محوری قطور موسوم به چوب بلال که سنبله های فرعی ماده پهلوی هم به صورت جفتی روی آن قرار دارند. هر سنبله فرعی ماده نیز دارای دو گل فاقد اندام نر می باشد که فقط یکی بارور و دیگری (گل پایین) عقیم می باشد. هر گل ماده بارور دارای یک تخمدان می باشد که از آن، مجموعه خامه و کلاله به صورت رشته نازک و طویلی موسوم به کاکل یا ابریشم خارج می شود. کاکل از موهای ریز چسبناکی که دانه های گرده را به خود می گیرند، پوشیده شده است. طول عمر کاکل ها ۵- ۱۰ روز می باشد (۱۳۷۳، پور صالح). خروج کاکل از میان غلاف های بلال را نشانه ی آماده بودن مادگی برای دریافت گرده و لقاح می باشد، اصطلاحا مرحله کاکل دهی یا تولید تارهای ابریشمی می نامند. طول این کاکل ابریشم مانند که به تعداد دانه های موجود در بلال نمایان می شوند، ممکن است به ۵۰-۷۰ سانتیمتر برسد. از لحاظ همزمانی رشد و نمو اندام های نر و ماده، ذرت گیاهی پروتاندر(Protandry) است (یعنی گرده افشانی سه روز زودتر از خروج کاکل شروع و چندین روز ادامه می یابد). گرده افشانی به صورت طبیعی توسط باد صورت می گیرد. بنابراین حدود ۹۵ درصد گل های ماده یک پایه باید بطور دگرگشن و ۵ درصد به صورت خودگشن تلقیح شوند. عمل لقاح ۱۲- ۲۸ ساعت پس از جایگیر شدن دانه گرده روی کاکل ذرت صورت می گیرد. با انجام عمل لقاح، رنگ زرد کاکل به قرمز قهوه ای تغییر یافته و تدریجا کاکل خشک می شود (پور صالح، ۱۳۷۳؛ شبستری، ۱۳۷۰).

۱-۵- ارزش غذایی ذرت شیرین
دانه ذرت شیرین دارای ارزش غذایی بالایی می باشد که شامل مقدار زیادی از پروتئین ها و ویتامین ها و مواد ریزمغذی است. هم چنین ذرت شیرین غنی از قندها است. ذرت شیرینی که به مصرف مستقیم می رسد دارای رسیدگی مناسب در مرحله شیری و نرم بوده و حاوی ۷۴-۷۶ درصد آب می باشد. واریته های ذرت بین ۶-۱۴ درصد بسته به نوع واریته، قند دارندکه تشکیل شده از حدود ۸/۷۳ درصد ساکارز، ۲/۱۰ درصد گلوکز، ۳/۱۵ درصد فروکتوز و رافینوز نیز به مقدار کمی در دانه تجمع می یابد .(Zhu et al., 1992)
هم چنین دیگر ترکیبات مفید دانه ذرت شیرین عبارتند از ریزمغذی هایی مثل سلنیوم، کروم، روی، مس، نیکل و آهن. دررابطه با سلنیوم باید توجه خاصی داشت، زیرا سلنیوم همراه با ویتامین E و بتا کاروتن فعالیت متابولیکی ژن های سرطان زا را کاهش داده و دفع مواد سمی که برای بدن انسان مضر می باشند را تسهیل می نمایند.
نقش مهم دیگر ذرت نیز به دلیل وجود سلولز است که باعث افزایش حرکات پریستالیتیک (مارپیچی) روده شده و درنتیجه عبور مواد غذایی و جذب آن در دستگاه گوارش راحت تر گردیده، هم چنین با جذب کلسترول و گلوکز، سطح آنها درخون کاهش می یابد. بنابراین نقش جلوگیری کننده ازتصلب شرایین را بازی می کند.
در دانه های ذرت شیرین گلوتن وجود ندارد. بنابراین در رژیم های غذایی که باید عاری از گلوتن باشد یک ماده غذایی مؤثر و با اهمیت است و ماده اصلی محصولات نانوایی عاری از گلوتن و ماده مغذی کودکان مبتلا به سوء تغذیه آرد تهیه شده از ذرت شیرین می باشد (Sprague et al., 1988)
۱-۶- ارقام ذرت شیرین
انتخاب واریته مناسب یک موضوع مهم در تولید ذرت شیرین و تجارت و فرآوری آن می باشد و بستگی به شرایط اکولوژیکی و ویژگیهای بازار پسندی هر منطقه و انتظارات ما از آن واریته دارد.
به طور کلی امروزه ذرت شیرین برای چهار منظور- فرآوری، مصارف تازه، بازار محلی و صادرات -تولید می شود که هر یک موارد مصرف و نیازهای خاص خود را دارند و عملکرد و ضخامت پریکارپ دانه در هر مورد متفاوت می باشد (Boyer et al., 1984).
واریته هایی برای فرآوری (تهیه کنسرو و فر آورده های انجمادی) مناسب می باشند که دارای خصوصیات زیر باشند: عملکرد بالا، رسیدگی یکسان و یکنواخت، تولید بلالهای بزرگ، تولید دانه های زرد رنگ با کیفیت (طعم و شیرینی) بالا، عدم تولید پنجه، بلالهایی با پو شش (غلاف) کم و بالاخره مقاوم به خشکی و آفات و امراض. واریتههایی که درصد قندشان زیاد می باشد بیشتر در صنایع تبدیلی مصرف می شوند، زیرا این واریتهها علاوه بر درصد زیاد قند، طعم و مزه خوبی برای منجمد کردن بلالهای سالم دارند. واریتههای مناسب برای صنایع تبدیلی با توجه به نوع فرآوری (انجماد- کنسرو سازی و…. ) با یکدیگر متفاوت می باشند ((Rogers et al., 1988.
واریتههای ذرت شیرین که به صورت تازه مورد استفاده قرار می گیرند، باید هم از نظر خصوصیات ظاهری بلال (تعداد دانه در ردیف، انباشتگی دانه در نوک بلال، نظم و ترتیب ردیفها) و هم از نظر طعم ومزه (شیرینی) از کیفیت بالایی برخوردار باشند. همچنین بلالهایی با پوست زیاد و براق و داشتن دانه های کاملا پر شده دارای اهمیت میباشند.
جهت بازارهای محلی اولین و مهم ترین صفت، طعم (شیرینی) ذرت می باشد. از خصوصیات دیگر می توان از رسیدگی یکنواخت بلالها، زیاد بودن تعداد بلالهای قابل استفاده در هکتار (در این مورد وزن بلالها اهمیت ندارد) و داشتن بلالهایی با پوشش سبز و براق، نام برد. انواع سفید و بی رنگ ذرت شیرین برای فروش در بازار های محلی، مصرف می گردد (Boyer et al., 1984).
واریته های ذرت شیرین معمولاً از ۳جهت زیر دسته بندی می شوند:
۱-رنگ دانه ۲- زمان رسیدن به بلوغ ۳- میزان شیرینی طبیعی
علاوه بر موارد فوق میزان بازدهی محصول، شکل بلال و اندازه دانه نیز از مواردی هستند که هنگام انتخاب مد نظر مشتریان قرار می گیرند.
دسته بندی ذرت شیرین از نظر رنگ دانه ها
واریته های ذرت شیرین از نظر رنگ دانه ها در یکی از ۳ گروه زیر قرار می گیرند:
الف) واریتههای دارای دانه های زرد همانند:
Jubilee, Marti, Gold cup, Bodacious, Meracle, Calumet, Bonaza, Candy corn, Capitan Cedible, Sweetie, Merit
ب) واریتههای دارای دانه های سفیدرنگ همانند:
Sterling silver, Seneca, Snow, Silver queen, Silver streak, White lightning, Comet
ج) واریتههای دورنگ (Bi-Color) یعنی روی یک بلال هم دانه سفید مشاهده می شود و هم زرد مثل:
Candy stor, Sweet sal, Calico belle, Harmony
تفاوت واریتههای زرد و سفید ذرت شیرین به جز طعم در ارزش غذایی آنها است به طوری که واریته های زردرنگ حاوی کاروتنوئیدهای بیشتری همانند بتاکاروتن (Betacaretone) و گزانتین (Zeaxanthrin) می باشند.
اصلاح گران ذرت به دنبال ارقامی هستند که بتوانند در شرایط مختلف آب و هوایی رشد کنند. بعضی گونه های ذرت دارای ارتفاع حدود ۷۰ سانتی متر و دوره رشدی ۵۰ روزه و بعضی دیگر دارای ارتفاع ۴ متر و دوره رشدی یک ساله هستند. این طیف وسیع در گیاه و دانه ذرت باعث بوجود آمدن گونه های متفاوتی شده است. انواع ذرت را می توان به گروه های زیر تقسیم بندی کرد:
ذرت دندان اسبی^[۱]
ذرت سخت^[۲]
ذرت آردی^[۳]
ذرت شیرین^[۴]
ذرت آجیلی یا بو داده^[۵]
ذرت غلاف دار^[۶]
ذرت مومی^[۷]
لازم به ذکر است که بیش از ۹۵ درصد ذرت مورد کاشت، ذرت دندان اسبی می باشد که عمدتا در تغذیه طیور و دام ها مورد استفاده قرار می گیرد و سایر انواع ذرت نظیر ذرت های شیرین و فوق شیرین و نیز ذرت آجیلی برای مصرف مستقیم انسان به صورت تازه خوری و یا کنسرو و یا فراورده های صنعتی مورد استفاده قرار می گیرند (خاوری و خراسانی، ۱۳۸۸).
۱-۷- منابع ژنتیکی ذرت
ذرت گیاهی با تنوع ژنتیکی فراوان است و بیشترین آنالیزهای گیاهی در حوزه ی مورفولوژیکی و ملکولی روی آن انجام شده است(Anderson and Cutler, 1942; Buckler et al., 2006).
درجه بالای پلی مورفیسم در ذرت مشاهده شده و این تنوع باعث انتخاب صفات مفید توسط کشاورزان برای چندین هزار سال گردیده است (Wych et al., 1988).
تنوع صفات فنوتیپی مشاهده شده، بستگی به تنوع طبیعی آلل ها و یا موتاسیون القا شده در ژنوم دارد که باعث افزایش اطلاعات مربوط به بیولوژی ذرت و در نهایت منجر به پیشرفت های اگرونومیک میشود (Coe et al., 1988; Neuffer et al., 1968, 1997).
منابع ژنتیکی ذرت به ۲ دسته تقسیم می شود:
ذخیره ژنتیکی
ژرم پلاست الحاق شده
(Bretting and Widrlechner 1995).
MGCSC مرکزی است که تنها در مورد ذخیره ژنتیکی ذرت فعالیت می کند. دیگر ذخایر ژنتیکی ذرت و ژرم پلاست ذرت های وحشی در ایستگاه NCRPIS در آمس لووا نگهداری می شود. ژرم پلاست های ذرت را نیز می توان از طریق مرکز بین المللی تحقیقات گندم و ذرت (CIMMYT) در مکزیک به دست آورد. این مرکز تخصص خود را روی ژرم پلاست های ذرت و گندم نواحی گرمسیری قرار داده است. ذخایر ژنتیکی از این ۳ مرکز، همگی در مرکز بین المللی حفاظت از منابع ژنتیکی (NCGRP) در فورت کولیز کلورادو، جمع آوری و نگهداری می شود. ذخایر ژنتیکی شامل یک آلل یا ژن مخصوص (شامل ذخیره ژنتیکی طبیعی گیاه یا ژن های الحاقی توسط موتاسیون)، ترکیب خاصی از موتاسیون که فنوتیپ خاصی را به وجود می آورد، دسته ای از آلل های جهش یافته که به ژنهای طبیعی گیاه متصل شده اند، صفات مختلف سیتوپلاسمی، انحرافات کرومزومی (ترانس لوکاسیون و وارونه سازی)، آنیوپلوییدی تری سومی و تترا پلوییدی می باشد . (Molecular Genetic Approaches To Maize Improvement, 2009)
ذخایر ژنتیکی همچنین شامل اینبرد لاین ها برای ردیابی محل و نقشه کشی ژن ها و لاین های دارای عناصر ترانس پوزاسیون فعال برای موتانت های جدید است. محل های نگهداری ژرم پلاست ها که در بالا نام برده شد همچنین شامل لاین ها، نسل ها، واریته های با گرده افشانی آزاد، گونه های خارجی، گونه های وحشی مرتبط (Coix, Tripsacum, Teosinte)، کولتیوار ها و بقیه ذخایر اصلاحی است. این گونه ژرم پلاسم ها حاوی تنوع نا شناخته ای هستند که ممکن است منابع با ارزشی جهت انجام کار های اصلاحی توسط اصلاح گران در آینده باشد (Molecular Genetic Approaches To Maize Improvement, 2009).
۱-۸- طبقه بندی ذرت شیرین از نقطه نظر میزان شیرینی آنها
ذرت های معمولی (علوفه ای) در مرحله شیری حاوی حدود ۴ درصد ساکارز هستند درصورتیکه انواع استاندارد ذرت شیرین در مرحله شیری حاوی بیش از ۶ درصد ساکارز میباشند. مقدار قند یا شیرینی ذرت شیرین تحت تأثیر دو مطلب است: خواص ژنتیکی، مدیریت زراعی و برداشت محصول، به نحوی که مقدار قند آن در سطح مطلوب حفظ گردد. در واقع شیرینی ذرت متأثر از میزان قند و نشاسته آندوسپرم دانه است. آندوسپرم منطقه بهبود ژنتیکی ذرت شیرین و دربرگیرنده جهشی است که باعث تولید قند بالا دردانه می شود. امروزه دررابطه با بیوسنتز نشاسته و اصلاح ژنتیکی کربوهیدرات های آندوسپرم تحقیقات و بازنگری های زیادی صورت گرفته است.
چندین ژن آندوسپرم در بهبود ذرت شیرین شناسایی شده اند که میزان قند را افزایش داده و مقدار نشاسته را کاهش می دهند. ۳ جهش ژنی که مفیدترین آنها می باشند و واریته های اصلی ذرت شیرین به نام آنها خوانده می شوند عبارتند از:‌
shrunken₂ ( (sh₂
Sugary₁ (su)
Enhancer₁ (se)
sh₂ درکروموزوم ۳ قرار گرفته و به عنوان جهش نوع ۱ طبقه بندی می شود. این جهش دربرگیرندۀ کاهش نشاسته و افزایش قند به مقدار زیاد بوده است.