不同類型水稻品種米質(zhì)的差異研究

胡晉豪，徐慶國，黃 琳

(1湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院，長沙410128;2常德市總工會，湖南常德415000;3常德市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所，湖南常德415000)

隨著生活水平的提高，人們對稻米品質(zhì)的要求也越來越高。在水稻高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的基礎(chǔ)上，如何改善和提高稻米品質(zhì)已經(jīng)成為水稻育種的主要目標(biāo)。而且稻米品質(zhì)直接關(guān)系到其商品價(jià)值和稻農(nóng)的經(jīng)濟(jì)效益，因此，選育高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)水稻品種(組合)已成為水稻育種工作者面臨的緊要任務(wù)。日本、美國、泰國、巴基斯坦等國家很早就注重水稻品質(zhì)改良工作［1～7］。我國1985年才正式開展有組織的水稻品質(zhì)育種［8～10］，在此之前一直以高產(chǎn)育種為主。為了弄清我國近年雜交稻米質(zhì)現(xiàn)狀，特別弄清三系雜交稻、兩系雜交稻與常規(guī)稻品種米質(zhì)的差異，筆者對多個不同類型水稻品種的米質(zhì)性狀進(jìn)行了比較分析，試圖找出不同類型水稻品種主要米質(zhì)性狀的遺傳差異，為今后的優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)水稻新品種選育及栽培提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 供試水稻品種

供試材料為近年湖南省生產(chǎn)上大面積推廣應(yīng)用與最新選育的81個秈稻品種(組合)。將各供試水稻品種(組合)分為7種類型:兩系雜交早稻(12個)、三系雜交早稻(8個)，兩系雜交中稻(8個)、三系雜交中稻(7個)，常規(guī)晚稻(14個)、兩系雜交晚稻(7個)、三系雜交晚稻(22個)(表1)。所有供試品種(組合)種子均由各品種的育種單位提供原種種子。

表1 供試水稻品種(組合)Table 1 Rice cultivars(combinations)in the experiment

1.2 田間試驗(yàn)方法

2012年將上述品種(組合)種植在常德市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所試驗(yàn)田。早稻3月27日播種，4月27日移栽;中稻5月25日播種，6月28日移栽;晚稻6月21日播種，早熟類型7月12日移栽，中、遲熟類型7月16日移栽。各品種(組合)隨機(jī)區(qū)組排列，3次重復(fù)，小區(qū)面積13.3 m2。區(qū)組間、品種間均留走道，四周設(shè)4行以上的保護(hù)行。栽植密度早稻16.7 cm×20 cm、中稻20 cm×26.6 cm、晚稻20 cm×20 cm。劃行移栽，每穴栽2粒谷秧。栽培管理同一般大田生產(chǎn)。各小區(qū)單收后，稻谷按品種(組合)混合分別取樣進(jìn)行稻米品質(zhì)性狀分析。

1.3 米質(zhì)分析方法

所有種子于室溫下平衡水分3個月后，用糙米機(jī)脫殼，再用精米機(jī)去糙，分析各樣品的糙米率;然后研磨成精米，分析各樣品精米率、整精米率、精米長、長/寬、堊白面積、堊白粒率、堊白度、糊化溫度等米質(zhì)性狀;再將各測試樣品研磨成米粉，分析直鏈淀粉含量、膠稠度、蛋白質(zhì)含量等米質(zhì)性狀。所有米質(zhì)性狀分析方法均按照中華人民共和國農(nóng)業(yè)部《優(yōu)質(zhì)食用稻米》標(biāo)準(zhǔn)(NY147－88)進(jìn)行。

所有品種的各米質(zhì)性狀均重復(fù)分析3次，結(jié)果取平均值。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

所有數(shù)據(jù)用Excel 2003進(jìn)行原始數(shù)據(jù)整理，然后用DPS7.05v軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同類型水稻品種碾米品質(zhì)的差異

由表2可知，不同類型品種(組合)的糙米率變幅不大，兩系雜交中稻糙米率(81.6%)最高，兩系雜交早稻糙米率(79.3%)最低;不同類型水稻品種(組合)的精米率變幅也不大，兩系雜交晚稻精米率(72.1%)最高，兩系雜交早稻精米率(69.7%)最低;而整精米率變幅極差高達(dá)11.3%，其中，兩系雜交晚稻整精米率(66.8%)最高，三系雜交早稻整精米率(55.5%)最低。

表2 不同類型水稻品種碾米品質(zhì)比較Table 2 The comparison on milling quality among different types of rice cultivars

綜合評價(jià)結(jié)果，早稻的碾米品質(zhì)最差，中稻的碾米品質(zhì)次之，晚稻的碾米品質(zhì)較好;三系雜交稻的碾米品質(zhì)比兩系雜交稻的碾米品質(zhì)差。

2.2 不同類型水稻品種外觀品質(zhì)的差異

由表3可知，不同類型水稻品種(組合)的粒長差異不大，其中，三系雜交中稻粒長(7.2 mm)最長，兩系雜交早稻粒長(6.5 mm)最短;不同類型水稻品種(組合)的長/寬變幅極差為1.0，與其粒長變幅極差相近，其中，常規(guī)晚稻品種長/寬(3.7)最高，兩系雜交早稻長/寬(2.7)最低;不同類型水稻品種(組合)的堊白粒率變幅極差高達(dá)61.5%，其中，兩系雜交早稻堊白粒率(79.0%)最高，常規(guī)晚稻堊白粒率(17.5%)最低;不同類型水稻品種(組合)的堊白度變幅極差為7.6%，其中，兩系雜交早稻堊白度(9.6%)最高，常規(guī)晚稻堊白度(2.0%)最低;而不同類型水稻品種(組合)的透明度變幅極差僅為0.8級，其中，兩系雜交早稻透明度(2.8級)最高，常規(guī)晚稻品種透明度(2.0級)最低。

綜合評價(jià)結(jié)果，早稻的外觀品質(zhì)最差，中稻的外觀品質(zhì)次之，晚稻的外觀品質(zhì)較好。

2.3 不同類型水稻品種蒸煮食味品質(zhì)的差異

由表4可知，不同類型水稻品種(組合)的直鏈淀粉含量平均值變幅極差高達(dá)10.0%，其中，兩系雜交早稻直鏈淀粉含量(22.1%)最高，兩系雜交中稻直鏈淀粉含量(13.8%)最低;不同類型水稻品種(組合)的膠稠度米膠長平均值變幅極差為24.6 mm，其中，兩系雜交中稻膠稠度米膠長(84.4 mm)最長，兩系雜交早稻膠稠度米膠長(59.8 mm)最短;不同類型水稻品種(組合)的糊化溫度堿消值平均值變幅極差為2.5級，差異較大，其中，常規(guī)晚稻品種糊化溫度堿消值(5.7級)最高，三系雜交早稻糊化溫度堿消值(3.2級)最低。

表3 不同類型水稻品種外觀品質(zhì)比較Table 3 The comparison on appearance quality among different types of rice cultivars

表4 不同類型水稻品種蒸煮食味品質(zhì)比較Table 4 The comparison on cooking and eating quality among different types of rice cultivars

綜上所述，不同類型水稻品種(組合)的蒸煮食味品質(zhì)性狀中，以直鏈淀粉含量、膠稠度米膠長與堿消值的差異較大，表明目前不同類型水稻品種(組合)的蒸煮食味品質(zhì)還存在較大的差異;而中(晚)稻品種(組合)的蒸煮食味品質(zhì)性狀總體上均優(yōu)于早稻品種(組合)的蒸煮食味品質(zhì)性狀，表現(xiàn)為中(晚)稻品種(組合)的直鏈淀粉含量較低，膠稠度米膠長較長，堿消值較低，因此，其米飯較軟，糊化溫度較低。

2.4 不同類型水稻品種優(yōu)質(zhì)米達(dá)標(biāo)率的差異

由表5可知，不同類型水稻品種(組合)的糙米率中，只有三系雜交中稻組合的1級優(yōu)質(zhì)米達(dá)標(biāo)率為100.0%;雜交早稻組合精米率的各級優(yōu)質(zhì)米達(dá)標(biāo)率均低于中(晚)稻品種(組合);在整精米率中，兩系雜交晚稻組合和常規(guī)晚稻品種的1級優(yōu)質(zhì)米達(dá)標(biāo)率均為100.0%，而三系雜交早稻整精米率的1級優(yōu)質(zhì)米達(dá)標(biāo)率最低，僅為37.5%。

表5 不同類型水稻品種優(yōu)質(zhì)米達(dá)標(biāo)率(%)Table 5 The high quality rice standard rate of different types of rice cultivars

碾米品質(zhì)性狀的優(yōu)質(zhì)米達(dá)標(biāo)率存在明顯的類型間差異。雜交早稻糙米率1、2、3級優(yōu)質(zhì)米達(dá)標(biāo)率達(dá)到100%;雜交中稻1級優(yōu)質(zhì)米糙米率達(dá)標(biāo)率為86.7%(無2、3 級優(yōu)質(zhì)米組合);晚稻品種 1、2、3 級優(yōu)質(zhì)米糙米率達(dá)標(biāo)率為100%。雜交早稻1、2、3級優(yōu)質(zhì)米精米率達(dá)標(biāo)率分別為 60.0%、15.0%、15.0%;雜交中稻1、2、3級優(yōu)質(zhì)米精米率達(dá)標(biāo)率分別為86.7%、0、6.7%;晚稻品種 1、2、3 級優(yōu)質(zhì)米精米率達(dá)標(biāo)率分別為67.4%、9.3%、23.3%。雜交早稻1、2、3級優(yōu)質(zhì)米整精米率達(dá)標(biāo)率分別為55.0%、15.0%、15.0%;雜交中稻1、2、3級優(yōu)質(zhì)米整精米率達(dá)標(biāo)率分別為80.0%、0、6.7%;晚稻品種1、2、3級整優(yōu)質(zhì)米精米率達(dá)標(biāo)率分別為97.7%、2.3%、0。

外觀品質(zhì)性狀的優(yōu)質(zhì)米達(dá)標(biāo)率也存在明顯的類型間差異。雜交中稻組合粒長的1級優(yōu)質(zhì)米達(dá)標(biāo)率最高，為100%;而雜交早稻組合粒長的1級優(yōu)質(zhì)米達(dá)標(biāo)率較低。雜交早稻長/寬的1級優(yōu)質(zhì)米達(dá)標(biāo)率也較低，分別為33.3%和87.5%;而各類型中稻與晚稻品種長/寬的1級優(yōu)質(zhì)米達(dá)標(biāo)率均達(dá)到了100%。在堊白粒率中，常規(guī)晚稻品種堊白粒率的1、2、3級優(yōu)質(zhì)米達(dá)標(biāo)率最高，達(dá)到了92.86%，而雜交早稻與雜交中稻組合，均無優(yōu)質(zhì)米達(dá)標(biāo)組合;各類型水稻品種(組合)的堊白度的優(yōu)質(zhì)米達(dá)標(biāo)率的變化規(guī)律與其堊白粒率類似。

蒸煮食味品質(zhì)性狀的優(yōu)質(zhì)米達(dá)標(biāo)率存在明顯的類型間差異。不同類型水稻品種(組合)的直鏈淀粉含量的1、2、3級優(yōu)質(zhì)米達(dá)標(biāo)率大小依次為常規(guī)晚稻(92.9%)、三系雜交晚稻(91.1%)、兩系雜交晚稻(85.8%)、兩系雜交早稻(83.3%)、三系雜交中稻(57.8%)、三系雜交早稻(50.0%)、兩系雜交中稻。不同類型水稻品種(組合)膠稠度的1、2、3級優(yōu)質(zhì)米達(dá)標(biāo)率差異較小，而不同類型水稻品種(組合)膠稠度的1級優(yōu)質(zhì)米達(dá)標(biāo)率差異極大，其大小依次為常規(guī)晚稻(71.4%)、三系雜交晚稻(50.0%)、三系雜交早稻(50.0%)、兩系雜交中稻(42.9%)、兩系雜交晚稻(42.8%)、三系雜交中稻(20.0%)、兩系雜交早稻(16.7%)。

3 討論

稻米品質(zhì)性狀表現(xiàn)主要受品種(組合)的遺傳背景影響。本研究結(jié)果表明，不同類型水稻品種(組合)各碾米品質(zhì)性狀，以整精米率的變異系數(shù)最大，精米率的變異系數(shù)居中，糙米率的變異系數(shù)最小，即不同類型水稻品種(組合)整精米率的遺傳變異最大，是稻米碾米品質(zhì)的重點(diǎn)改良性狀;不同類型水稻品種(組合)各外觀品質(zhì)性狀，以堊白度與堊白粒率的變異系數(shù)最大，透明度的變異系數(shù)居中，精米(稻谷)粒型(長/寬)與精米(稻谷)長的變異系數(shù)最小，即不同類型水稻品種(組合)的堊白度與堊白粒率的遺傳變異最大，是稻米外觀品質(zhì)的重點(diǎn)改良性狀。但不同類型水稻品種(組合)各蒸煮食味品質(zhì)性狀的變異系數(shù)差異不大。直鏈淀粉含量、膠稠度與糊化溫度等品質(zhì)性狀均是與稻米淀粉特性及直鏈、支鏈淀粉比例等相關(guān)的性狀，應(yīng)重點(diǎn)改良稻米直鏈淀粉含量性狀，特別應(yīng)注意不能過分強(qiáng)調(diào)降低稻米直鏈淀粉含量。這是因?yàn)榈久字辨湹矸酆渴怯绊懨罪堖m口性的重要因素，雖然選擇較低的直鏈淀粉含量可在一定程度上使得稻米品味變佳，但稻米直鏈淀粉含量過低，煮出的米飯就會太黏、味淡、食味差，因此，今后雜交稻組合的配組應(yīng)特別注重雜交稻父母本直鏈淀粉含量的改良，特別應(yīng)注意適當(dāng)提高雜交中、晚稻父、母本品種的直鏈淀粉含量。

本研究結(jié)果還表明，不同類型水稻稻米品質(zhì)性狀的品種(組合)間差異性較大，常規(guī)晚稻品種的碾米品質(zhì)、外觀品質(zhì)和蒸煮食味品質(zhì)性狀均明顯優(yōu)于雜交中(晚)稻組合，尤其表現(xiàn)為常規(guī)晚稻品種的長/寬、堊白粒率、堊白度、堿消值和透明度等米質(zhì)性狀較優(yōu)異;而雜交中(晚)稻組合的碾米品質(zhì)、外觀品質(zhì)和蒸煮食味品質(zhì)性狀又明顯優(yōu)于雜交早稻。因此，今后應(yīng)加強(qiáng)雜交水稻各米質(zhì)性狀的改良，努力選育新的優(yōu)質(zhì)雜交稻不育系和恢復(fù)系，從而盡快提高我國雜交水稻的整體米質(zhì)水平。另外，晚稻品種的整體米質(zhì)水平優(yōu)于中稻，而兩系雜交稻的整體米質(zhì)水平比三系雜交稻低，兩系雜交早稻組合的各米質(zhì)性狀表現(xiàn)最差。因此，必須重視加強(qiáng)兩系雜交早稻各米質(zhì)性狀的綜合改良，兩系雜交中稻親本的選育及其組合配組還應(yīng)特別注意適當(dāng)提高其直鏈淀粉含量，才有可能提高我國兩系雜交稻米質(zhì)的整體水平，從而更好地促進(jìn)雜交稻的發(fā)展。

［1］Traore K，Mcclung AM，Chen MH，et al.Inheritance of flour paste viscosity is associated with a rice WAXY gene EXON 10 SNP marker［J］.Journal of Cereal Science，2011，53(1):37 －44.

［2］Bao JS，Xia YW.Genetic control of paste viscosity characteristics in indica rice(Oryza sativa L.)［J］.Theoretical and Applied Genetics，1999，98(6 － 7):1120 －1124.

［3］Zhang ZJ，Li M，F(xiàn)ang YW，et al.Diversification of the WAXY gene is closely related to variations in rice eating and cooking quality ［J］.Plant Molecular Biology Reporter，2012，30(2):462 －469.

［4］Zheng LN，Zhang WW，Liu SJ，et al.Genetic relationship between grain chalkiness，protein content，and paste viscosity properties in a backcross inbred population of rice［J］.Journal of Cereal Science，2012，56(2):153 －160.

［5］Syahariza ZA，Sar S，Hasjim J，et al.The importance of amylose and amylopectin fine structures for starch digestibility in cooked rice grains［J］.Food Chemistry，2013，136(2):742－749.

［6］Fan DM，Wang LY，Ma SY，et al.Structural variation of rice starch in response to temperature during microwave heating before gelatinisation ［J］.Carbohydrate Polymers，2013，92(2):1249 －1255.

［7］Tian ZX，Qian Q，Liu QQ，et al.Allelic diversities in rice starch biosynthesis lead to a diverse array of rice eating and cooking qualities［J］.Proceedings of the National Academy of Sciences，2009，106(51):21760 －22176.

［8］楊行海，吳艷艷，范大泳.廣西常規(guī)稻與雜交稻產(chǎn)量和稻米品質(zhì)的比較分析［J］.中國稻米，2011，17(2):42－44.

［9］金紅梅.長江中下游秈型常規(guī)稻與雜交稻主要性狀的比較分析［J］.中國稻米，2011，17(3):14 －16.

［10］趙慶勇，張亞東，朱 鎮(zhèn)，等.播期與地點(diǎn)不同對不同生態(tài)類型粳稻淀粉RVA譜特性的影響［J］.江蘇農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2014，30(1):1 －8.