劉凱+孫明法+嚴(yán)國(guó)紅

摘要：以江蘇沿海地區(qū)農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所選育的120份水稻育種材料為對(duì)象，利用FOSS Analytical A/B近紅外品質(zhì)分析儀測(cè)定了水稻精米樣品中水分、直鏈淀粉含量、蛋白質(zhì)含量以及對(duì)應(yīng)的食味值。相關(guān)分析結(jié)果表明，在雜交秈稻和常規(guī)粳稻中，水分含量與食味值之間呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)，但不顯著；而蛋白質(zhì)含量和直鏈淀粉含量與食味值之間呈極顯著負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為-0.403、-0.922和-0.593、-0.857，且蛋白質(zhì)含量與直鏈淀粉含量呈顯著負(fù)相關(guān)。以上結(jié)果表明，稻米中水分含量對(duì)水稻食味品質(zhì)的影響甚小，而在一定范圍之內(nèi)通過(guò)降低蛋白質(zhì)和直鏈淀粉的含量，能夠明顯提高水稻稻米的食味品質(zhì)，這為水稻育種家在選育優(yōu)質(zhì)食味品質(zhì)的水稻品種提供了科學(xué)依據(jù)。

關(guān)鍵詞：近紅外光譜技術(shù)；水稻；食味品質(zhì)；育種

中圖分類號(hào)： S511.03 文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A 文章編號(hào)：1002-1302（2016）07-0121-02

近紅外光譜技術(shù)是光譜學(xué)無(wú)損檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用于快速檢測(cè)農(nóng)產(chǎn)品內(nèi)在品質(zhì)的成功典范[1]。將近紅外光譜分析儀應(yīng)用于農(nóng)作物品質(zhì)分析主要是對(duì)谷物和油料作物中的蛋白質(zhì)、脂肪、直鏈淀粉含量和水分等品質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)。傳統(tǒng)化學(xué)方法檢測(cè)稻米品質(zhì)有著污染大、耗時(shí)長(zhǎng)、結(jié)果精準(zhǔn)度不高等缺點(diǎn)，不適合大批樣品的測(cè)定和篩選育種的中間材料。如果將其應(yīng)用于水稻育種，必將會(huì)改善我國(guó)水稻稻米的品質(zhì)[2-4]。

水稻食味品質(zhì)是指米飯?jiān)谌肟跁r(shí)咀嚼的綜合感覺(jué)，主要受稻米中淀粉、蛋白質(zhì)、糖類、游離氨基酸、脂類、礦物質(zhì)以及相關(guān)酶的含量等多個(gè)因素影響[5]。其中，直鏈淀粉含量（AC）和蛋白質(zhì)含量（PC）是影響稻米食味和蒸煮品質(zhì)的重要因素，目前我國(guó)大多數(shù)水稻品種2項(xiàng)指標(biāo)含量都無(wú)法都達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)[6-7]。水稻稻米中AC一般變異于6%～34%，一般認(rèn)為AC在超過(guò)一定范圍與稻米食味品質(zhì)呈顯著或極顯著負(fù)相關(guān)，高AC會(huì)引起米飯粗糙無(wú)光澤、冷后質(zhì)硬、米粒延伸性不好，低AC煮成的米飯脹性小、較濕黏而又光澤偏軟、口感差[8]。而PC通常與食味品質(zhì)呈負(fù)相關(guān)，不同的品種PC變異于5%～16%，其中秈稻要比粳稻要高2～3百分點(diǎn)，國(guó)外優(yōu)質(zhì)秈米的PC在8%左右，粳稻在6%，有學(xué)者研究認(rèn)為稻米中蛋白質(zhì)含量大于9%時(shí)，稻米的食味品質(zhì)就會(huì)下降[9-10]，因此在一定范圍內(nèi)提高稻米的蛋白質(zhì)含量能顯著改善稻米的營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)和食味品質(zhì)[11]。

本研究利用近紅外品質(zhì)分析儀分別測(cè)定稻米中水分、蛋白質(zhì)、直鏈淀粉的含量以及相應(yīng)的食味值等指標(biāo)，進(jìn)行相關(guān)性分析，以期為水稻食味品質(zhì)育種提供可靠的分析方法和準(zhǔn)確的分析數(shù)據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

以江蘇沿海地區(qū)農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所水稻室選育的120份水稻育種材料為研究對(duì)象，其中雜交秈稻品系50份（編號(hào)為雜秈 01～雜秈50）份，常規(guī)粳稻品系70份（編號(hào)為粳鑒01～粳鑒70）。

1.2 材料種植

120份育種材料于2015年夏種植于江蘇沿海地區(qū)農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所南洋試驗(yàn)場(chǎng)，5月10號(hào)播種，6月5號(hào)栽插，采用單本寬窄行栽培，雜交秈稻行株距30.0 cm×13.3 cm，常規(guī)粳稻株行距25.0 cm×13.3 cm，田間管理同常規(guī)方法。水稻成熟后收獲、脫粒、晾曬備用。

1.3 材料處理

水稻谷粒用浙江臺(tái)州市糧儀廠生產(chǎn)的小型礱米機(jī)（型號(hào)JLGJ4.5）除去穎殼，再用小型精米機(jī)（型號(hào)SDJ-100）將糙米磨成精米，分別裝入小塑料袋中封口，存放于干燥器中備用。

1.4 近紅外測(cè)定水稻稻米品質(zhì)指標(biāo)

每份水稻育種材料稱取精米150 g，放入進(jìn)樣槽中，用FOSS Analytical A/B近紅外品質(zhì)分析測(cè)定儀（型號(hào)Foss Infratec 1241）對(duì)樣品進(jìn)行掃描。每份樣品重復(fù)掃描3次，取其平均值，貯存于計(jì)算機(jī)中。

1.5 數(shù)據(jù)分析

雜交秈稻以鹽兩優(yōu)2208（國(guó)審稻2013026 ）為對(duì)照品種，水分含量12.42%，蛋白質(zhì)含量8.46%，直鏈淀粉含量 18.32%，食味值99.08；常規(guī)粳稻以淮稻9號(hào)（蘇審稻200607）為對(duì)照品種，水分含量11.95%，蛋白質(zhì)含量7.91%，直鏈淀粉含量18.07%，食味值99.04；數(shù)據(jù)分析用SPSS 190和Microsoft Office Excel 2010。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同雜交秈稻品系食味品質(zhì)相關(guān)指標(biāo)變異

將50份雜交秈稻精米樣品放入近紅外儀中掃描，結(jié)果（表1）顯示，供試樣品中稻米水分含量變異幅度為11.31%～13.29%，蛋白質(zhì)含量變異幅度為7.46%～9.70%，直鏈淀粉含量變異幅度為15.38%～19.40%，食味值變異范圍為8300～118.32；從變異系數(shù)看，水分最小，食味值最大，達(dá) 9.39，表明不同供試樣品的食味值差異較大。從測(cè)定的數(shù)據(jù)（數(shù)據(jù)未列出）得出50份雜交秈稻品系中，食味值超過(guò)對(duì)照的有30個(gè)品系，占總品種數(shù)的60%，表明近紅外儀器在選擇食味品質(zhì)高的水稻育種材料上具有較好的可靠性。

2.2 不同常規(guī)粳稻食味品質(zhì)相關(guān)指標(biāo)變異

同上，將70份常規(guī)粳稻精米樣品放入近紅外儀中掃描，結(jié)果（表2）顯示，供試樣品中水分含量變異幅度為 10.33%～12.97%，蛋白質(zhì)含量變異幅度為5.22%～8.76%，直鏈淀粉含量變異幅度為15.07%～20.07%，食味值變異范圍在67.35～117.26；從變異系數(shù)看，同樣是水分含量最低，食味值最高，相比雜交秈稻，常規(guī)粳稻食味值的變異系數(shù)更大，超過(guò)10%，在70個(gè)常規(guī)粳稻品系中只有22個(gè)品系食味值高于對(duì)照，占總品種數(shù)的31%，要顯著低于雜交秈稻的品系數(shù)，表明常規(guī)粳稻的食味品質(zhì)可能受水分、蛋白質(zhì)含量以及直鏈淀粉含量的影響更大一些。

2.3 雜交秈稻稻米食味品質(zhì)相關(guān)性分析

從表3可以看出，在供試秈稻樣品中，水分含量與食味值之間呈負(fù)相關(guān)，但并不顯著，表明水分對(duì)稻米食味品質(zhì)的影響較??；蛋白質(zhì)含量和直鏈淀粉含量與食味值之間呈極顯著負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為-0.403和-0.922，表明對(duì)于雜交秈稻來(lái)說(shuō)，直鏈淀粉含量比蛋白質(zhì)含量對(duì)稻米食味品質(zhì)的影響更大，這與前人研究的結(jié)果[12]相一致。同時(shí)供試樣品中直鏈淀粉含量跟蛋白質(zhì)含量也呈現(xiàn)極顯著負(fù)相關(guān)。

2.4 常規(guī)粳稻稻米食味品質(zhì)相關(guān)性分析

從表4可以看出，在供試粳稻樣品中，水分、直鏈淀粉含量以及蛋白質(zhì)含量三者與食味值之間均呈負(fù)相關(guān)，而只有蛋白質(zhì)含量和直鏈淀粉含量呈現(xiàn)極顯著相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為-0.593和-0.857，與前文中雜交秈稻的分析結(jié)果相一致，可見(jiàn)在所有供試樣品中隨著蛋白質(zhì)含量和直鏈淀粉含量的提高，稻米的食味品質(zhì)有下降的趨勢(shì)。同樣在常規(guī)粳稻稻米中直鏈淀粉含量和蛋白質(zhì)含量呈顯著負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為 -0.375，相關(guān)性比雜交秈稻略低。

3 討論

本研究利用近紅外技術(shù)對(duì)稻米中與食味品質(zhì)相關(guān)的主要指標(biāo)進(jìn)行測(cè)定，結(jié)果顯示在50個(gè)雜交秈稻品系和70個(gè)常規(guī)粳稻品系中，食味值超過(guò)對(duì)照品種的分別占總品種數(shù)的60%和31%，證實(shí)近紅外分析技術(shù)定量分析稻米食味品質(zhì)是完全可行的。從近紅外分析結(jié)果看，雖然本試驗(yàn)測(cè)定的蛋白質(zhì)含量和直鏈淀粉含量偏高，但是由于在相同條件下測(cè)定，其含量消長(zhǎng)趨勢(shì)是相同的，因而可以支持本研究的結(jié)論。

蛋白質(zhì)含量和直鏈淀粉含量是影響稻米食味品質(zhì)和蒸煮品質(zhì)最重要的2個(gè)因素。國(guó)內(nèi)外學(xué)者進(jìn)行了大量的研究，本研究基于研究室所選育的水稻育種材料，進(jìn)行了相關(guān)性分析，結(jié)果表明，蛋白質(zhì)含量和直鏈淀粉含量與食味值之間呈極顯著負(fù)相關(guān)，作者在測(cè)定數(shù)據(jù)表中發(fā)現(xiàn)蛋白質(zhì)含量高的水稻品種，測(cè)得的食味值相應(yīng)偏低，這是由于在稻米中蛋白質(zhì)含量高，米粒的結(jié)構(gòu)致密，造成糊化溫度升高，蒸煮米飯的黏度降低，硬而且松軟，適口性差[13]。同樣直鏈淀粉含量高的品種，在本研究中食味品質(zhì)表現(xiàn)也較差，當(dāng)然，直鏈淀粉含量也不是越低越好，太低也會(huì)造成米飯偏軟、太黏、味淡，影響稻米的口感[14-15]，因此，對(duì)于水稻食味品質(zhì)育種來(lái)說(shuō)，無(wú)論是AC還是PC在選育的過(guò)程中都要在一個(gè)合理的范圍之內(nèi)，才比較合適。關(guān)于水分對(duì)稻米食味品質(zhì)的研究較少，本研究中無(wú)論秈稻還是粳稻，都影響甚小，也有學(xué)者認(rèn)為稻米水分與食味值之間存在著相關(guān)性，隨著糙米水分的不斷下降，食味值也有下降的趨勢(shì)[16]。當(dāng)然影響水稻食味品質(zhì)的因素還有糊化溫度、膠稠度等其他因素，因此該結(jié)論僅在本研究范圍內(nèi)進(jìn)行討論，今后的試驗(yàn)可以擴(kuò)大研究范圍，進(jìn)一步闡述。

近年來(lái)隨著糧食總產(chǎn)量以及人民生活水平的提高，人們對(duì)稻米品質(zhì)的要求也越來(lái)越高，相應(yīng)的外觀品質(zhì)好、營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高、食味佳的優(yōu)質(zhì)稻米成為市場(chǎng)關(guān)注的焦點(diǎn)，因此育種家也將原來(lái)的育種目標(biāo)由“高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、多抗”轉(zhuǎn)向?yàn)椤皟?yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、多抗”。目前國(guó)內(nèi)審定的品種都能通過(guò)國(guó)標(biāo)三級(jí)優(yōu)質(zhì)稻谷標(biāo)準(zhǔn)，但是關(guān)于是水稻食味品質(zhì)的改良一直處于滯后階段[17]。而利用近紅外技術(shù)可以對(duì)稻米的各種成分同時(shí)提供快速、 精確的定性和定景分析，因此在實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用中有著廣闊的發(fā)展前景。

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