紫米品種紫糯18的選育

宋建，王林友，祁永斌，范宏環(huán)，王建軍

(浙江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 作物與核技術(shù)利用研究所，浙江 杭州 310021)

水稻是世界上重要的糧食作物，為全世界近半數(shù)的人口提供主糧，也是我國主要糧食作物之一。隨著社會的進(jìn)步和人們生活水平的提高，既可以作為食材，也可作為新型營養(yǎng)功能性食品重要原材料的有色稻米越來越受到消費(fèi)者的青睞。特別是作為我國特有的古老名貴稻種紫米，因其特有的營養(yǎng)價值和藥用價值，更是受到人們的追捧。研究表明[1]，紫米在基本營養(yǎng)成分的含量上明顯優(yōu)于普通白米，紫米的蛋白質(zhì)以及灰分含量分別比白米高近20%和30%。關(guān)于紫米藥用功能記載最早可見于1 500年前西晉的《廣志》，后來在北魏的《齊民要術(shù)》、明朝的《蘇州府志》以及明代的《本草綱目》中都有提及，《本草綱目》中記載的關(guān)于紫米的功效有：補(bǔ)中益氣、健脾肝、滋陰補(bǔ)腎，主治體虛、盜汗、消渴等。紫米歷代作為皇親國戚享用的貢品。

此外，隨著市場上五彩粽、紫米粑粑、大棗紫米粥、紫米八寶飯、紫米汽鍋雞、紫米葫蘆鴨、紫米封缸酒等產(chǎn)品的出現(xiàn)，特別是隨著鄉(xiāng)村旅游成為新的旅游時尚，各地利用彩色稻制作圖形、文字等，以提高觀賞價值、吸引游客，導(dǎo)致對紫色稻米的需求越來越廣。但由于紫色稻米的育種工作尚處在起步階段，其產(chǎn)量、品質(zhì)、抗病性等存在諸多的問題，導(dǎo)致紫色稻米的生產(chǎn)成本顯著高于普通稻米，嚴(yán)重阻礙了紫色稻米的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。因此，培育高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、抗病性強(qiáng)的紫米品種是時代發(fā)展的需要，是育種家們迫切需要解決的問題。紫糯18是浙江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院以太湖流域的黑米晚粳稻鴨血糯的天然變異株為基礎(chǔ)材料，經(jīng)過海南、杭州多代系統(tǒng)選育獲得。目前已通過浙江省主要農(nóng)作物品種初審會初審并公示，預(yù)計2021年審定。

1 選育過程

2013年春在海南種植黑米晚粳稻鴨血糯的群體中，發(fā)現(xiàn)3個天然變異單株，分別編碼為H526、H527和H528；夏杭州種植3份變異株系，經(jīng)比較鑒定，H526和H528表現(xiàn)差異不明顯，而H527變異明顯，且單株間表現(xiàn)出一定的分離，入選單株4株。2014年春海南加代種植M2代；夏杭州種植M3代株系群，并于東輝鑒定稻瘟病抗性。2015年春海南加代M4；夏杭州鑒定M5代，其中M533株系群，表現(xiàn)植株矮、株型緊湊、產(chǎn)量高、糯性好，初步測定直鏈淀粉含量小于2%，提純M5，種子混收。至此，品系已完全穩(wěn)定，定名為紫糯18(表1)。2016—2017年提供多點(diǎn)鑒定，農(nóng)戶作景觀稻種植。2018—2019年參加浙江省區(qū)域試驗。

2 特征特性

2.1 產(chǎn)量

2016、2017年，在浙江5個試驗點(diǎn)參加品種比較試驗，2年平均667 m2產(chǎn)量360.2 kg，比組內(nèi)產(chǎn)量最低的泰國黑稻增產(chǎn)10.0%。2018年紫糯18參加浙江省水稻黑米(紅米)區(qū)域試驗，平均667 m2產(chǎn)量為327.0 kg，比泰國黑米增產(chǎn)8.9%，差異達(dá)極顯著水平。2019年紫糯18區(qū)域試驗與生產(chǎn)試驗同步，紫糯18平均產(chǎn)量為362.1 kg，比產(chǎn)量最低的紅景18增產(chǎn)16.2%，達(dá)極顯著水平。

表1 紫糯18的選育流程

2.2 生育期

2018年在杭州、金華、衢州、富陽、臺州和溫州等多地開展區(qū)試試驗，播種期6月8—11日，始穗期9月10—14日；全生育期平均123.8 d。2019年繼續(xù)在上述6個地點(diǎn)開展續(xù)試，播種期5月22日至6月14日，始穗期9月3—12日，全生育期平均139.0 d。綜合2年區(qū)域試驗結(jié)果，紫糯18平均生育期131.4 d，生育期適中。

2.3 主要經(jīng)濟(jì)性狀

2018年主要農(nóng)藝性狀表現(xiàn)為667 m2有效穗數(shù)11.6萬，株高111.3 cm，穗長16.5 cm，每穗總粒數(shù)171.9粒，結(jié)實率84.7%，千粒重23.7 g。2019年主要農(nóng)藝性狀表現(xiàn)為667 m2有效穗數(shù)10.5萬，株高108.0 cm，穗長16.7 cm，每穗總粒數(shù)170.3粒，結(jié)實率83.9%，千粒重24.0 g(表2)。 2年區(qū)試綜合性狀表現(xiàn)抽穗前葉脈紫色，抽穗后逐漸轉(zhuǎn)綠，株高平均 109.7 cm，穗長平均 16.6 cm， 667 m2有效穗數(shù) 11.1 萬，每穗總粒數(shù)171.1粒，結(jié)實率84.3%，千粒重23.9 g。

表2 紫糯18區(qū)域試驗產(chǎn)量、生育期及主要農(nóng)藝經(jīng)濟(jì)性狀表現(xiàn)

2.4 米質(zhì)

2018 年據(jù)農(nóng)業(yè)部稻米及制品質(zhì)量監(jiān)督檢驗測試中心(杭州)檢測，整精米率68.3%，粒長5.1 mm，長寬比1.9，堊白粒率紫糯，堊白度紫糯，直鏈淀粉含量1.7%，膠稠度99 mm，堿消值6.8，蛋白質(zhì)含量10.4%。2019 年據(jù)農(nóng)業(yè)部稻米及制品質(zhì)量監(jiān)督檢驗測試中心(杭州)檢測，米質(zhì)達(dá)到部標(biāo)3等優(yōu)質(zhì)黑糯米標(biāo)準(zhǔn)，整精米率68.9%，粒長4.9 mm，長寬比1.8，堊白粒率紫糯，堊白度紫糯，直鏈淀粉含量2.0%，膠稠度98 mm，堿消值6.6(表3)。綜合2年檢測結(jié)果，紫糯18米質(zhì)為部標(biāo)3等，整精米率68.6%，長寬比1.85，堊白粒率紫糯，堊白度紫糯，直鏈淀粉含量1.85%，膠稠度98.5 mm，堿消值6.7。

表3 紫糯18 對主要病蟲抗性綜合評價及米質(zhì)檢測結(jié)果

2.5 抗性

根據(jù)主要農(nóng)作物品種審定標(biāo)準(zhǔn)的要求，對紫糯18開展了2年的病蟲害鑒定。2018年稻瘟病綜合指數(shù)3.4，穗瘟損失率最高級5級；白葉枯病7級；褐飛虱9級；2019年稻瘟病綜合指數(shù)3.0，穗瘟損失率最高級7級；白葉枯病7級；褐飛虱9級(表3)。2年綜合表現(xiàn)為稻瘟病綜合指數(shù)3.2，穗瘟損失率最高級7級；白葉枯病7級；褐飛虱9級。

3 適宜生長的區(qū)域或環(huán)境及栽培要點(diǎn)

紫糯18適宜于長江中下游稻區(qū)作中稻或晚稻種植，海拔高于400 m的地方不推薦種植。栽培技術(shù)上要注意以下幾點(diǎn)：1) 適時早播，培育壯秧。5月中下旬播種，667 m2秧田播種量10 kg，秧苗葉齡3.0～3.5葉，秧齡25 d左右。2) 勻株淺插，寬行稀植，構(gòu)建高產(chǎn)群體。多本插或直播，插秧密度26.7 cm×26.7 cm，667 m2基本苗控制在3.6萬以內(nèi)，直播667 m2播芽谷3.5 kg。3) 以產(chǎn)定氮，優(yōu)化肥水調(diào)控。采用有機(jī)專用肥、化學(xué)配方肥和常規(guī)復(fù)合肥均可，每667 m2純N用量108 kg、P2O52.4 kg、K2O 3 kg；采用好氣灌溉法，移栽后7、14 d各排水?dāng)R田1次，孕穗至抽穗期薄水養(yǎng)胎。4) 加強(qiáng)病蟲防治，確保豐產(chǎn)豐收。山區(qū)種植要注意對稻瘟病的防治，在分蘗期和破口期各防治1次；分蘗期注意防治稻縱卷葉螟，后期加強(qiáng)褐稻虱防治；其他病蟲害防治與一般晚粳品種相同。

4 小結(jié)與討論

隨著對紫米營養(yǎng)和功能研究的深入，發(fā)現(xiàn)在蛋白質(zhì)的構(gòu)成上，紫米蛋白質(zhì)的必需氨基酸質(zhì)量百分比除蘇氨酸與普通白米相仿外，其余6個必需氨基酸含量明顯高于普通白米，紫米蛋白的氨基酸組成更接近于FAO/WHO推薦模式，其相應(yīng)的必需氨基酸指數(shù)(EAAI)，即蛋白質(zhì)的質(zhì)量和利用率也更高[2]。朱智偉[3]的研究結(jié)果表明，在147個稻米、6種色澤的稻米中，紫黑米蛋白質(zhì)的氨基酸配比最好，特別是第1、第2限制性氨基酸賴氨酸和蘇氨酸的含量明顯高于其他色澤的稻米。此外，紫黑米蛋白質(zhì)品質(zhì)較好的另一個原因是由于賴氨酸的相對穩(wěn)定，其氨含量較低，表明蛋白損失率也最低。

目前對紫米功能成分的研究認(rèn)為，其功能成分主要包括花色苷、黃酮、咖啡酸和阿魏酸等多酚類成分以及膳食纖維、維生素、礦物質(zhì)、葫蘿卜素、γ-谷維素和甾醇類物質(zhì)[2]。紫糙米中的抗性淀粉、總黃酮、鉀和鈣含量都極顯著高于白糙米[4-5]。紫米提取物γ-谷維素被證實具有治療炎癥、抑制膽固醇氧化和腫瘤生長、減少血液膽固醇含量和降低血壓等諸多作用[6]。紫米麩提取物及花青素在阻止血管內(nèi)皮生長因子、抑制血管增殖和遷移、控制視網(wǎng)膜損傷、預(yù)防和治療結(jié)腸癌等方面有顯著效果[7-9]。此外，紫米還可作為老年癡呆癥的神經(jīng)退化和記憶損傷潛在的有效藥劑[10]。

隨著人民生活水平的不斷提高，部分地區(qū)的人們對米飯的需求逐漸從溫飽向優(yōu)質(zhì)、功能方向轉(zhuǎn)變，因此，適時適度地發(fā)展特種色稻產(chǎn)業(yè)是社會發(fā)展的需要。此外，充分利用此類稻種資源，對提高農(nóng)民的收入、調(diào)動農(nóng)民的生產(chǎn)積極性，改善和調(diào)整國民的膳食結(jié)構(gòu)具有深遠(yuǎn)的意義。