江蘇粳稻食味品質育種研究進展與啟示

龔紅兵等

摘要：以江蘇省2001—2013年通過審定的83份常規粳稻品種及4份對照品種為對象，利用食味儀測定各品種的直鏈淀粉、蛋白質含量及食味值，分析各生態型品種食味品質的變化趨勢，以探討加快江蘇優質食味粳稻新品種選育進展可能的途徑。

關鍵詞：江蘇粳稻；生態型；食味品質；品種選育

中圖分類號： S511.2+20.33 文獻標志碼： A 文章編號：1002-1302（2014）04-0069-04

收稿日期：2013-08-29

基金項目：江蘇省農業科技成果轉化專項（編號：BA2010140）；江蘇省鎮江市科技支撐計劃（編號：NY2012026）。

作者簡介：龔紅兵（1973—），男，福建浦城人，博士，副研究員，主要從事水稻新品種選育研究。E-mail：hongbinggong973@sina.com。

通信作者：潘學彪，教授，博士生導師。E- mail：shuidao@yzu.edu. cn。水稻是我國第一大糧食作物，是我國民眾賴以生存的主食之一。新中國成立以來，面對糧食需求的巨大壓力，我國的水稻研究與生產一直將高產放在首位，稻米品質的改良研究相對滯后。20世紀末，受中國水稻等糧食作物連年豐收、國內外市場競爭日趨激烈和人們生活水平提高等因素的影響，人們對稻米品質的要求也越來越高，尤喜外觀好、食味佳的優質稻米[1]。江蘇是我國粳稻米主產區，粳米是城鄉人民的主食，粳稻的生產與研究對江蘇經濟的發展有相當大的影響[2]。近年來，江蘇省水稻育種的目標從高產、優質、多抗轉向優質、高產、多抗，優質成為江蘇省水稻育種的首要目標[3-4]，稻米品質指標能否達到國標三級優質稻谷標準成為品種審定的一個重要條件。隨著優質育種的開展，一批外觀品質得到改良的水稻品種迅速在生產上推廣應用，2001—2012年，江蘇省共審定常規粳稻品種84個（不含糯稻），其中，國標三級以上的優質水稻品種67個，約占80%。近年來，江蘇水稻育種工作者在重視外觀品質改良的同時，也十分注重食味品質的改良，并取得了一定進展，育成了一批正常直鏈淀粉含量的優質食味粳米品種（如鎮稻18號、嘉33、鹽粳9號等）和低直鏈淀粉含量的優質食味軟米品種（如南粳46、南粳5055等）。

稻米食味品質由米飯的柔軟性、滋味、黏散性、色澤、光澤、香味及冷飯質地等因素決定，主要是米飯入口在咬嚼時的綜合感覺，是一個綜合指標。影響食味品質的因素包括：淀粉、蛋白質、游離氨基酸、脂質、游離脂肪酸、全糖、礦物質及有關酶，通過影響與稻米食味品質相關的1個或幾個因素，從而對食味發生綜合作用[5-6]。本研究以2001—2013年江蘇省審定的83份常規粳稻品種及4份對照品種為對象，研究江蘇省常規粳稻品種直鏈淀粉、蛋白質含量及食味值的變化趨勢，探討加快江蘇優質食味粳稻新品種選育進展可能的途徑。

1材料與方法

1.1試驗材料

常規粳稻品種87個，包括2001—2012年江蘇省審定的常規粳稻品種82個、2013年通過審定的早熟晚粳稻品種鎮稻18號和對照品種4個。其中，中熟中粳類型品種23個，對照為1997年通過審定的鎮稻88；遲熟中粳類型品種29個，對照為1992年通過審定的武育粳3號和2000年通過審定的淮稻5號；早熟晚粳類型品種23個和中熟晚粳類型品種12個，對照均為1998年通過審定的武運粳7號（表1）。

1.2試驗設計

2012年正季，在江蘇丘陵地區鎮江農業科學研究所句容市后白試驗基地按生態類型適期播種，中熟晚粳和早熟晚粳、遲熟中粳、中熟中粳播種期分別為5月15日、5月20日、5月30日，均為濕潤育秧。每份材料種植100株，4行區，行株距17 cm×17 cm，田間管理按常規方法進行。成熟收獲后風干保存30 d以上，使含水量保持在14%左右。

1.3測試方法

利用日本佐竹公司生產的食味儀（RCTA-11A）測定食味品質。稱取每個品種稻谷500 g，出糙后用JY7132型精米機碾成精米，稱量250 g放進樣品槽中測定，1 min后讀出食味值和直鏈淀粉、蛋白質、水分含量，每個樣品重復測定3次，取平均值。

1.4數據處理

采用Excel 2003和SPSS 17.0軟件進行數據處理和統計分析。

2結果與分析

2.1不同年份審定粳稻品種食味品質及相關性狀的變化

3小結與討論

從總體來看，83個粳稻品種的平均直鏈淀粉含量為202%，平均蛋白質含量為9.1%，平均食味值為63.1，食味品質平均水平與武運粳7號相當，明顯好于淮稻5號，但不如武育粳3號。就各生態型而言，中熟中粳、早熟晚粳的食味品質平均水平與相應對照持平，遲熟中粳的食味品質平均水平與武育粳3號差異不明顯，但顯著好于淮稻5號，中熟晚粳的食味品質平均水平顯著好于對照。顯然，中熟晚粳食味品質育種進展要明顯快于遲熟中粳、中熟中粳和早熟晚粳。

淀粉、蛋白質是稻米中的主要成分，其含量居前2位。一般認為直鏈淀粉含量與米飯的硬度呈正相關關系，直鏈淀粉含量高的稻米浸泡時吸水率較低，蒸煮后米飯口感較硬[6-7]。周少川等研究發現，直鏈淀粉含量與食味品質呈極顯著負相關，相關系數達-0.86；直鏈淀粉含量與米飯黏度的相關系數為0.92，與米飯硬度的相關系數為0.77[8]。本研究統計顯示，直鏈淀粉含量、蛋白質含量與稻米食味值的相關系數達到-0.965和-0.938，與前人研究結果基本相近。直鏈淀粉、蛋白質含量較高的大米與相似品種的大米相比，其食味品質通常較差，但直鏈淀粉和蛋白質含量也不是越低越好，一般優質米的直鏈淀粉含量應在18%～20%之間，糙米蛋白質含量應該控制在6.5%～7.0%之間[9]。本研究結果還表明，隨著生育期的延長，直鏈淀粉含量、蛋白質含量呈降低趨勢，而食味值則呈上升趨勢。霍中洋等研究表明，各生育類型間食味值隨生育期的延遲呈上升趨勢，因此，在保證水稻安全灌漿、正常成熟的基礎上，適當選用一些生育期較長的粳稻品種有利于蒸煮食味品質的改善[10]。

優質、高產、多抗是水稻新品種選育的永恒主題，育種工作者總是不斷地發掘、利用優異種質資源，綜合運用雜交、回交、復合雜交等手段，科學組配親本，將控制產量、品質、抗性等數量性狀的有利基因有機聚合，實現優質、高產、多抗的協同提高，選育出集優質、高產、多抗于一體的粳稻新品種，實現水稻新品種選育的一次又一次突破。水稻品種是由諸多農藝性狀構成的一個平衡體系，水稻新品種選育的突破首先要通過雜交配組打破舊的平衡體系，然后通過株型改良、優化產量構成因子等，在產量、品質、抗性三者間建立新的平衡。以鎮稻88為代表的中熟中粳類型品種，產量、品質、抗性三者間平衡關系尚未被打破，處于育種突破醞釀階段，因而各方面進展較緩。水稻新品種選育的研究進展具體到某一性狀往往表現為峰、谷明顯的折線，如2001—2013年江蘇粳稻食味品質育種研究進展趨勢表現為以2003、2007、2012年為谷，2005、2009、2013年為峰的折線。

江蘇粳稻食味品質的改善主要通過降低直鏈淀粉或蛋白質含量來實現。直鏈淀粉含量主要由第6染色體短臂的Wx位點控制，該位點的Wx-mp、Wx-y、Wx1-1突變，可以使直鏈淀粉含量降低到10%左右，類似的還有du1和du2等低直鏈淀粉基因[11]。利用上述基因的單獨和累加效應，江蘇省農業科學院已經成功選育了低直鏈淀粉含量的優良食味水稻新品種南粳46、南粳5055等。

食味品質可以說是水稻最復雜的數量性狀，不但涉及基因型與環境互作，還受人類嗜好、生活水平等社會因素影響。日本在粳稻食味品質研究領域處于國際領先水平，江蘇粳稻食味品質育種須借鑒日本有關研究成果，結合江蘇省實際深入開展有關育種、栽培技術和相關應用基礎研究。在育種技術研究上，一是選育蛋白質特別是醇溶蛋白含量較低的品種；二是選育直鏈淀粉含量較低、支鏈淀粉中短鏈比率較大的品種；三是應對氣候變化，選育淀粉分子結構對非生物脅迫特別是高溫、低溫不敏感的品種。在栽培技術研究上，針對食味品質與外觀品質和氮素水平的復雜關系，結合江蘇氣候、土壤、品種等特點，重點研究在保持或增加產量的基礎上提高外觀品質，同時不增加蛋白質含量影響食味品質的栽培特別是施肥技術。隨著分子生物學研究的深入和分子標記技術的進步，對食味品質這種復雜數量性狀的基因定位和功能分析正取得新的進展[12-17]，為食味品質鑒定和分子標記輔助選擇展示了美好前景。

參考文獻：

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[9]Kondo H. Research on appearance quality and eating quality of rice：（9）the relationship between nutrients，weather conditions，and the rice eating quality[J]. Agron Hortic，2011，86（6）：652-658.

[10]霍中洋，李杰，許軻，等. 高產栽培條件下種植方式對不同生育類型粳稻米質的影響[J]. 中國農業科學，2012，45（19）：3932-3945.

[11]Takeuchi Y. Research on appearance quality and eating quality of rice：（10）rice taste value of genetic analysis and its application[J]. Agron Hortic，2011，86：752-756.

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[14] Kobayashi A，Sugimoto K，Yano M，et al. Import high temperature of QTL gene from Hanaechizen to maturing varieties of brown rice appearance quality[J]. Breed Res，2011，13：153.

[15]Kobayashi A. Research on appearance quality and eating quality of rice：（18）high temperature resistant rice varieties bred and the elucidation of the genetic factors appearance quality[J]. Agron Hortic，2012，87（6）：525-535.

[16]Mitsui T. Research on appearance quality and eating quality of rice：（19）strategy to develop high-temperature rice starch metabolism enzymes（from the perspective of cellular and molecular biology） [J]. Agron Hortic，2012，87（6）：627-633.

[17]Takeuchi Y，Hori K，Suzuki K，et al. Major QTLs for eating quality of an elite Japanese rice cultivar，Koshihikari，on the short arm of chromosome 3[J]. Breeding Science，2008，58：437-445.

優質、高產、多抗是水稻新品種選育的永恒主題，育種工作者總是不斷地發掘、利用優異種質資源，綜合運用雜交、回交、復合雜交等手段，科學組配親本，將控制產量、品質、抗性等數量性狀的有利基因有機聚合，實現優質、高產、多抗的協同提高，選育出集優質、高產、多抗于一體的粳稻新品種，實現水稻新品種選育的一次又一次突破。水稻品種是由諸多農藝性狀構成的一個平衡體系，水稻新品種選育的突破首先要通過雜交配組打破舊的平衡體系，然后通過株型改良、優化產量構成因子等，在產量、品質、抗性三者間建立新的平衡。以鎮稻88為代表的中熟中粳類型品種，產量、品質、抗性三者間平衡關系尚未被打破，處于育種突破醞釀階段，因而各方面進展較緩。水稻新品種選育的研究進展具體到某一性狀往往表現為峰、谷明顯的折線，如2001—2013年江蘇粳稻食味品質育種研究進展趨勢表現為以2003、2007、2012年為谷，2005、2009、2013年為峰的折線。

江蘇粳稻食味品質的改善主要通過降低直鏈淀粉或蛋白質含量來實現。直鏈淀粉含量主要由第6染色體短臂的Wx位點控制，該位點的Wx-mp、Wx-y、Wx1-1突變，可以使直鏈淀粉含量降低到10%左右，類似的還有du1和du2等低直鏈淀粉基因[11]。利用上述基因的單獨和累加效應，江蘇省農業科學院已經成功選育了低直鏈淀粉含量的優良食味水稻新品種南粳46、南粳5055等。

食味品質可以說是水稻最復雜的數量性狀，不但涉及基因型與環境互作，還受人類嗜好、生活水平等社會因素影響。日本在粳稻食味品質研究領域處于國際領先水平，江蘇粳稻食味品質育種須借鑒日本有關研究成果，結合江蘇省實際深入開展有關育種、栽培技術和相關應用基礎研究。在育種技術研究上，一是選育蛋白質特別是醇溶蛋白含量較低的品種；二是選育直鏈淀粉含量較低、支鏈淀粉中短鏈比率較大的品種；三是應對氣候變化，選育淀粉分子結構對非生物脅迫特別是高溫、低溫不敏感的品種。在栽培技術研究上，針對食味品質與外觀品質和氮素水平的復雜關系，結合江蘇氣候、土壤、品種等特點，重點研究在保持或增加產量的基礎上提高外觀品質，同時不增加蛋白質含量影響食味品質的栽培特別是施肥技術。隨著分子生物學研究的深入和分子標記技術的進步，對食味品質這種復雜數量性狀的基因定位和功能分析正取得新的進展[12-17]，為食味品質鑒定和分子標記輔助選擇展示了美好前景。

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優質、高產、多抗是水稻新品種選育的永恒主題，育種工作者總是不斷地發掘、利用優異種質資源，綜合運用雜交、回交、復合雜交等手段，科學組配親本，將控制產量、品質、抗性等數量性狀的有利基因有機聚合，實現優質、高產、多抗的協同提高，選育出集優質、高產、多抗于一體的粳稻新品種，實現水稻新品種選育的一次又一次突破。水稻品種是由諸多農藝性狀構成的一個平衡體系，水稻新品種選育的突破首先要通過雜交配組打破舊的平衡體系，然后通過株型改良、優化產量構成因子等，在產量、品質、抗性三者間建立新的平衡。以鎮稻88為代表的中熟中粳類型品種，產量、品質、抗性三者間平衡關系尚未被打破，處于育種突破醞釀階段，因而各方面進展較緩。水稻新品種選育的研究進展具體到某一性狀往往表現為峰、谷明顯的折線，如2001—2013年江蘇粳稻食味品質育種研究進展趨勢表現為以2003、2007、2012年為谷，2005、2009、2013年為峰的折線。

江蘇粳稻食味品質的改善主要通過降低直鏈淀粉或蛋白質含量來實現。直鏈淀粉含量主要由第6染色體短臂的Wx位點控制，該位點的Wx-mp、Wx-y、Wx1-1突變，可以使直鏈淀粉含量降低到10%左右，類似的還有du1和du2等低直鏈淀粉基因[11]。利用上述基因的單獨和累加效應，江蘇省農業科學院已經成功選育了低直鏈淀粉含量的優良食味水稻新品種南粳46、南粳5055等。

食味品質可以說是水稻最復雜的數量性狀，不但涉及基因型與環境互作，還受人類嗜好、生活水平等社會因素影響。日本在粳稻食味品質研究領域處于國際領先水平，江蘇粳稻食味品質育種須借鑒日本有關研究成果，結合江蘇省實際深入開展有關育種、栽培技術和相關應用基礎研究。在育種技術研究上，一是選育蛋白質特別是醇溶蛋白含量較低的品種；二是選育直鏈淀粉含量較低、支鏈淀粉中短鏈比率較大的品種；三是應對氣候變化，選育淀粉分子結構對非生物脅迫特別是高溫、低溫不敏感的品種。在栽培技術研究上，針對食味品質與外觀品質和氮素水平的復雜關系，結合江蘇氣候、土壤、品種等特點，重點研究在保持或增加產量的基礎上提高外觀品質，同時不增加蛋白質含量影響食味品質的栽培特別是施肥技術。隨著分子生物學研究的深入和分子標記技術的進步，對食味品質這種復雜數量性狀的基因定位和功能分析正取得新的進展[12-17]，為食味品質鑒定和分子標記輔助選擇展示了美好前景。

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