杂交稻新选恢复系的蒸煮食味品质与营养品质分析

钟许诚，王蔚风，唐小美，唐赛文，徐庆国，刘 俊，杨丽丽，魏廷龙

（1.常德市农业科学究所，湖南 常德415000；2.湖南农业大学农学院，湖南 长沙410128）

自上世纪70年代至今，杂交水稻已经获得了大面积的推广与应用，粮食产量连创新高。杂交稻米市场的品种越来越丰富，人们在购买稻米的时候往往购买粒美米精的品牌，这就导致了许多杂交稻科研工作者将重心放在了碾米品质与外观品质上，而忽视了蒸煮食味品质与营养品质。蒸煮食味品质与营养品质也是稻米重要的米质性状之一，直接关系稻米的口感与营养[1-3]。为了进一步提高杂交稻米的蒸煮食味品质与营养品质，筛选了一批新恢复系与市场上大面积应用的优质不育系配组，旨在探索杂交稻米质性状及其遗传规律，为今后优质的杂交稻亲本与组合选育提供一定的科学依据。

1 材料与方法

1.1 杂交稻组合配组

研究选用慈玉4号、盐恢559选、恩恢58、特优24（保健红米）、卢恢77、K333、凡44、TU-六、测1、测3、测6、测7、测10、测11、测213、GER-1、GER-3、GER-5、GER-6、GER-12-1、昕4、昕8、R7、R22、R38、R49、R52、R175、R259、R996、R2032、R2722、R2753、R2773、R9311选等35个新选恢复系与粤泰A、Ⅱ-32A、新香A、资100A、丰源A、奎5A、T98A、金23A等8个不同类型的三系不育系及Y58S、P64S、C815S、湘州19S、株1S、陆18S、P88S、8830S等8个不同类型的两系不育系进行随机杂交，配组了73个不同杂交稻组合。

1.2 田间试验设计

将上述各杂交稻不育系（三系不育系用保持系替代、两系不育系冷灌处理），恢复系和所配杂交稻组合均种植于湖南农业大学水稻科学研究所试验基地，以金优207、汕优63作为杂交稻对照组合。试验田地力均匀一致，统一于2008年5月21日播种，6月10日移栽。各小区采用随机区组排列，每个试验小区各杂交稻组合和亲本均种植30株，各小区各材料栽3行，每行10株，单本种植，种植密度达20 cm×20 cm，3次重复。留区间走道40 cm，田间管理措施同一般杂交稻大田。

1.3 样品处理与米质分析方法

供试水稻正常成熟后，分不同水稻品种（组合）分别收获其种子，所有稻谷于室温下平衡水分3个月后，用糙米机脱壳，精米机去糙，磨碎成粉状后进行测定，按照《优质食用稻米》标准(NY147-88）与《农学实践》试验操作要求，对各稻谷样品的蒸煮食味品质及营养品质性状进行测定（表1）。其中，糊化温度采用10mL KOH(1.7%)使米粒崩解扩散，在30℃条件下处理23 h观察测定；直链淀粉含量在一定波长（620 nm）下的吸光值与直链淀粉浓度呈线性关系，采用分光光度计测定；胶稠度利用大米淀粉在稀碱性条件下（0.2 mol/L KOH）加热糊化成为米胶，冷却后在水平放置的试管中有一定程度的延伸，来测量延伸后的米胶长度；蛋白质采用凯式定氮法测定。

表1 国家优质稻米蒸煮食味品质及营养品质性状参考

1.4 数据处理方法

所有稻谷样品的蒸煮食味品质与营养品质数据均采用Excel2007、DPSv7.05分析软件进行处理与分析。杂种优势计算方法如下：

中亲优势（%）=[F1－（父本+母本）/2]/（父本+母本）/2×100%

超亲优势（%）=（F1－高值亲本）/高值亲本×100

负向超亲优势（%）=（F1－低值亲本）/低值亲本×100%

竞争优势（%）=（F1－CK）/CK×100%

2 结果与分析

2.1 不同杂交稻组合与亲本的蒸煮食味品质及营养品质的比较

如表2所示，73个杂交稻组合的糊化温度平均值为3.5级，与不育系的糊化温度相近，说明糊化温度受母本影响较大，而直链淀粉含量、胶稠度与蛋白质含量受恢复系影响更多，其中73个杂交稻组合直链淀粉含量平均值与父本直链淀粉含量平均值相差仅达0.1%。73个杂交稻组合蒸煮食味品质与营养品质变异系数由大到小排序为：糊化温度＞胶稠度＞蛋白质＞直链淀粉含量，说明糊化温度还有一定的改良空间，在以后的试验中可以通过杂交进一步筛选，而直链淀粉含量已经趋于稳定。由此得出结论，73个杂交稻组合与亲本的蒸煮食味品质及营养品质均存在明显的组合间遗传性状差异。

表2 不同杂交稻组合与亲本的蒸煮食味品质与营养品质的比较

73个杂交稻组合的蒸煮食味品质与营养品质达标率中，仅蛋白质一级达标率在90%以上，其次为胶稠度，其三级达标率达到了42.5%，表现最差的为糊化温度，其一、二级达标率只有11%；与对照相比，73个杂交稻组合的直链淀粉含量高于对照。同时经分析发现，C815S/TU-六、陆18S/R259等杂交稻组合在蒸煮食味品质与营养品质上相比其他组合表现优异。

2.2 不同杂交稻组合的蒸煮食味品质与营养品质的杂种优势分析

如表3所示，糊化温度的平均优势为负值，有54个杂交稻组合的糊化温度表现为平均优势，直链淀粉含量与蛋白质的平均优势平均值仅均达0.1%；超亲优势中，胶稠度的平均值最高，其变幅为0.4%至103.0%，所占组合比例最高的为直链淀粉，共有33个杂交稻组合表现超亲优势；与金优207相比，73个杂交稻组合的糊化温度没有一组超过对照，平均值为－42.8%，57个杂交稻组合的胶稠度、直链淀粉含量超过金优207；与汕优63相比，70%以上杂交稻组合的直链淀粉含量与蛋白质超过汕优63，直链淀粉含量的超亲优势、竞争优势过强仍是困扰研究者改良杂交稻口感的难题。

表3 杂交稻的蒸煮食味品质与营养品质的杂种优势分析（n=73） （%）

2.3 不同不育系所配杂交稻组合蒸煮食味品质与营养品质的比较

从表4中看出，以同一不育系与不同恢复系配组的组合当中，直链淀粉含量由低到高排序前6位的为：粤泰A组、株1S组、T98A组、P64S组、湘州19S组、Ⅱ-32A组；营养品质中，C815S组、湘州19S组、Ⅱ-32A组、粤太A组的蛋白质含量均低于10%，由此可以发现，以株1S、T98A、P64S为母本组合的直链淀粉含量相对适中，蛋白质含量较高，适用于选育出优质蒸煮食味品质与营养品质的组合。

同时也发现，以C815S、新香A为母本配组的杂交稻组合直链淀粉含量、蛋白质含量表现一般。C815S是大面积推广的优质两系不育系品种，在此次试验中为何表现欠佳，其原因可能是不同杂交稻恢复系与同一杂交稻不育系配组后的复力不同导致的性状表现差异。

表4 不同不育系所配杂交稻组合的蒸煮食味品质与营养品质的比较

2.4 不同恢复系所配杂交稻组合蒸煮食味品质与营养品质的比较

以表5所示，以同一恢复系与不同不育系配组的组合中，其蒸煮食味品质与营养品质平均值与对照组相比，直链淀粉含量最低为TU-六组，其后依次是：R52组、R2722组、GER-3组、恩恢58组、保健红米组等，变异系数最低的为GER-5组，说明其直链淀粉改良空间有限；营养品质中，蛋白质含量由高到低排序前5位为：恩恢58组、TU-六组、R259组、测7组及盐恢559选组。总体来看，恩恢58、TU-六适宜作为父本推广。

同时也发现，以GER-1、GER-5等父本配组的杂交稻组合的蒸煮食味品质与营养品质表现较差，不适宜推广。其原因可能是同一恢复系对不同母本所表现出的恢复程度差异造成的。

2.5 杂交稻组合蒸煮食味品质及营养品质的相关性

经DPS分析处理后得出的结果如表6所示，糊化温度与恢复系、高值亲本达到了极显著性相关，与中值亲本达到了显著性相关，直链淀粉含量与中、低值亲本达到了显著性相关，蛋白质仅与不育系达到显著性相关，而胶稠度无论是与恢复系、不育系或高、中、低值亲本均未达到显著或极显著性相关。

表5 不同恢复系所配杂交稻组合蒸煮食味品质与营养品质的比较

表6 杂交稻组合与亲本的蒸煮食味品质及营养品质的相关系数

对比表2可发现，试验中直链淀粉含量、胶稠度与蛋白质含量平均值均与恢复系平均值接近，与表6显示的结果以及前人研究结论不同，而表6中的糊化温度与恢复系达到极显著性相关，与表2中的糊化温度受母本影响存在较大出入。

3 讨论

研究结果表明，杂交稻组合与亲本的蒸煮食味品质及营养品质之间存在明显的组合间遗传性状差异，同时发现以不育系株1S、T98A、P64S为母本及以恩恢58、TU-六为父本配组的杂交稻组合蒸煮食味品质与营养品质表现良好，杂交稻组合C815S/TU-六、陆18S/R259等在蒸煮食味品质与营养品质上表现优异，适合大面积推广。

前人认为，糊化温度是由一个主效基因与许多微效基因共同控制的遗传性状，同时表现为累加性效应。Giovanni的研究结果认为，杂交稻糊化温度与不育系、恢复系均达到显著性相关[4]。此次品质相关性研究结果与前人不同：即糊化温度与恢复系、高值亲本达到极显著性相关，与中值亲本达到了显著性相关。

蒸煮食味品质中的胶稠度属于数量性状遗传，与糊化温度类似，同样受到一对主效基因和若干微效基因的共同作用。一般认为杂交稻的硬胶稠对软胶稠表现为显性，所以汤圣祥等[5]认为需选用软胶稠不育系和恢复来配组，此次研究结果与前人结论相同。前人认为杂交稻高直链淀粉含量对低直链淀粉含量表现为完全显性，而此次研究结果与前人不同，即直链淀粉含量与中、低亲本达到显著性相关。江建华等[6]认为直链淀粉含量一般介于双亲值之间，此次试验结果与他的相同。

早期的研究认为杂交稻营养品质属于加性效应，高蛋白对低蛋白表现为非显性效应，且蛋白质含量受母本影响较大，具有一定的杂种优势。此次研究结果显示，表现为平均优势与超亲优势的杂交稻组合占73个杂交稻组合的65.8%，且蛋白质含量与不育系达到显著性相关[7]。同时此次研究还发现，杂交稻蒸煮食味品质与营养品质的数量遗传性状存在着试验性矛盾，这是否是由于数量性状遗传特性所造成的，有待进一步研究。

[1]袁隆平.杂交水稻[M].北京：中国农业出版社，2002.

[2]王蔚风，徐庆国.杂交稻新选恢复系米质性状的杂种优势分析[D].长沙：湖南农业大学，2012.

[3]王蔚风，徐庆国.杂交稻米质性状遗传研究进展[J].作物研究，2011，8（1）：331-338.

[4]Cordeiro1 G M，Christopher MJ，Henry R J，et al.Identification ofmicrosatellite markers for fragrance in rice by analysis of the rice genome sequence[J].Molecular Breeding，2002，14（9）:245-250.

[5]汤圣祥，张云康，余汉勇.籼粳杂交稻米胶稠度的遗传[J].中国农业科学，1996，29（5）:51-55.

[6]江建华，郭 媛，陈献功，等.粳稻穗角与稻米品质的相关性及稻米品质遗传分析[J].植物学报，2007，6（6）：714-724.

[7]张亚东，朱 镇，赵 凌，等.籼型两系杂交水稻品质和产量性状的配合力及遗传力分析[J].西南农业大学学报，2006，19（3）：355-362.