粳稻重組自交系的品質性狀分析

賈旭東 陳虎 李永杰 劉建 趙飛

摘要 以粳稻重組自交系為研究材料，對其糙米率、精米率、整精米率、堊白粒率、堊白度、白度、直鏈淀粉含量、蛋白質含量等品質性狀進行了分析。結果表明，各品質性狀都在重組自交系群體中都呈連續變異，且存在雙向超親分離現象。對品質性狀進行相關性分析，結果顯示在碾磨品質性狀中，糙米率與精米率、整精米率呈顯著正相關；外觀品質性狀中，白度與堊白粒率、堊白度、長寬比，堊白度與堊白粒率呈極顯著正相關；長寬比與堊白粒率、堊白度呈極顯著負相關；食味品質性狀中，蛋白質含量與脂肪酸值，直鏈淀粉含量與蛋白質含量、脂肪酸值呈極顯著正相關。此外，粳稻其他不同品質性狀之間也存在不同程度的相關性。

關鍵詞 粳稻；重組自交系；碾磨品質；外觀品質；營養品質

中圖分類號 S511.2+2? 文獻標識碼 A? 文章編號 0517-6611（2023）10-0029-04

Abstract The quality traits of brown rice percentage，head rice percentage， head rice percentage， chalky grain percentage， chalkiness， whiteness， amylose content and protein content of Japonica rice recombinant inbred line were analyzed. Results showed that the quality traits showed continuous variation in the recombinant inbred line population， and there was bidirectional hyperparental separation. The correlation analysis of quality traits showed that the brown rice rate had a significant positive correlation with milled rice rate and head rice rate. Among appearance and quality traits， whiteness was positively correlated with chalky grain percentage， chalky degree， length to width ratio， chalky degree and chalky grain percentage. The ratio of length to width was negatively correlated with chalky grain percentage and chalky degree. There was a significant positive correlation between protein content and fatty acid value， amylose content and protein content， fatty acid value. In addition， there were correlations among other quality traits of japonica rice.

Key words Japonica rice;Recombinant inbred lines;Processing quality;Appearance quality;Nutritional quality

稻米是我國人民的主食，全世界也有50%左右的人以稻米為食［1］。在過去相當長的時間，為了解決溫飽問題，我國水稻生產和研究片面強調高產，對品質有所忽視。直到20世紀80年代左右，我國才較為系統地開展稻米品質育種以及品質分析研究，其中碾磨品質、蒸煮食味品質、外觀品質、營養品質關注較多。隨著生活水平的提高，人們開始追求從吃飽到吃好方向轉變，稻米的食味品質被人們廣泛關注。粳稻在我國主要作為人們的口糧進行消費，種植面積也在進一步擴大。因此，提高粳稻的食味品質已經成為品種改良的一個重要方向。

鑒于此，筆者以粳稻重組自交系為材料，對親本及群體的品質性狀進行分析，以期為選育品質優良的粳稻新品系提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

該研究以粳稻品種遼星1號與粳稻品系GY4為親本構建的重組自交系（RIL）群體為研究材料。

1.2 試驗方法 試驗在天津西青區王穩莊國家粳稻工程技術研究中心進行，試驗設立215個小區種植213個RIL群體及親本，每個小區4行，行長1.2 m，行距0.3 m，小區面積1.44 m2，整個生育期各個小區管理一致。待水稻成熟期，每個小區收獲2行，適當晾曬后使用脫粒機脫粒，每脫粒一個樣品，清理脫粒機。得到脫粒樣品后，去除殘留枝梗、空癟粒、沙石等，稱重，記錄數據。使用糙米機碾磨稻谷，得到糙米，稱重之后算出糙米率。使用SATAKA食味分析儀，測定糙米的蛋白質含量、直鏈淀粉含量以及脂肪酸值；使用精米機碾磨糙米，得到精米，稱重之后算出精米率；使用SATAKA食味分析儀，測定精米的蛋白質含量和直鏈淀粉含量；使用SATAKA外觀品質分析，測定精米粒型、整精米率、堊白粒率、堊白度、白度值等外觀品質。

1.3 數據處理

采用Excel和SPSS 25.0進行分析數據。

2 結果與分析

2.1 親本及RIL群體的品質性狀表現

由表1、2和圖1可知，RIL群體的品質性狀糙米率、精米率、整精米率、直鏈淀粉含量、蛋白質含量、脂肪酸值、堊白粒率、堊白度、長寬比、白度值基本上表現出連續分布現象。

圖1中橫坐標表示各個性狀表型值的區間范圍，縱坐標表示區間范圍內的株系數占群體的百分比，2個親本（遼星1號和GY4）的性狀表型值也在圖中標出。2個親本的糙米率分別為79.11%和77.58%，群體平均數為79.55%，變異范圍為73.78%～85.57%，屬于雙向超親，但是變異系數很小。2個親本的精米率分別為71.67%和66.84%，群體的變異系數也很小，變異范圍為48.28%～73.78%。2個親本的整精米率分別為82.80%和76.70%，群體最小值為16.00%，最大值為91.00%，極差很大。2個親本的直鏈淀粉含量、蛋白質含量、脂肪酸值差別不大，RIL群體后代呈單峰分布，峰值在親本之間，但群體的變異范圍很大，出現了明顯的超親現象，群體直鏈淀粉含量最低為20.0%，蛋白質含量最低為7.5%。2個親本的堊白粒率分別為0.4%和0，堊白度為0.1%和0，RIL群體后代的

堊白粒率和堊白度平均值分別為3.9%和1.0%，明顯高于親本的株系很少。2個親本的粒型差別也不大，都屬于長粒型，但是群體卻出現了部分偏圓粒株系。2個親本的白度值分別為30.8和33.9，群體平均值為35.0，變異范圍為28.2～39.0。

從以上分析可以看出，RIL群體后代的精米率多位于2個親本之間，整精米率大部分都低于2個親本，因此通過雜交分離而選擇精米率和整精米率更高的品系比較困難。而RIL群體后代的糙米率大部分高于2個親本，可以選擇出糙米率更高的品系。RIL群體蛋白質含量低于2個親本的株系占比很大，因此可以選擇出蛋白質含量更低的品系，從而提高食味值。

2.2 粳稻品質性狀的相關性分析

對粳稻RIL群體的糙米率、精米率、直鏈淀粉含量、蛋白質含量、脂肪酸值等10項品質指標進行相關性分析，結果如表3。

由表3可知，碾磨品質性狀中，精米率與糙米率、整精米率呈極顯著正相關（P<0.01），糙米率與整精米率呈顯著正相關（P<0.05）。

外觀品質性狀中，白度值與堊白粒率、堊白度、長寬比呈極顯著正相關；長寬比與直鏈淀粉含量、蛋白質含量、堊白粒率、堊白度呈極顯著負相關；堊白度與堊白粒率呈極顯著正相關。

食味品質性狀中，蛋白質含量與脂肪酸值呈極顯著正相關；直鏈淀粉含量與蛋白質含量、脂肪酸值呈極顯著正相關。

除此之外，碾磨品質、外觀品質和食味品質之間也存在不同程度的相關性。精米率與直鏈淀粉含量、蛋白質含量、脂肪酸值、白度值、堊白度、堊白粒率呈極顯著負相關；糙米率與直鏈淀粉含量、蛋白質含量、脂肪酸值、堊白度、堊白粒率呈極顯著負相關，與白度值呈顯著負相關；整精米率與白度值、堊白度、堊白粒率呈極顯著負相關，與長寬比呈極顯著正相關。直鏈淀粉含量與長寬比、白度值呈極顯著負相關，與堊白度、堊白粒率呈顯著負相關；蛋白質含量與堊白度、長寬比、白度值呈極顯著負相關，與堊白粒率呈顯著負相關；脂肪酸值與白度值呈極顯著負相關；長寬比與堊白粒率、堊白度呈極顯著負相關。

3 結論與討論

該研究對213份粳稻品系構成的重組自交系進行品質性狀分析，綜合分析可得到以下結論：對于外觀品質來說，堊白度平均值為0.97%，小于國標規定的粳稻品質標準2.0%。但是從極端值來看，堊白度為0～5.4%，存在很大的差異，堊白度、堊白粒率的變異系數達到了1.09和1.02，這都表明該自交系是分析外觀品質的良好材料。從相關性分析來看，堊白粒率與粳稻的外觀品質有著很大的關聯，當堊白粒率升高時，整精米率顯著下降；堊白粒率與長寬比呈現極顯著負相關，說明若要提高外觀品質，應注意在長粒品系中進行選擇。對于營養品質和食味品質來說，直鏈淀粉含量和蛋白質含量的均值分別為22.09%和9.86%，屬于粳稻的平均水平，且變異系數較小，變異程度較低。相關研究表明，蛋白質含量與食味值呈極顯著負相關［2-3］，且蛋白質含量低于9.00%的稻米食味較好［4］，因此在選育優質稻米時一定要注意蛋白質的含量，同時兼顧直鏈淀粉含量，同時對堊白粒率和堊白度等商品品質進行選擇。該RIL群體有62個株系蛋白質含量低于9.0%，可對其進行進一步的理化性質分析，并結合上述條件進行選擇。

該重組自交系的10個品質性狀之間存在不同程度的相關性，可根據其相關特點對優質品系進行選擇和改良。相關性分析顯示，整精米率與堊白粒率和堊白度呈極顯著負相關，這與闕補超等［5］的研究結果相同，說明降低堊白粒率就會提高整精米率，因此在栽培過程中，要注意減少氮肥的施用，降低稻米的堊白粒率，從而改善產品外觀，提高經濟效益。研究表明，蛋白質含量是衡量稻米品質的重要指標，蛋白質含量越低，稻米食味越好［6-7］。相關性分析顯示，蛋白質含量與長寬比呈極顯著負相關，這與徐正進等［2，8］的研究結果不同，他們認為長寬比與蛋白質含量呈顯著正相關。在該批材料的選擇過程中，應多選育長粒型的粳稻。脂肪酸值與糙米率和精米率呈極顯著負相關，說明脂肪酸的積累不利于稻米外觀品質的提升。

稻米品質大多為數量性狀，受到遺傳基礎和環境的影響較大，篩選品質較好的粳稻品系不能僅僅通過表型數據，還需要進行理化性質的分析。雖然稻米的外觀品質、營養品質以及食味值都可以通過儀器進行測定［9］，但是其結果只能作為一個參考，通過食味品嘗試驗得到的食味結果才最有效、可靠［10］，因此對品質優良的品系，還要進行后續的人工品嘗試驗。

參考文獻

［1］ 王彤，闕補超，夏明，等.水稻產量和品質的研究進展［J］.北方水稻，2017，47（2）：51-55.

［2］ 徐正進，陳溫福，馬殿榮，等.稻谷粒形與稻米主要品質性狀的關系［J］.作物學報，2004，30（9）：894-900.

［3］ 趙飛，劉建，曹高燚，等.水稻品質育種與優質化栽培問題的探討［J］.雜交水稻，2022，37（2）：1-6.

［4］ 王忠，顧蘊潔，陳剛，等.稻米的品質和影響因素［J］.分子植物育種，2003，1（2）：231-241.

［5］ 闕補超，唐亮，劉中卓.遼寧省優質粳稻新品系的品質分析［J］.北方水稻，2019，49（2）：17-20.

［6］ 曲紅巖，張欣，施利利，等.水稻食味品質主要影響因子分析［J］.江蘇農業科學，2017，45（6）：172-175.

［7］ 馬鵬，陶詩順，吳霞，等.四川盆地不同水稻品種稻米品質分析鑒定［J］.安徽農業科學，2014，42（28）：9936-9937，9941.

［8］ 潘國慶，陳新紅，張安存，等.粳稻粒型與稻米品質相關關系的研究［J］.安徽農業科學，2010，38（8）：3957-3959.

［9］ 劉建，張欣，崔晶，等.水稻品質分析儀在食味育種中的應用研究［J］.種子，2013，32（10）：15-20，24.

［10］ 劉建，谷守賢，崔晶.北方雜交粳稻的食味品質與其親本的相關性研究［J］.雜交水稻，2018，33（1）：50-54.