江苏省主要粳稻品种稻米品质研究

陈培峰，顾俊荣，乔中英，赵步洪，季红娟，董明辉*(.江苏太湖地区农业科学研究所，江苏 苏州 555；.江苏里下河地区农业科学研究所，江苏 扬州 5008)

【研究意义】江苏省是我国粳稻面积第二大省，面积在200万公顷左右，以常规粳稻为主。2000年来以来，通过育种家的不断努力，育成了一批高产粳稻品种[1-3]，产量水平逐步提升。但随着生国民经济的快速发展和人民生活水平的不断提高，人们对稻米品质也提出了较高的要求。【前人研究进展】近年来，国内外农学家在稻米品质的品种间差异、环境条件和栽培技术对品质的影响等方面做了大量的研究[4-8]，在优质稻的品种选育和生产技术方面取得了重要的进展。但由于稻米品质间错综复杂的遗传相关，使得现有育成品种中或多或少有些缺陷，适合大面积推广的优质稻品种很少。【本研究切入点】因此，本试验选用近年来江苏省推广应用品种，在品种适合生育区域内的高产栽培条件下，进行品种间稻米品质差异及其相关关系进行比较分析。【拟解决的关键问题】旨在为水稻优质育种和栽培提供参考。

表1 供试品种Table 1 Tested rice varieties

1 材料与方法

1.1 供试材料

以2000年江苏省生产上推广应用的l8个水稻品种为试验材料(表1)。

1.2 试验设计

本试验于2015年在各品种适宜种植区域内进行， 其中连粳6号和连粳7号在连云港农科院，徐稻5号和徐稻3号在徐州农科院，扬粳4038、南粳9108、盐粳13号、南粳52、盐粳13号在扬州农科院，武运粳27、淮稻5号、淮208在淮阴农科院，武运粳30、武运粳23、镇稻10号和镇稻18在常州水稻研究所，苏香粳 1号和南粳46在苏州市农科院进行。大田管理措施同当地高产栽培。小区面积为50 m2，随机排列，重复2次。

1.3 测定内容

将各样本统一用NP-4350型风选机等风量风选，在自然条件下风干2～3个月后测定稻米品质米质。整精米率、垩白度、直链淀粉含量等测定方法参照中华人民共和国国家标准“GB/T 17891-1999优质稻谷”。 蛋白质含量的测定参照“GB2905-82” 用半微量凯氏定氮法测定，样品用量为0.1 g精米粉样品。米粉谱粘滞特性的测定采用澳大利亚Newport Scientific仪器公司生产的Super3型RVA淀粉黏滞性快速分析仪测定。测定参照蔡一霞等方法[9]。本试验数据均用Microsoft Excel 2003和SPSS 11.0进行数据处理和统计分析。

2 结果与分析

2.1 江苏省主要粳稻品种的稻米品质差异

从表2可以看出，18个品种的品质性状中，品种间碾米品质的变异非常小，糙米率、精米率、整精米率的变异系数分别为1.29 %、2.67 %、4.43 %。外观品质性状中垩白性状变异系数较大，垩白粒率的变化幅度是11.0 %～38.3 % ，变异系数达到39.22%，垩白度的变化幅度是1.4 %～6.8 %， 变异系数达到47.16 %。在蒸煮品质上，品种间直链淀粉含量和胶稠度的变异系数为7.11 %和13.94 %。营养品质中蛋白质含量的变异系数较小，为8.07 %。不同类型品种间的比较表明，中熟中粳稻、迟熟中粳稻、早熟晚粳稻的碾米品质、外观品质较好，均达到了优质稻谷国标3级以上；直链淀粉含量以中熟中粳稻最高，其次是迟熟中粳稻，早熟晚粳稻和中熟晚粳稻较低，胶稠度与直链淀粉含量呈相反的趋势。结果还表明，18个品种中除了南粳9108、武运粳23、南粳46和苏香粳1号未达国标3级外，其他品种均达到了国标3级及以上标准，说明近年来育种家们在新品种选育过程中对产量性状改良的基础上，加大了优质米的选择力度。在未达标的4个品种中南粳9108和南粳46为软米品种，直链淀粉含量低于15 %，而武运粳23和苏香粳1号的外观品质未达标。

表2 江苏省主要粳稻品种的稻米品质Table 2 Rice quality of the main Japonica rice varieties in Jiangsu province

表3 江苏省主要粳稻品种淀粉RVA谱特征值Table 3 RVA spectrum characteristic value of the main Japonica rice varieties in Jiangsu province

2.2 江苏省主要粳稻品种的淀粉RVA谱特征值差异

由表3可以看出，18个品种的RVA谱特征值中，品种间峰值黏度、热浆黏度、最终黏度的平均值分别为2084.04、1113.47、2615.75 cp，变异系数为19.73 %、20.22 %、19.66 %。崩解值和消减值的变异系数较大，分别为29.38 %和115.79 %，表明供试18个粳稻品种的蒸煮品质存在较大差异，如消减值最小的南粳46为-946.5 cp，最大的扬粳805为1364.5 cp，相差2311 cp。峰值时间和糊化温度的变异系数较小，仅为4.08 %和10.78 %。不同类型品种间的比较表明，峰值黏度、热浆黏度、崩解值以中熟晚粳稻品种类型最高，其次是早熟晚粳稻类型，迟熟中粳稻品种类型最低，而消减值和糊化温度则相反。

2.3 稻米品质性状间的相关关系

从表4可以看出，稻米的碾磨品质中，糙米率、精米率和整精米率间呈正相关，且精米率和整精米率间达极显著水平，相关系数为0.750。对于外观品质，垩白粒率与垩白度为极显著性正相关，相关系数为0.688；蒸煮品质中，直链淀粉含量与胶稠度呈极显著负相关，相关系数为-0.607，与消减值呈极显著正相关，相关系数为0.609，胶稠度与与消减值呈显著负相关，相关系数为-0.522，崩解值与消减值和糊化温度呈极显著负相关，相关系数分别为-0.834和-0.735，消减值与糊化温度呈极显著正相关，相关系数为0.805；蛋白质含量与直链淀粉含量呈显著负相关，相关系数为-508。

表4 稻米品质性状间的相关分析Table 4 Correlation analysis among the rice quality traits

注：*，** 分别表示5 %和1 %的显著水平。

Note:* means a significance at 0.05 level; ** mean a significance at 0.01 level.

表5 参试水稻品质性状主成分分析中入选的特征根和特征向量Table 5 Eigenvalues and eigenvectors derived from correlation coefficients among 11 quality properties

2.4 稻米品质性状的主成分分析

表5列出了18个品种品质性状主成分分析的前3个主成份的特征值、累积贡献率和11个品质性状特征向量值。前3个主成份的累积贡献率达到82.91 %，表明这3个因子能够说明群体总变异的82.91 %。根据各个主成分相应的特征向量各分量的绝对值和符号，第1主成分主要受稻米蒸煮品质的影响，胶稠度和崩解值表现较高的正值，直链淀粉含量、消减值和糊化温度表现较高的负值，可将其看作蒸煮食味品质因子，第l 主成分直链淀粉含量低，胶稠度和崩解值高，米饭较软，食味品质较好，如南粳46、南粳9108；第2主成分主要影响糙米率、精米率、整精米率，可将其看作碾米品质因子，第2主成分糙米率、精米率、整精米率应越大越好；第3主成分主要受垩白粒率、垩白度影响，垩白粒率、垩白度表现较高的正值，可将其看作外观品质因子，第3主成分垩白粒率和垩白度应越低越好。

2.5 稻米品质性状聚类分析

采用类平均法，对18个品种进行了聚类分析(图1)。取遗传距离D= 5.80为界，将18个品种聚为4类。第Ⅰ类有6个品种，分别为镇稻18、镇稻10、徐稻5号、连粳6号、扬粳4038和连粳7号，这类品种多为2005年至2010年间育成的品种；第II 类有4个品种，分别为淮稻5号、苏香粳1号、徐稻3号和淮208，这类品种多为2005年前育成的品种；第III类有3个品种，分别为南粳9108、武运粳30、南粳46；第IV类有5个品种，分别为武运粳23、武运粳27、南粳52、扬粳805和盐粳13号，这类品种多为2010年以后育成的品种。从稻米品质看，第Ⅰ类和第IV类品种外观品质较好，直链淀粉含量多在16.5 %至17.5 %之间，稻米的蒸煮食味品质一般，为江苏省主要的高产水稻品种；第II类品种育成时间较早，碾米品质和外观品质在4类品种中较差；第III类品种直链淀粉含量较低，胶稠度较高，属优质食味水稻品种类型，可作为优质米开发的主要水稻品种。

图1 供试水稻品种的数状聚类分析Fig.1 Cluster analysis of quality traits of tested rice varieties

3 小结与讨论

稻米品质包括碾米品质、外观品质、营养品质、蒸煮食味品质等，它的形成与稻米生长过程中淀粉、蛋白质等物质的形成和含量、营养成分以及环境因素等都有着直接或间接的关系，是稻米化学组成和物理结构的外在反映，其优劣取决于品种的遗传特性与环境条件影响的综合作用[10-12]。江苏省的粳稻品种按照其地理位置由北往南可大致划分为中熟中粳稻，迟熟中粳稻、早熟晚粳稻和中熟晚粳稻4个品种类型，其稻米品质性状的表现也有所不同。本研究采用的18个粳稻品种中，碾米品质、营养品质和蒸煮品质的变异系数较小，但外观品质的差异较大，垩白率和垩白度变异系数达到了40 %左右，总体上除了武运粳23和苏香粳1号的品质垩白率未达到国标3级米的标准外，其他品种均超过国标3级米的标准，说明近年来育种家们已经开始注重对优质稻米的选育，育成的品种品质较为稳定，稻米商品性较好。对不同类型品种的稻米品质比较表明，随着纬度由北往南，垩白率和垩白度、蛋白质含量、胶稠度逐渐变高，直链淀粉含量逐渐变低，这可能与不同区域的气候条件和品种特性有关[13]。稻米淀粉RVA谱特征是影响稻米蒸煮食味品质的一个重要因素，食味较优的水稻品种一般具有较大的崩解值、较小的消减值和回复值，而食味较差的水稻品种则相反[14-15]。本研究表明，稻米淀粉RVA谱特征各项指标中崩解值和消减值的变异系数较大，说明不同区域的粳稻食味品质有较大差异，其中早熟晚粳稻和中熟晚粳稻具有较高崩解值和较低的消减值，食味品质优于中熟中粳稻和迟熟中粳稻。

稻米各品质性状间存在难以调和的遗传相关，这已被众多实验所证实[16-17]。本研究的供试品种品质性状间相关研究表明，蒸煮食味品质中直链淀粉含量与多个品质性状密切相关，直链淀粉含量越高的品种，胶稠度越小，消减值越大，食味较差。在优质水稻选育过程中食味品质是最难选育的一个指标，由于其测定工作繁琐，需要的样品量大，在育种工作前期无法对食味品质加以选择，致使食味优良基因型在早期就可能被淘汰。因此，在品种选育过程中，可将直链淀粉含量作为早代优质食味优选的重要指标。结果还表明，外观品质和碾米品质与其他的品质性状间无显著相关性，但垩白度与大多数的品质指标的相关系数为负值，因此，改善稻米外观品质的同时，其他品质指标也会得到提高。聚类分析表明，江苏省多数水稻品种的碾米品质和外观品质较好，但蒸煮食味品质一般，而优质食味水稻品种较少。因此，今后江苏省水稻应加强优质食味水稻品种的选育，提高推广应用品种的食味品质。

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