种子活力低导致种子不耐储藏、田间表现差,对甜玉米种子活力生理生化和相关基因的挖掘有助于揭示种子活力的调控机理,为高活力甜玉米新品种选育提供理论基础。本研究选择具有活力梯度的21份甜玉米自交系为试验材料,通过自然老化和人工加速老化处理,比较两种老化方式下的种子活力相关性状、生理生化指标,验证人工加速老化能否模拟种子在自然条件下的老化;再筛选种子活力差异大的甜玉米自交系,利用转录组测序技术挖掘甜玉米种子活力的基因调控网络,对影响甜玉米种子活力的生理生化及调控网络进行初步解析和预测。本研究结果如下:1.对21份甜玉米自交系种子分别自然老化2、4、6月,发芽势、发芽率、发芽指数、活力指数和幼苗鲜重等5个种子活力相关性状均随着老化时间加深而降低,活力指数均值范围为14.81～37.48。自然老化6月后,检测超氧化物歧化酶等5种生化酶活性,均值范围为243.89～3154.65;检测丙二醛、总淀粉、总蛋白、赤霉素和脱落酸的含量,均值范围为53.03～1650.81;扫描电镜观察发现低活力种子淀粉粒排列松散,发生分解。2.对21份甜玉米自交系种子分别人工加速老化0、4和6天,5个种子活力相关性状均随着老化时间加深而降低,活力指数均值范围为1.60～37.06。人工加速老化6天后,检测超氧化物歧化酶等5种生化酶活性,均值范围为4.55～2844.59;检测丙二醛、总淀粉、总蛋白、赤霉素和脱落酸的含量,均值范围为15.05～1628.78。3.对21份甜玉米自交系自然老化6个月,5个种子活力相关性状除发芽势外,方差分析表明材料间差异极显著,超氧化物歧化酶等10种生理生化指标在材料间差异也极显著。21份甜玉米自交系种子在人工加速老化6天后,种子活力相关性状在材料间差异极显著;除总蛋白外,10种生理生化指标在材料间差异极显著,重复间差异不显著。4.对21份甜玉米自交系种子在自然老化2、4和6个月后,种子活力相关性状在不同老化处理间均显著正相关,相关系数范围为0.47～0.97,自然老化6个月的发芽率与发芽指数间相关系数最大。21份甜玉米自交系种子在人工加速老化处理0、4和6天后,种子活力相关性状在不同老化处理间显著正相关,相关系数范围为0.57～0.99;其中,人工加速老化4天和人工加速老化6月发芽率和发芽指数间相关系数最大。5.对人工加速老化6天后的10个生理生化性状相关分析发现,赤霉素含量与发芽指数、活力指数显著正相关,相关系数分别为0.46、0.50;而自然老化6个月后的10个生理生化性状相关分析发现,超氧化物歧化酶活性与发芽率、发芽指数显著正相关,相关系数分别为0.57、0.49;表明两种老化方式的种子生理生化变化存在差异。6.对活力差异大的自交系老化6个月的种子进行转录组测序,共鉴定出738个差异表达基因,上调基因301个,下调基因437个。在差异表达基因的GO功能注释和富集分析中,共注释到2348个GO条目,其中,1412条被注释到生物过程;650条被注释到分子功能;286条被注释到细胞组分。差异基因富集最多的前5个GO条目为硫化物代谢过程、氧化还原酶活性、单加氧酶活性、谷胱甘肽代谢过程、细胞修饰氨基酸过程。7.富集到一条与种子生理生化变化相关的GO条目,即氧化还原酶活性,包含48个差异表达基因,筛选出5个候选基因。基因Zm00001d007858编码维生素B6合成关键酶、Zm00001d008843编码促进抗坏血酸再生的关键酶、Zm00001d036135编码超氧化物歧化酶,它们均参与植物体内抗氧化防御途径;基因Zm00001d044908、Zm00001d044906编码12-氧代乙二酸酯还原酶,调节植物体内茉莉酸的传导途径,是防御非生物胁迫的有效信号。以上候选基因可能为参与种子活力调控的关键基因。