水稻灌浆结实期颖果中叶绿素及总酚含量的变化

韩云哲，徐伟豪，柳洪良，朴雪梅，白学峰，杨学智，金海强

（延边朝鲜族自治州农业科学院，吉林 龙井 133400）

随着人们生活水平的提高和对健康认识的逐步加深，大米的营养价值越来越受到人们的关注[1]。糙米是稻谷脱壳后不加工或较少加工所获得的全谷粒米，与白米相比，其较高程度地实现了稻谷的全营养保留。绿米是因叶绿素大量沉积在种皮而使糙米呈浅绿色，其富含维生素、脂肪、叶绿素、膳食纤维及大量人体必须的微量元素[2-3]。兰艳等引进绿米稻品种并研究发现，绿米颖果中叶绿素a、叶绿素b 及总酚含量均随着水稻籽粒成熟而降低，其中花后15～20 d 下降速率加快[4]。有关绿米栽培技术的研究集中在绿米稻品种的配套栽培上，利用普通水稻品种开发绿米的研究还是空白。本研究以普通水稻品种吉宏6 为对象，通过揭示其灌浆结实期颖果中叶绿素及总酚含量的变化规律，为绿米优质生产提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试土壤为棕壤土。水稻品种为2014年通过吉林省品种审定委员会审定的中晚熟偏早品种吉宏 6，生育期 138 d，需≥10 ℃积温 2 800 ℃左右，区试产量8 333.4 kg/hm2。供试肥料：尿素（N 质量分数46%），四川泸天化股份有限公司生产；磷酸二铵（N质量分数18%，P2O5质量分数46%），云南三环中化化肥有限公司生产；氯化钾（K2O 质量分数60%），中化化肥有限公司生产。

1.2 试验设计

试验在延边朝鲜族自治州农业科学院试验地（129°41′E、42°78′N）进行。0～20 cm 耕层土壤理化性状：有机质含量18.2 g/kg，碱解氮含量89 mg/kg，有效磷含量86 mg/kg，速效钾含量96 mg/kg，pH 值为 5.3。施肥量为纯 N 150 kg/hm2、P2O546 kg/hm2、K2O60 kg/hm2。磷肥和钾肥全部作基肥于翻耕地前施入，氮肥中基肥、分蘖肥与穗肥质量比为4︰4︰2。行、株距分别为30、15 cm。

1.3 测定项目及方法

1.3.1 颖果中叶绿素含量测定。水稻始穗期，在挂牌标记同日抽出的稻穗，分别于开花后10、15、20、25、30、35、40 d 取样 3 穴。每次取样于 8:30—10:30采标记稻穗，取上部籽粒（穗顶端3～4个一次枝梗）、中部籽粒（穗中部4个一次枝梗）、下部籽粒（穗基部3～4个一次枝梗）为测试材料，进行烘干。每次称取0.2 g 颖果，分别放入25 mL 试管内，向试管内加入80%乙醇浸提液20 mL 浸提颖果中的叶绿素；将试管置于黑暗中，待颖果完全褪色后，用浸提试剂定容至25 mL。以浸提试剂为空白，分别在波长663、645 nm 处测定吸光度，并按以下公式计算：

叶绿素a 含量=20.21×D645nm；

叶绿素b 含量=8.02×D663nm；

叶绿素含量=（叶绿素a 含量+叶绿素b 含量）×提取液总量/颖果质量×1 000。

1.3.2 颖果中总酚含量的提取与测定。1）标准曲线的制作：称取25 mg 没食子酸，溶于50 mL 的50%甲醇溶液，配制成 0.02、0.04、0.06、0.08、0.10、0.15、0.20、0.25 g/L 的标准溶液，加入 1 mL 福林 - 西奥卡特（Folin-Ciocalteu）试剂，混匀后加入10 mL 7%Na2CO3溶液，最后加蒸馏水定容至25 mL，不时振荡，2 h 后，在766 nm 波长下测定吸光度。空白对照为50%甲醇。

2）提取和测定：称取 0.5 g 颖果，加 5 mL 的 80%乙醇溶液，用研钵磨并过滤，滤液放入100 mL 的锥形瓶中，加塞，放置20 min 后，吸取1 mL 样品液，加入1 mL 福林- 西奥卡特试剂，充分混匀后加入10 mL7%Na2CO3溶液，最后加蒸馏水定容至25 mL，不定时振荡，2 h 后在766 nm 波长下测定吸光度。空白对照为50%甲醇。用标准曲线来计算样品中的总酚含量。

1.4 千粒质量测定

开花后10 d，每隔5 d 取标记的3 穴稻穗，105 ℃杀青30 min 后，70 ℃烘干至恒质量。取稻穗上、中、下部籽粒，称千粒质量。

1.5 产量及糙米率测定

以对角线取样法取5个点进行收获、自然晾晒，在稻谷水份达到15%以下测定产量。糙米是取1 kg 稻谷用砻谷机脱去颖壳，制成糙米。糙米质量与稻谷质量的百分比为糙米率。

1.6 数据处理方法

利用DPS 7.05、Excel 2016 统计软件对试验结果进行分析，比较各处理间的差异性。

2 结果与分析

2.1 吉宏6 颖果中叶绿素含量

如图1 所示，颖果中叶绿素含量随着籽粒成熟表现出降低趋势，开花后30 d（蜡熟期），叶绿素含量为下部籽粒＞中部籽粒＞上部籽粒，分别为0.026 1、0.024 0、0.021 6 mg/g，平均叶绿素含量为0.023 9 mg/g；开花后 35 d，上、中、下部颖果中叶绿素含量分别为 0.015 5、0.011 1、0.009 7 mg/g，平均含量为0.012 1 mg/g，与开花后30 d 相比，叶绿素含量下降0.011 8 mg/g。

图1 颖果叶绿素含量变化

2.2 吉宏6 颖果中总酚含量

如图2 所示，颖果中总酚含量随着籽粒成熟表现出降低趋势，开花后30 d（蜡熟期），总酚含量为下部籽粒＞中部籽粒＞上部籽粒，分别为24.4、23.5、22.5 mg/g，平均含量为 23.5 mg/g；开花后 35 d，上、中、下部颖果中总酚含量分别为16.4、15.7、14.7 mg/g，平均含量为 15.6 mg/g，比开花后 30 d 的总酚含量下降7.9 mg/g。

图2 颖果总酚含量变化

2.3 吉宏6 千粒质量变化

如图3 所示，随着籽粒成熟，千粒质量呈逐渐增加趋势，开花后25 d，上、中、下部千粒质量分别为 17.5、15.5、10.5 g，平均为 14.5 g；开花后 30 d，上、中、下部千粒质量分别为 21.5、20.5、19.5 g，平均为20.5 g，与开花后25 d 上、中、下部千粒质量差异具有统计学意义（P＜0.05）；开花后 35 d，上、中、下部千粒质量分别为 22.9、22.6、20.5 g，平均为 22.0 g，与开花后30 d 上部籽粒千粒质量差异不具有统计学意义，但与中、下部籽粒质量差异具有统计学意义（P＜0.05），说明籽粒于开花后30 d 趋于饱满状态。

图3 籽粒千粒质量变化

2.4 吉宏6 产量及糙米率变化

如表1 所示，绿米的产量和糙米率随着籽粒成熟而增加，开花后30 d（蜡熟期），绿米产量为4 865.4 kg/hm2，糙米率为 63.1%；开花后 35 d（完熟期），绿米产量为5 793.1 kg/hm2，糙米率为65.0%。

表1 绿米产量及糙米率的影响

3 讨论与结论

叶绿素是植物中特有的色素成分，具有抑制致癌物质、解除体内药物残渣、排毒造血、降低胆固醇等作用[5]。顾蕴洁等研究表明，水稻颖果在发育初期呈绿色，这是果皮中层细胞中含有叶绿体的缘故[6]。柳敏研究发现，在黑米颖果发育过程中，颖果发育前中期叶绿素含量较多，往后逐渐减少[7]。本试验中吉宏6 颖果中叶绿素含量同样随着籽粒成熟出现降低的趋势，因此，为保证颖果中叶绿素含量及色泽，收获期不宜太迟。根据本试验结果，以开花后30 d 收获为宜，此时上、中、下部叶绿素含量平均为0.023 9 mg/g，比开花后 35 d 高出 0.011 8 mg/g。

酚类物质具有抑制人类肿瘤发展、防治心脑血管疾病以及抗炎、抗癌、抗氧化、抗衰老等作用[8-9]。总酚广泛存在于蔬菜、水果、豆类和谷物等植物中[10]。研究发现，水稻籽粒中绝大多数次生代谢物随籽粒发育呈显著下降趋势[4]。本试验中总酚含量随生育期的推进而下降：开花30 d，颖果上、中、下部总酚平均含量为23.5 mg/g，比开花后35 d 高出7.9 mg/g；说明开花后各个时期对总酚含量的影响比较大。

千粒质量表示种子的饱满程度，也是构成产量的因素之一；千粒质量高，说明籽粒饱满。本试验中千粒质量、产量、糙米率均随着籽粒成熟出现增长趋势。开花后30 d 的平均千粒质量为20.5 g，产量为4 865.4 kg/hm2，糙米率为63.1%，比开花后25 d的千粒质量高6 g，产量高38.2%，糙米率高6.3%。

本试验表明，利用吉宏6 水稻品种生产绿米时，开花后30 d 叶绿素平均含量0.023 9 mg/g，比开花后35 d 的高 0.011 8 mg/g；总酚平均含量 23.5 mg/g，比开花后35 d 的高7.9 mg/g；千粒质量平均20.5 g，比开花后 35 d 的仅低 1.5 g；产量为 4 865.4 kg/hm2，比开花后35 d 的低927.7 kg/hm2；糙米率63.1%，与开花后35 d 的差异不具有统计学意义。因此，综合考虑叶绿素含量、总酚含量、糙米率等指标，开花后30 d是吉宏6 水稻品种生产绿米时的最佳收割时期。