不同地點南粳9108稻米直鏈淀粉含量及RVA譜特征值分析

朱 鎮，趙慶勇，張亞東，陳 濤，姚 姝，周麗慧，趙 凌，趙春芳，梁文化，路 凱，王才林

（江蘇省農業科學院糧食作物研究所/江蘇省優質水稻工程技術研究中心/國家水稻改良中心南京分中心，江蘇南京 210014）

水稻（Oryza sativa L.）是我國第一大糧食作物，20世紀末啟動的超級稻育種獲得成功［1-4］，促進了我國糧食生產發展，使我國溫飽問題基本得到解決，但在水稻主產區也出現了結構性過剩，生產與市場的矛盾日益突出。江蘇省是我國水稻主產省之一，水稻總量結構性過剩較為嚴重。因此，江蘇省水稻育種開始轉向優質育種。水稻品種必須達到國標三級優質稻谷標準才能通過審定，政府部門相繼出臺了一系列的引導政策，江蘇省全省優質水稻種植面積在2007年就達到80%以上［5］。江蘇省稻米的外觀品質得到了很好的改良，但多數品種的食味品質仍不能滿足消費者的需求［6］。

食味品質的評定主要有人工品嘗和儀器測定等2種，進行人工品嘗人的年齡和地域差異造成結果差異較大［7］，而且工作量較大。評價食味品質的儀器主要有食味儀、快速黏度分析儀（apid viscoanalyzer，簡稱RVA）。研究表明，RVA測定的稻米RVA譜特征值與蒸煮食味品質關系密切，其特征值的變化能反映稻米的食味品質［8-10］。稻米食味品質也可以用食味儀測定的食味值來估測，食味值與稻米直鏈淀粉含量（amylose content，簡稱AC）呈極顯著負相關，稻米直鏈淀粉含量對食味品質具有重要影響［11］。直鏈淀粉含量已成為稻米食味品質改良的主要指標，國際上也通常以直鏈淀粉含量鑒定稻米食味品質的優劣。直鏈淀粉含量低的稻米是介于一般黏米和糯米之間的中間類型，外觀呈云霧狀，透明度較差，米飯柔軟、富彈性且冷不回生，食味品質極佳［12］。目前已報道的水稻低直鏈淀粉含量突變基因有14個，多受1對隱性基因控制。其中，水稻暗胚乳基因Wx-mq已在育種中得到應用。王才林等將攜帶Wx-mq基因的日本水稻品種與江蘇省高產粳稻品種雜交，通過分子標記輔助選擇及外觀與食味品質篩選，育成了南粳46、南粳5055、南粳9108等一系列優良食味粳稻品種，并通過了江蘇省審定，在生產上取得了很好的種植表現［13-15］，江蘇省及周邊省市數百家稻米加工企業作為原糧進行優質大米開發，稻谷收購價格普遍高于其他品種0.2元/kg以上。尤其是南粳9108的應用面積快速增長，2013年審定后年推廣應用面積均在6萬hm2以上，2018年江蘇省全省種植面積約達30萬hm2。本研究分析不同地點種植的南粳9108直鏈淀粉含量和RVA譜特征值的變化，以期豐富該品種優質稻米生產技術體系。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗材料為2014年、2015年成熟期在東海（P1）、睢寧（P2）、阜寧（P3）、泗陽（P4）、建湖（P5）、泗洪（P6）、洪澤（P7）、寶應（P8）、興化（P9）、高郵（P10）、江都（P11）、海安（P12）、邗江（P13）、姜堰（P14）、如皋（P15）、通州（P16）、泰興（P17）、南京（P18）等18個地區收取的36份南粳9108稻谷，P1～P18按緯度從北向南順序排列。

1.2 試驗方法

1.2.1 直鏈淀粉含量測定 直鏈淀粉含量的測定按照國家標準GB/T 15683—2008《大米 直鏈淀粉含量的測定》規定的方法進行測定。

1.2.2 RVA譜特征值測定 采用瑞典波通儀器公司的快速黏度分析儀Techmaster進行測定，并用配套軟件TCW（Thermal Cycle forWindows）對數據進行分析，測定按美國谷物化學家協會（American Association of Cereal Chemists，簡稱AACC）規程（1995-61-02）要求，含水量為14.0%時，樣品質量為3.00 g，蒸餾水為25.0 mL。測定過程中罐內溫度變化如下：50 ℃保持1 min，以12 ℃/min上升到95 ℃（3.75 min），95℃保持2.5 min，以12℃/min下降到50℃（3.75 min），50℃保持1.4 min。攪拌器在起始10 s內轉速為960 r/min，以后轉速維持在160 r/min。RVA譜特征值主要包括峰值黏度、最低黏度、最終黏度、崩解值（峰值黏度-最低黏度）、消減值（最終黏度-峰值黏度）、回復值（最終黏度-最低黏度）、峰值時間（峰值黏度出現所需的時間）、糊化溫度（黏度開始增加時的溫度，是熟化給定試樣所需要的最低溫度）等。

1.2.3 統計分析 采用Excel和SPSS 22.0數據處理系統進行數據處理與分析。

2 結果與分析

2.1 不同種植年份南粳9108的AC差異

對2年不同種植地點南粳9108稻米的AC進行測定，由表1可知，2014年不同地點AC的平均值為10.00%，變異范圍為8.42%～10.76%，變異系數為5.87%；2015年不同地點AC的平均值為10.12%，變異范圍為9.61%～10.95%，變異系數為3.58%。方差分析結果表明，F值分別為4.618、19.165，均達極顯著水平。

表1 不同種植年份南粳9108的直鏈淀粉含量

由圖1可知，緯度最高的東海2年的直鏈淀粉含量均最高，分別為10.76%、10.95%，緯度次之的睢寧和阜寧2年的直鏈淀粉含量也均在10.5%以上，泗陽地區2014年的直鏈淀粉含量較高，為10.75%，但2015年的直鏈淀粉含量低于10%，僅為9.94%，緯度最低的南京地區2年的直鏈淀粉含量均最低，分別為8.42%、9.61%，其他地區2年的直鏈淀粉含量均在10%左右。

2.2 不同種植年份南粳9108的RVA譜特征值差異

對2年不同種植地點南粳9108稻米的RVA譜特征值進行測定，由表2可知，RVA譜3個基本特征值中峰值黏度、最低黏度和最終黏度2014年的變異幅度分別為2.16～2.65、1.07～1.39、1.70～2.19 Pa·s，變異系數分別為5.08%、6.47%、6.09%；2015年的變異幅度為1.75～2.66、0.66～1.62、1.12～2.43 Pa·s，變異系數分別為10.82%、21.44%、18.17%。消減值在2年中的變異參數均最大，2014年變異幅度為-0.65～-0.33 Pa·s、2015年變異幅度為-1.08～-0.13 Pa·s，變異系數分別為18.01%、36.51%。

表2 不同年份南粳9108的RVA譜特征值

各特征值從變異系數大小來看，2014年變異系數從大到小排序分別為消減值、回復值、崩解值、最低黏度、最終黏度、峰值黏度、糊化溫度、峰值時間，2015年變異系數從大到小排序分別為消減值、最低黏度、最終黏度、崩解值、回復值、峰值黏度、峰值時間、糊化溫度。2015年各RVA譜特征值的變異系數除糊化溫度外均明顯高于2014年。

2.3 AC與RVA譜特征值相關性分析

對2年36個地點種植的南粳9108稻米的AC與RVA譜特征值進行相關性分析，結果（表3）顯示，36個種植地點南粳9108的AC與糊化溫度呈極顯著負相關，與回復值、峰值時間呈顯著正相關，與峰值黏度、最低黏度、最終黏度、消減值呈正相關，與崩解值負相關，但均未達顯著水平。

表3 南粳9108的AC與RVA譜特征值的相關性分析結果

對RVA譜各特征值之間的相關性分析結果（表3）顯示，RVA譜各特征值的3個一級指標（峰值黏度、最低黏度和最終黏度）間均呈極顯著正相關，其中最低黏度和最終黏度之間的相關系數最高，達0.987。5個二級指標（崩解值、消減值、回復值、峰值時間和糊化溫度）間的相關性表現為，崩解值與其余4個二級指標均呈負相關，其中與消減值和峰值時間的相關性達極顯著水平，與回復值和糊化溫度的相關性不顯著。消減值與回復值和峰值時間呈極顯著正相關，回復值與峰值時間呈極顯著正相關，回復值與糊化溫度相關性未達顯著水平。從一級指標與二級指標的相關性來看，3個一級指標與5個二級指標中的回復值和峰值時間均呈顯著或極顯著正相關，與糊化溫度相關性不顯著。崩解值與峰值黏度呈極顯著正相關，與最低黏度和最終黏度呈負相關，相關性未達顯著水平。消減值與最低黏度和最終黏度呈極顯著正相關，與峰值黏度呈負相關，相關性未達顯著水平。

3 結論與討論

3.1 不同種植年份南粳9108的AC與RVA特征譜的差異

已有研究表明［16-17］，稻米淀粉RVA特征譜與AC的基因型與環境互作效應顯著，稻米的淀粉RVA特征譜和AC不僅因品種而異，在很大程度上還受環境條件影響。本試驗采用同一品種進行研究，消除了基因型的影響。結果表明，南粳9108不同地點的AC平均值在年份間差異不明顯，分別為10.00%、10.12%，但不同地點間AC存在明顯差異，2年的變異范圍分別為8.42%～10.76%、9.61%～10.95%。同一地點不同年份間AC也存在差異，但不同地點差異大小不一致，南京、興化地區變異幅度較大，泗陽、邗江、洪澤、如皋等地區的變異幅度最小。孟亞利等研究表明，結實期溫度較低會使中低含量型的品種直鏈淀粉含量增加［18］。程方民等的研究提出，多數品種的直鏈淀粉含量與結實期溫度間呈二次曲線關系，高直鏈淀粉含量品種一般在較高溫度下直鏈淀粉含量可達最大，低直鏈淀粉含量品種的表現則相反［19］。在本試驗中，南粳9108在緯度最高的3個地點種植，抽穗灌漿期的溫度較低，AC最高，在緯度最低的南京地區種植，抽穗灌漿期的溫度較高，AC最低，這驗證了前人的研究結果。RVA譜特征值在不同地點和不同年份間也存在差異，2015年RVA譜特征值的變異系數除糊化溫度外均明顯高于2014年。不同地點RVA譜各特征值變化不一致，糊化溫度和峰值時間基本比較穩定，差異較小，其他特征值差異均較大，消減值的變異系數最大，且2年間表現一致，回復值、崩解值、最低黏度、最終黏度、峰值黏度的變異幅度在不同年份間表現不一致。

3.2 南粳9108的AC與RVA譜特征值的相關性

胡培松等的研究表明，稻米直鏈淀粉含量和RVA譜特征值極顯著相關，相關系數達0.919［20］。李剛等的研究表明，低直鏈淀粉含量品種的AC與其RVA譜特征值呈顯著或極顯著相關［21］。陳峰等研究表明，同一材料在不同環境條件下生長，其稻米品質會有差異，反映在稻米RVA譜上也有所不同，但對DH群體不同株系的影響并不一致［22］。本試驗結果表明，針對南粳9108而言，在不同種植地點、年份之間，其AC與RVA譜特征值中的一級指標及二級指標中的消減值、崩解值相關性不顯著，與二級指標中的糊化溫度、回復值、峰值時間的相關性達顯著或極顯著水平，說明其AC差異主要受糊化溫度、回復值、峰值時間的影響。