雜交稻新選恢復系的蒸煮食味品質與營養品質分析

鐘許誠，王蔚風，唐小美，唐賽文，徐慶國，劉 俊，楊麗麗，魏廷龍

（1.常德市農業科學究所，湖南 常德415000；2.湖南農業大學農學院，湖南 長沙410128）

自上世紀70年代至今，雜交水稻已經獲得了大面積的推廣與應用，糧食產量連創新高。雜交稻米市場的品種越來越豐富，人們在購買稻米的時候往往購買粒美米精的品牌，這就導致了許多雜交稻科研工作者將重心放在了碾米品質與外觀品質上，而忽視了蒸煮食味品質與營養品質。蒸煮食味品質與營養品質也是稻米重要的米質性狀之一，直接關系稻米的口感與營養[1-3]。為了進一步提高雜交稻米的蒸煮食味品質與營養品質，篩選了一批新恢復系與市場上大面積應用的優質不育系配組，旨在探索雜交稻米質性狀及其遺傳規律，為今后優質的雜交稻親本與組合選育提供一定的科學依據。

1 材料與方法

1.1 雜交稻組合配組

研究選用慈玉4號、鹽恢559選、恩恢58、特優24（保健紅米）、盧恢77、K333、凡44、TU-六、測1、測3、測6、測7、測10、測11、測213、GER-1、GER-3、GER-5、GER-6、GER-12-1、昕4、昕8、R7、R22、R38、R49、R52、R175、R259、R996、R2032、R2722、R2753、R2773、R9311選等35個新選恢復系與粵泰A、Ⅱ-32A、新香A、資100A、豐源A、奎5A、T98A、金23A等8個不同類型的三系不育系及Y58S、P64S、C815S、湘州19S、株1S、陸18S、P88S、8830S等8個不同類型的兩系不育系進行隨機雜交，配組了73個不同雜交稻組合。

1.2 田間試驗設計

將上述各雜交稻不育系（三系不育系用保持系替代、兩系不育系冷灌處理），恢復系和所配雜交稻組合均種植于湖南農業大學水稻科學研究所試驗基地，以金優207、汕優63作為雜交稻對照組合。試驗田地力均勻一致，統一于2008年5月21日播種，6月10日移栽。各小區采用隨機區組排列，每個試驗小區各雜交稻組合和親本均種植30株，各小區各材料栽3行，每行10株，單本種植，種植密度達20 cm×20 cm，3次重復。留區間走道40 cm，田間管理措施同一般雜交稻大田。

1.3 樣品處理與米質分析方法

供試水稻正常成熟后，分不同水稻品種（組合）分別收獲其種子，所有稻谷于室溫下平衡水分3個月后，用糙米機脫殼，精米機去糙，磨碎成粉狀后進行測定，按照《優質食用稻米》標準(NY147-88）與《農學實踐》試驗操作要求，對各稻谷樣品的蒸煮食味品質及營養品質性狀進行測定（表1）。其中，糊化溫度采用10mL KOH(1.7%)使米粒崩解擴散，在30℃條件下處理23 h觀察測定；直鏈淀粉含量在一定波長（620 nm）下的吸光值與直鏈淀粉濃度呈線性關系，采用分光光度計測定；膠稠度利用大米淀粉在稀堿性條件下（0.2 mol/L KOH）加熱糊化成為米膠，冷卻后在水平放置的試管中有一定程度的延伸，來測量延伸后的米膠長度；蛋白質采用凱式定氮法測定。

表1 國家優質稻米蒸煮食味品質及營養品質性狀參考

1.4 數據處理方法

所有稻谷樣品的蒸煮食味品質與營養品質數據均采用Excel2007、DPSv7.05分析軟件進行處理與分析。雜種優勢計算方法如下：

中親優勢（%）=[F1－（父本+母本）/2]/（父本+母本）/2×100%

超親優勢（%）=（F1－高值親本）/高值親本×100

負向超親優勢（%）=（F1－低值親本）/低值親本×100%

競爭優勢（%）=（F1－CK）/CK×100%

2 結果與分析

2.1 不同雜交稻組合與親本的蒸煮食味品質及營養品質的比較

如表2所示，73個雜交稻組合的糊化溫度平均值為3.5級，與不育系的糊化溫度相近，說明糊化溫度受母本影響較大，而直鏈淀粉含量、膠稠度與蛋白質含量受恢復系影響更多，其中73個雜交稻組合直鏈淀粉含量平均值與父本直鏈淀粉含量平均值相差僅達0.1%。73個雜交稻組合蒸煮食味品質與營養品質變異系數由大到小排序為：糊化溫度＞膠稠度＞蛋白質＞直鏈淀粉含量，說明糊化溫度還有一定的改良空間，在以后的試驗中可以通過雜交進一步篩選，而直鏈淀粉含量已經趨于穩定。由此得出結論，73個雜交稻組合與親本的蒸煮食味品質及營養品質均存在明顯的組合間遺傳性狀差異。

表2 不同雜交稻組合與親本的蒸煮食味品質與營養品質的比較

73個雜交稻組合的蒸煮食味品質與營養品質達標率中，僅蛋白質一級達標率在90%以上，其次為膠稠度，其三級達標率達到了42.5%，表現最差的為糊化溫度，其一、二級達標率只有11%；與對照相比，73個雜交稻組合的直鏈淀粉含量高于對照。同時經分析發現，C815S/TU-六、陸18S/R259等雜交稻組合在蒸煮食味品質與營養品質上相比其他組合表現優異。

2.2 不同雜交稻組合的蒸煮食味品質與營養品質的雜種優勢分析

如表3所示，糊化溫度的平均優勢為負值，有54個雜交稻組合的糊化溫度表現為平均優勢，直鏈淀粉含量與蛋白質的平均優勢平均值僅均達0.1%；超親優勢中，膠稠度的平均值最高，其變幅為0.4%至103.0%，所占組合比例最高的為直鏈淀粉，共有33個雜交稻組合表現超親優勢；與金優207相比，73個雜交稻組合的糊化溫度沒有一組超過對照，平均值為－42.8%，57個雜交稻組合的膠稠度、直鏈淀粉含量超過金優207；與汕優63相比，70%以上雜交稻組合的直鏈淀粉含量與蛋白質超過汕優63，直鏈淀粉含量的超親優勢、競爭優勢過強仍是困擾研究者改良雜交稻口感的難題。

表3 雜交稻的蒸煮食味品質與營養品質的雜種優勢分析（n=73） （%）

2.3 不同不育系所配雜交稻組合蒸煮食味品質與營養品質的比較

從表4中看出，以同一不育系與不同恢復系配組的組合當中，直鏈淀粉含量由低到高排序前6位的為：粵泰A組、株1S組、T98A組、P64S組、湘州19S組、Ⅱ-32A組；營養品質中，C815S組、湘州19S組、Ⅱ-32A組、粵太A組的蛋白質含量均低于10%，由此可以發現，以株1S、T98A、P64S為母本組合的直鏈淀粉含量相對適中，蛋白質含量較高，適用于選育出優質蒸煮食味品質與營養品質的組合。

同時也發現，以C815S、新香A為母本配組的雜交稻組合直鏈淀粉含量、蛋白質含量表現一般。C815S是大面積推廣的優質兩系不育系品種，在此次試驗中為何表現欠佳，其原因可能是不同雜交稻恢復系與同一雜交稻不育系配組后的復力不同導致的性狀表現差異。

表4 不同不育系所配雜交稻組合的蒸煮食味品質與營養品質的比較

2.4 不同恢復系所配雜交稻組合蒸煮食味品質與營養品質的比較

以表5所示，以同一恢復系與不同不育系配組的組合中，其蒸煮食味品質與營養品質平均值與對照組相比，直鏈淀粉含量最低為TU-六組，其后依次是：R52組、R2722組、GER-3組、恩恢58組、保健紅米組等，變異系數最低的為GER-5組，說明其直鏈淀粉改良空間有限；營養品質中，蛋白質含量由高到低排序前5位為：恩恢58組、TU-六組、R259組、測7組及鹽恢559選組。總體來看，恩恢58、TU-六適宜作為父本推廣。

同時也發現，以GER-1、GER-5等父本配組的雜交稻組合的蒸煮食味品質與營養品質表現較差，不適宜推廣。其原因可能是同一恢復系對不同母本所表現出的恢復程度差異造成的。

2.5 雜交稻組合蒸煮食味品質及營養品質的相關性

經DPS分析處理后得出的結果如表6所示，糊化溫度與恢復系、高值親本達到了極顯著性相關，與中值親本達到了顯著性相關，直鏈淀粉含量與中、低值親本達到了顯著性相關，蛋白質僅與不育系達到顯著性相關，而膠稠度無論是與恢復系、不育系或高、中、低值親本均未達到顯著或極顯著性相關。

表5 不同恢復系所配雜交稻組合蒸煮食味品質與營養品質的比較

表6 雜交稻組合與親本的蒸煮食味品質及營養品質的相關系數

對比表2可發現，試驗中直鏈淀粉含量、膠稠度與蛋白質含量平均值均與恢復系平均值接近，與表6顯示的結果以及前人研究結論不同，而表6中的糊化溫度與恢復系達到極顯著性相關，與表2中的糊化溫度受母本影響存在較大出入。

3 討論

研究結果表明，雜交稻組合與親本的蒸煮食味品質及營養品質之間存在明顯的組合間遺傳性狀差異，同時發現以不育系株1S、T98A、P64S為母本及以恩恢58、TU-六為父本配組的雜交稻組合蒸煮食味品質與營養品質表現良好，雜交稻組合C815S/TU-六、陸18S/R259等在蒸煮食味品質與營養品質上表現優異，適合大面積推廣。

前人認為，糊化溫度是由一個主效基因與許多微效基因共同控制的遺傳性狀，同時表現為累加性效應。Giovanni的研究結果認為，雜交稻糊化溫度與不育系、恢復系均達到顯著性相關[4]。此次品質相關性研究結果與前人不同：即糊化溫度與恢復系、高值親本達到極顯著性相關，與中值親本達到了顯著性相關。

蒸煮食味品質中的膠稠度屬于數量性狀遺傳，與糊化溫度類似，同樣受到一對主效基因和若干微效基因的共同作用。一般認為雜交稻的硬膠稠對軟膠稠表現為顯性，所以湯圣祥等[5]認為需選用軟膠稠不育系和恢復來配組，此次研究結果與前人結論相同。前人認為雜交稻高直鏈淀粉含量對低直鏈淀粉含量表現為完全顯性，而此次研究結果與前人不同，即直鏈淀粉含量與中、低親本達到顯著性相關。江建華等[6]認為直鏈淀粉含量一般介于雙親值之間，此次試驗結果與他的相同。

早期的研究認為雜交稻營養品質屬于加性效應，高蛋白對低蛋白表現為非顯性效應，且蛋白質含量受母本影響較大，具有一定的雜種優勢。此次研究結果顯示，表現為平均優勢與超親優勢的雜交稻組合占73個雜交稻組合的65.8%，且蛋白質含量與不育系達到顯著性相關[7]。同時此次研究還發現，雜交稻蒸煮食味品質與營養品質的數量遺傳性狀存在著試驗性矛盾，這是否是由于數量性狀遺傳特性所造成的，有待進一步研究。

[1]袁隆平.雜交水稻[M].北京：中國農業出版社，2002.

[2]王蔚風，徐慶國.雜交稻新選恢復系米質性狀的雜種優勢分析[D].長沙：湖南農業大學，2012.

[3]王蔚風，徐慶國.雜交稻米質性狀遺傳研究進展[J].作物研究，2011，8（1）：331-338.

[4]Cordeiro1 G M，Christopher MJ，Henry R J，et al.Identification ofmicrosatellite markers for fragrance in rice by analysis of the rice genome sequence[J].Molecular Breeding，2002，14（9）:245-250.

[5]湯圣祥，張云康，余漢勇.秈粳雜交稻米膠稠度的遺傳[J].中國農業科學，1996，29（5）:51-55.

[6]江建華，郭 媛，陳獻功，等.粳稻穗角與稻米品質的相關性及稻米品質遺傳分析[J].植物學報，2007，6（6）：714-724.

[7]張亞東，朱 鎮，趙 凌，等.秈型兩系雜交水稻品質和產量性狀的配合力及遺傳力分析[J].西南農業大學學報，2006，19（3）：355-362.