部分稻種資源及育種材料鐵、鋅、硒功能性成分篩選初報(bào)

伍 豪 廖張波

(1.廣西壯族自治區(qū)農(nóng)業(yè)科學(xué)院水稻研究所， 南寧 530007； 2.廣西水稻遺傳育種重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 南寧 530007； 3.中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所， 北京 100081)

全球90%的大米產(chǎn)量和消費(fèi)量在亞洲，亞洲人口占全球人口的60%，從亞洲主要國(guó)家的趨勢(shì)看，隨著飲食的變化，大米的消費(fèi)量出現(xiàn)了大幅下降。如香港的人均大米消費(fèi)量減少了60%，日本減少了50%。韓國(guó)減少了40%，中國(guó)也在快速減少。與傳統(tǒng)的從主食大米中獲取能量不同，人們獲得營(yíng)養(yǎng)的途徑變得多樣化，所以，對(duì)大米的要求也更加多樣化、精細(xì)化，尤其是大米中特殊營(yíng)養(yǎng)成分的要求更加具體。

我國(guó)經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型發(fā)展很重要的一個(gè)方面就是供給側(cè)的改革，要求生產(chǎn)端為消費(fèi)者提供更加優(yōu)質(zhì)的商品，具有個(gè)性化的商品。稻米也不例外，隨著人們生活水平的提高，營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)與來源的多樣化，人們對(duì)稻米的需求也正發(fā)生著變化。

對(duì)于以往在水稻育種追求高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、多抗基礎(chǔ)上育成的水稻品種的某些特殊蛋白質(zhì)、氨基酸的含量，已經(jīng)不能滿足人體所需的微量元素，即所謂的功能性成分，如對(duì)鐵、鋅、硒、鈣、鎂的含量提出了要求。作為育種者，希望通過遺傳改良的方法，在高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、多抗的基礎(chǔ)上，注重稻米經(jīng)濟(jì)價(jià)值的提高,根據(jù)不同的利用目的改良稻米成分，使新育成的水稻品種稻米中這些功能性成分的含量會(huì)有大幅度的提高。我國(guó)在功能性水稻育種方面已經(jīng)有了一些進(jìn)展[1-3]。

為了促進(jìn)廣西在對(duì)人體有益的功能性元素水稻育種的發(fā)展，本研究通過對(duì)不同的水稻品種資源和育種材料進(jìn)行鐵、鋅、硒含量測(cè)定，找到3種元素含量都較高的材料，在這個(gè)基礎(chǔ)上，通過雜交育種，提高后代稻米中鐵、鋅、硒的含量，繼而培育出功能性成分綜合含量較高的品系、品種。

1 試驗(yàn)材料與方法

本試驗(yàn)測(cè)試的598份材料，其中：國(guó)外引種101份，國(guó)內(nèi)引種145份的稻種資源材料以及課題組多年育種積累的育種材料(品種)352份。除1份粳稻外，全部是感溫型秈稻材料。于2016年晚季在南寧廣西農(nóng)科院水稻所試驗(yàn)基地統(tǒng)一播種，試驗(yàn)田管理按正常的大田管理。在水稻生長(zhǎng)期間不施用任何含鐵、鋅、硒的肥料。

所有試驗(yàn)材料干燥后的稻谷，委托中國(guó)水稻研究所《農(nóng)業(yè)部稻米及制品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)測(cè)試中心》分析精米中鐵、鋅、硒元素的含量，全部分析方法是按照最新頒布的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試方法進(jìn)行。其中，含鐵量的檢測(cè)是按照GB(國(guó)標(biāo))5009.90-2016；含鋅量檢測(cè)是按照GB(國(guó)標(biāo))5009.14-2017和含硒量檢測(cè)是按照GB(國(guó)標(biāo))5009.93-2017分別進(jìn)行。

表1 17份精米鐵含量高的品種資源及育種材料

測(cè)試材料編號(hào)鐵含量/(mg·kg-1)鋅含量/(mg·kg-1)硒含量/(mg·kg-1)暫定品種名稱品種來源或組合名稱T58911.3421.60.069中廣589測(cè)253/桂89香 F23T3810.5925.00.079中廣38IR69428-6/測(cè)258BC1F20T929.0820.30.072中廣92測(cè)258/IR75862-206BC2F17T3578.9622.90.068TC2065TC2065T6248.6520.40.061中廣624豐華占/IR69428-6F18T3168.0721.60.083中廣316明恢86/IRBB23T3047.8716.70.058CGL-1中廣綠1號(hào)/中廣香1號(hào)T3397.1326.50.084CG 339桂99/IR69428-6T2136.9719.80.056中廣213蜀恢498/(QY005/IRBB23)T7486.9518.10.070CN151測(cè)253/中農(nóng)151 BC2 F6T6726.6622.30.082CN150桂649/HD274BC1 F7T1406.5118.40.079CN95測(cè)253/chhomromg BC2 F18T3896.4820.00.064中廣389蜀恢498/中恢8006T3296.4123.90.068中廣329玉269/桂649T6206.1319.90.066中廣6203027//蜀恢498/(明恢86-5×3/IRBB23)T1426.0417.40.056CN96測(cè)253/GovindBC2 F18T5946.0419.80.066WJM594WABIS18/HJ178//MUDGO平均值7.6420.860.069與總平均值比較7.64/3.1620.86/17.900.069/0.066與最低值比較7.64/0.8620.86/12.800.099/0.042

表 2 12份鋅含量高的品種資源及育種材料

測(cè)試材料編號(hào)鋅含量/(mg·kg-1)鐵含量/(mg·kg-1)硒含量/(mg·kg-1)暫定品種名稱品種來源或組合名稱T42827.83.080.070GR1046R0146/(測(cè)258/明恢63 F3)//(測(cè)258/明恢63 F9)T47627.03.070.078115S×P1003F8T48427.02.650.074115S×P1003F8T47526.62.640.077115S×P1003F8T33926.57.130.084CG339桂99/IR69428-6T48326.21.870.080115S×P1003F8T47126.02.990.082115S×P1003F8T47725.82.280.071115S×P1003F8T39425.64.140.075CN91測(cè)253/Q5BC2F18T48625.62.390.070GP 1003115S×P1003F8T125.34.960.066GC258IR69428-6/測(cè)258 BC1F20T3825.010.590.079中廣38IR69428-6/測(cè)258 BC1F20平均值26.23.980.076F8鋅含量高可能與P1003親本含量高有關(guān)與總平均值比較26.2/17.903.98/3.160.076/0.066與最低值比較26.2/12.803.98/0.860.076/0.042

2 結(jié)果與分析

2.1 鐵含量的結(jié)果

598份測(cè)試樣本精米鐵含量差異很大。所有測(cè)試樣本的鐵含量平均值為3.16 mg·kg-1。其中，最大值為11.34 mg·kg-1，最小為值 0.86 mg·kg-1，約83.9%的供試水稻材料精米鐵含量為2.0～4.9 mg·kg-1，只有17份材料精米鐵含量在6.00 mg·kg-1以上，占供試材料2.84%。表1所列的是17份含量在6.00 mg·kg-1以上的材料。

2.2 鋅含量的結(jié)果

598份測(cè)試樣本不同材料鋅含量變化很大，所有測(cè)試樣本的含鋅量平均值為17.90 mg·kg-1。其中，最大值為27.80 mg·kg-1，最小值為12.80 mg·kg-1。73.7%的含量為15.0～19.9 mg·kg-1，24.3%的含量20.0～24.9 mg·kg-1，水稻材料精米鋅含量都在25.0～27.8 mg·kg-1有12份測(cè)試材料，占全部測(cè)試材料的2.0 %(表2)。

2.3 硒含量的結(jié)果

598份測(cè)試樣本精米含硒量的平均值為0.066 mg·kg-1。其中，最大值為0.274 mg·kg-1，最小值為0.042 mg·kg-1，測(cè)試樣本精米含硒量小于平均值為0.066 mg·kg-1的占50.1%。9份材料精米硒含量超過0.100 mg·kg-1的材料，占全部測(cè)試樣本的1.5% (表3)。

2.4 綜合含量高的材料

598份測(cè)試材料里，精米鐵、鋅、硒含量都比較高的材料8份，只占全部測(cè)試材料的1.3%。它們鐵的平均含量為6.90 mg·kg-1, 鋅的平均含量為21.8 mg·kg-1以及硒的平均含量為0.073 mg·kg-1(表4)。

3 討 論

3.1598份測(cè)試材料，在鐵、鋅、硒3種元素上，沒有1份是零含量，證明這3種基本元素，或多或少都會(huì)存在于稻米內(nèi)部，不同基因型材料鐵、鋅、硒含量存在明顯差異，說明遺傳因素應(yīng)該是這些元素存在于所有測(cè)試材料的最主要原因，通過育種提高稻米的鐵、鋅、硒含量是可行的，這方面已有不少報(bào)道[4-5]。

3.2在測(cè)試的材料中鐵、硒元素在精米中含量較低。精米中鐵含量達(dá)到6.00 mg·kg-1以上的材料占全部測(cè)試材料的2.84%，硒含量達(dá)0.10 mg·kg-1以上的材料占供試材料的1.5%，鋅含量達(dá)20.0 mg·kg-1以上的材料占供試材料的26.3%；說明鐵和硒鋅元素在精米中富集較少，鋅元素在精米中富集較多。

3.3本研究與前人研究結(jié)果的主要差別在于，本研究中測(cè)定出來的數(shù)值普遍較小，究其原因，很大的可能是測(cè)試方法和參數(shù)的不同，也可能與施肥等生長(zhǎng)環(huán)境有關(guān)，這方面的報(bào)道也很多[6-14]。

表3 9份硒含量高的品種資源及育種材料

表4 8份鐵、鋅、硒含量均比較高的品種資源及育種材料

測(cè)試材料編號(hào)鐵含量/(mg·kg-1)鋅含量/(mg·kg-1)硒含量/(mg·kg-1)暫定品種名稱品種來源或組合名稱T4235.0123.60.086P1017/2001-34-2BC1F16T5835.9723.20.080桂恢760/IR69428-6T5885.3422.50.070測(cè)253/TGMS29BC1F18T58911.3421.60.069中廣589測(cè)253/桂89香F23T5946.0419.80.066WJM594WABIS18/HJ178//MUDGOT5955.4220.70.0683027/鳳香絲苗2號(hào)T6248.6520.40.061中廣 624豐華占/IR69428-6F18T6726.6622.30.082CN150桂649/HD274BC1F7平均值6.8021.80.073與總平均值比較6.80/3.1621.8/17.90.073/0.066與最低值比較6.80/0.8621.8/12.80.073/0.042

3.4前人研究中，有2種元素(鐵和鋅)含量都相對(duì)較高的品種資源或育種材料，但未見培育出兩者含量都高的品種的報(bào)道。本試驗(yàn)選出了8份3種元素(鐵、鋅、硒)含量都較高的資源材料，能否用作親本，培育出三者含量都高的后代材料，有待繼續(xù)研究。

3.5但是基本上可以確定，這幾種元素的含量應(yīng)該屬于數(shù)量性狀，有加性效應(yīng)為主的遺傳方式，理論上講，用這幾種元素含量都高的品種資源或育種材料相互雜交，通過復(fù)交和連續(xù)選擇，選育出多種元素含量更高的后代，應(yīng)該是可能的。