粳高粱與糯高粱子?？剐缘矸酆坎町愌芯?/h1>
2022-12-20 05:41:14石燕楠王新玉王金萍劉敬科張愛(ài)霞趙巍籍貴蘇杜瑞恒呂芃
河北農(nóng)業(yè)科學(xué) 2022年5期
石燕楠，王新玉，王金萍，劉敬科，張愛(ài)霞，趙巍，籍貴蘇，杜瑞恒，呂芃
（國(guó)家高粱改良中心河北分中心/河北省農(nóng)林科學(xué)院谷子研究所/河北省雜糧研究實(shí)驗(yàn)室，河北 石家莊 050035）
高粱為世界第五大禾谷類(lèi)作物，在世界干旱、半干旱地區(qū)廣泛種植，其子粒主要用于糧食、釀造原料和飼料。目前，在中國(guó)高粱主要作為釀酒原料[1，2]。淀粉是高粱子粒的主要組成成分，也是被利用的主要營(yíng)養(yǎng)成分[3，4]。淀粉分直鏈淀粉和支鏈淀粉2種，按其比例高低，將高粱分為糯高粱和粳高粱兩大類(lèi)，即蠟質(zhì)高粱和角質(zhì)高粱[5，6]。近年來(lái)，人們對(duì)抗性淀粉研究不斷深入，依據(jù)淀粉的生物可利用性將淀粉分為易消化淀粉（ready digestible starch，RDS）、不易消化淀粉（slowly digestible starch，SDS）和抗性淀粉（resistant starch，RS）[7]。不同類(lèi)型的淀粉，在人體內(nèi)消化需要的酶、吸收部位、產(chǎn)物、作用都不相同[8]。非抗性淀粉在人體小腸中由淀粉酶分解，產(chǎn)生葡萄糖直接進(jìn)入血液；抗性淀粉在人體小腸中不能被淀粉酶消化，而是進(jìn)入大腸被生理性細(xì)菌發(fā)酵產(chǎn)生多種短鏈脂肪酸和氣體，其具有類(lèi)似膳食纖維的功能[9]。國(guó)外對(duì)高粱淀粉研究較多，而國(guó)內(nèi)相關(guān)研究較少[2，5]。不同作物子粒的抗性淀粉含量不同，同一作物不同品種子粒的抗性淀粉含量也有差異[10]。Mamoudou等[11]認(rèn)為，高粱子粒中含有抗性淀粉。任文等[12]研究認(rèn)為，飼料中粳糯淀粉的比例對(duì)動(dòng)物胃腸道形態(tài)結(jié)構(gòu)和功能會(huì)產(chǎn)生影響，直鏈淀粉較支鏈淀粉吸收消化慢，淀粉結(jié)構(gòu)影響消化吸收[13，14]?？剐缘矸鄢伺c消化吸收有關(guān)外，還與淀粉的吸水和蒸煮特性有關(guān)，進(jìn)而影響釀造品質(zhì)。研究表明，春小麥的抗性淀粉含量與直鏈淀粉含量密切相關(guān)[15]；水稻的直鏈淀粉、支鏈淀粉含量和基因型影響著抗性淀粉的含量[16]，抗性淀粉含量與淀粉最高黏度值和崩解值有關(guān)[17，18]；高粱淀粉的最高黏度值和崩解值在品種間差異很大，且與直鏈淀粉含量有關(guān)[19]，最高黏度值、崩解值等與高粱子粒的蒸煮品質(zhì)和發(fā)酵品質(zhì)有關(guān)，粳、糯高粱之間差異明顯[4，20]。北方釀酒采用粳高粱碎粒蒸煮發(fā)酵工藝；南方濃香、醬香型白酒釀造采用糯高粱整粒蒸煮發(fā)酵工藝[21，22]。但截至目前，有關(guān)粳、糯不同類(lèi)型高粱品種間的抗性淀粉含量差異和閾值等研究尚未見(jiàn)報(bào)道。對(duì)2種類(lèi)型的高粱子?？剐缘矸酆坎町惣斑z傳規(guī)律進(jìn)行分析，有助于不同類(lèi)型高粱子粒的更好利用，還可為釀造高粱、飼用型高粱和健康食用型高粱的選育提供科學(xué)依據(jù)。
1 材料與方法
1.1 試驗(yàn)材料
參試高粱材料共計(jì)383份，包括自交系、常規(guī)種以及雜交種1代和2代，其中粳高粱257份、糯高粱126份，白粒高粱27份、紅粒高粱356份（表1）。材料由河北石家莊、山西晉中、湖南長(zhǎng)沙等9省12市的農(nóng)業(yè)科學(xué)院提供。
表1 參試高粱材料的基本情況Table 1 Basic information of sorghum materials tested
1.2 試驗(yàn)方法
1.2.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)2014年來(lái)源于各地的材料均在當(dāng)?shù)胤N植，種植方法同當(dāng)?shù)亓?xí)慣，收獲后將子粒寄往河北省農(nóng)林科學(xué)院谷子研究所進(jìn)行抗性淀粉含量的測(cè)試分析。在白城、錦州、貴陽(yáng)同時(shí)種植9個(gè)糯高粱組合（407A/21R、45A/21R、45A/1045R、45A/1181R、L407/F16、45A/L2R、18A/L2R、川糯1號(hào)、瀘州紅1號(hào)）和1個(gè)粳高粱組合（407A/石R51），用于地域?qū)ψ恿？剐缘矸酆康挠绊懛治觥?/p>
1.2.2 測(cè)定項(xiàng)目與方法 參照賓石玉等[23]方法，測(cè)定高粱子粒的淀粉含量。具體方法為：
挑選無(wú)殼的高粱子粒，粉碎，過(guò)100目篩。準(zhǔn)確稱(chēng)取樣品0.10 g置于試管中，加入去離子水2 mL，分散均勻，沸水浴糊化0.5 h；冷卻后將糊化樣品轉(zhuǎn)入50 mL離心管中，依次加入α-淀粉酶40 mg、馬來(lái)酸鈉緩沖溶液（0.1 mol/L，pH值6.9）6 mL和1 650 U/mL淀粉葡萄糖苷酶20 μL，混合均勻；置于37℃水浴搖床中孵育16 h，擺速200次/min。取出離心管，加入無(wú)水乙醇4 mL，混合均勻，于4 000 r/min離心10 min；棄上清，再加入50%乙醇洗滌1次，4 000 r/min離心10 min；棄上清，然后加入KOH（2 mol/L）2 mL振蕩30 min，再加入乙酸鈉緩沖溶液（1.2 mol/L，pH值3.8）8 mL，混勻后立即加入1 650 U/mL淀粉葡萄糖苷酶0.2 mL，于60℃水浴中孵育1 h，間斷性攪拌。采用3，5-二硝基水楊酸法測(cè)定還原糖含量，計(jì)算抗性淀粉含量：
抗性淀粉含量（%）=（C×0.9/m）×V
式中，C為還原糖濃度（mg/mL），m為樣品的質(zhì)量（mg），V為水解液離心后的體積（mL），0.9為葡萄糖換算成淀粉的系數(shù)。
在子粒蠟熟期，子粒尚能用手掐動(dòng)時(shí)，將子粒掐成兩半，將碘-碘化鉀溶液滴在子粒的橫斷面，碘液迅速變成深藍(lán)色的為粳高粱，碘液顏色不變或藍(lán)色較淺的為糯高粱。按照品種、親本、雜交種及其雙親的粳、糯情況，將參試材料分為I～Ⅵ計(jì)6組，統(tǒng)計(jì)各組材料的抗性淀粉含量分布范圍、平均值和變異系數(shù)。
1.2.3 數(shù)據(jù)處理與分析 采用Excel 2003軟件和SPSS 17.0軟件，對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。
2 結(jié)果與分析
2.1 高粱子?？剐缘矸酆康姆植继卣?/h3>
參試高粱的子粒抗性淀粉含量為0.38%～31.64%，平均13.91%；偏度系數(shù)為-0.088，多數(shù)材料抗性淀粉含量高于平均值，這與選用的粳高粱材料數(shù)量較多有關(guān)；峰度系數(shù)為-1.261，子粒抗性淀粉含量分布分散（表2）。
表2 參試高粱材料的子?？剐缘矸酆考胺植继卣鱐able 2 Distribution characteristics of resistant starch content in different sorghum grains
參試高粱的子?？剐缘矸酆恐导?個(gè)峰值區(qū)，其中，糯高粱的抗性淀粉含量值處在1個(gè)較低的峰值區(qū)，粳高粱的抗性淀粉含量值處在1個(gè)較高的峰值區(qū)（圖1～3）。對(duì)不同類(lèi)型高粱的子粒抗性淀粉含量進(jìn)行分析，結(jié)果顯示，糯高粱與粳高粱的子粒抗性淀粉含量存在顯著差異。糯高粱材料的子粒抗性淀粉含量為0.38%～9.88%，平均2.98%；偏度系數(shù)為1.437，偏向于低含量分布，抗性淀粉含量低于平均值的材料數(shù)占糯高粱材料總數(shù)的63.8%，含量為1%～5%的材料數(shù)占糯高粱材料總數(shù)的73.8%；峰度系數(shù)為1.915，子?？剐缘矸酆糠植急容^集中。粳高粱材料的子粒抗性淀粉含量為4.47%～31.64%，平均19.39%；偏度系數(shù)僅為0.091，分布較對(duì)稱(chēng)；峰度系數(shù)為-0.458，子?？剐缘矸酆糠植挤稚?。
圖1 參試高粱材料的子粒抗性淀粉含量分布Fig.1 Distribution of resistant starch content in grains of different sorghum materials
圖2 參試糯高粱材料的子?？剐缘矸酆糠植糉ig.2 Distribution of resistant starch content in grains of different waxy sorghum materials
圖3 參試粳高粱材料的子?？剐缘矸酆糠植糉ig.3 Distribution of resistant starch content in grains of different nonwaxy sorghum materials
2.2 高粱子粒抗性淀粉含量的分型與遺傳
2.2.1 分型 根據(jù)子?？剐缘矸燮骄?，將參試高粱材料分為高抗性淀粉含量型和低抗性淀粉含量型兩類(lèi)。高抗性淀粉含量型包括粳高粱品種或自交系（類(lèi)型Ⅱ）、粳×粳雜交種（類(lèi)型Ⅲ）和粳糯雜交種（類(lèi)型Ⅳ），抗性淀粉含量為7.47%～31.56%；低抗性淀粉含量型包括糯高粱品種或自交系（類(lèi)型Ⅰ）和糯×糯雜交種（類(lèi)型Ⅴ），抗性淀粉含量為0.38%～13.61%（表3）。
表3 不同類(lèi)型高粱子粒抗性淀粉含量的變化范圍、平均值和變異系數(shù)Table 3 Range，average value and coefficient of variation of resistant starch content in grains of different types of sorghum
類(lèi)型Ⅵ為各地搜集的雜交種F1，其父母本粳糯性不可考，故將其單獨(dú)劃分為一類(lèi)。該類(lèi)子粒抗性淀粉含量普遍較高，除L407A×紅茅粱6號(hào)組合子?？剐缘矸酆浚?.71%）低外，其他材料子?？剐缘矸酆繛?8.44%～37.96%。對(duì)L407A×紅茅粱6號(hào)組合子?？剐缘矸酆康偷脑蜻M(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，親本紅茅粱6號(hào)的子?？剐缘矸酆康?，僅為1.33%。
2.2.2 遺傳特性 不同來(lái)源高粱材料的子粒抗性淀粉含量變異系數(shù)為26.76%～94.91%，差異較大。其中，Ⅰ組材料的子?？剐缘矸酆孔儺愊禂?shù)最大，說(shuō)明糯高粱品種或自交系的子粒抗性淀粉含量變異最大，容易從中選出差異較大的品種和自交系；其次是Ⅴ組材料，子粒抗性淀粉含量變異系數(shù)為65.82%，說(shuō)明糯×糯雜交種的子粒抗性淀粉含量變異也較大；Ⅱ型粳高粱品種或自交系的子?？剐缘矸酆孔儺愊禂?shù)最小，不易選出抗性淀粉含量差異較大的品種和自交系。
2.3 高粱子粒抗性淀粉含量與子粒顏色的關(guān)系
參試的27份白粒高粱材料中，僅L407A和J1這2個(gè)糯高粱品種的抗性淀粉含量較低，分別為8.88%和1.28%；其他白粒高粱材料的抗性淀粉含量為17.00%～30.97%。其中，錦州當(dāng)?shù)氐膬?yōu)質(zhì)米用高粱品種‘錦州小白粱’子?？剐缘矸酆繛?0.97%，滄州一帶生產(chǎn)高粱面粉代替小麥面粉專(zhuān)供糖尿病和肥胖癥患者的高粱品種‘青縣白’子?？剐缘矸酆繛?4.87%，這2個(gè)品種均為粳高粱。
參試的356份紅粒高粱材料中，紅纓子、紅茅粱6號(hào)、瀘糯8號(hào)、冀釀2號(hào)等糯高粱品種的子?？剐缘矸酆烤^低，為0.05%～0.26%；而冀釀1號(hào)和抗四等粳高粱品種的子粒抗性淀粉含量較高，為8.76%～31.63%。
2.4 環(huán)境對(duì)高粱子粒淀粉含量的影響
參試高粱材料中，瀘州紅1號(hào)、川糯粱1號(hào)、紅纓子、紅與糯2號(hào)、紅珍珠、今汐紅心糯、瀘糯8號(hào)、黔高7號(hào)、黔高8號(hào)、黔高1號(hào)這10個(gè)糯高粱材料在貴陽(yáng)、錦州、白城三地均有種植，其中瀘州紅1號(hào)與紅纓子類(lèi)似。測(cè)定結(jié)果顯示，不同地點(diǎn)的高粱子粒抗性淀粉含量無(wú)顯著差異，說(shuō)明這10個(gè)南方糯高粱品種在北方地區(qū)種植時(shí)其抗性淀粉含量不會(huì)發(fā)生大的變化。特別是類(lèi)似紅纓子的常規(guī)品種瀘州紅1號(hào)，在貴州、錦州、白城種植時(shí)子?？剐缘矸酆糠謩e為1.36%、2.24%和0.88%，差異較小，這種差異與70%左右的總淀粉含量相比對(duì)出酒率影響不大。
3 結(jié)論與討論
3.1 糯高粱抗性淀粉含量較粳高粱低
張淑梅等[24]研究認(rèn)為，直鏈淀粉參與了抗性淀粉結(jié)晶區(qū)和無(wú)定形區(qū)的形成，在直鏈淀粉含量較低的情況下不利于抗性淀粉的形成，粳高粱直鏈淀粉含量較糯高粱高，有利于抗性淀粉的形成。本研究結(jié)果顯示，粳高粱的子?？剐缘矸酆科骄禐?9.39%，明顯高于糯高粱（2.98%），與前人研究結(jié)論一致。因此，可以利用高粱粳糯性推測(cè)其子?？剐缘矸酆克?，為實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用提供了重要理論依據(jù)。
3.2 高粱子?？剐缘矸酆窟z傳特性與糯性遺傳相似
只有抗性淀粉含量都低的親本，才能選育出抗性淀粉含量低的雜交種；只要其中1個(gè)親本的抗性淀粉含量高，雜交種的抗性淀粉含量就比較高。因此，在選育抗性淀粉含量低的品種時(shí)，應(yīng)采用抗性淀粉含量均低的親本進(jìn)行雜交，才容易選育出抗性淀粉含量低的后代材料。選育抗性淀粉含量高的雜交種或后代，只要有1個(gè)親本的抗性淀粉含量，就能選出高抗性淀粉的后代材料或雜交組合，與糯性遺傳[25]相似。
本研究結(jié)果表明，Ⅰ組材料的子粒抗性淀粉含量變異系數(shù)最大，為94.91%，說(shuō)明糯高粱品種或自交系的子?？剐缘矸酆孔儺愖畲?，容易從中選出差異較大的品種和自交系；其次是Ⅴ組材料，子?？剐缘矸酆孔儺愊禂?shù)為65.82%，說(shuō)明糯×糯雜交種的子?？剐缘矸酆孔儺愐草^大；Ⅱ型粳高粱品種或自交系的抗性淀粉含量變異系數(shù)最小，為26.76%，不易選出抗性淀粉含量差異較大的品種和自交系。
3.3 子?？剐缘矸酆靠纱孀恿ｎ伾鳛榕袛喔吡豢上缘臉?biāo)準(zhǔn)
民間有用白高粱作為糖尿病、肥胖癥食療食品的傳統(tǒng)習(xí)慣。一些養(yǎng)殖戶(hù)認(rèn)為紅高粱單寧含量較高，白高粱含單寧較少、容易消化吸收，偏好選用白高粱作飼料。高粱顏色變化極其多樣，起初人們認(rèn)為高粱子粒顏色與單寧含量有關(guān)，其實(shí)高粱子粒顏色是由多個(gè)因素相互作用造成的[26～28]，包括果皮顏色和厚度、種皮存在與否、胚乳的質(zhì)地和顏色以及環(huán)境影響等，因此單憑子粒顏色判定高粱子粒是否容易消化吸收是不準(zhǔn)確的。在紅高粱材料中，既有抗性淀粉含量高的品種，如紅纓子；又有抗性淀粉含量低的品種，如冀釀1號(hào)。因此，利用子粒顏色判斷高粱的可消化性并不可靠，采用子?？剐缘矸酆孔鳛榕袛嘁罁?jù)較為科學(xué)。
3.4 糯高粱子粒抗性淀粉含量受環(huán)境影響不大近年來(lái)，糯高粱種植有北移的趨勢(shì)，如紅纓子開(kāi)
始在河北、山東大面積種植，紅茅粱6號(hào)開(kāi)始在遼寧、內(nèi)蒙南部種植。南方糯高粱在北方種植時(shí)子?？剐缘矸酆渴欠駮?huì)受到影響，尚需研究。本研究選用的瀘州紅1號(hào)、川糯粱1號(hào)等10個(gè)糯高粱材料，在貴陽(yáng)、錦州、白城三地種植，測(cè)定結(jié)果顯示，不同地點(diǎn)間子?？剐缘矸酆繜o(wú)顯著差異。但高抗性淀粉含量的粳高粱內(nèi)在遺傳特性及形成機(jī)理還有待深入研究。
致謝：感謝國(guó)家谷子高粱產(chǎn)業(yè)體系相關(guān)崗位和試驗(yàn)站提供部分試驗(yàn)材料。
石燕楠，王新玉，王金萍，劉敬科，張愛(ài)霞，趙巍，籍貴蘇，杜瑞恒，呂芃
（國(guó)家高粱改良中心河北分中心/河北省農(nóng)林科學(xué)院谷子研究所/河北省雜糧研究實(shí)驗(yàn)室，河北 石家莊 050035）
高粱為世界第五大禾谷類(lèi)作物，在世界干旱、半干旱地區(qū)廣泛種植，其子粒主要用于糧食、釀造原料和飼料。目前，在中國(guó)高粱主要作為釀酒原料[1，2]。淀粉是高粱子粒的主要組成成分，也是被利用的主要營(yíng)養(yǎng)成分[3，4]。淀粉分直鏈淀粉和支鏈淀粉2種，按其比例高低，將高粱分為糯高粱和粳高粱兩大類(lèi)，即蠟質(zhì)高粱和角質(zhì)高粱[5，6]。近年來(lái)，人們對(duì)抗性淀粉研究不斷深入，依據(jù)淀粉的生物可利用性將淀粉分為易消化淀粉（ready digestible starch，RDS）、不易消化淀粉（slowly digestible starch，SDS）和抗性淀粉（resistant starch，RS）[7]。不同類(lèi)型的淀粉，在人體內(nèi)消化需要的酶、吸收部位、產(chǎn)物、作用都不相同[8]。非抗性淀粉在人體小腸中由淀粉酶分解，產(chǎn)生葡萄糖直接進(jìn)入血液；抗性淀粉在人體小腸中不能被淀粉酶消化，而是進(jìn)入大腸被生理性細(xì)菌發(fā)酵產(chǎn)生多種短鏈脂肪酸和氣體，其具有類(lèi)似膳食纖維的功能[9]。國(guó)外對(duì)高粱淀粉研究較多，而國(guó)內(nèi)相關(guān)研究較少[2，5]。不同作物子粒的抗性淀粉含量不同，同一作物不同品種子粒的抗性淀粉含量也有差異[10]。Mamoudou等[11]認(rèn)為，高粱子粒中含有抗性淀粉。任文等[12]研究認(rèn)為，飼料中粳糯淀粉的比例對(duì)動(dòng)物胃腸道形態(tài)結(jié)構(gòu)和功能會(huì)產(chǎn)生影響，直鏈淀粉較支鏈淀粉吸收消化慢，淀粉結(jié)構(gòu)影響消化吸收[13，14]?？剐缘矸鄢伺c消化吸收有關(guān)外，還與淀粉的吸水和蒸煮特性有關(guān)，進(jìn)而影響釀造品質(zhì)。研究表明，春小麥的抗性淀粉含量與直鏈淀粉含量密切相關(guān)[15]；水稻的直鏈淀粉、支鏈淀粉含量和基因型影響著抗性淀粉的含量[16]，抗性淀粉含量與淀粉最高黏度值和崩解值有關(guān)[17，18]；高粱淀粉的最高黏度值和崩解值在品種間差異很大，且與直鏈淀粉含量有關(guān)[19]，最高黏度值、崩解值等與高粱子粒的蒸煮品質(zhì)和發(fā)酵品質(zhì)有關(guān)，粳、糯高粱之間差異明顯[4，20]。北方釀酒采用粳高粱碎粒蒸煮發(fā)酵工藝；南方濃香、醬香型白酒釀造采用糯高粱整粒蒸煮發(fā)酵工藝[21，22]。但截至目前，有關(guān)粳、糯不同類(lèi)型高粱品種間的抗性淀粉含量差異和閾值等研究尚未見(jiàn)報(bào)道。對(duì)2種類(lèi)型的高粱子?？剐缘矸酆坎町惣斑z傳規(guī)律進(jìn)行分析，有助于不同類(lèi)型高粱子粒的更好利用，還可為釀造高粱、飼用型高粱和健康食用型高粱的選育提供科學(xué)依據(jù)。
1 材料與方法
1.1 試驗(yàn)材料
參試高粱材料共計(jì)383份，包括自交系、常規(guī)種以及雜交種1代和2代，其中粳高粱257份、糯高粱126份，白粒高粱27份、紅粒高粱356份（表1）。材料由河北石家莊、山西晉中、湖南長(zhǎng)沙等9省12市的農(nóng)業(yè)科學(xué)院提供。
表1 參試高粱材料的基本情況Table 1 Basic information of sorghum materials tested
1.2 試驗(yàn)方法
1.2.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)2014年來(lái)源于各地的材料均在當(dāng)?shù)胤N植，種植方法同當(dāng)?shù)亓?xí)慣，收獲后將子粒寄往河北省農(nóng)林科學(xué)院谷子研究所進(jìn)行抗性淀粉含量的測(cè)試分析。在白城、錦州、貴陽(yáng)同時(shí)種植9個(gè)糯高粱組合（407A/21R、45A/21R、45A/1045R、45A/1181R、L407/F16、45A/L2R、18A/L2R、川糯1號(hào)、瀘州紅1號(hào)）和1個(gè)粳高粱組合（407A/石R51），用于地域?qū)ψ恿？剐缘矸酆康挠绊懛治觥?/p>
1.2.2 測(cè)定項(xiàng)目與方法 參照賓石玉等[23]方法，測(cè)定高粱子粒的淀粉含量。具體方法為：
挑選無(wú)殼的高粱子粒，粉碎，過(guò)100目篩。準(zhǔn)確稱(chēng)取樣品0.10 g置于試管中，加入去離子水2 mL，分散均勻，沸水浴糊化0.5 h；冷卻后將糊化樣品轉(zhuǎn)入50 mL離心管中，依次加入α-淀粉酶40 mg、馬來(lái)酸鈉緩沖溶液（0.1 mol/L，pH值6.9）6 mL和1 650 U/mL淀粉葡萄糖苷酶20 μL，混合均勻；置于37℃水浴搖床中孵育16 h，擺速200次/min。取出離心管，加入無(wú)水乙醇4 mL，混合均勻，于4 000 r/min離心10 min；棄上清，再加入50%乙醇洗滌1次，4 000 r/min離心10 min；棄上清，然后加入KOH（2 mol/L）2 mL振蕩30 min，再加入乙酸鈉緩沖溶液（1.2 mol/L，pH值3.8）8 mL，混勻后立即加入1 650 U/mL淀粉葡萄糖苷酶0.2 mL，于60℃水浴中孵育1 h，間斷性攪拌。采用3，5-二硝基水楊酸法測(cè)定還原糖含量，計(jì)算抗性淀粉含量：
抗性淀粉含量（%）=（C×0.9/m）×V
式中，C為還原糖濃度（mg/mL），m為樣品的質(zhì)量（mg），V為水解液離心后的體積（mL），0.9為葡萄糖換算成淀粉的系數(shù)。
在子粒蠟熟期，子粒尚能用手掐動(dòng)時(shí)，將子粒掐成兩半，將碘-碘化鉀溶液滴在子粒的橫斷面，碘液迅速變成深藍(lán)色的為粳高粱，碘液顏色不變或藍(lán)色較淺的為糯高粱。按照品種、親本、雜交種及其雙親的粳、糯情況，將參試材料分為I～Ⅵ計(jì)6組，統(tǒng)計(jì)各組材料的抗性淀粉含量分布范圍、平均值和變異系數(shù)。
1.2.3 數(shù)據(jù)處理與分析 采用Excel 2003軟件和SPSS 17.0軟件，對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。
2 結(jié)果與分析
2.1 高粱子?？剐缘矸酆康姆植继卣?/h3>
參試高粱的子粒抗性淀粉含量為0.38%～31.64%，平均13.91%；偏度系數(shù)為-0.088，多數(shù)材料抗性淀粉含量高于平均值，這與選用的粳高粱材料數(shù)量較多有關(guān)；峰度系數(shù)為-1.261，子粒抗性淀粉含量分布分散（表2）。
表2 參試高粱材料的子?？剐缘矸酆考胺植继卣鱐able 2 Distribution characteristics of resistant starch content in different sorghum grains
參試高粱的子?？剐缘矸酆恐导?個(gè)峰值區(qū)，其中，糯高粱的抗性淀粉含量值處在1個(gè)較低的峰值區(qū)，粳高粱的抗性淀粉含量值處在1個(gè)較高的峰值區(qū)（圖1～3）。對(duì)不同類(lèi)型高粱的子粒抗性淀粉含量進(jìn)行分析，結(jié)果顯示，糯高粱與粳高粱的子粒抗性淀粉含量存在顯著差異。糯高粱材料的子粒抗性淀粉含量為0.38%～9.88%，平均2.98%；偏度系數(shù)為1.437，偏向于低含量分布，抗性淀粉含量低于平均值的材料數(shù)占糯高粱材料總數(shù)的63.8%，含量為1%～5%的材料數(shù)占糯高粱材料總數(shù)的73.8%；峰度系數(shù)為1.915，子?？剐缘矸酆糠植急容^集中。粳高粱材料的子粒抗性淀粉含量為4.47%～31.64%，平均19.39%；偏度系數(shù)僅為0.091，分布較對(duì)稱(chēng)；峰度系數(shù)為-0.458，子?？剐缘矸酆糠植挤稚?。
圖1 參試高粱材料的子粒抗性淀粉含量分布Fig.1 Distribution of resistant starch content in grains of different sorghum materials
圖2 參試糯高粱材料的子?？剐缘矸酆糠植糉ig.2 Distribution of resistant starch content in grains of different waxy sorghum materials
圖3 參試粳高粱材料的子?？剐缘矸酆糠植糉ig.3 Distribution of resistant starch content in grains of different nonwaxy sorghum materials
2.2 高粱子粒抗性淀粉含量的分型與遺傳
2.2.1 分型 根據(jù)子?？剐缘矸燮骄?，將參試高粱材料分為高抗性淀粉含量型和低抗性淀粉含量型兩類(lèi)。高抗性淀粉含量型包括粳高粱品種或自交系（類(lèi)型Ⅱ）、粳×粳雜交種（類(lèi)型Ⅲ）和粳糯雜交種（類(lèi)型Ⅳ），抗性淀粉含量為7.47%～31.56%；低抗性淀粉含量型包括糯高粱品種或自交系（類(lèi)型Ⅰ）和糯×糯雜交種（類(lèi)型Ⅴ），抗性淀粉含量為0.38%～13.61%（表3）。
表3 不同類(lèi)型高粱子粒抗性淀粉含量的變化范圍、平均值和變異系數(shù)Table 3 Range，average value and coefficient of variation of resistant starch content in grains of different types of sorghum
類(lèi)型Ⅵ為各地搜集的雜交種F1，其父母本粳糯性不可考，故將其單獨(dú)劃分為一類(lèi)。該類(lèi)子粒抗性淀粉含量普遍較高，除L407A×紅茅粱6號(hào)組合子?？剐缘矸酆浚?.71%）低外，其他材料子?？剐缘矸酆繛?8.44%～37.96%。對(duì)L407A×紅茅粱6號(hào)組合子?？剐缘矸酆康偷脑蜻M(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，親本紅茅粱6號(hào)的子?？剐缘矸酆康?，僅為1.33%。
2.2.2 遺傳特性 不同來(lái)源高粱材料的子粒抗性淀粉含量變異系數(shù)為26.76%～94.91%，差異較大。其中，Ⅰ組材料的子?？剐缘矸酆孔儺愊禂?shù)最大，說(shuō)明糯高粱品種或自交系的子粒抗性淀粉含量變異最大，容易從中選出差異較大的品種和自交系；其次是Ⅴ組材料，子粒抗性淀粉含量變異系數(shù)為65.82%，說(shuō)明糯×糯雜交種的子粒抗性淀粉含量變異也較大；Ⅱ型粳高粱品種或自交系的子?？剐缘矸酆孔儺愊禂?shù)最小，不易選出抗性淀粉含量差異較大的品種和自交系。
2.3 高粱子粒抗性淀粉含量與子粒顏色的關(guān)系
參試的27份白粒高粱材料中，僅L407A和J1這2個(gè)糯高粱品種的抗性淀粉含量較低，分別為8.88%和1.28%；其他白粒高粱材料的抗性淀粉含量為17.00%～30.97%。其中，錦州當(dāng)?shù)氐膬?yōu)質(zhì)米用高粱品種‘錦州小白粱’子?？剐缘矸酆繛?0.97%，滄州一帶生產(chǎn)高粱面粉代替小麥面粉專(zhuān)供糖尿病和肥胖癥患者的高粱品種‘青縣白’子?？剐缘矸酆繛?4.87%，這2個(gè)品種均為粳高粱。
參試的356份紅粒高粱材料中，紅纓子、紅茅粱6號(hào)、瀘糯8號(hào)、冀釀2號(hào)等糯高粱品種的子?？剐缘矸酆烤^低，為0.05%～0.26%；而冀釀1號(hào)和抗四等粳高粱品種的子粒抗性淀粉含量較高，為8.76%～31.63%。
2.4 環(huán)境對(duì)高粱子粒淀粉含量的影響
參試高粱材料中，瀘州紅1號(hào)、川糯粱1號(hào)、紅纓子、紅與糯2號(hào)、紅珍珠、今汐紅心糯、瀘糯8號(hào)、黔高7號(hào)、黔高8號(hào)、黔高1號(hào)這10個(gè)糯高粱材料在貴陽(yáng)、錦州、白城三地均有種植，其中瀘州紅1號(hào)與紅纓子類(lèi)似。測(cè)定結(jié)果顯示，不同地點(diǎn)的高粱子粒抗性淀粉含量無(wú)顯著差異，說(shuō)明這10個(gè)南方糯高粱品種在北方地區(qū)種植時(shí)其抗性淀粉含量不會(huì)發(fā)生大的變化。特別是類(lèi)似紅纓子的常規(guī)品種瀘州紅1號(hào)，在貴州、錦州、白城種植時(shí)子?？剐缘矸酆糠謩e為1.36%、2.24%和0.88%，差異較小，這種差異與70%左右的總淀粉含量相比對(duì)出酒率影響不大。
3 結(jié)論與討論
3.1 糯高粱抗性淀粉含量較粳高粱低
張淑梅等[24]研究認(rèn)為，直鏈淀粉參與了抗性淀粉結(jié)晶區(qū)和無(wú)定形區(qū)的形成，在直鏈淀粉含量較低的情況下不利于抗性淀粉的形成，粳高粱直鏈淀粉含量較糯高粱高，有利于抗性淀粉的形成。本研究結(jié)果顯示，粳高粱的子?？剐缘矸酆科骄禐?9.39%，明顯高于糯高粱（2.98%），與前人研究結(jié)論一致。因此，可以利用高粱粳糯性推測(cè)其子?？剐缘矸酆克?，為實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用提供了重要理論依據(jù)。
3.2 高粱子?？剐缘矸酆窟z傳特性與糯性遺傳相似
只有抗性淀粉含量都低的親本，才能選育出抗性淀粉含量低的雜交種；只要其中1個(gè)親本的抗性淀粉含量高，雜交種的抗性淀粉含量就比較高。因此，在選育抗性淀粉含量低的品種時(shí)，應(yīng)采用抗性淀粉含量均低的親本進(jìn)行雜交，才容易選育出抗性淀粉含量低的后代材料。選育抗性淀粉含量高的雜交種或后代，只要有1個(gè)親本的抗性淀粉含量，就能選出高抗性淀粉的后代材料或雜交組合，與糯性遺傳[25]相似。
本研究結(jié)果表明，Ⅰ組材料的子粒抗性淀粉含量變異系數(shù)最大，為94.91%，說(shuō)明糯高粱品種或自交系的子?？剐缘矸酆孔儺愖畲?，容易從中選出差異較大的品種和自交系；其次是Ⅴ組材料，子?？剐缘矸酆孔儺愊禂?shù)為65.82%，說(shuō)明糯×糯雜交種的子?？剐缘矸酆孔儺愐草^大；Ⅱ型粳高粱品種或自交系的抗性淀粉含量變異系數(shù)最小，為26.76%，不易選出抗性淀粉含量差異較大的品種和自交系。
3.3 子?？剐缘矸酆靠纱孀恿ｎ伾鳛榕袛喔吡豢上缘臉?biāo)準(zhǔn)
民間有用白高粱作為糖尿病、肥胖癥食療食品的傳統(tǒng)習(xí)慣。一些養(yǎng)殖戶(hù)認(rèn)為紅高粱單寧含量較高，白高粱含單寧較少、容易消化吸收，偏好選用白高粱作飼料。高粱顏色變化極其多樣，起初人們認(rèn)為高粱子粒顏色與單寧含量有關(guān)，其實(shí)高粱子粒顏色是由多個(gè)因素相互作用造成的[26～28]，包括果皮顏色和厚度、種皮存在與否、胚乳的質(zhì)地和顏色以及環(huán)境影響等，因此單憑子粒顏色判定高粱子粒是否容易消化吸收是不準(zhǔn)確的。在紅高粱材料中，既有抗性淀粉含量高的品種，如紅纓子；又有抗性淀粉含量低的品種，如冀釀1號(hào)。因此，利用子粒顏色判斷高粱的可消化性并不可靠，采用子?？剐缘矸酆孔鳛榕袛嘁罁?jù)較為科學(xué)。
3.4 糯高粱子粒抗性淀粉含量受環(huán)境影響不大近年來(lái)，糯高粱種植有北移的趨勢(shì)，如紅纓子開(kāi)
始在河北、山東大面積種植，紅茅粱6號(hào)開(kāi)始在遼寧、內(nèi)蒙南部種植。南方糯高粱在北方種植時(shí)子?？剐缘矸酆渴欠駮?huì)受到影響，尚需研究。本研究選用的瀘州紅1號(hào)、川糯粱1號(hào)等10個(gè)糯高粱材料，在貴陽(yáng)、錦州、白城三地種植，測(cè)定結(jié)果顯示，不同地點(diǎn)間子?？剐缘矸酆繜o(wú)顯著差異。但高抗性淀粉含量的粳高粱內(nèi)在遺傳特性及形成機(jī)理還有待深入研究。
致謝：感謝國(guó)家谷子高粱產(chǎn)業(yè)體系相關(guān)崗位和試驗(yàn)站提供部分試驗(yàn)材料。
