰值出现时间。弱光胁迫使甜玉米产量降低、品质变劣,主要是降低籽粒蔗糖合成酶的活性,蔗糖积累减少,影响光合产物向籽粒的运转和分配。6.灌浆结实期高温胁迫对甜玉米籽粒糖分积累和蔗糖代谢酶活性的影响利用人工气候室在甜玉米灌浆结实期分别进行昼间高温胁迫(35℃)处理,以田间温度为对照(CK)。与对照相比,高温胁迫缩短甜玉米灌浆进程,显著降低粒重和含水量,提高皮渣率。最佳采收期(水分含量为68%～74%)鲜百粒重分别下降20.8%(厦甜1号)和16.4%(粤甜16)。籽粒灌浆过程中可溶性糖和蔗糖的含量先升后降,高温胁迫不利于可溶性糖和蔗糖积累,籽粒中糖分含量降低,淀粉含量升高。高温胁迫降低SPS和SS合成方向活性,提高SS分解方向活性,导致糖分含量降低,品质变劣。高温胁迫缩短两品种SS合成方向活性峰值出现时间,SPS活性峰值出现时间厦甜1号缩短,粤甜16不变。7.灌浆结实期水分胁迫对甜玉米籽粒糖分积累和蔗糖代谢酶活性的影响利用负水头供水控水盆栽装置在甜玉米灌浆结实期进行水分胁迫(土壤相对含水量为90%、75%、60%,分别代表水分过量、正常和亏缺)。与对照相比,水分过量时华珍和粤甜16最大鲜百粒重分别降低9.63%、21.95%,可溶性糖分别降低9.37%、13.64%；水分亏缺时华珍和粤甜16最大鲜百粒重分别降低11.63%、20.46%,可溶性糖分别降低9.91%、12.56%。水分亏缺加速甜玉米籽粒灌浆进程,缩短生育期。水分亏缺使灌浆前期粒重和糖分含量增加,SPS和SS活性升高,灌浆中后期粒重、糖分、SPS和SS活性降低。水分过量时粒重下降,皮渣率升高,SPS和SS活性降低,糖分积累减少。水分胁迫导致甜玉米籽粒产量降低、品质变劣。