江苏粳稻食味品质育种研究进展与启示

龚红兵等

摘要：以江苏省2001—2013年通过审定的83份常规粳稻品种及4份对照品种为对象，利用食味仪测定各品种的直链淀粉、蛋白质含量及食味值，分析各生态型品种食味品质的变化趋势，以探讨加快江苏优质食味粳稻新品种选育进展可能的途径。

关键词：江苏粳稻；生态型；食味品质；品种选育

中图分类号： S511.2+20.33 文献标志码： A 文章编号：1002-1302（2014）04-0069-04

收稿日期：2013-08-29

基金项目：江苏省农业科技成果转化专项（编号：BA2010140）；江苏省镇江市科技支撑计划（编号：NY2012026）。

作者简介：龚红兵（1973—），男，福建浦城人，博士，副研究员，主要从事水稻新品种选育研究。E-mail：hongbinggong973@sina.com。

通信作者：潘学彪，教授，博士生导师。E- mail：shuidao@yzu.edu. cn。水稻是我国第一大粮食作物，是我国民众赖以生存的主食之一。新中国成立以来，面对粮食需求的巨大压力，我国的水稻研究与生产一直将高产放在首位，稻米品质的改良研究相对滞后。20世纪末，受中国水稻等粮食作物连年丰收、国内外市场竞争日趋激烈和人们生活水平提高等因素的影响，人们对稻米品质的要求也越来越高，尤喜外观好、食味佳的优质稻米[1]。江苏是我国粳稻米主产区，粳米是城乡人民的主食，粳稻的生产与研究对江苏经济的发展有相当大的影响[2]。近年来，江苏省水稻育种的目标从高产、优质、多抗转向优质、高产、多抗，优质成为江苏省水稻育种的首要目标[3-4]，稻米品质指标能否达到国标三级优质稻谷标准成为品种审定的一个重要条件。随着优质育种的开展，一批外观品质得到改良的水稻品种迅速在生产上推广应用，2001—2012年，江苏省共审定常规粳稻品种84个（不含糯稻），其中，国标三级以上的优质水稻品种67个，约占80%。近年来，江苏水稻育种工作者在重视外观品质改良的同时，也十分注重食味品质的改良，并取得了一定进展，育成了一批正常直链淀粉含量的优质食味粳米品种（如镇稻18号、嘉33、盐粳9号等）和低直链淀粉含量的优质食味软米品种（如南粳46、南粳5055等）。

稻米食味品质由米饭的柔软性、滋味、黏散性、色泽、光泽、香味及冷饭质地等因素决定，主要是米饭入口在咬嚼时的综合感觉，是一个综合指标。影响食味品质的因素包括：淀粉、蛋白质、游离氨基酸、脂质、游离脂肪酸、全糖、矿物质及有关酶，通过影响与稻米食味品质相关的1个或几个因素，从而对食味发生综合作用[5-6]。本研究以2001—2013年江苏省审定的83份常规粳稻品种及4份对照品种为对象，研究江苏省常规粳稻品种直链淀粉、蛋白质含量及食味值的变化趋势，探讨加快江苏优质食味粳稻新品种选育进展可能的途径。

1材料与方法

1.1试验材料

常规粳稻品种87个，包括2001—2012年江苏省审定的常规粳稻品种82个、2013年通过审定的早熟晚粳稻品种镇稻18号和对照品种4个。其中，中熟中粳类型品种23个，对照为1997年通过审定的镇稻88；迟熟中粳类型品种29个，对照为1992年通过审定的武育粳3号和2000年通过审定的淮稻5号；早熟晚粳类型品种23个和中熟晚粳类型品种12个，对照均为1998年通过审定的武运粳7号（表1）。

1.2试验设计

2012年正季，在江苏丘陵地区镇江农业科学研究所句容市后白试验基地按生态类型适期播种，中熟晚粳和早熟晚粳、迟熟中粳、中熟中粳播种期分别为5月15日、5月20日、5月30日，均为湿润育秧。每份材料种植100株，4行区，行株距17 cm×17 cm，田间管理按常规方法进行。成熟收获后风干保存30 d以上，使含水量保持在14%左右。

1.3测试方法

利用日本佐竹公司生产的食味仪（RCTA-11A）测定食味品质。称取每个品种稻谷500 g，出糙后用JY7132型精米机碾成精米，称量250 g放进样品槽中测定，1 min后读出食味值和直链淀粉、蛋白质、水分含量，每个样品重复测定3次，取平均值。

1.4数据处理

采用Excel 2003和SPSS 17.0软件进行数据处理和统计分析。

2结果与分析

2.1不同年份审定粳稻品种食味品质及相关性状的变化

3小结与讨论

从总体来看，83个粳稻品种的平均直链淀粉含量为202%，平均蛋白质含量为9.1%，平均食味值为63.1，食味品质平均水平与武运粳7号相当，明显好于淮稻5号，但不如武育粳3号。就各生态型而言，中熟中粳、早熟晚粳的食味品质平均水平与相应对照持平，迟熟中粳的食味品质平均水平与武育粳3号差异不明显，但显著好于淮稻5号，中熟晚粳的食味品质平均水平显著好于对照。显然，中熟晚粳食味品质育种进展要明显快于迟熟中粳、中熟中粳和早熟晚粳。

淀粉、蛋白质是稻米中的主要成分，其含量居前2位。一般认为直链淀粉含量与米饭的硬度呈正相关关系，直链淀粉含量高的稻米浸泡时吸水率较低，蒸煮后米饭口感较硬[6-7]。周少川等研究发现，直链淀粉含量与食味品质呈极显著负相关，相关系数达-0.86；直链淀粉含量与米饭黏度的相关系数为0.92，与米饭硬度的相关系数为0.77[8]。本研究统计显示，直链淀粉含量、蛋白质含量与稻米食味值的相关系数达到-0.965和-0.938，与前人研究结果基本相近。直链淀粉、蛋白质含量较高的大米与相似品种的大米相比，其食味品质通常较差，但直链淀粉和蛋白质含量也不是越低越好，一般优质米的直链淀粉含量应在18%～20%之间，糙米蛋白质含量应该控制在6.5%～7.0%之间[9]。本研究结果还表明，随着生育期的延长，直链淀粉含量、蛋白质含量呈降低趋势，而食味值则呈上升趋势。霍中洋等研究表明，各生育类型间食味值随生育期的延迟呈上升趋势，因此，在保证水稻安全灌浆、正常成熟的基础上，适当选用一些生育期较长的粳稻品种有利于蒸煮食味品质的改善[10]。

优质、高产、多抗是水稻新品种选育的永恒主题，育种工作者总是不断地发掘、利用优异种质资源，综合运用杂交、回交、复合杂交等手段，科学组配亲本，将控制产量、品质、抗性等数量性状的有利基因有机聚合，实现优质、高产、多抗的协同提高，选育出集优质、高产、多抗于一体的粳稻新品种，实现水稻新品种选育的一次又一次突破。水稻品种是由诸多农艺性状构成的一个平衡体系，水稻新品种选育的突破首先要通过杂交配组打破旧的平衡体系，然后通过株型改良、优化产量构成因子等，在产量、品质、抗性三者间建立新的平衡。以镇稻88为代表的中熟中粳类型品种，产量、品质、抗性三者间平衡关系尚未被打破，处于育种突破酝酿阶段，因而各方面进展较缓。水稻新品种选育的研究进展具体到某一性状往往表现为峰、谷明显的折线，如2001—2013年江苏粳稻食味品质育种研究进展趋势表现为以2003、2007、2012年为谷，2005、2009、2013年为峰的折线。

江苏粳稻食味品质的改善主要通过降低直链淀粉或蛋白质含量来实现。直链淀粉含量主要由第6染色体短臂的Wx位点控制，该位点的Wx-mp、Wx-y、Wx1-1突变，可以使直链淀粉含量降低到10%左右，类似的还有du1和du2等低直链淀粉基因[11]。利用上述基因的单独和累加效应，江苏省农业科学院已经成功选育了低直链淀粉含量的优良食味水稻新品种南粳46、南粳5055等。

食味品质可以说是水稻最复杂的数量性状，不但涉及基因型与环境互作，还受人类嗜好、生活水平等社会因素影响。日本在粳稻食味品质研究领域处于国际领先水平，江苏粳稻食味品质育种须借鉴日本有关研究成果，结合江苏省实际深入开展有关育种、栽培技术和相关应用基础研究。在育种技术研究上，一是选育蛋白质特别是醇溶蛋白含量较低的品种；二是选育直链淀粉含量较低、支链淀粉中短链比率较大的品种；三是应对气候变化，选育淀粉分子结构对非生物胁迫特别是高温、低温不敏感的品种。在栽培技术研究上，针对食味品质与外观品质和氮素水平的复杂关系，结合江苏气候、土壤、品种等特点，重点研究在保持或增加产量的基础上提高外观品质，同时不增加蛋白质含量影响食味品质的栽培特别是施肥技术。随着分子生物学研究的深入和分子标记技术的进步，对食味品质这种复杂数量性状的基因定位和功能分析正取得新的进展[12-17]，为食味品质鉴定和分子标记辅助选择展示了美好前景。

参考文献：

[1]丁得亮，崔晶，张欣，等. 我国粳稻食味品质研究进展[J]. 江苏农业科学，2010（2）：1-4.

[2]杜永林. 江苏省水稻品种选育利用现状与发展对策[J]. 江苏农业科学，2010（1）：9-13.

[3]吉健安，阙金华. 江苏省水稻品质育种的进展[J]. 江苏农业科学，2008（6）：50-53.

[4]陈志德，仲维功，杨杰，等. 江苏省水稻育种研究进展与建议[J]. 江苏农业科学，2007（2）：1-4.

[5]崔晶，森田茂纪. 水稻食味学[M]. 天津：天津教育出版社，2007：1-15.

[6]莫惠栋. 我国稻米品质的改良[J]. 中国农业科学，1993，26（4）：8-14.

[7]朱昌兰，沈文飚，翟虎渠，等. 水稻低直链淀粉含量基因育种利用的研究进展[J]. 中国农业科学，2004，37（2）：157-162.

[8]周少川，李宏，王家生，等. 华南籼稻早造稻米蒸煮、外观和碾米品质与食味品质的相关性研究[J]. 作物学报，2002，28（3）：397-400.

[9]Kondo H. Research on appearance quality and eating quality of rice：（9）the relationship between nutrients，weather conditions，and the rice eating quality[J]. Agron Hortic，2011，86（6）：652-658.

[10]霍中洋，李杰，许轲，等. 高产栽培条件下种植方式对不同生育类型粳稻米质的影响[J]. 中国农业科学，2012，45（19）：3932-3945.

[11]Takeuchi Y. Research on appearance quality and eating quality of rice：（10）rice taste value of genetic analysis and its application[J]. Agron Hortic，2011，86：752-756.

[12]Fukuoka S，Saka N，Koga H，et al. Loss of function of a proline-containing protein confers durable disease resistance in rice[J]. Science，2009，325（5943）：998-1001.

[13]Yano M，Yamamoto S. Selection of DNA markers in rice[J]. Agric For Fish Res Mag，2009，33：5-11.

[14] Kobayashi A，Sugimoto K，Yano M，et al. Import high temperature of QTL gene from Hanaechizen to maturing varieties of brown rice appearance quality[J]. Breed Res，2011，13：153.

[15]Kobayashi A. Research on appearance quality and eating quality of rice：（18）high temperature resistant rice varieties bred and the elucidation of the genetic factors appearance quality[J]. Agron Hortic，2012，87（6）：525-535.

[16]Mitsui T. Research on appearance quality and eating quality of rice：（19）strategy to develop high-temperature rice starch metabolism enzymes（from the perspective of cellular and molecular biology） [J]. Agron Hortic，2012，87（6）：627-633.

[17]Takeuchi Y，Hori K，Suzuki K，et al. Major QTLs for eating quality of an elite Japanese rice cultivar，Koshihikari，on the short arm of chromosome 3[J]. Breeding Science，2008，58：437-445.

优质、高产、多抗是水稻新品种选育的永恒主题，育种工作者总是不断地发掘、利用优异种质资源，综合运用杂交、回交、复合杂交等手段，科学组配亲本，将控制产量、品质、抗性等数量性状的有利基因有机聚合，实现优质、高产、多抗的协同提高，选育出集优质、高产、多抗于一体的粳稻新品种，实现水稻新品种选育的一次又一次突破。水稻品种是由诸多农艺性状构成的一个平衡体系，水稻新品种选育的突破首先要通过杂交配组打破旧的平衡体系，然后通过株型改良、优化产量构成因子等，在产量、品质、抗性三者间建立新的平衡。以镇稻88为代表的中熟中粳类型品种，产量、品质、抗性三者间平衡关系尚未被打破，处于育种突破酝酿阶段，因而各方面进展较缓。水稻新品种选育的研究进展具体到某一性状往往表现为峰、谷明显的折线，如2001—2013年江苏粳稻食味品质育种研究进展趋势表现为以2003、2007、2012年为谷，2005、2009、2013年为峰的折线。

江苏粳稻食味品质的改善主要通过降低直链淀粉或蛋白质含量来实现。直链淀粉含量主要由第6染色体短臂的Wx位点控制，该位点的Wx-mp、Wx-y、Wx1-1突变，可以使直链淀粉含量降低到10%左右，类似的还有du1和du2等低直链淀粉基因[11]。利用上述基因的单独和累加效应，江苏省农业科学院已经成功选育了低直链淀粉含量的优良食味水稻新品种南粳46、南粳5055等。

食味品质可以说是水稻最复杂的数量性状，不但涉及基因型与环境互作，还受人类嗜好、生活水平等社会因素影响。日本在粳稻食味品质研究领域处于国际领先水平，江苏粳稻食味品质育种须借鉴日本有关研究成果，结合江苏省实际深入开展有关育种、栽培技术和相关应用基础研究。在育种技术研究上，一是选育蛋白质特别是醇溶蛋白含量较低的品种；二是选育直链淀粉含量较低、支链淀粉中短链比率较大的品种；三是应对气候变化，选育淀粉分子结构对非生物胁迫特别是高温、低温不敏感的品种。在栽培技术研究上，针对食味品质与外观品质和氮素水平的复杂关系，结合江苏气候、土壤、品种等特点，重点研究在保持或增加产量的基础上提高外观品质，同时不增加蛋白质含量影响食味品质的栽培特别是施肥技术。随着分子生物学研究的深入和分子标记技术的进步，对食味品质这种复杂数量性状的基因定位和功能分析正取得新的进展[12-17]，为食味品质鉴定和分子标记辅助选择展示了美好前景。

参考文献：

[1]丁得亮，崔晶，张欣，等. 我国粳稻食味品质研究进展[J]. 江苏农业科学，2010（2）：1-4.

[2]杜永林. 江苏省水稻品种选育利用现状与发展对策[J]. 江苏农业科学，2010（1）：9-13.

[3]吉健安，阙金华. 江苏省水稻品质育种的进展[J]. 江苏农业科学，2008（6）：50-53.

[4]陈志德，仲维功，杨杰，等. 江苏省水稻育种研究进展与建议[J]. 江苏农业科学，2007（2）：1-4.

[5]崔晶，森田茂纪. 水稻食味学[M]. 天津：天津教育出版社，2007：1-15.

[6]莫惠栋. 我国稻米品质的改良[J]. 中国农业科学，1993，26（4）：8-14.

[7]朱昌兰，沈文飚，翟虎渠，等. 水稻低直链淀粉含量基因育种利用的研究进展[J]. 中国农业科学，2004，37（2）：157-162.

[8]周少川，李宏，王家生，等. 华南籼稻早造稻米蒸煮、外观和碾米品质与食味品质的相关性研究[J]. 作物学报，2002，28（3）：397-400.

[9]Kondo H. Research on appearance quality and eating quality of rice：（9）the relationship between nutrients，weather conditions，and the rice eating quality[J]. Agron Hortic，2011，86（6）：652-658.

[10]霍中洋，李杰，许轲，等. 高产栽培条件下种植方式对不同生育类型粳稻米质的影响[J]. 中国农业科学，2012，45（19）：3932-3945.

[11]Takeuchi Y. Research on appearance quality and eating quality of rice：（10）rice taste value of genetic analysis and its application[J]. Agron Hortic，2011，86：752-756.

[12]Fukuoka S，Saka N，Koga H，et al. Loss of function of a proline-containing protein confers durable disease resistance in rice[J]. Science，2009，325（5943）：998-1001.

[13]Yano M，Yamamoto S. Selection of DNA markers in rice[J]. Agric For Fish Res Mag，2009，33：5-11.

[14] Kobayashi A，Sugimoto K，Yano M，et al. Import high temperature of QTL gene from Hanaechizen to maturing varieties of brown rice appearance quality[J]. Breed Res，2011，13：153.

[15]Kobayashi A. Research on appearance quality and eating quality of rice：（18）high temperature resistant rice varieties bred and the elucidation of the genetic factors appearance quality[J]. Agron Hortic，2012，87（6）：525-535.

[16]Mitsui T. Research on appearance quality and eating quality of rice：（19）strategy to develop high-temperature rice starch metabolism enzymes（from the perspective of cellular and molecular biology） [J]. Agron Hortic，2012，87（6）：627-633.

[17]Takeuchi Y，Hori K，Suzuki K，et al. Major QTLs for eating quality of an elite Japanese rice cultivar，Koshihikari，on the short arm of chromosome 3[J]. Breeding Science，2008，58：437-445.

优质、高产、多抗是水稻新品种选育的永恒主题，育种工作者总是不断地发掘、利用优异种质资源，综合运用杂交、回交、复合杂交等手段，科学组配亲本，将控制产量、品质、抗性等数量性状的有利基因有机聚合，实现优质、高产、多抗的协同提高，选育出集优质、高产、多抗于一体的粳稻新品种，实现水稻新品种选育的一次又一次突破。水稻品种是由诸多农艺性状构成的一个平衡体系，水稻新品种选育的突破首先要通过杂交配组打破旧的平衡体系，然后通过株型改良、优化产量构成因子等，在产量、品质、抗性三者间建立新的平衡。以镇稻88为代表的中熟中粳类型品种，产量、品质、抗性三者间平衡关系尚未被打破，处于育种突破酝酿阶段，因而各方面进展较缓。水稻新品种选育的研究进展具体到某一性状往往表现为峰、谷明显的折线，如2001—2013年江苏粳稻食味品质育种研究进展趋势表现为以2003、2007、2012年为谷，2005、2009、2013年为峰的折线。

江苏粳稻食味品质的改善主要通过降低直链淀粉或蛋白质含量来实现。直链淀粉含量主要由第6染色体短臂的Wx位点控制，该位点的Wx-mp、Wx-y、Wx1-1突变，可以使直链淀粉含量降低到10%左右，类似的还有du1和du2等低直链淀粉基因[11]。利用上述基因的单独和累加效应，江苏省农业科学院已经成功选育了低直链淀粉含量的优良食味水稻新品种南粳46、南粳5055等。

食味品质可以说是水稻最复杂的数量性状，不但涉及基因型与环境互作，还受人类嗜好、生活水平等社会因素影响。日本在粳稻食味品质研究领域处于国际领先水平，江苏粳稻食味品质育种须借鉴日本有关研究成果，结合江苏省实际深入开展有关育种、栽培技术和相关应用基础研究。在育种技术研究上，一是选育蛋白质特别是醇溶蛋白含量较低的品种；二是选育直链淀粉含量较低、支链淀粉中短链比率较大的品种；三是应对气候变化，选育淀粉分子结构对非生物胁迫特别是高温、低温不敏感的品种。在栽培技术研究上，针对食味品质与外观品质和氮素水平的复杂关系，结合江苏气候、土壤、品种等特点，重点研究在保持或增加产量的基础上提高外观品质，同时不增加蛋白质含量影响食味品质的栽培特别是施肥技术。随着分子生物学研究的深入和分子标记技术的进步，对食味品质这种复杂数量性状的基因定位和功能分析正取得新的进展[12-17]，为食味品质鉴定和分子标记辅助选择展示了美好前景。

参考文献：

[1]丁得亮，崔晶，张欣，等. 我国粳稻食味品质研究进展[J]. 江苏农业科学，2010（2）：1-4.

[2]杜永林. 江苏省水稻品种选育利用现状与发展对策[J]. 江苏农业科学，2010（1）：9-13.

[3]吉健安，阙金华. 江苏省水稻品质育种的进展[J]. 江苏农业科学，2008（6）：50-53.

[4]陈志德，仲维功，杨杰，等. 江苏省水稻育种研究进展与建议[J]. 江苏农业科学，2007（2）：1-4.

[5]崔晶，森田茂纪. 水稻食味学[M]. 天津：天津教育出版社，2007：1-15.

[6]莫惠栋. 我国稻米品质的改良[J]. 中国农业科学，1993，26（4）：8-14.

[7]朱昌兰，沈文飚，翟虎渠，等. 水稻低直链淀粉含量基因育种利用的研究进展[J]. 中国农业科学，2004，37（2）：157-162.

[8]周少川，李宏，王家生，等. 华南籼稻早造稻米蒸煮、外观和碾米品质与食味品质的相关性研究[J]. 作物学报，2002，28（3）：397-400.

[9]Kondo H. Research on appearance quality and eating quality of rice：（9）the relationship between nutrients，weather conditions，and the rice eating quality[J]. Agron Hortic，2011，86（6）：652-658.

[10]霍中洋，李杰，许轲，等. 高产栽培条件下种植方式对不同生育类型粳稻米质的影响[J]. 中国农业科学，2012，45（19）：3932-3945.

[11]Takeuchi Y. Research on appearance quality and eating quality of rice：（10）rice taste value of genetic analysis and its application[J]. Agron Hortic，2011，86：752-756.

[12]Fukuoka S，Saka N，Koga H，et al. Loss of function of a proline-containing protein confers durable disease resistance in rice[J]. Science，2009，325（5943）：998-1001.

[13]Yano M，Yamamoto S. Selection of DNA markers in rice[J]. Agric For Fish Res Mag，2009，33：5-11.

[14] Kobayashi A，Sugimoto K，Yano M，et al. Import high temperature of QTL gene from Hanaechizen to maturing varieties of brown rice appearance quality[J]. Breed Res，2011，13：153.

[15]Kobayashi A. Research on appearance quality and eating quality of rice：（18）high temperature resistant rice varieties bred and the elucidation of the genetic factors appearance quality[J]. Agron Hortic，2012，87（6）：525-535.

[16]Mitsui T. Research on appearance quality and eating quality of rice：（19）strategy to develop high-temperature rice starch metabolism enzymes（from the perspective of cellular and molecular biology） [J]. Agron Hortic，2012，87（6）：627-633.

[17]Takeuchi Y，Hori K，Suzuki K，et al. Major QTLs for eating quality of an elite Japanese rice cultivar，Koshihikari，on the short arm of chromosome 3[J]. Breeding Science，2008，58：437-445.