Пул и Смит составили прекрасные обзоры литературы по вопросу об улучшении сахарной кукурузы.
Эта культура используется в консервированном или замороженном виде почти во всем мире, а початки в свежем виде поступают на рынки в районах, пригодных для ее выращивания.
Основным районом возделывания сахарной кукурузы являются северные штаты США и юг Канады. Такое ограниченное распространение объясняется несколькими причинами. Зерно сахарной кукурузы сохраняет сладкий вкус очень недолгое время после уборки. В более южных районах, где температуры выше, сахар в зерне быстро превращается в крахмал. На широтах с низкими зимними температурами, исключающими возможность окукливания гусениц хлопковой совки в зимнее время, этот вредитель представляет меньшую опасность для сахарной кукурузы. Бактериальное увядание (болезнь Стюарта) особенно вредоносно для нее на юге. Кроме того, сахарная кукуруза очень чувствительна к засухе и восприимчива к головне.
Флорида и другие южные штаты быстро превратились в центры по выращиванию и сбыту сахарной кукурузы в северные районы для потребления в зимнее и весеннее время. Примечательный рост этого производства объясняется в основном тремя причинами.
1. Появление новых гибридов, приспособленных к выращиванию на юге.
2. Доступность и широкое практическое использование новых эффективных инсектицидов и фунгицидов для борьбы с хлопковой совкой и болезнями листьев.
3. Усовершенствование методов, оборудования, упаковочных и перевозочных материалов.
Обзор истории сахарной кукурузы составил Смит. Культура эта возникла, по-видимому, в 1779 г. По сообщению Синглтона, в 1836 г. коннектикутский адвокат Ной Дарлинг скрестил очень раннеспелый желтозерный сорт с сахарной кукурузой, оборвав метелки у желтозерного сорта. Первый гибрид, получивший широкое распространение, был выведен Д. Ф. Джонсом и выпущен Коннектикутской станцией в 1924 г. Самый популярный и распространенный гибрид сахарной кукурузы Голден Кросс Бентам вывел Гленн Смит. Он является гибридом между линиями Р39 и Р51. Обе эти инбредные линии выведены из сорта Голден Бентам. Популярность гибрида объяснялась его превосходной урожайностью, высоким качеством в консервированном состоянии, выравненностью и устойчивостью к бактериальному увяданию.
Проблемы селекции сахарной кукурузы подробно разбирает Смит. Для селекционеров, работающих с сахарной кукурузой, основными задачами являются выведение высокоурожайных выравненных гибридов с хорошим качеством и расширение зоны их выращивания.
Расширение зоны возделывания к югу требует выведения улучшенных типов, устойчивых к поражению болезнями и вредителями. Производство сахарной кукурузы в северном направлении можно расширять путем создания раннеспелых сортов. Сахарная кукуруза особенно чувствительна к таким неблагоприятным условиям, как болезни, вредители и засуха.
Сорта сахарной кукурузы, пригодные для консервирования или замораживания, должны обладать рядом очень важных признаков. К числу последних относятся мягкие (нежные) зерна желтой или белой окраски в зависимости от вкусов местного населения, эффективность производства, высокое качество и предельная выравненность растений и початков. Необходима выравненность по консистенции зерна, форме и величине початков. Необходимы и удовлетворительные урожаи. Для идентификации инбредных линий, обладающих нежными мягкими зернами, разработан тендерометрический метод испытания (прокол перикарпия). С его помощью можно определить в граммах на квадратный сантиметр давление, требующееся для прокола перикарпия зерна.
Существуют два метода консервирования — цельных и срезанных зерен. Для консервирования в цельном виде требуются зерна с влажностью 72—75%, выравненные початки должны обладать нежным перикарпием и приятным вкусом. Содержание влаги в зернах, консервируемых в срезанном виде, должно составлять 68—72%. При промышленном и домашнем замораживании имеет важное значение нежность (мягкость) и хороший вкус зерен.
Огородники, поставляющие на рынки свежую сахарную кукурузу, требуют гибридов, обладающих теми же признаками, что и кукуруза для консервирования или замораживания. Исключение составляет то, что для сбыта початков в свежем виде желательны сорта с разновременным созреванием, обеспечивающие возможность использования урожая в течение более длительного периода. Особое внимание должно быть обращено на сладкий вкус, нежность перикарпия, консистенцию содержимого зерна и спелость. Сахаристость имеет при консервировании или замораживании сахарной кукурузы менее важное значение, так как сахар можно добавлять в процессе консервирования.
Большая часть возделываемой сахарной кукурузы в США представлена в настоящее время простыми гибридами. Такие гибриды обеспечивают однородность консистенции зерен. Желательные форма и размер початков революционизировали машины и методы консервирования. Расположение початков на стеблях на одном уровне и одновременное созревание повысили экономичность производства.
Генетический состав зерен сахарной кукурузы отличается от состава зерен зубовидной кукурузы только одним рецессивным геном. Этот ген предупреждает превращение некоторой части сахара в крахмал. Зерно имеет полупрозрачный роговидный внешний вид и при высыхании сморщивается. Основой широкого производства сахарной кукурузы является ген сахаристости su1. Мангельсдорф указывал на присутствие дупликатных генов, определяющих крахмалисто-сахаристый тип эндосперма. Он рассматривал возможность использования этих генов в селекции сахарной кукурузы. Эндрью и др. сообщают, что сахарная кукуруза, рецессивная по гену восковидности (su1wx), превосходила сахарную кукурузу с доминантным геном в локусе восковидности.
Линдстром и Герхардт изучали химический состав известных генотипов эндосперма у гибридов между зубовидной и сахарной кукурузой. У рекомбинаций, возникающих в результате реципрокных скрещиваний F1 беккроссов или в F2, каждый дополнительный ген su1 обусловливал увеличение содержания сахаров и уменьшение количества крахмала.
Камерон и Кол сообщали, что в противоположность одному гену su1 комбинации генов su1du и su1su2 замедляли накопление крахмала в развивающихся зерновках на нескольких инбредных линиях и гибридных фонах. На сахара и водорастворимые полисахариды это не всегда оказывало влияние, но часто отмечалось улучшение съедобных качеств. В присутствии хлопковой совки возрастала частота поражения плесенью спелых зерен в початках всех генотипов, причем особенно сильно страдали початки с комбинацией генов su1su2.
Лафнан использовал влияние гена sh2 на запасные углеводы в спелом эндосперме кукурузы. Он ввел ген морщинистости (shrunken) в стандартные инбредные линии сахарной кукурузы. В результате усилий д-ра Лафнана в университете штата Иллинойс и сотрудников Illinois Foundation Seed, Шампейн, Иллинойс, появились очень желательные «супер» гибриды сахарной кукурузы. Гибрид Illini Xtra-sweet в момент уборки бывает вдвое, а после 48 ч хранения при комнатной температуре в 4 раза слаще обычной сахарной кукурузы. Это объясняется менее быстрым превращением сахара в крахмал, чем у обычных форм сахарной кукурузы. Вследствие медленного превращения сахара в крахмал период сбора урожая удлиняется. Иллинойсские «суперсахарные» формы кукурузы окрашены в желтый цвет. Они превосходно приспособлены к выращиванию на приусадебных участках и на промышленных плантациях, для замораживания и консервирования. Они представляют собой простые гибриды, Семена их легче по весу, чем семена обычной сахарной кукурузы. Гибрид Early Xtra-sweet является отбором из материала американского происхождения с широкой генетической основой.
Гарвуд и Крич исследовали фенотипы спелых зерновок 12 аллелей в локусе su1 кукурузы. Они установили четыре фенотипические категории. Большинство аллелей определяет стекловидный морщинистый внешний вид, типичный для зерновок сахарной кукурузы, обладающей стандартным аллелем (su1s). Три аллеля su1am (крахмальный), su1p (Паттерсона) и su166 почти нормальны по внешнему виду, и их лучше наблюдать в комбинациях с мутантами dull и sugary-2. Один аллель su1st (крахмалистый) также выглядит почти нормально, но при выращивании на некоторых фонах он рецессивен по отношению к su1s. Четвертый тип su1 Bn-2 (Brawn-2) занимает промежуточное положение между su1s su1am. Изучение реципрокных скрещиваний между большинством из этих аллелей и последующих расщеплений в F2 определило отношение доминантности и эффект дозы. Результаты показали присутствие в этом локусе сложной серии множественных аллелей.
Генотип и фаза спелости сильно влияют на содержание углеводов в эндосперме сахарной кукурузы в период между опылением и уборкой урожая, когда метаболизм достигает максимума. Розенбрук и Эндрью изучали изменчивость углеводного состава эндосперма сахарной кукурузы. Они установили высокодостоверные различия в содержании влаги, редуцирующих сахаров, сахарозы и водорастворимых полисахаридов между группами материнских полусибсов. Различия между группами полусибсов были достоверны для всех этих переменных, за исключением редуцирующих сахаров. Различия между реципрокными скрещиваниями относились за счет взаимосвязи материнских эффектов и дозы гена в эндосперме. По мере созревания кукурузы содержание редуцирующих сахаров понижалось, но количество водорастворимых полисахаридов увеличивалось.
Хендерсон приводит список инбредных линий сахарной кукурузы, переданных федеральными и штатными агентствами США кукурузоводам многих стран.