河南黃淮稻區優良食味粳稻研究進展

馮留鎖 殷春淵 王書玉 劉賀梅 孫建權 胡秀明 王和樂 田芳慧 張金霞 張 栩

（河南省新鄉市農業科學院，新鄉 453002）

水稻是我國第二大糧食作物，也是人們最重要的口糧，其連年的高產生產對我國的糧食安全起到重要作用。近年來，隨著農業供給側結構性改革及政策引導和技術進步，中國水稻的有效供給出現了新的變化，一味追求數量成為歷史。人們對主食的需求逐漸向“少而精”的方向發展，呈現由數量型向質量型、食味型轉變的趨勢。稻米食味品質作為重要的品質指標，越來越受到人們的關注。所以發展優質稻米生產，滿足消費者吃好米的需求是破解水稻產業發展難題的不二選擇。

河南省地處于黃淮地帶，黃淮稻區是我國主要的優質粳稻產地，水稻更是該區主要的支柱產業。由于該區屬于南北過渡地帶，氣候生態條件獨特，粳稻抽穗灌漿期經常遭遇低溫、陰雨寡照等災害性天氣，稻米品質下降，尤其是稻米口感食味品質普遍較差，聚合優質、抗病、高產等多種性狀的粳稻品種非常缺乏，這與當今人們追求食味米品種的迫切需求相矛盾。針對上述問題，本研究團隊歷經近20 年的潛心研究，系統開展了優質種質資源創制、育種技術創新、栽培技術優化等方面的研究，取得了一定的研究成果[1-5]。其中，近年來培育的一系列優良食味米水稻新品種及新品系，具有食味佳、高產、穩產、多抗等優良性狀，不僅滿足了人們對優質生活的需求，而且豐富了黃淮稻區優良食味水稻種質資源，提升了我國優良食味米市場占有率。現將近年來關于優良食味水稻研究成果進行簡要綜述，旨在為黃淮優良食味粳稻新品種高質量發展提供技術支撐。

1 優良食味米育種技術體系

1.1 種質資源的分類與組合在明確稻米食味品質與植株農藝性狀存在一定相關性的前提下，對黃淮稻區創制或引進的優異種質資源材料，低世代結合農藝性狀和品質性狀進行分類。首先，按植株的農藝狀性狀（包括株型、穗型、粒型、抗病性）對性狀優良的資源材料進行分類；其次，按米質的等級進行稻米品質一級、二級、香型資源分類；最后，按照大眾喜好分類，主要是針對市場和消費者公認的優良食味米品種資源進行搜集分類。對以上3 類親本組進行類型編號，以備后續的雜交組配。根據育種思路和目標制定詳細的育種方案。

1.2 低世代選拔符合育種目標的優良水稻組合根據現有種質資源材料按照類型分類、優勢性狀互補、目標性狀重組、定向選擇的原則進行雜交、復交和回交，聚合優質、抗病、高產基因，創制強優勢群體組合，采取優中選優的方法，選拔符合育種目標的優良組合。F1選擇超親組合，根據田間表現選擇優勢強、抗倒性好、抗病性強的優良單株，按照優勢強弱確定下年種植群體，優勢強則群體大，優勢小或無優勢則淘汰。F2～F3屬于組合分離瘋狂世代，宜采用混合法種植選擇，省時省工，按照育種目標選擇分離較大、抗病性強、抗倒性好、綜合農藝性狀好的優良組合，作為重點組合；淘汰分離較小、株型差、抗病性和抗倒性不好的組合。

1.3 中世代綜合鑒定采用系譜法育種選擇技術，進行分離后代大群體的構建和選擇。種植F3重點優良組合，逐代選擇優良抗病單株，室內考種、米質分析、綜合評價。結合稻米外觀品質（堊白粒率、堊白度、透明度）和食味品質（食味值、直鏈淀粉、蛋白質），篩選出高產、優質型，高產、優良食味型，優質、抗逆型，優質和優良食味型等多種類型，作為優良株系。

1.4 高世代選育優良食味粳稻新品種高世代目標性狀趨于穩定后，把主要目標性狀相同或相似的株系（抗性、產量、株型、穗型、粒型、米質和食味）歸類到一起，同類型株系優中選優。同時，利用分子標記輔助選擇技術，將Pi9、Pi1、Pikm、Pi-kh、Pib等多個抗稻瘟病基因部分或全部聚合到綜合性狀優良的株系中，以提高品種稻瘟病抗性。再次對性狀穩定性進行選擇與鑒定，對于綜合性狀優良且穩定的品系，通過人工接種和田間自然誘發進行多點試驗，鑒定品種稻瘟病抗性[6-7]。最后對稻米品質進行儀器測定，并結合專家評價稻米食味品質，選育出優質、食味佳、抗性強的優良食味粳稻新品種。

1.5 “雙低雙高”優良食味水稻新品種選育方法

通過稻米品質性狀之間的相關性分析，建立了稻米食味值與直鏈淀粉含量的線性方程，確立了兩者呈極顯著的負相關關系（R=-0.905**）。在優良后代材料中，以“低堊白（堊白粒率≤15%，堊白度≤3%）、低直鏈淀粉含量（15%～19%），高整精米率（≥65%）、高食味值（≥82 分）”為核心目標，篩選出優良食味粳稻新品系，實現了稻米外觀和食味品質的協同改良。

2 不同食味米籽粒胚乳淀粉粒顯微結構研究

利用生物顯微技術，研究了籽粒胚乳淀粉粒顯微結構在不同食味值稻米間的差異，明確了優良食味粳稻品種淀粉粒結構的特征特性，提出了水稻優良食味品質評價的細胞學鑒定方法。

在籽粒灌漿期對優良食味粳稻品種籽粒進行鮮樣采集并觀察胚乳淀粉粒結構，初步明確了不同灌漿時期籽粒胚乳淀粉粒結構存在一定的差異及淀粉粒結構與稻米食味品質的關系。結果表明，灌漿初期淀粉粒以小顆粒為主，基本上呈圓形或多邊形結構，大顆粒零星分布呈不規則圓形或梭形；灌漿中期淀粉大顆粒逐漸增多，體積逐漸增大，大小顆粒有明顯分層現象；灌漿后期淀粉顆粒大小基本趨于一致，無明顯的分層現象，大多呈多邊形，顆粒以單粒或團狀復粒形態存在。進一步對不同食味值水稻籽粒胚乳淀粉粒結構進行比較，高食味值水稻淀粉顆粒大小均勻一致，顆粒間排列較緊密，淀粉粒多以復粒形態存在；低食味值水稻淀粉粒顆粒大小不均，顆粒間空隙較大，淀粉粒多以單粒形態存在。

3 優良食味米高質氮高效綜合評價體系

3.1 氮肥對稻米食味品質和氮肥利用效率的影響通過開展不同氮肥處理對稻米外觀和食味品質影響的試驗，明確了隨著施氮量的增加，稻米食味品質、氮肥利用效率基本上呈下降趨勢；過低或過高的氮肥施用量，稻米堊白粒率和堊白度均增加；適當增施氮肥，即施氮量為262.5kg/hm2時，稻米堊白粒率和堊白度下降，有利于稻米外觀品質的改善。在基礎地力和基礎產量較高水平下，明確了最高食味值對應的施氮水平為41.1kg/hm2，增加氮肥施用量，稻米食味值下降。因此，在今后的優良食味米選育及栽培過程中，適當調控氮肥施用量可以實現水稻的穩產、提質增效的協同發展。

3.2 優質氮高效食味米氮效率評價標準為明確植株氮素吸收和稻米品質尤其是食味品質的關系，把氮素利用效率與稻米品質各項指標進行相關分析。氮素籽粒生產效率與食味值呈極顯著正相關，與蛋白質含量呈極顯著負相關；氮素利用效率與食味值呈極顯著負相關，與堊白粒率、堊白度呈負相關，與精米率、整精米率呈正相關。說明氮肥利用效率和氮素籽粒生產效率在改善稻米食味品質方面效應不一致，提高氮素籽粒生產效率，稻米食味值增加，蛋白質含量降低，有利于提高稻米的食味品質；提高氮肥利用效率，稻米精米率和整精米率增加，堊白粒率和堊白度降低，食味值降低，有利于提高稻米的加工和外觀品質。氮素籽粒生產效率可作為優質氮高效食味米氮效率評價標準。

本研究主要對水稻優良食味米育種技術和氮高效栽培技術進行簡要綜述，初步建立了優良食味米育種技術體系，育成了一批以新稻89、新科稻31和粒粒香（品系）等為代表的優良食味粳稻新品種（品系），滿足了人們對優質食味米的需求；同時，形成了一套集優質、高效、生態、安全的食味米高產生產栽培技術及食味米的高質高效綜合評價體系，對指導黃淮稻區優質食味稻米發展具有重要意義。未來，不僅要解決吃得飽和吃得好的問題，而且還要為后代的健康營養著想，去深度研究稻米各品質性狀之間的關系。關于優質食味粳稻在不同氮素水平下不同氨基酸含量、不同蛋白質含量等營養指標的測定有待于進一步研究。