蔣彥婕， 楊 杰， 王芳權， 許 揚， 李 霞， 陳智慧， 李文奇， 陶亞軍， 范方軍， 王 軍

(江蘇省農(nóng)業(yè)科學院糧食作物研究所，江蘇南京 210014)

稻米是世界上近一半人口的主食和能量來源。大約7 000年前，中國南方就開始種植水稻，從古至今，稻米一直是中華民族賴以生存的最主要食物。淀粉占稻米的比例在90%左右，米飯淀粉適合人體消化和吸收，但人體的血糖也容易升高。據(jù)國際糖尿病聯(lián)盟(IDF)2019 年的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，全球糖尿病患者數(shù)量不斷上升，平均年增長率為5.1%，目前已有4.63億糖尿病患者。中國糖尿病患者約為1.16億，全球排名第一，糖耐量不良(IGT)人數(shù)則更高達3億以上。

評價食物血糖生成快慢的指標是血糖生成指數(shù)(Glycemic Index，GI值)，用于衡量食物引起的餐后血糖反應。國際標準化組織ISO 26641—2010 中規(guī)定：≤55，為低GI食物；55<≤70，為中等GI食物；>70，為高GI食物。低GI食物在預防和緩解糖尿病方面具有重要作用。大米通常被認為是高GI值食品，經(jīng)常食用大米(精米)，會增加患2型糖尿病的風險。雖然稻谷加工精度以及稻米蒸煮方式也會影響GI值，但是，不同水稻品種的GI值也不一樣。因此，篩選并培育出低血糖生成指數(shù)的稻米品種是預防和緩解糖尿病最直接、最經(jīng)濟有效的方法，將具有巨大的市場前景和社會效益。

稻米的GI值與直鏈淀粉含量密切相關。目前，從自然水稻材料中篩選出并得到應用的低GI水稻品種很少，以印度的Swarna、Basmati、ISM改良種以及澳大利亞的Doongara為代表，其GI雖低，但直鏈淀粉含量較高，難以適合太湖流域及周邊地區(qū)喜食粳米人群的口味。近年來，低GI稻米品種的選育研究主要集中在高抗性淀粉方面，一般來說，抗性淀粉含量越高，則GI值越低，例如優(yōu)糖稻2號、已商品化的功米1號等。但是，這些低GI水稻由于米飯很硬，一般口感較差，市場接受程度低。遺傳分析發(fā)現(xiàn)，GI是復雜的數(shù)量性狀，除抗性淀粉主效位點之外，已定位到一些新的QTL。聚合低GI性狀與具有消費者偏好的水稻品質基因，是選育營養(yǎng)健康而又適口性好的水稻品種的重要途徑。目前，GI體外測定方法的不斷完善也為低GI水稻育種提供了技術保障。

筆者所在研究團隊以秈稻高產(chǎn)品種揚稻6號、低血糖生成指數(shù)品種Basmati、香味粳稻品種R405為親本，進行雜交和復交后，經(jīng)多代系譜選擇，獲得多份豐產(chǎn)性、抗倒性等綜合農(nóng)藝性狀優(yōu)良的新品系；通過模擬精米淀粉人體外消化試驗，獲得消化速度慢的品系若干份；再通過測定直鏈淀粉含量以及抗性淀粉含量，同時進行食味品質評價，篩選到生育期適中、豐產(chǎn)性好的偏粳型新品系南粳絲苗，該品系具有優(yōu)質、低血糖生成指數(shù)(GI)等特性。多次檢測結果表明，南粳絲苗的稻米主要品質指標達國標一級優(yōu)質米標準，且適口性較好，血糖生成指數(shù)僅55，明顯低于普通稻米，是一個適合糖尿病、高血糖、肥胖等特殊人群的低升糖指數(shù)稻米品種，具有較大的市場前景和社會效益。

1 選育過程

1.1 親本選擇

揚稻6號為江蘇里下河地區(qū)農(nóng)業(yè)科學研究所選育的著名秈型水稻品種，表現(xiàn)高產(chǎn)、優(yōu)質、適應性廣，適宜在江蘇、安徽和湖北作一季中稻種植，曾是大面積應用的兩系法雜交稻的主要恢復系。Basmati源自巴基斯坦，是比泰國香米更為著名的香稻品種，也是知名的低血糖生成指數(shù)品種。R405為江蘇省農(nóng)業(yè)科學院糧食作物研究所培育的具有自主知識產(chǎn)權的長粒型優(yōu)質香味偏粳型品系，適口性也適合太湖流域及周邊地區(qū)喜食粳米的消費人群。以上品種均為筆者所在育種團隊親本圃保存材料。

1.2 選育經(jīng)過

2012年正季在南京以揚稻6 號為母本、Basmati為父本雜交獲得F，2013年春在海南再以揚稻6號/Basmati的F為母本與R405復交，之后多代自交并進行農(nóng)藝性狀的系譜選擇。通過體外測定血糖生成指數(shù)，得到若干目標株系。2018 年在南京溧水基地種植F，結合田間農(nóng)藝性狀，篩選確定其中1個株系83134，2019年參加品比試驗，該株系分蘗力中等，莖稈粗壯、彈性好，熟相佳，并進行了稻米體外消化檢測。2020 年，編號為03108的該品系參加品比試驗和多點比較試驗，表現(xiàn)熟相好、米粒透明度高、產(chǎn)量等綜合性狀較好，兼具親本較高豐產(chǎn)性、上佳適口性及低血糖生成指數(shù)等特性，2021年命名為南粳絲苗(又名“建康1號”，圖1)。

2 特征特性

2.1 秈粳型分類

利用盧寶榮和Liu等開發(fā)的36對秈粳分類InDel標記為引物，并以日本晴為粳稻對照，9311號為秈稻對照，對南粳絲苗進行DNA檢測和秈粳分型研究，秈粳指數(shù)計算方法和秈粳分類參照盧寶榮等的標準。結果表明，除去2對反復驗證均無擴增條帶的引物外，剩余34對InDel標記中，南粳絲苗秈型基因頻率為0.353，粳型基因頻率為0.647，屬于偏粳型水稻。

南粳絲苗與多個粳稻雜交種的平均結實率達到90%以上，而與多個秈稻雜交種的平均結實率僅為50%左右，表明南粳絲苗與秈稻親和性差，與粳稻的親和性好，進一步證實南粳絲苗偏粳型。

2.2 主要農(nóng)藝性狀與形態(tài)特征

在南京作一季稻種植，5月中旬播種，南粳絲苗全生育期在130 d～135 d，屬中熟中粳。株高86.8 cm左右，株型緊湊，分蘗力中等，莖稈粗壯有彈性，苗期葉色較深，劍葉長、內(nèi)卷、斜挺角度大。穗層整齊，穗型適中，穗長23.3 cm，著粒均勻，稃尖紫色。每 667 m有效穗20萬左右，平均每穗穎花數(shù)134.7，結實率83.8%，千粒質量24.5 g(表1和圖2)。

表1 南粳絲苗主要農(nóng)藝性狀

2.3 產(chǎn)量及抗病性表現(xiàn)

南粳絲苗適應性廣泛，2019年多點評比試驗，平均單產(chǎn)450.8 kg/667 m；2020 年江蘇省內(nèi)多點示范，平均單產(chǎn)500.1 kg/667 m；2021年江蘇東海展示片測產(chǎn)，百畝方平均單產(chǎn)525 kg/667 m。

經(jīng)多年多點試驗示范的檢驗，南粳絲苗高抗水稻條紋葉枯病，對紋枯病、稻瘟病抗性也較好。

2.4 稻米理化品質以及食味品質

農(nóng)業(yè)農(nóng)村部稻米及制品質量檢測中心測定數(shù)據(jù)，南粳絲苗糙米率79.3%，精米率70.1%，整精米率58.4%，粒長6.3 mm，長寬比3.1，堊白粒率0%，堊白度0，透明度2級，堿消值6.7級，膠稠度 68 mm，直鏈淀粉含量22.2%，蛋白質含量8.2%。精米外觀透明，堊白度等主要指標達到國標一級米標準。蒸煮時以米水比1 ∶1.4，米飯松軟，適口性好，尤其適合南方地區(qū)消費者的口味。

2.5 血糖生成指數(shù)

中國食品發(fā)酵工業(yè)研究院有限公司是澳大利亞GI基金會在中國唯一授權的國際認證機構，具備GI檢測資質。公司下屬的功能主食創(chuàng)制與慢病營養(yǎng)干預北京市重點實驗室采用國際標準ISO 26642—2010進行人體試驗，結果表明，南粳絲苗精白米產(chǎn)品GI值為55，屬于低GI產(chǎn)品。

3 栽培應用技術要點

3.1 適時播種

南粳絲苗適宜種植地區(qū)為江蘇淮河以北地區(qū)，淮河以南稻區(qū)適合麥茬直播和瓜后稻。機插育秧時間在5月下旬，秧齡18～23 d，每667 m栽 1.8萬～2萬穴，每穴3～4苗，株行距13 cm×25 cm或12 cm×30 cm。機直播宜在6月20日之前完成，每667 m播種5 kg左右。

3.2 高產(chǎn)的群體結構要求

每667 m目標產(chǎn)量550～600 kg稻谷的群體結構為：有效穗18萬～20萬/667 m，平均每穗穎花數(shù)140，總穎花數(shù)2 700萬～3 000萬/667 m，結實率85%左右，千粒質量24～25 g。

3.3 肥水管理

基肥和分蘗肥與穗肥的使用比例以6 ∶4較好，全生育期每667 m施純氮18 kg左右，并注意N、P、K肥的配合使用。

淺水插秧，減少植傷；深水護秧，防止敗苗；寸水返青，促進早發(fā)；中期適時、分次擱田，高峰苗控制在25萬～28萬，達到適群體、壯個體，提高有效成穗率；中后期干濕交替，抽穗揚花期以水為主，尤其是遇及高溫天氣，要及時滿足水稻的“生態(tài)需水”，灌水以降低冠層溫度，利于揚花授粉而提高結實率。灌漿期“前水不清(盡)、后水不進”，利于養(yǎng)根保葉，活熟到老。

3.4 病蟲害防治

用殺菌劑浸種防治惡苗病、線蟲病等種傳病害；根據(jù)預測預報，用生物農(nóng)藥或殺蟲劑防治稻薊馬、各種螟蟲、飛虱等。分蘗期注意防治紋枯病，抽穗期注意防治穗頸瘟。

4 討論

隨著社會經(jīng)濟的高速發(fā)展和物質生活水平的提高，人們的飲食結構發(fā)生了較大的變化，高糖分食品的攝入量明顯增加，亞健康人群的數(shù)量也隨之急劇上升，其中，糖尿病、肥胖癥等高血糖引起的疾病增加明顯，發(fā)病率日益走高。飲食質量的調(diào)整是從源頭上預防和控制此類疾病最經(jīng)濟也是最有效的手段。低GI食物在預防和緩解糖尿病、肥胖癥等方面具有重要作用。普通大米是高GI值食品，因此，低GI特性稻米品種選育是面向人們健康生活需求的重要研究內(nèi)容，也一直是水稻育種的一個難點和重大挑戰(zhàn)，篩選并培育出低血糖生成指數(shù)稻米品種將具有巨大的市場前景和社會效益。

通過以低血糖生成指數(shù)為目標進行篩選和新品種培育，目前已選育出生育期適中、豐產(chǎn)性好的新品系南粳絲苗，其稻米主要品質指標達國標一級優(yōu)質米標準；由于其淀粉含量遠低于從自然水稻材料中篩選出的已有低GI水稻品種，所以適口性較好，尤其適宜太湖流域及周邊地區(qū)喜食粳米人群；南粳絲苗血糖生成指數(shù)為55，明顯低于普通稻米品種，是一個適合糖尿病、高血糖、肥胖等特殊人群的稻米品種，具有莫大的市場前景。筆者所在研究團隊已與“江南米道”等企業(yè)合作，對該品種進行規(guī)?；_發(fā)。預期將為特殊稻米行業(yè)和人們的飲食健康作出應有的貢獻。

作為特種健康稻米品種，南粳絲苗的產(chǎn)量潛力仍有待提高。下一步工作準備用南粳絲苗與食味優(yōu)良、產(chǎn)量潛力更高的粳稻(超級稻)如蘇墾118、南粳9108等再進行雜交，再通過一系列篩選和鑒定后，選育出產(chǎn)量水平更高的低GI水稻新品種。圍繞低血糖生成指數(shù)這一育種目標，結合優(yōu)良農(nóng)藝性狀與食味品質，將低GI水稻的豐產(chǎn)性潛力提高至 700～750 kg/667 m，使其不但品質優(yōu)，而且豐產(chǎn)性和經(jīng)濟效益更高。另外，為保持低血糖生成指數(shù)水稻的優(yōu)質和低GI特性，相應的施肥、水漿管理等栽培應用技術特別是灌漿期淀粉合成階段的栽培管理技術需要強化研究。