李 猛,郭曉紅,周 健,胡 月,姜紅芳,呂艷東,蘇曉月,栗祎琳

(黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)農(nóng)學(xué)院,大慶163319)

水稻是我國重要的糧食作物,稻米產(chǎn)量居世界第一[1-2]。隨著國際貿(mào)易的增多和人民生活水平的提高,人們對(duì)稻米品質(zhì)提出了更高的要求,稻米品質(zhì)的相關(guān)研究已成為目前稻作研究的熱點(diǎn)[3]。寒地水稻在我國水稻生產(chǎn)中占有重要地位,是我國主要的高品質(zhì)的商品米來源[4]。因此,對(duì)寒地水稻種質(zhì)資源品質(zhì)性狀進(jìn)行綜合分析研究,篩選和發(fā)掘具有優(yōu)良品質(zhì)性狀的種質(zhì)資源,對(duì)促進(jìn)優(yōu)質(zhì)育種工作具有重要的科學(xué)和實(shí)踐意義。

寒地早粳稻區(qū)種植水稻品種多,種質(zhì)資源豐富。因此,掌握種質(zhì)資源品質(zhì)性狀間的相關(guān)性及環(huán)境條件對(duì)品質(zhì)性狀的影響是優(yōu)質(zhì)稻米選育的基礎(chǔ)。苗白更等[5]以162個(gè)粳稻品種為材料,對(duì)其品質(zhì)性狀進(jìn)行相關(guān)和聚類分析研究,結(jié)果表明各品質(zhì)性狀間差異較大,變異豐富。張子軍等[6]研究表明,稻米品質(zhì)性狀間具有顯著的相關(guān)性,精米率與糙米率間呈極顯著正相關(guān),直鏈淀粉含量與蛋白質(zhì)含量呈極顯著負(fù)相關(guān)。本研究在前人研究基礎(chǔ)上,對(duì)217份水稻種質(zhì)資源品質(zhì)性狀進(jìn)行相關(guān)分析及聚類分析,以期明確寒地早粳稻種質(zhì)資源品質(zhì)性狀之間的相關(guān)關(guān)系及各品質(zhì)性狀特性,旨在為該地區(qū)高品質(zhì)育種提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

供試材料為由黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)水稻中心保存的217份粳稻品種(系)(表1)。

表1 217份粳稻品種(系)Table 1 217 japonica varieties(series)

1.2 方法

1.2.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)于2016年在黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)校內(nèi)試驗(yàn)田進(jìn)行種植。試驗(yàn)田地力均勻,土地平整,灌溉管理科學(xué)方便。采用隨機(jī)試驗(yàn)設(shè)計(jì),各小區(qū)種植5行,每行單本插,行距30 cm,穴距12.5 cm,3次重復(fù)。4月15日大棚內(nèi)播種旱育苗,5月24日移栽插秧。施肥與田間管理按照常規(guī)栽培方式進(jìn)行。

1.2.2 稻米品質(zhì)測(cè)定項(xiàng)目與方法

碾磨品質(zhì)的測(cè)定：稻米試樣稱重記W0,用FC-2K型實(shí)驗(yàn)礱谷機(jī)(YAMAMOTO,離心式)加工成糙米,糙米稱重記為W1,計(jì)算糙米率：糙米率=W1∕W0×100%;用日本公司生產(chǎn)的VP-32型實(shí)驗(yàn)?zāi)朊讬C(jī)加工精米。從W1中稱取一定量的糙米W2精碾,除去糠粉并稱重記為W3,精米粒稱重記為W4。按下列公式計(jì)算其精米率和整精米率：

外觀品質(zhì)的測(cè)定：用日本靜岡機(jī)械株式會(huì)社生產(chǎn)的ES-1000便攜式品質(zhì)分析儀測(cè)定堊白粒率、堊白度等。

營養(yǎng)品質(zhì)的測(cè)定：用德國BRUKER公司生產(chǎn)的VECTOR22∕N型近紅外光譜儀測(cè)定該品種糙米的直鏈淀粉含量、蛋白質(zhì)含量。

食味品質(zhì)的測(cè)定：用日本佐竹公司(SATAKE)生產(chǎn)的米飯食味計(jì)(STA1A)進(jìn)行食味評(píng)分的測(cè)定。

1.2.3 數(shù)據(jù)分析

所有數(shù)據(jù)使用Excel 2003進(jìn)行初步處理后,采用DPS 7.05數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。按照離差平方和法對(duì)217份水稻種質(zhì)資源品質(zhì)性狀進(jìn)行聚類分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 寒地早粳稻種質(zhì)資源品質(zhì)性狀差異性分析

水稻種質(zhì)各品質(zhì)性狀顯示(表2),堊白度變異系數(shù)最大,為87.35%,其次為堊白粒率,為76.53%;說明供試種質(zhì)間外觀品質(zhì)差異較大。糙米率變異系數(shù)最小,僅為2.91%,整精米率為12.51%;說明種質(zhì)間整精米率有較大差異。其余品質(zhì)性狀變異系數(shù)均小于10%,說明水稻種質(zhì)間各品質(zhì)性狀差異較顯著,具有豐富的遺傳多樣性。

表2 寒地水稻種質(zhì)品質(zhì)性狀差異性分析Table 2 Analysis on the quality traits of rice germplasm in cold rice

2.2 寒地早粳稻種質(zhì)資源品質(zhì)性狀相關(guān)分析

寒地水稻種質(zhì)品質(zhì)性狀間相關(guān)分析表明(表3),糙米率與精米率、整精米率之間均呈顯著正相關(guān)。糙米率與精米率、整精米率與外觀品質(zhì)堊白度和堊白粒率均呈顯著負(fù)相關(guān);說明選育低研磨品質(zhì)的品種可能會(huì)得到較好的外觀品質(zhì)。糙米率與食味評(píng)分呈極顯著正相關(guān),與蛋白質(zhì)含量呈顯著負(fù)相關(guān);說明糙米率高的品種食味評(píng)分相對(duì)較好,同時(shí)蛋白質(zhì)含量會(huì)隨之下降。精米率與粒寬呈顯著正相關(guān),說明適當(dāng)增加粒寬會(huì)提高精米率。整精米率與蛋白質(zhì)含量呈極顯著負(fù)相關(guān);說明整精米率高蛋白質(zhì)含量會(huì)隨之下降。粒寬與堊白度和堊白粒率呈極顯著負(fù)相關(guān),與蛋白質(zhì)含量呈顯著負(fù)相關(guān);說明適當(dāng)?shù)臏p少粒寬會(huì)提升外觀品質(zhì),同時(shí)提高蛋白質(zhì)含量。在選育外觀品質(zhì)佳的新品種時(shí),應(yīng)多考慮長粒型品種。堊白度和堊白粒率呈極顯著正相關(guān)。直鏈淀粉含量與蛋白質(zhì)含量呈極顯著負(fù)相關(guān),說明直鏈淀粉含量含量增加蛋白質(zhì)含量隨之減少。蛋白質(zhì)含量與食味評(píng)分呈極顯著負(fù)相關(guān);說明蛋白質(zhì)含量高的品種食味評(píng)分相對(duì)較低。其余各性狀間均無顯著相關(guān)性。

表3 寒地水稻種質(zhì)資源品質(zhì)性狀相關(guān)分析Table 3 Analysis of quality traits of rice germplasm in cold rice

2.3 寒地早粳稻種質(zhì)資源品質(zhì)性狀聚類分析

根據(jù)離差平方和法對(duì)217份水稻種質(zhì)資源品質(zhì)性狀進(jìn)行聚類分析,取遺傳距離為230,將供試種質(zhì)分為5個(gè)類群(圖1,表5)。Ⅰ類群共包括40個(gè)種質(zhì)資源,占供試種質(zhì)的18.4%。該類群整精米率最低,僅為52.65%,蛋白質(zhì)含量最高,為9.79%,同時(shí)食味評(píng)分最低,為65.74;此類群研磨品質(zhì)較差,但營養(yǎng)品質(zhì)較好。Ⅱ類群共包括55個(gè)種質(zhì)資源,占供試種質(zhì)的25.3%。該類群精米率及整精米率均為最高,分別為72.80%和68.16%,堊白度和堊白粒率最低,分別為2.90%和5.25%;說明該類群研磨品質(zhì)最佳,外觀品質(zhì)較好。Ⅲ類群共包括50個(gè)種質(zhì)資源,占供試種質(zhì)的 23%。該類群糙米率最高,為81.21%,食味評(píng)分最高,為74.77;此類群綜合食味品質(zhì)較好。Ⅳ類群共包括49個(gè)種質(zhì)資源,占供試種質(zhì)的22.5%。該類群粒長最高,為4.64 cm,粒寬最低,為2.82 cm;說明此類群粒型偏長。Ⅴ類群共包括23個(gè)種質(zhì)資源,占供試種質(zhì)的10.5%。該類群堊白度、堊白粒率及直鏈淀粉含量最高,分別為16.09%、27.08%和17.64%;說明此類群外觀品質(zhì)較差,但食味品質(zhì)較好。

表5 5類種質(zhì)各品質(zhì)性狀平均值Table 5 The average quality traits of five types of germplasm

圖1 寒地水稻種質(zhì)品質(zhì)性狀聚類分析Fig.1 Clustering analysis of quality traits of rice germplasm in cold ground

3 結(jié)論與討論

通過對(duì)217份寒地早粳稻品質(zhì)性狀的分析與評(píng)價(jià),堊白度和堊白粒率變異程度最大,變異系數(shù)達(dá)到83.35%和76.53%。糙米率變異系數(shù)最小,僅為2.91%;可見對(duì)寒地早粳稻影響最大的是外觀品質(zhì)。研究認(rèn)為,減少堊白率能提高稻米的外觀品質(zhì),因此在選育優(yōu)質(zhì)新品種應(yīng)注重降低稻米堊白[7]。本研究表明,糙米率與精米率、整精米率之間均呈顯著正相關(guān),堊白度和堊白粒率呈極顯著正相關(guān)。此結(jié)論與張子軍等[8]研究成果一致。糙米率與精米率、整精米率與外觀品質(zhì)堊白度和堊白粒率均呈顯著負(fù)相關(guān)。研究認(rèn)為高堊白稻米由于灌漿充實(shí)度差,堊白部位硬度低,在碾磨加工過程中容易出現(xiàn)斷碎粒,從而降低了出米率,從而對(duì)寒地早粳稻的研磨品質(zhì)造成影響[9]。精米率與粒寬呈顯著正相關(guān),粒寬與堊白度和堊白粒率呈極顯著負(fù)相關(guān),與蛋白質(zhì)含量呈顯著負(fù)相關(guān)。這與張悅等[10]及潘國慶等[11]研究結(jié)果相似。邊嘉賓等[12]研究認(rèn)為,直鏈淀粉含量與食味值呈極顯著的負(fù)相關(guān)關(guān)系,蛋白質(zhì)含量與直鏈淀粉含量呈不顯著的負(fù)相關(guān)關(guān)系,與食味值呈顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系。本研究表明,直鏈淀粉含量與蛋白質(zhì)含量呈極顯著負(fù)相關(guān),蛋白質(zhì)含量與食味評(píng)分呈極顯著負(fù)相關(guān)。由于本研究中食味評(píng)分是由食味儀給出,與人的品嘗不同,而食味儀評(píng)分是建立在蛋白質(zhì)含量與食味評(píng)分呈負(fù)相關(guān)的基礎(chǔ)上給出的,因此與前人研究結(jié)論有所出入。

水稻種質(zhì)聚類分析已有相關(guān)研究,本研究在前人基礎(chǔ)上將217份寒地早粳稻品質(zhì)性狀進(jìn)行聚類分析,共分為5個(gè)類群,旨在為高品質(zhì)水稻品種選育上提供理論基礎(chǔ)。Ⅰ類群蛋白質(zhì)含量最高;Ⅱ類群加工品質(zhì)最好,堊白度、堊白粒率最低;Ⅲ類群綜合品質(zhì)性狀最優(yōu),食味評(píng)分最高;Ⅳ類群粒型偏長;Ⅴ類群堊白度、堊白粒率最高,外觀品質(zhì)最差。