滇杂粳保持系稻米与优质软米RVA谱特征值的比较分析

姜珍珍 栾一方 柳展 李丹丹 张江丽 许红云 金寿林 文建成 谭学林

（云南农业大学稻作研究所/云南省杂交粳稻工程技术研究中心，昆明650201；第一作者：zhenzhen164@126.com；*通讯作者：tx15055@126.com）

滇杂粳保持系稻米与优质软米RVA谱特征值的比较分析

姜珍珍 栾一方 柳展 李丹丹 张江丽 许红云 金寿林 文建成 谭学林*

（云南农业大学稻作研究所/云南省杂交粳稻工程技术研究中心，昆明650201；第一作者：zhenzhen164@126.com；*通讯作者：tx15055@126.com）

为加强滇型优质杂交粳稻的选育，利用快速黏度分析仪，对云南农业大学稻作研究所保存的159份滇型杂交粳稻保持系稻米RVA谱特征值进行了主成分分析和聚类分析，并与云南优质软米云恢290的RVA特征值进行比较和判别。主成分分析表明，与稻米口感品质有关的8个RVA指标可归为软硬、胶稠、回生这3个主成分因子，这3个主成分累计贡献率达89.64%；聚类分析结果显示，供试的保持系材料可分为2大类型，Ⅰ类包括了147份（占比92.45%），又可分为3个亚类；贝叶斯判别分析显示，Ⅰ-1和Ⅰ-3亚类稻米的RVA特征值与云恢290相符性最高。

滇型杂交粳稻；保持系；RVA；主成分分析；聚类分析；贝叶斯判别分析

云南是我国传统高原粳稻生产区，粳稻种植面积达53.4万hm2左右[1]，占云南省水稻种植面积的60.0%，主要分布在海拔1 400～2 700 m的温凉及高寒稻区[2-3]。由于地理、气候条件特殊，外地引进的粳稻品种在云南种植表现均不佳，不适于在当地推广[3]，云南的粳稻品种只能靠自育解决[4]。因此，培育优质高产的粳稻品种是云南育种家们长期坚持的目标。

随着社会的发展和生活水平的提高，人们对稻米品质提出了更高的要求。优质软米因其外观晶亮、米饭不粘、口感松软而深受广大消费者喜爱。云南是中国软米的原产地，云恢290是优质软米的代表。尽管优质米市场需求大，但生产上可供选择的品种并不多。究其原因是稻米品质分析方法满足不了育种和生产的要求。快速黏度分析仪（Rapid Visco Analyser，RVA）具有样品用量少、简便、快捷、测定结果重复性好等优点，近些年来在稻米口感品质研究中越来越受到重视[6]。

以细胞质雄性不育为基础的三系杂交稻中，不育系是基础，保持系是不育系的同核异质体，是不育系繁殖的花粉供体，不育系的特性主要由保持系决定[7-8]。因此，保持系的稻米品质对杂交稻选育具有直接影响。虽然滇型杂交粳稻在我国杂交粳稻生产中占有举足轻重的地位，但是，对滇型杂交粳稻保持系的稻米品质性状缺乏整体的、较为全面的了解。为探讨滇型杂交粳稻保持系的稻米品质状况，笔者对云南农业大学稻作研究所保存的滇型杂交粳稻保持系及优质软米云恢290稻米的RVA谱特征值进行了比较分析。

1 材料与方法

1.1 供试材料

供试材料为云南农业大学稻作研究所保存的159份滇型杂交粳稻保持系材料及云南优质软米品种云恢290。

1.2 试验方法

1.2.1 材料种植

2015年3月初在云南农业大学稻作研究所富民繁育基地种植保持系。按普通生产方法育苗，4叶1心时挑取长势一致的健壮秧苗，按材料编号顺序移栽至大田。单本插栽，每个小区种植50苗（50 cm×13 cm），移栽7 d后施46%的尿素及复合肥（氮∶磷∶钾=1∶1∶1），用量分别为30 kg/667m2和10 kg/667 m2。大田生长期按普通生产方法管理。9月中旬每份材料随机取15穗混合。

1.2.2 样品制备

保持系材料收获后在自然条件下风干至恒质量，用脱壳机和精米机处理获得精米。云恢290稻米样品由云南红河卧龙米业公司提供。每份参试材料称取10 g精米，利用搅拌机打磨，精米粉过100目筛后，称取3 g精米粉备用。

1.2.3 稻米RVA谱特征值测定

表1 样本RVA谱特征值的均值及变幅

表2 主成分特征根和特征向量

采用瑞典PERTEN公司生产的RVA-SM2型快速黏度分析仪测定稻米淀粉RVA谱，用配套软件TCW-3（Thermal Cycle forWindows 3）分析。RVA特征值由最高黏度（Peak viscosity，PKV）、热浆黏度（Hot paste viscosity，HPV）、冷胶黏度（Cool paste viscosity，CPV）、崩解值（Breakdown viscosity，BDV，最高黏度-热浆黏度）、消减值（Setback viscosity，SBV，冷胶黏度-最高黏度）、回复值（Consistence viscosity，CSV，冷胶黏度-热浆黏度）、峰值时间（Peak time，PeT）和糊化温度（Gelatinzayion temperature，GT）8个指标反映。

1.3 数据统计

利用Microsoft Excel 2007进行数据处理，SPSS 19.0软件进行主成分分析、聚类分析和判别分析。提取＞1.0的特征根及对应的特征向量，构建主成分方程，计算各样本的主成分值，并通过欧氏距离计算样本间的距离，以类平均法对样本进行聚类。通过Wilks，λ检验的概率值筛选变量，利用贝叶斯（Bayes）逐步判别法构建各类样本的线性判别函数，用各类样本的判别函数计算云恢290的得分。

2 结果与分析

2.1 滇型杂交粳稻保持系稻米RVA谱特征值

保持系材料的8个RVA谱特征值均值的峰值时间为7 min，糊化温度为82.49℃。以RVU为单位的RVA谱特征值的均值中以最高黏度最大，其次是冷胶黏度、热浆黏度，都大于100 RVU；崩解值、回复值均较小，稍大于20 RVU；消减值的均值最小，为负值。除峰值时间和糊化温度的变异幅度较小外，其余6个RVA特征值的变异幅度较大。标准差除峰值时间、糊化温度、回复值小于10外，其余5个RVA特征值都达10以上（表1）。综合8个RVA谱特征值可以看出，这些保持系材料的稻米品质良好。

2.2 样品RVA谱特征值的主成分

从表2可以看出，第1主成分的贡献率为62.58%，第2主成分的贡献率为13.76%，第3主成分的贡献率为13.30%，前3个主成分的累积贡献率达89.64%，符合主成分分析的要求，因此，这前3个主成分可作为分析稻米口感品质的有效成分。

在第1主成分中，冷胶黏度的特征向量值最大，其次是热浆黏度和消减值。冷胶黏度主要表现米饭的硬度，消减值与米饭冷后的口感相关联。因此，称第1主成分为软硬因子。

在第2主成分中，崩解值的特征向量最大，其次是最高黏度。崩解值与胶稠度呈正相关，最高黏度反映了稻米淀粉黏度。因此，称第2主成分为胶稠因子。

在第3主成分中，回复值的特征向量最大，其次是糊化温度。回复值越小，米饭越不易回生。因此，称第3主成分为回生因子。

表3 各类样本与优质软米RVA特征值平均值的差值及判别得分

图1 滇杂粳保持系稻米聚类图

2.3 聚类分析

从图1可以看出，当距离取10时，可将159份材料分成两大类。Ⅰ类有147份材料，占所有样本的92.45%；Ⅱ类有12份材料。当距离取5时，Ⅰ类型又可分为3个亚类，Ⅰ-1亚类包括6份材料、Ⅰ-2亚类包括11份材料、Ⅰ-3亚类包括130份材料，分别占所有样本的3.77%、6.92%和81.76%。

2.4 各类样本RVA特征值与优质软米的比较

从表3可见，各类样本与云恢290在最高黏度、热浆黏度、冷胶黏度、消减值、回复值的差值中，Ⅰ-1亚类最小，其次是Ⅰ-3亚类、Ⅰ-2亚类和Ⅱ类；崩解值差值中，Ⅰ-3亚类略高于Ⅰ-1亚类，其次是Ⅰ-2亚类和Ⅱ类；峰值时间差值最小的是Ⅰ-2亚类；糊化温度差值最小是Ⅰ-1亚类。贝叶斯判别云恢290在Ⅰ-1亚类的得分最高，在Ⅰ-3亚类得分也很高，在Ⅰ-2亚类和Ⅱ类的得分较低。从8个RVA的特征值来看，Ⅰ-1和Ⅰ-3亚类（合计136份，占供试保持系的85.53%）的RVA特征值与云恢290相似。

3 讨论

随着社会的发展，人们对稻米品质的要求越来越高[9]，稻米的需求出现了由原来追求数量到现在追求数量与品质并重的转变[10]。稻米品质是一个综合性状，主要由外观品质、加工品质、蒸煮食味品质和营养品质等几个方面组成，其中，蒸煮食味品质是评价稻米品质的核心[11-12]。研究表明，RVA谱特征值与稻米蒸煮食味品质密切相关，是评价稻米食味品质的主要参考指标[13-17]。

云恢290是云南公认的优质软米，其RVA谱特征值具有最高黏度值较高、冷胶黏度和消减值较低、达到峰值时间较短的特性。在滇型杂交粳稻保持系的4类样本中，以Ⅰ-1亚类和Ⅰ-3亚类稻米与云恢290最为相似，均表现出较高的最高黏度值和较低的消减值。贝叶斯判别云恢290在Ⅰ-1亚类的得分略高于Ⅰ-3亚类稻米，即Ⅰ-1亚类和Ⅰ-3亚类稻米品质与云恢290接近。Ⅰ-2亚类和Ⅱ类稻米RVA特征值与优质软米云恢290的差值较大，米质不如Ⅰ-1亚类、Ⅰ-3亚类和云恢290。在今后配组优质杂交粳稻及改良保持系时，应加强对Ⅰ-1亚类和Ⅰ-3亚类材料的利用。

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Comparative Analysis of RVA Characteristic Values of Japonica M aintainers of Dian-type Hybrid Rice to a High Quality Soft Rice

JIANG Zhenzhen,LUAN Yifang,LIU Zhan,LIDandan,ZHANG Jiangli,XU Hongyun,JIN Shoulin,WEN Jiancheng,TAN Xuelin*
（Rice Research Institute,Yunnan Agrucultural University/Yunnan Engineering Research Center for Japonica Hybrid Rice,Kunming 650201,China; 1st authtor:zhenzhen164@126.com;*Corresponding author:tx15055@126.com）

In order to strengthen breeding of high quality hybrid japonica rice of Dian-type,rice grains of 159 maintainers of japonica Dian-type hybrid ricewere analyzed with Rapid Visco Analyser（RVA）,and the RVA characteristic valueswere analyzed with principal component,and the 159 samples were clustered,then the samples clusters were compared with Yunhui 290 through Bayes discrimination.The results indicated that 8 RVA characteristic values were composed of 3 principal components,soft and hard,gel,retrogradation,which occupied 89.64%contribution of the 8 RVA characteristic values.All the 159 sampleswere clustered into 2 groups. GroupⅠcovered 92.45%maintainers,which could be divided into 3 subgroups.Average values of RVA characteristic data of subgroup I-1 and I-3,which covered 136（85.53%）sampleswere high similarwith those of Yunhui290 on Bayesdiscriminant functions.

hybrid japonica rice ofDian-type;ricemaintainer;RVA;principal componentsanalysis;clusteranalysis;bayesdiscriminant

S511.2+2

：A

：1006-8082（2017）01-0051-04

2016－09－09

国家科技合作专项（2011FDA32600）