宁夏水稻审定品种品质性状优化及影响因素分析

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(宁夏农林科学院农作物研究所， 银川 750105)

宁夏水稻审定品种品质性状优化及影响因素分析

马静，安永平，来长凯，王彩芬，吴斌，孙建昌

(宁夏农林科学院农作物研究所， 银川 750105)

对宁夏审定的40份水稻品种品质性状进行分析，对参试材料进行优质分级，为宁夏水稻优质育种提供参考。结果表明，供试品种品质性状总体较好，达到Ⅲ级以上100%标准的有4项，即透明度、直链淀粉含量、胶稠度和碱消值，但不同品质性状间的变异系数有很大差异。在本研究中，垩白度和垩白粒率变异系数最大，碱消值、糙米率、精米率、直链淀粉含量变异系数较小。供试品种的优质达标率在糙米率和精米率上没有达到Ⅰ级的品种，但其余的7项品质指标均达到Ⅰ级米标准，并且从碱消值和垩白粒率来看，优质百分率能达到87.5%和62.5%。对供试的40份品种品质性状主成分分析得出，垩白因子、蒸煮因子、碱消值因子、加工因子的累计贡献率达82.54%，将4个主成分与品种理化指标分值进行回归分析，建立回归方程：Y=27.012 7+0.075 9X1-0.488 7X2+0.481 0X3-2.213 0X4。宁夏水稻品种可通过提高稻米糙米率、整精米率、碱消值、胶稠度、直链淀粉含量、透明度，实现品种品质的整体改善；而要提高优质品种等级则要侧重于垩白性状的改良，并实现品质性状间的均衡提升。

宁夏； 水稻； 品质性状； 优化； 影响因素

水稻是宁夏引黄灌区三大主栽作物之一。“宁夏大米”属于宁夏区域优势特色农产品之列，在保障我区粮食安全中占有十分重要的位置。宁夏水稻种植面积在6.67万hm2以上，仅占全区粮食播种面积的8.3%，占引黄灌区粮食播种面积的20.1%，产量达到全区粮食总产的21.1%，达到引黄灌区粮食总产的29.4%，单产是全区粮食平均单产的2.53倍，是引黄灌区粮食平均单产的1.46倍(1995—2004年均值)。

水稻种植在宁夏具有特殊的地位和作用，稻旱轮作倒茬种植是引黄灌区长期形成的科学生产体系。种植条件全国称道，是全国优质粳稻最佳生态区。自古以来，宁夏水稻是引黄灌区“塞上江南”美誉的标志性作物。2008年“宁夏大米”获得农业部农产品地理标志认证。从20世纪90年代以来，宁夏水稻产量一直徘徊不前，品质方面除在外观品质有所改善外，其他品质指标也没有得到明显的提高。要实现产量和品质的突破，必须在水稻品种上有所突破。随着生活水平的提高和饮食结构的调整,人们越来越重视稻米的品质，对稻米的外观品质、营养品质、适口性及理化品质提出了更高的要求。因此,在水稻育种和栽培方面加强高产优质品种的选育和相应的品质遗传研究势在必行。水稻品质性状是一个综合性状包括碾磨品质性状、外观品质性状、蒸煮品质性状、营养品种性状，各性状间存在复杂的相关性，影响到品种的优质化表现。本试验分析了，宁夏从20世纪80年代起到2014年审定的水稻品种的品质性状的优质化率、品种优质程度及影响因素，拟为今后宁夏水稻优质育种提供依据。

1 材料与方法

1.1 供试品种

供试品种为1980—2014年来通过宁夏回族自治区农作物品种审定委员会审定的粳稻品种，共40份材料，具体名称及审定年份列于表1。

1.2 试验方法

试验分别在2013年、2014年进行。种植于宁夏农林科学院农作物研究所试验基地，顺序排列、单本插植、小区面积15 m2，田间管理与大田试验相同。成熟后根据农业部《米质测定方法NY/T 83—1988》对试验品种的糙米率(X1)、精米率(X2)、整精米率(X3)、垩白粒率(X4)、垩白度(X5)、透明度(X6)6项指标进行测定。直链淀粉含量(X7)、胶稠度(X8)、碱消值(X9)3项指标由农业部食品质量监督检验测试中心(武汉)进行测定，将供试品种的9项品质性状具体参数列于表2。试验材料按《NY/T 593—2002》标准对每一个品种的逐项品质性状进行优质等级评定，并计算品种理化指标分值。全部数据分析用Excel、DPS进行。

表1 供试水稻品种

品种编号品种名称审定年份(年)1宁粳3号19802秋光19843宁粳7号19844宁粳9号19895宁粳1219906宁粳1419927宁香稻1号19948宁粳1519959宁粳16199510宁稻216199811宁粳18199812宁粳19199813富源4号200214宁粳23200215宁粳24200216宁粳25200217宁粳26200218宁粳27200219超优1号200320宁香稻2号200321宁粳28200322宁粳29200323宁粳31200324宁粳32200525宁粳33200526宁粳34200527宁粳35200628宁粳36200629宁粳37200630宁粳38200631吉粳105200632宁粳39200733宁粳40200734宁粳41200735宁粳42200836宁粳43200937宁粳44201038宁粳45201239宁粳46201240宁粳472014

2 结果与分析

2.1 试验品种品质性状表现及优质达标率

对试验品种的品质性状进行遗传变异分析，同时将40份参试材料进行优质分级。

由表3可见，宁夏水稻品种间品质性状差异较大，变异系数在1.80%～118.37%之间。从变异系数上看，碱消值、糙米率、精米率、直链淀粉含量变异系数较小，为1.80%～3.55%，胶稠度、整精米率的变异系数中等，为5.59%～14．85%，透明度、垩白粒率、垩白度变异系数较大，为42.16%～118.37%。这说明宁夏大米品质提高方面要从垩白粒率、垩白度上进行改良。

从优质达标率上看，宁夏水稻在糙米率和精米率上没有达到Ⅰ级米标准，但其余的7项品质指标均达到I级米标准，并且从碱消值和垩白粒率来看，分别占到87.5%和62.5%。《食用稻品种品质NY/T 593—2002》标准将品质性状分为优质和等外两大类，优质性状又细分为优Ⅰ级、优Ⅱ级和优Ⅲ级，各有具体的等级标准，以优Ⅰ级最佳。品质性状达到优质标准的百分率，即优质达标率，是反映稻米品质优劣程度的重要指标。从表3还可以看出，能达到优Ⅲ级以上100%标准的有4项，即透明度、直链淀粉含量、胶稠度和碱消值；90%以上的有2项，即糙米率和垩白粒率；80%以上的仅有1项，即垩白度。进一步可以获悉，宁夏目前审定的品种在糙米率、精米率这2项指标上仍没有大的突破，所以后期育种亲本的选择上要筛选出高出糙率的亲本。在这40份材料中，优质达标率达到Ⅰ级，并且占有较高百分率的有垩白粒率、直链淀粉含量、碱消值3项，分别为62.5%、62.5%和87.5%；整精米率、垩白度、透明度达优Ⅰ级达标率分别在35.0%～47.5%，只有胶稠度达到5.0%；由此说明宁夏水稻审定品种的外观性即商品性总体优良。

2.2 宁夏水稻品种品质性状相关性分析

对参试材料的品质性状进行相关性分析，结果列于表4。由表4可知，9项性状间存在着较为复杂的相互关系。糙米率与精米率呈极显著正相关(0.817**)；垩白粒率与垩白度、透明度之间存在极显著正相关(0.953 5**、0.405 9**)；直链淀粉含量与胶稠度之间存在极显著负相关(-0.805 5**)；精米率与整精米率呈显著正相关(0.356 3*)；垩白度与透明度呈显著正相关(0.387 9*)；胶稠度与碱消值呈显著负相关(-0.393 5*)。由此可见，在外观品质上，垩白粒率和垩白度的增加使大米品质变差，商品性降低，协调好糙米率、精米率与整精米率的关系，可以提高宁夏大米的加工品质。

表2 宁夏水稻品种品质性状表现

品种编号糙米率(X1)(%)精米率(X2)(%)整精米率(X3)(%)垩白粒率(X4)(%)垩白度(X5)(%)透明度(X6)(级)直链淀粉含量(X7)(%)胶稠度(X8)(mm)碱消值(X9)(级)183．174．951．35．51．03．015．875．06．7281．874．465．87．52．02．015．675．07．0383．673．667．613．92．73．016．468．07．0483．374．470．933．88．83．016．065．07．0582．974．768．64．01．42．015．575．06．8683．172．963．943．78．53．016．070．07．0782．475．684．42．10．52．015．275．06．7881．872．075．569．519．83．015．072．07．0982．773．355．49．93．42．016．070．07．01083．175．882．16．22．72．016．468．07．01182．074．273．71．80．72．015．375．07．01282．073．679．91．20．23．014．878．06．81382．773．383．611．93．91．015．670．06．81482．471．846．929．410．82．015．472．06．81581．174．278．414．43．22．015．570．07．01682．774．974．71．10．21．016．268．07．01781．172．780．52．20．61．016．070．07．01879．869．168．80．80．22．016．665．07．01980．469．343．94．71．01．016．072．06．82080．772．466．116．63．62．016．172．06．82182．974．261．110．23．73．016．162．07．02282．474．486．329．78．83．015．275．06．82382．071．666．92．70．51．016．270．07．02482．975．376．912．52．61．014．683．06．82581．874．762．52．00．32．016．369．07．02681．172．481．612．02．43．014．877．07．02782．972．479．617．27．11．015．273．06．82881．670．465．92．60．71．015．670．07．02983．174．762．310．02．72．014．180．07．03083．372．072．86．23．42．015．672．07．03177．168．268．98．81．91．015．575．06．53278．768．267．224．23．11．014．675．07．03382．071．175．35．31．81．015．670．06．83482．473．675．54．61．01．015．570．07．03582．471．859．66．32．53．015．670．07．03674．065．156．810．23．02．016．469．06．83782．273．378．99．22．71．015．672．06．83881．174．082．22．91．01．015．770．07．03982．475．167．13．71．02．015．770．07．04082．974．282．64．51．31．015．672．07．0

表3 宁夏水稻品种品质性状变异表现及优质达标率

性状 表型变异 优质达标率(%) MinMaxMean±SDCV(%)Ⅰ级Ⅱ级Ⅲ级合计糙米率(X1)(%)74．0083．6081．80±1．812．210．065．025．090．0精米率(X2)(%)65．1075．8072．85±2．323．180．012．547．560．0整精米率(X3)(%)43．9286．2570．31±10．4414．8547．52．55．055．0垩白粒率(X4)(%)0．8069．5011．63±13．55116．5362．520．07．590．0垩白度(X5)(%)0．2019．803．17±3．75118．3735．032．517．585．0透明度(X6)(%)1．003．001．88±0．7942．1637．537．525．0100．0直链淀粉含量(X7)(%)14．1016．6015．62±0．553．5562．537．50．0100．0胶稠度(X8)(%)62．0083．0071．73±4．015．595．075．020．0100．0碱消值(X9)(%)6．507．006．91±0．121．8087．512．50．0100．0

表4 宁夏水稻品种品质性状相关性分析

性状糙米率(X1)精米率(X2)整精米率(X3)垩白粒率(X4)垩白度(X5)透明度(X6)直链淀粉含量(X7)胶稠度(X8)精米率(X2)0．817∗∗整精米率(X3)0．18580．3563∗垩白粒率(X4)0．0539-0．0813-0．0207垩白度(X5)0．1171-0．0454-0．01410．9535∗∗透明度(X6)0．21530．2231-0．16620．4059∗∗0．3879∗直链淀粉含量(X7)-0．1148-0．1325-0．2604-0．2115-0．19370．0183胶稠度(X8)0．01120．12670．1412-0．0026-0．0425-0．0758-0．8055∗∗碱消值(X9)0．29570．21080．0460．05520．01680．14660．1592-0．3935∗

注：“*”表示达0.05显著水平，“**”表示达0.01极显著水平。

2.3 宁夏水稻品种品质性状主成分分析

为充分分析性状间的相互关系，更好的表达影响品质的因素，对宁夏水稻品种9项品质性状进行主成分分析(表5)。由表5可知，前4个特征值的累计贡献率达到80%以上，因此这4个特征值作为主成分可代表总的数据信息。求得各因子载荷矩阵(表6)。从表5和表6可以看出，第1主成分的垩白度和垩白粒率的因子载荷值(0.480 5、0.470 2)较大，可称为垩白度因子，其贡献率为26.704%；第1主成分中直链淀粉含量因子载荷值(-0.297 5)最低。表明第1主成分大的品种外观较差，因为直链淀粉含量越低，大米呈现蜡质状，加工品质欠佳。第2主成分中向量以直链淀粉含量(0.382 8)、胶稠度的绝对值(-0.455 4)较大，可称为蒸煮因子，贡献率达23.139 1%。表明第2主成分大的品种直链淀粉含量高，品种胶稠度较低。第3主成分的碱消值(0.447 8)较高，胶稠度最低(-0.431 8)，可称为碱消值因子，其贡献率为22.094 9%，表明第3主成分大的品种胶稠度低，碱消值较高。第4主成分的整精米率值(0.713 8)最大，可称为加工因子，其贡献率为10.601 9%。将入选的前4个因子的主成分与品种理化指标分值进行回归分析，建立回归方程：Y=27.012 7+0.075 9X1-0.488 7X2+0.481 0X3-2.213 0X4回归方程的决定系数0.680。

表5 品质性状特征值、贡献率及累计贡献率

特征值百分率(%)累计百分率(%)12．403426．70426．70422．082523．139149．843231．988522．094971．938140．954210．601982．5450．70587．841890．381760．56366．26296．643770．16011．778998．422680．10421．158199．580790．03770．4193100

表6 各因子载荷矩阵

因子1因子2因子3因子4因子5因子6因子7因子8因子9X10．3829-0．23540．416-0．16640．0934-0．4234-0．46770．4288-0．0809X20．3376-0．35920．4077-0．15330．2174-0．06440．5183-0．49710．0113X30．1557-0．35470．07160．71380．28630．4633-0．0860．17650．0086X40．47420．3609-0．23770．19770．0298-0．13860．23670．0677-0．6845X50．48050．3537-0．21360．19490．1211-0．22430．0179-0．04790．702X60．36480．25170．096-0．48990．05510．7227-0．15760．06220．0184X7-0．29750．38280．3966-0．00310．3976-0．0150．44790．49210．081X80．1503-0．4554-0．4318-0．2421-0．19130．0380．44020．5250．1322X90．12310．13050．44780．2522-0．80540．09230．17230．09610．0868

3 结论与讨论

通过对试验品种品质性状的分析得出，各品质性状中变异较大的是垩白度、垩白粒率和透明度。这说明外观品质是影响宁夏水稻品质提高的主要因素，在今后水稻新品种选育过程中，应注意在对低代材料垩白度、垩白粒率的测定，及时淘汰不达标的材料，以提高宁夏优质米育种的速度及质量。

依据农业部《食用稻品种品质NY/TT 593—2002》标准对宁夏从1980—2014年审定的水稻品种进行品质性状的分析，从优质达标率上看，宁夏水稻在糙米率和精米率上没有达到Ⅰ级的品种，但其余的7项品质指标均达到Ⅰ级米标准，并且从碱消值和垩白粒率来看，优质百分率能达到87.5%和62.5%。在本研究中，能达到优Ⅲ级以上100%标准的有4项，即透明度、直链淀粉含量、胶稠度和碱消值；90%以上的有2项，即糙米率和垩白粒率；80%以上的仅有1项，即垩白度。进一步可以获悉，宁夏目前审定的品种能在糙米率、精米率这2项指标上仍没有大的突破，在稻米碾米品质上提高糙米率有利于整精米率、稻米食味的提高，所以后期育种亲本的选择上要筛选出高出糙率的亲本。

对供试40份品种品质性状主成分分析表明，垩白因子、蒸煮因子、碱消值因子、加工因子的特征根值大于1，其累计贡献率达82.54%，这4个特征值作为主成分可代表总的数据信息。将入选的4个主成分与品种理化指标分值进行回归分析，建立回归方程：Y=27.012 7+0.075 9X1-0.488 7X2+0.481 0X3-2.213 0X4。因此，对宁夏水稻品种而言，可通过提高稻米糙米率、整精米率、碱消值、胶稠度、直链淀粉含量、透明度，实现品种品质的整体改善；而要提高优质品种等级则要侧重于垩白性状的改良，并实现品质性状间的均衡提升。对宁夏水稻品种系谱分析表明，宁夏水稻品种背景单一，遗传基础狭窄，所以要想对品种品质性状遗传进行改良，必须扩大筛选种质资源、引入新的基因。

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Analysis of Optimization and Affecting Factor on Quality Characters inExamination and Approval of Rice Varieties in Ningxia

MAJing，ANYongping，LAIChangkai，WANGCaifen，WUBin，SUNJianchang

2016-11-20

水稻新品种选育专项(2013 NYYZ 0304)；宁夏自然科学基金项目(NZ 14183)；宁夏农林科学院科技先导资金项目(NKYJ-13-27，NKYJ-16 )。

马 静(1975—)，女，宁夏中宁人；副研究员，主要从事水稻生物技术育种研究工作；E-mail:jingma201@163.com。

孙建昌(1975—)，男，宁夏盐池人；博士，副研究员，研究方向：水稻遗传育种；E-mail:nxsjch@163.com。

10.16590/j.cnki.1001-4705.2017.03.088

S 511

A

1001-4705(2017)03-0088-05