











收稿日期:2024-01-15
基金項目:江蘇省碳達峰碳中和科技創新專項(BE2022424);江蘇省農業科技自主創新基金項目[CX(24)2008、CX(22)1001];江蘇省重點研發計劃項目(BE2020319、BE2021336、BE2019377);國家水稻產業技術體系項目(CARS-01-28);揚州大學創新培育基金項目(135030250);江蘇高校優勢學科建設工程項目
作者簡介:劉坤倫(2000-),男,安徽宿州人,碩士,主要從事水稻優質高產栽培及生理研究。(E-mail)1969579614@qq.com
通訊作者:趙 燦,(E-mail)canzhao@yzu.edu.cn
摘要: 雜草稻(Oryza sativa f. spontanea)和栽培稻(Oryza sativa L.)同屬于稻屬,但是前者對后者的危害越來越大,雜草稻已經成為全球稻田三大惡性雜草之一。然而,關于雜草稻與栽培稻稻米品質差異特性的研究較少。為此,我們以采自江蘇省的16份雜草稻和12份栽培稻為試驗材料,比較雜草稻與栽培稻稻米品質的差異性,測定了加工品質、外觀品質、營養品質、蒸煮食味品質、質構特性和糊化特性。結果表明,與常規秈稻、常規粳稻和雜交稻相比,雜草稻直鏈淀粉含量分別顯著提高52.5%、84.3%、42.0%(Plt;0.05),蛋白質含量分別顯著提高57.5%、38.8%、76.3%(Plt;0.05),食味值分別顯著降低59.5%、58.5%、50.5%(Plt;0.05)。雜草稻米飯質構特性變異幅度較大,且硬度和彈性較大。除峰值時間和成糊溫度的變異系數較小外,雜草稻米粉其他糊化特性指標的變異系數較大,為21.25%~60.10%。相關性分析結果表明,食味值與整精米率、粒長、長寬比、峰值黏度、崩解值呈顯著或極顯著正相關,與堊白粒率、堊白度、直鏈淀粉含量、蛋白質含量、硬度、彈性、黏度、均衡值、消減值呈顯著或極顯著負相關。硬度與崩解值呈極顯著負相關,而與消減值呈極顯著正相關。可見,江蘇省雜草稻稻米品質性狀變異豐富,食味品質較差,但營養品質較高,擁有較大的潛在利用價值,可為蛋白質含量高的優質水稻種質資源的培育提供理論依據。
關鍵詞: 雜草稻;栽培稻;稻米品質;質構特性;糊化特性
中圖分類號: S511"" 文獻標識碼: A"" 文章編號: 1000-4440(2025)02-0221-10
Differential characteristics of rice grain quality between weedy rice and cultivated rice in Jiangsu province
LIU Kunlun, LIU Guangming, CHEN Yue, XIAN Yunyu, WANG Weiling, HUO Zhongyang, ZHAO Can
(Jiangsu Key Laboratory of Crop Genetics and Physiology/Jiangsu Key Laboratory of Crop Cultivation and Physiology/Agricultural College of Yangzhou University/Jiangsu Co-Innovation Center for Modern Production Technology of Grain Crops, Yangzhou 225009, China)
Abstract: Weedy rice (Oryza sativa f. spontanea) and cultivated rice (Oryza sativa L.) belong to the genus Oryza, but the former is more and more harmful to the latter, and has become one of the three malignant weeds in rice fields around the world. However, there are few studies on the quality differences between weedy rice and cultivated rice. Therefore, we used 16 weedy rice experimental materials and 12 cultivated rice experimental materials collected from Jiangsu province to compare the quality differences between weedy rice and cultivated rice, and determined the processing quality, appearance quality, nutritional quality, cooking and eating quality, texture characteristics and pasting properties. The results showed that compared with conventional indica rice, conventional japonica rice and hybrid rice, the amylose content of weedy rice increased significantly by 52.5%, 84.3% and 42.0% respectively (Plt;0.05), the protein content increased significantly by 57.5%, 38.8% and 76.3% respectively(Plt;0.05), and the taste value decreased significantly by 59.5%, 58.5% and 50.5% respectively(Plt;0.05). The texture characteristics of weedy rice varied greatly, and the hardness and elasticity were higher. In addition to peak time and pasting temperature, the coefficients of variation of other pasting characteristics of weedy rice ranged from 21.25% to 60.10%. The results of correlation analysis indicated that the taste value was significantly or extremely significantly positively correlated with head rice rate, grain length, length-width ratio, peak viscosity and disintegration value, and significantly or extremely significantly negatively correlated with chalky grain rate, chalkiness, amylose content, protein content, hardness, elasticity, viscosity, equilibrium value and setback value. Hardness was significantly negatively correlated with disintegration value, but was significantly positively correlated with setback value. It can be seen that the quality traits of weedy rice in Jiangsu province are rich in variation, the eating quality is poor, but the nutritional quality is high, and it has great potential utilization value, which can provide a theoretical basis for the cultivation of high-quality rice germplasm resources with high protein content.
Key words: Oryza sativa f. spontanea;Oryza sativa L.;grain quality;texture properties;pasting properties
雜草稻(Oryza sativa f. spontanea)通常比伴生水稻早發芽、早分蘗、早抽穗、早成熟,而且落粒性強[1]。Song等[2]認為雜草稻在競爭生長資源上比栽培稻更有優勢,從而影響栽培稻的產量和品質。但雜草稻也被認為是一種有用的種質資源,因為雜草稻已經成功適應了自然生長環境。早期研究結果揭示了雜草稻和粳稻品種之間的相容性[3],它們都屬于AA基因型,不存在生殖隔離,是栽培稻的一級基因源,通過雜交能選育出具有優良性狀的個體[4]。李茂柏等[5]通過對雜草稻和栽培稻進行耐老化處理,發現雜草稻含有相當優良的耐儲藏特性。魏毅等[6]發現雜草稻含有豐富的維生素B2以及鐵(Fe)、硒(Se)、鍺(Ge)等微量元素。同時,雜草稻在耐冷性、耐鹽性、耐旱性和發芽特性方面也具有許多優良基因[7-8]。這表明雜草稻可作為改良栽培稻品種和開發特種功能稻的遺傳資源。因此,對雜草稻資源進行收集、篩選和鑒定,并深入研究其優異的遺傳特性,對培育優質、多抗的新品種具有重要意義。
水稻是中國的主要糧食作物,超過60%人口以稻米為主食。近年來,隨著人民生活水平的提高,人們對稻米品質的要求也越來越高,因此優質稻米正逐漸成為消費者和稻米市場的首選[9]。當前,國內外對稻米品質的評價指標主要集中在加工、外觀、營養和蒸煮食味4個方面,其中食味指標最為重要[10-11],因此改良食味品質已成為水稻育種的重要目標。在實際生產中,收割栽培稻時,雜草稻也會隨之被一同收獲,影響了正常大米的銷售,甚至產生了一系列糾紛,嚴重損害了稻農的利益。因此,研究二者稻米品質的差異具有重要意義。雜草稻稻米的蒸煮品質和營養品質均存在較大變異性[12-13],而且與栽培稻相比,雜草稻的蛋白質含量較高[14]。前人對栽培稻稻米品質做了大量研究。孫興榮等[15]發現不同基因型水稻品種間的稻米品質差異明顯。阮新民等[16]認為未來品質育種的關鍵在于降低堊白粒率和堊白度,維持中等直鏈淀粉含量,并提升整精米率。龔金龍等[17]通過比較秈稻和粳稻的主要稻米品質指標,發現粳稻具有低堊白率、低蛋白質含量、高黏度淀粉含量等特性,為“秈轉粳”的實現提供了理論依據。有關雜草稻對栽培稻產量和品質的影響已有較多報道,而有關雜草稻和栽培稻稻米品質差異的研究較少。為了全面了解江蘇省雜草稻稻米品質特性,進一步明確雜草稻與栽培稻在稻米品質上的差異,本研究擬對16個雜草稻和12個栽培稻的加工品質、外觀品質、營養品質、質構特性、蒸煮食味品質和糊化特性等方面進行比較分析,以期為進一步防治和綜合利用雜草稻提供理論依據。
1 材料與方法
1.1 試驗材料
供試的16份雜草稻樣本采集于江蘇省各市(表1),試驗材料編號為RRL01~RRL16,其伴生水稻品種均為江蘇省大面積種植的主推品種,均為單株采集,供試雜草稻在試驗過程中均未發現性狀分離。12個供試栽培稻品種包括4個常規粳稻(南粳46、南粳9108、寧粳7號、南粳0212)、4個常規秈稻(揚稻6號、黃華占、美香占2號、象牙香占)、4個雜交稻(甬優2640、甬優1540、野香優莉絲、豐優香占)。
1.2 試驗設計
本試驗于2020年在揚州大學沙頭試驗基地(32°19′N,119°31′E)進行,土壤類型為潴育型水稻土,黏性質地。0~20 cm土層的有機質含量為31.72 g/kg,全氮含量為1.96 g/kg,速效鉀含量為165.26 mg/kg,速效磷含量為62.54 mg/kg。每份試驗材料設置3個重復,小區面積4 m×3 m,栽插密度為每穴2苗,行株距為30 cm×14 cm。磷肥(施用量為650 kg/hm2)和鉀肥(施用量為300 kg/hm2)在移栽前作基肥一次性施用,尿素(含氮量46%)按基肥∶分蘗肥∶穗肥=4∶3∶3施用。施用五氟磺草胺和氰氟草酯進行雜草防除。其他措施和田間管理按常規栽培要求實施。
1.3 試驗方法
1.3.1 稻米品質測定 按照Zhao等[18]的方法測定雜草稻和栽培稻的稻米品質相關指標,包括加工品質指標(糙米率、精米率、整精米率)、外觀品質指標(粒長、粒寬、長寬比、堊白粒率、堊白度)、營養品質指標和蒸煮食味品質指標(蛋白質含量、食味值、直鏈淀粉含量、膠稠度)。
1.3.2 質構特性測定 采用英國Stable Micro Systems公司生產的TA-XT2i質構儀進行質構分析。通過探頭2次擠壓米飯,獲得壓力-位移曲線,根據曲線計算米飯的硬度、黏度、彈性和均衡值等質構參數。采用Measure force in compression測試模式,將3粒米飯呈環形擺放,用P/75圓盤擠壓探頭,壓縮程度70%,壓縮速率0.5 mm/s,測試速率30 mm/min,觸發力5 g,感應元量程500 N,上升高度10 mm[19]。
1.3.3 糊化特性測定 采用Zhao等[18]的方法測定糊化特性相關指標,主要包括峰值黏度、熱漿黏度、崩解值、最終黏度、消減值、峰值時間、成糊溫度和回復值。
1.4 數據分析
采用Microsoft Excel 2019進行數據統計,采用SPSS 23.0軟件進行數據方差分析,采用Origin 2021作圖。
2 結果與分析
2.1 雜草稻稻米加工品質
表2顯示,雜草稻糙米率的變化幅度為77.23%~82.27%,平均值為79.68%,糙米率在82.00%以上的試驗材料有1份,編號為RRL05,糙米率為82.27%。RRL10的精米率最小,為62.33%;RRL15的精米率最大,為73.34%。所有試驗材料精米率的平均值為68.24%,多數試驗材料的精米率在68.00%以上,占62.5%。精米率在72.00%以上的試驗材料有2份,編號分別為RRL05(精米率為72.23%)和RRL15(精米率為73.34%)。整精米率的變化幅度為38.06%~64.44%,平均值為55.04%,其中整精米率在60.00%以上的試驗材料有5份,編號分別為RRL01(整精米率為60.30%)、RRL07(整精米率為61.96%)、RRL11(整精米率為62.59%)、RRL13(整精米率為64.44%)和RRL15(整精米率為60.48%)。雜草稻糙米率和精米率的變異系數較小,分別為1.58%和4.29%,而整精米率變異系數較大,達到13.06%。
圖1顯示,常規粳稻的糙米率和精米率最高,分別為84.64%和73.34%,糙米率比雜草稻高6.22%。雜草稻糙米率高于栽培稻糙米率平均值的試驗材料僅有5份,占雜草稻的31.25%;而雜草稻精米率高于栽培稻精米率平均值的試驗材料有4份,占雜草稻的25.00%。說明栽培稻的加工品質相對穩定,而雜草稻耐碾磨性差。從整精米率來看,常規粳稻的整精米率最高,達62.18%。雜草稻的整精米率高于栽培稻整精米率平均值的試驗材料有5份,占雜草稻的31.25%。參試的16份雜草稻試驗材料中,RRL04、RRL14和RRL15的加工品質較好,可作為重點材料加以挖掘和利用。
2.2 雜草稻稻米外觀品質
表3顯示,雜草稻稻米的粒長和粒寬分別為4.95~6.19 mm和2.28~2.88 mm,變異幅度較小,變異系數分別為5.41%和5.57%。雜草稻稻米的長寬比為1.86~2.60,變異系數為7.97%,長寬比平均值為2.15。有7份雜草稻試驗材料的稻米長寬比高于所有雜草稻長寬比的平均值,占雜草稻的43.75%。雜草稻稻米堊白粒率變化范圍為5.40%~76.05%,平均值為29.36%,變異系數達到57.91%,變異幅度大。其中,有1份試驗材料(RRL15)的稻米堊白粒率在15.00%以下,為5.40%,米粒外觀較好,占雜草稻的6.25%;有15份試驗材料的稻米堊白粒率在20.00%以上,外觀較差。雜草稻稻米堊白度為1.12%~27.00%,平均值為9.44%,變異系數大,達到63.36%。堊白度低于5.00%的試驗材料有2份,分別為RRL06(4.80%)和RRL15(1.12%)。參試雜草稻中有14份試驗材料的稻米堊白度低于15.00%,籽粒外觀好,占比為87.50%,其余試驗材料的稻米堊白度大,外觀品質差。
圖2顯示,雜草稻稻米粒長和長寬比顯著低于常規秈稻和雜交稻,高于常規粳稻。雜草稻稻米粒寬高于常規秈稻和雜交稻,但低于常規粳稻。常規秈稻、常規粳稻、雜交稻和雜草稻稻米的堊白粒率、堊白度變異幅度均較小,差異不顯著。常規秈稻、常規粳稻和雜交稻的稻米堊白粒率和堊白度平均值分別為18.02%和4.58%。雜草稻稻米堊白粒率高于18.02%的試驗材料有13份,占雜草稻的81.25%;而堊白度高于4.58%的試驗材料有15份,占雜草稻的93.75%。上述結果表明雜草稻高堊白粒率和高堊白度導致了其外觀品質較差,但堊白粒率和堊白度變異幅度大,其中RRL06和RRL15外觀品質較好。
2.3 雜草稻稻米的營養品質和蒸煮食味品質
表4顯示,雜草稻稻米直鏈淀粉含量為16.52%~30.35%,平均值為25.66%,變異系數為16.09%。直鏈淀粉含量最低和最高的試驗材料分別是RRL15和RRL03。其中,有12份試驗材料稻米的直鏈淀粉含量高于25.66%,占雜草稻的75.00%。蛋白質含量最低為9.77%(RRL13),最高為12.41%(RRL03),平均值為10.58%,變異系數為6.74%。其中,蛋白質含量高于10.58%的試驗材料有7份,占雜草稻的43.75%;蛋白質含量為9.00%~10.58%的試驗材料有9份,占雜草稻的56.25%。膠稠度為31.33~86.67 mm,變異系數達到27.76%。有13份試驗材料的膠稠度在50.00 mm以上,占雜草稻的81.25%。食味值的最大值為44.50(RRL15),食味值超過40.00的試驗材料有2份(RRL15、RRL16),占雜草稻的12.50%。
圖3顯示,與常規秈稻、常規粳稻和雜交稻相比,雜草稻稻米直鏈淀粉含量分別顯著顯著提高52.5%、84.3%、42.0%(P<0.05),蛋白質含量分別顯著提高57.5%、38.8%、76.3%(P<0.05),食味值分別顯著降低59.5%、58.5%、50.5%(P<0.05)。膠稠度低于3類栽培稻平均值的雜草稻試驗材料有7份,占比43.75%;而雜草稻的食味值均低于3類栽培稻。表明雜草稻營養品質較優,但蒸煮食味品質較差。
2.4 雜草稻米飯的質構特性
表5顯示,雜草稻米飯硬度為199.10~338.61 g,變異幅度較大,變異系數為15.36%,平均值為253.54 g。有6份試驗材料的硬度值高于253.54 g,占雜草稻的37.50%;硬度值低于200.00 g的試驗材料有1份(RRL07)。雜草稻彈性值為0.47%~0.63%,變異系數為8.47%,其中有8份試驗材料的彈性值高于0.58%,占雜草稻的50.00%。雜草稻黏度絕對值為255.00~1 691.89 g,變異幅度較大,變異系數為42.07%。黏度的絕對值大于1 200.00 g的試驗材料有2份,分別為RRL06和RRL10。均衡值變異幅度最大,變異系數達56.41%。其中有4份試驗材料均衡值的絕對值在0.09以上,占雜草稻的25.00%。
圖4顯示,與常規秈稻、常規粳稻和雜交稻相比,雜草稻米飯的硬度分別顯著提高27.67%、48.02%、26.67%。與常規粳稻相比,雜草稻的彈性顯著提高11.12%。與常規秈稻、常規粳稻和雜交稻相比,雜草稻的均衡值顯著降低60.17%、58.97%、49.71%。雜草稻黏度低于常規秈稻、常規粳稻和雜交稻的黏度平均值的試驗材料有4份,占雜草稻的25.00%。所有參試雜草稻試驗材料中,米飯質構特性較好的材料是RRL12。
2.5 雜草稻米粉糊化特性
表6顯示,峰值時間和成糊溫度的變化較小,變異系數分別為3.92%和2.73%,其他指標的變異系數較大,為21.25%~60.10%。其中消減值變異系數最大,其次是回復值、熱漿黏度、最終黏度、崩解值、峰值黏度。峰值黏度、熱漿黏度、崩解值和最終黏度在平均值以上的試驗材料分別有8份、8份、7份和8份,分別占雜草稻的50.00%、50.00%、43.75%和50.00%。消減值為72~1 277 cP,均值為524 cP,其中有2份試驗材料消減值在300以下,占雜草稻的12.50%,分別為RRL03和RRL15。成糊溫度低于平均值的雜草稻試驗材料有8份,占比50.00%。其中RRL07和RRL03的成糊溫度較低,分別為78.07 ℃和78.32 ℃。
圖5顯示,不同類型水稻的米粉糊化特性之間存在明顯的差異。雜交稻的峰值黏度、熱漿黏度和崩解值最高,分別比雜草稻高42.2%、30.8%和72.4%。雜草稻的峰值黏度、熱漿黏度、崩解值和峰值時間最低,最終黏度和成糊溫度介于常規粳稻和雜交稻之間,而回復值和消減值最高。
2.6 雜草稻和栽培稻稻米品質指標間的相關性分析
圖6顯示,在加工品質中,糙米率與粒長、最終黏度和消減值呈極顯著或顯著負相關,與粒寬呈極顯著正相關;精米率與消減值呈極顯著負相關;整精米率與堊白粒率、堊白度呈極顯著負相關,與食味值呈顯著正相關。在外觀品質中,粒長與長寬比、食味值、峰值黏度、崩解值、最終黏度呈顯著或極顯著正相關,與粒寬和蛋白質含量呈極顯著負相關;粒寬與長寬比、峰值黏度、崩解值和最終黏度呈顯著或極顯著負相關;長寬比與堊白粒率、堊白度、蛋白質含量、均衡值呈顯著或極顯著負相關,與熱漿黏度、最終黏度、食味值、峰值黏度、崩解值呈顯著或極顯著正相關;堊白粒率和堊白度與直鏈淀粉含量、蛋白質含量、均衡值呈顯著或極顯著正相關,與食味值、崩解值呈顯著或極顯著負相關;堊白度與堊白粒率呈極顯著正相關,與彈性呈顯著正相關。在營養品質中,直鏈淀粉含量與蛋白質含量、硬度、彈性、黏度、均衡值、消減值呈極顯著正相關,與食味值、峰值黏度、崩解值呈極顯著負相關;蛋白質含量與硬度、彈性、黏度、均衡值、消減值呈顯著或極顯著正相關,與食味值、峰值黏度、熱漿黏度、崩解值呈顯著或極顯著負相關。在蒸煮食味品質中,膠稠度與熱漿黏度、最終黏度、消減值呈極顯著負相關;食味值與整精米率、粒長、長寬比、峰值黏度、崩解值呈顯著或極顯著正相關,與堊白粒率、堊白度、直鏈淀粉含量、蛋白質含量、硬度、彈性、黏度、均衡值、消減值呈顯著或極顯著負相關。分析米飯質構特性各參數,彈性與峰值黏度呈顯著負相關;除黏度外,質構特性其他參數與崩解值呈極顯著負相關,硬度、均衡值與消減值呈極顯著正相關。從快速黏度分析儀(RVA)譜特征值來看,峰值黏度與熱漿黏度、崩解值、最終黏度呈極顯著正相關;熱漿黏度與最終黏度、消減值呈極顯著或顯著正相關;消減值與最終黏度呈極顯著正相關,與崩解值呈極顯著負相關。
3 討論
稻米品質不僅受土壤類型、氣候條件、氮素施用的影響,還取決于水稻類型[20]。雜草稻具有早熟、根系活性強和氮素利用率高等特點[21-22],本研究指出,江蘇省部分地區的雜草稻與栽培稻在稻米品質指標上存在顯著差異。就加工品質而言,雜草稻的精米率、整精米率與栽培稻不存在顯著差異,這與周勇軍等[14]的研究結果一致。部分雜草稻外觀品質相關指標,尤其是堊白粒率和堊白度大于栽培稻,這可能是雜草稻早熟[21,23],灌漿結實期較短,雜草稻灌漿時環境溫度高于栽培稻,較高的環境溫度降低了籽粒致密性[24],使堊白增加,惡化了外觀品質。雜草稻粒長和長寬比介于常規粳稻和常規秈稻之間,這與前人研究結果[14]一致。在營養品質和蒸煮食味品質方面,我們發現雜草稻的直鏈淀粉含量和蛋白質含量顯著高于栽培稻,膠稠度與栽培稻無顯著差異,而食味值顯著低于栽培稻。究其原因,可能是雜草稻擁有更強的根系活力[18],保證了籽粒中碳氮代謝相關酶的活性,促進氮素的吸收、轉運和利用,從而提高了籽粒中直鏈淀粉含量和蛋白質含量。前人研究發現,高直鏈淀粉含量和蛋白質含量會顯著降低稻米食味值[25],這與本研究結果一致。此外,有關雜草稻和栽培稻米粉蛋白質組分和游離氨基酸含量的差異特性,還有待進一步研究。在質構特性方面,雜草稻的硬度和彈性較高,而黏度和均衡值較低。朱大偉等[26]發現高蛋白質含量和高直鏈淀粉含量會導致米飯硬度大、黏度低,質地變差。在RVA譜特征方面,雜草稻的崩解值顯著低于栽培稻,消減值較高,熱漿黏度較低,表明雜草稻淀粉黏滯性較差。這可能是因為雜草稻稻米淀粉顆粒間蛋白質含量高,抑制了淀粉的糊化和膨脹,使淀粉顆粒間空隙變小,降低吸水速率,進而導致黏度降低。同時,直鏈淀粉含量高會抑制淀粉受熱時的膨脹,從而提高了蒸煮時的糊化溫度[27]。總體來看,與栽培稻相比,雜草稻的整精米率較低、硬度大、黏度低、食味差,這可能是因為育種家們為了滿足人們的需求,通過人工定向變異選擇,不斷篩選出整精米率高、外觀品質好、食味佳的優質稻米,而雜草稻的品質性狀是自然選擇的結果。據報道,中國雜草稻均起源于栽培稻,起源方式為獨立去馴化起源[28]。我們推測控制雜草稻稻米品質性狀的相關基因也是通過獨立去馴化起源方式形成的,且具有新的遺傳效應,雜草稻和栽培稻稻米品質差異相關分子機制有待進一步研究。
綜合分析雜草稻和栽培稻稻米品質相關指標,并進行相關性分析,結果表明雜草稻和栽培稻各稻米品質指標間存在一定的相關性。其中,加工品質與米飯質構特性關系較為密切,糙米率和精米率越高,米飯彈性和黏度就越差,這與朱大偉等[26]的研究結果類似。營養品質與外觀品質關系密切,蛋白質含量和直鏈淀粉含量越高,堊白粒率和堊白度就越高,該結果與曠娜等[29]的研究結果一致。蒸煮食味品質與米飯質構特性關系密切,一般認為,膠稠度大,硬度小,食味越佳,這與本研究結果相符。李剛等[30]認為米粉糊化特性與外觀品質關系最為密切,堊白粒率和堊白度是影響稻米外觀品質的重要因素。本研究發現堊白度和堊白粒率越大,崩解值越低。米飯質構特性與黏滯性關系密切,米飯硬度和彈性越大,崩解值就越低,消減值就越大,這是因為直鏈淀粉在糊化過程中受剪切力作用,導致淀粉顆粒崩解的較少[31]。本研究結果表明,熱漿黏度、峰值黏度與消減值相關性沒有達到極顯著水平。值得一提的是,本研究發現食味值和直鏈淀粉含量與米粉糊化特性的關系密切,可能是由淀粉熱力學特性和精細結構決定的,相關內在機制有待進一步研究。
隨著社會經濟的發展和人們生活水平的提高,人們對優質稻米的需求也越來越多樣化,功能性稻米逐漸受到人們的重視[32]。然而雜草稻和栽培稻之間抗性淀粉的含量以及相關營養品質指標的差異性,還有待進一步研究。國際水稻研究所(IRRI)通過雜交方法培育出含鐵量比普通水稻高60%的高產水稻IR164。先正達公司培育出類胡蘿卜素含量是普通水稻23倍的新型稻米,為解決貧困地區維生素A的缺乏問題提供了潛在的解決方案。本研究發現江蘇省部分地區雜草稻的品質雖然整體較差,但其變異豐富,遺傳基礎較寬。例如:雜草稻蛋白質含量最高達12.41%,顯著高于栽培稻。針對蛋白質含量較高的雜草稻材料,能夠加工生產出營養價值高的稻米,對改善貧困地區營養不良狀況具有重要意義。而蛋白質含量較低的雜草稻材料,其口感、食味較好,應加大生理特性方面的研究。雜草稻直鏈淀粉含量最高達30.35%,顯著高于栽培稻,在今后的研究中,我們可以有針對性地利用雜草稻直鏈淀粉含量高這一特點。同時,本研究篩選了一批糊化特性良好的雜草稻試驗材料,可供育種利用。可見,雜草稻在稻米品質方面有較大的潛在利用價值。針對具有良好稻米品質的雜草稻試驗材料,可通過三種方式加以利用:一是從天然雜草稻試驗材料中鑒定出含有特殊稻米品質的水稻資源,結合常規育種技術進行育種和利用;二是轉基因方式,即通過基因工程將稻米優異品質的外源基因轉入栽培稻基因組,進而獲得改良的特殊品質;三是通過現代分子生物學手段,比如分子標記輔助選擇,并緊密結合常規育種程序,進行多種有利的功能基因聚合育種。因此,今后需進一步采集雜草稻野生資源,挖掘雜草稻資源中更多的優異品質和優良性狀,并結合現代育種技術,培育功能型水稻,來滿足社會對不同功能型大米消費的需求。
4 結論
江蘇省雜草稻稻米的精米率與栽培稻類似,硬度大,峰值黏度低,崩解值小,食味值低,但是其直鏈淀粉含量和蛋白質含量顯著高于栽培稻。雜草稻稻米的品質性狀變異大,可作為豐富的種質資源加以挖掘利用。直鏈淀粉含量和蛋白質含量高的材料可用于開發特種功能稻,以此來合理利用雜草稻的優異性狀,豐富水稻種質資源,為稻米品質改良提供新的思路。
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(責任編輯:王 妮)