高營養功能性水稻“巨胚紅粳1號”選育、營養價值及應用

林冬枝, 林 琛, 張建輝, 董彥君,3

(1.上海師范大學 植物種質資源開發中心,上海 200234; 2.上海勤禾生物科技有限公司,上海 202158;3.上海崇明綠島農業科技研究所,上海 202158)

0 引 言

水稻是我國主要糧食作物之一,與其相關的營養品質的改良一直倍受研究者的重視.隨著生活水平的提高,人們對稻米的營養品質要求提高.以往稻米營養品質育種主要強調蛋白質含量.近來,越來越多的注重功能性大米的開發和利用,所謂功能性大米,是指食用后除能提供維持人體需要的正常能量外,還具有補充營養、預防疾病等特殊功能大米[1-3].目前,各國科學家正在開發各種功能性米,如適合忌食蛋白的人群食用的低蛋白米;高賴氨酸米,富含維生素A金米,富鐵大米,富含 γ-氨基丁酸(GABA)大米以及防糖尿病米等等[1-5].紅米是糙米表皮上沉積花青色素而顯示出特定顏色的,其不但營養豐富,而且有良好的藥用功能,自古以來作為滋補珍品[6-7].巨胚稻是特種功能性稻米一種,它是由Satoh和Omura(1981)利用化學誘變劑(N-methyl-N-nitrosourea)對水稻普通品種金南鳳處理后代發現的,其胚占整個米粒體積的1/3～1/4,是普通米胚的3～4倍[8-9].由于稻米氨基酸,脂類等主要營養成分大部分集中米胚中,因此巨胚米中蛋白質,氨基酸和維生素等含量高,特別是γ-氨基丁酸和維生素E[2-3,10].γ-氨基丁酸是廣泛分布于動植物中的一種非蛋白質氨基酸,其可由人體進行生物合成,也可從食品中得到補充,具有降低血壓、改善肝臟功能,促進乙醇代謝,能改善腦細胞代謝等功效[11-16].目前雖然報道了巨胚粳稻品種[9,17],但未見復合型功能性巨胚紅粳品種的報道.本研究的功能性水稻“巨胚紅粳1號”是利用雜交后代選拔的品系“上師粳315”為母本與紅粳米品系S134為父本進行雜交,利用系譜法選育成的早熟晚粳功能性水稻新品系.多年多點試種結果表明:該品種具有胚大、糙米呈紅色,營養豐富的特點,適合插秧、直播栽培,是個早熟晚粳功能性水稻.

1 選育經過

2005年夏季以從日本引進的巨胚粳稻品種“Haiminori”為母本與上海主栽水稻品種“秀水110”為父本進行雜交,通過上海、海南連續加代種植選育,2007年選得了優良巨胚粳稻品系“上師粳315”;然后,2007年夏季“上師粳315”再與從紅粳“阿波赤米”與“秀水128” 雜交后代選拔出紅粳米品系S134為父本進行雜交,獲得雜交種子,并在同年冬季海南種植,對獲得F1植株的種子進行室內鑒別,挑選巨胚特性的籽粒,于2008年夏季在上海師范大學奉賢育種基地種植F2世代,秋季選拔株型緊湊、產量高、生育期適宜的單株,再經室內考種,淘汰米粒外觀性狀差的選擇單株,選擇具有巨胚和紅米性狀的F3世代株系,同年冬季到海南加代,繼續選擇遺傳穩定的株系;2009年夏季在上海種植F4代株系,從優良的穩定株系中,選擇紅米和巨胚性狀遺傳表達穩定,株型緊湊、清秀、產量高的單株,同年繼續在海南加代種植;2010年夏季在上海奉賢種植F6代株系,秋季選擇綜合農藝性狀優良穩定株系,同年冬季再到海南加代擴大繁種獲得F7代優良株系,田間編號為10冬SF17.2011年參加在浙江嘉興,金華,余姚,江蘇無錫,上海奉賢,松江多點試驗與鑒定,并繼續加代遺傳穩定,2012年定名為“巨胚紅粳1號”.

2 特征特性

2.1 農藝性狀

巨胚紅粳1號全生育期147 d左右,比嘉花1號提早7～8 d,屬早熟晚粳類型,植株高度約86.5 cm左右,分蘗力中等,耐肥,株型緊湊,葉色淡綠,成穗率75%以上,平均每穗90粒左右,結實率88%以上,千粒重25 g左右,胚大(比一般水稻品種大2～3倍),糙米呈紅色(圖1).2010～2013年在浙江(余姚,嘉興,湖州,金華),江蘇無錫以及上海奉賢、松江、崇明多點試種,田間未發現稻瘟病、條紋葉枯病和白葉枯病,紋枯病零星發生.

圖1 巨胚紅粳1號糙米色澤與胚大小,1,2:巨胚紅粳1號; 3:普通種紅米

2.2 產量表現

2011年在浙江省嘉興市秀洲區勤禾糧油專業合作社大面積種植,平均產量為0.676 kg/m2,比對照嘉花1號減產8.7%;浙江省湖州市農科所試驗場試驗,平均產量為0.738 kg/m2,比對照秀水09減產12.3%,100粒胚重為0.27 g,比對照秀水09重 230.2%;在江蘇省無錫市大面積生產示范試驗,平均產量為0.693 kg/m2,比對照南粳46號減產5.21%.2012年在上海奉賢海灣村(上海師范大學水稻育種基地)進行生產示范和鑒定比較試驗,在平均產量為0.687 kg/m2,比秀水減產4.54%,胚比對照增大320%,胚重占糙米重的8.45%;2013年在上海崇明縣種植,平均產量為0.723 kg/m2,比秀水128減產15.3%,胚重占糙米重的8.40%.

3 營養品質

該品系主要特點是胚大紅米,其胚比普通品種(如嘉花1號)大3～4以上,胚重占糙米重的7.21%,營養極其豐富.據農業部谷物及制品監督檢驗測試中心(哈爾濱)(表1)對該品系的營養品質檢測結果,蛋白質含量為8.94%,維生素B1、B2、B6和E含量分別為0.28 mg/100 g,0.03 mg/100 g,0.04 mg/100 g,和2.27 IU/100 g,γ-氨基丁酸(GABA)含量為5.32 mg/100 g(一般普通種糙米和精米分別為2.36 mg/100 g和1.02 mg/100 g),鋅含量為19.3 mg/100 g.從上述幾項營養品質指標結果表明,“巨胚紅粳1號”各種營養成分均明顯好于普通種糙米和精米,尤其γ-氨基丁酸和維生素E均比普通種精米和糙米高出5倍和2倍以上.

表1 “巨胚紅粳1號”營養品質分析*

*數據由據農業部谷物及制品監督檢驗測試中心檢測提供,嘉花1號為對照普通品種.

4 栽培技術要點

根據“巨胚紅粳1號”的生育特性,適于在我國長三角的江蘇南部,浙江,上海粳稻區作單雙季晚稻種植,栽培技術要點如下.

4.1 適時播種,培育壯苗,合理密植

在浙江中部和南部,6月25日之前播種,浙北和上海地區種植6月中旬播種,蘇南地區種植6月10日之前播種,因為“巨胚紅粳1號”種子到出苗率稍差,用種量為0.009～0.12 kg/m2.秧齡控制在30 d以內.移栽時,每平米插基本苗90～105,高峰苗控制在405～450,單株成穗率80%以上.

4.2 肥水管理

增施磷鉀肥.掌握“前重、中穩、后重”的原則.每平米純氮總量控制在0.024 kg左右,穗肥比普通種多施氮肥,每平米施0.0075～0.009 kg純氮,配合施用鉀、磷肥.后期可適當提高氮肥用量,可提高“巨胚紅粳1號”蛋白質含量.“巨胚紅粳1號”的紅色種皮是在成熟過程中逐漸變紅的,因此,管理后期不要過早停止灌溉,不要提前收獲,以保證谷粒完熟,種皮紅色.

4.3 病蟲害防治

苗期重點防治好灰飛虱、稻薊馬,中后期主要防治稻瘟病、稻飛虱、螟蟲和稻縱卷葉螟等病蟲.另外,可能紋枯病抗性較弱,需要及時防治.

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