粳稻重组自交系的品质性状分析

贾旭东 陈虎 李永杰 刘建 赵飞

摘要 以粳稻重组自交系为研究材料，对其糙米率、精米率、整精米率、垩白粒率、垩白度、白度、直链淀粉含量、蛋白质含量等品质性状进行了分析。结果表明，各品质性状都在重组自交系群体中都呈连续变异，且存在双向超亲分离现象。对品质性状进行相关性分析，结果显示在碾磨品质性状中，糙米率与精米率、整精米率呈显著正相关；外观品质性状中，白度与垩白粒率、垩白度、长宽比，垩白度与垩白粒率呈极显著正相关；长宽比与垩白粒率、垩白度呈极显著负相关；食味品质性状中，蛋白质含量与脂肪酸值，直链淀粉含量与蛋白质含量、脂肪酸值呈极显著正相关。此外，粳稻其他不同品质性状之间也存在不同程度的相关性。

关键词 粳稻；重组自交系；碾磨品质；外观品质；营养品质

中图分类号 S511.2+2  文献标识码 A  文章编号 0517-6611（2023）10-0029-04

Abstract The quality traits of brown rice percentage，head rice percentage， head rice percentage， chalky grain percentage， chalkiness， whiteness， amylose content and protein content of Japonica rice recombinant inbred line were analyzed. Results showed that the quality traits showed continuous variation in the recombinant inbred line population， and there was bidirectional hyperparental separation. The correlation analysis of quality traits showed that the brown rice rate had a significant positive correlation with milled rice rate and head rice rate. Among appearance and quality traits， whiteness was positively correlated with chalky grain percentage， chalky degree， length to width ratio， chalky degree and chalky grain percentage. The ratio of length to width was negatively correlated with chalky grain percentage and chalky degree. There was a significant positive correlation between protein content and fatty acid value， amylose content and protein content， fatty acid value. In addition， there were correlations among other quality traits of japonica rice.

Key words Japonica rice;Recombinant inbred lines;Processing quality;Appearance quality;Nutritional quality

稻米是我國人民的主食，全世界也有50%左右的人以稻米为食［1］。在过去相当长的时间，为了解决温饱问题，我国水稻生产和研究片面强调高产，对品质有所忽视。直到20世纪80年代左右，我国才较为系统地开展稻米品质育种以及品质分析研究，其中碾磨品质、蒸煮食味品质、外观品质、营养品质关注较多。随着生活水平的提高，人们开始追求从吃饱到吃好方向转变，稻米的食味品质被人们广泛关注。粳稻在我国主要作为人们的口粮进行消费，种植面积也在进一步扩大。因此，提高粳稻的食味品质已经成为品种改良的一个重要方向。

鉴于此，笔者以粳稻重组自交系为材料，对亲本及群体的品质性状进行分析，以期为选育品质优良的粳稻新品系提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

该研究以粳稻品种辽星1号与粳稻品系GY4为亲本构建的重组自交系（RIL）群体为研究材料。

1.2 试验方法 试验在天津西青区王稳庄国家粳稻工程技术研究中心进行，试验设立215个小区种植213个RIL群体及亲本，每个小区4行，行长1.2 m，行距0.3 m，小区面积1.44 m2，整个生育期各个小区管理一致。待水稻成熟期，每个小区收获2行，适当晾晒后使用脱粒机脱粒，每脱粒一个样品，清理脱粒机。得到脱粒样品后，去除残留枝梗、空瘪粒、沙石等，称重，记录数据。使用糙米机碾磨稻谷，得到糙米，称重之后算出糙米率。使用SATAKA食味分析仪，测定糙米的蛋白质含量、直链淀粉含量以及脂肪酸值；使用精米机碾磨糙米，得到精米，称重之后算出精米率；使用SATAKA食味分析仪，测定精米的蛋白质含量和直链淀粉含量；使用SATAKA外观品质分析，测定精米粒型、整精米率、垩白粒率、垩白度、白度值等外观品质。

1.3 数据处理

采用Excel和SPSS 25.0进行分析数据。

2 结果与分析

2.1 亲本及RIL群体的品质性状表现

由表1、2和图1可知，RIL群体的品质性状糙米率、精米率、整精米率、直链淀粉含量、蛋白质含量、脂肪酸值、垩白粒率、垩白度、长宽比、白度值基本上表现出连续分布现象。

图1中横坐标表示各个性状表型值的区间范围，纵坐标表示区间范围内的株系数占群体的百分比，2个亲本（辽星1号和GY4）的性状表型值也在图中标出。2个亲本的糙米率分别为79.11%和77.58%，群体平均数为79.55%，变异范围为73.78%～85.57%，属于双向超亲，但是变异系数很小。2个亲本的精米率分别为71.67%和66.84%，群体的变异系数也很小，变异范围为48.28%～73.78%。2个亲本的整精米率分别为82.80%和76.70%，群体最小值为16.00%，最大值为91.00%，极差很大。2个亲本的直链淀粉含量、蛋白质含量、脂肪酸值差别不大，RIL群体后代呈单峰分布，峰值在亲本之间，但群体的变异范围很大，出现了明显的超亲现象，群体直链淀粉含量最低为20.0%，蛋白质含量最低为7.5%。2个亲本的垩白粒率分别为0.4%和0，垩白度为0.1%和0，RIL群体后代的

垩白粒率和垩白度平均值分别为3.9%和1.0%，明显高于亲本的株系很少。2个亲本的粒型差别也不大，都属于长粒型，但是群体却出现了部分偏圆粒株系。2个亲本的白度值分别为30.8和33.9，群体平均值为35.0，变异范围为28.2～39.0。

从以上分析可以看出，RIL群体后代的精米率多位于2个亲本之间，整精米率大部分都低于2个亲本，因此通过杂交分离而选择精米率和整精米率更高的品系比较困难。而RIL群体后代的糙米率大部分高于2个亲本，可以选择出糙米率更高的品系。RIL群体蛋白质含量低于2个亲本的株系占比很大，因此可以选择出蛋白质含量更低的品系，从而提高食味值。

2.2 粳稻品质性状的相关性分析

对粳稻RIL群体的糙米率、精米率、直链淀粉含量、蛋白质含量、脂肪酸值等10项品质指标进行相关性分析，结果如表3。

由表3可知，碾磨品質性状中，精米率与糙米率、整精米率呈极显著正相关（P<0.01），糙米率与整精米率呈显著正相关（P<0.05）。

外观品质性状中，白度值与垩白粒率、垩白度、长宽比呈极显著正相关；长宽比与直链淀粉含量、蛋白质含量、垩白粒率、垩白度呈极显著负相关；垩白度与垩白粒率呈极显著正相关。

食味品质性状中，蛋白质含量与脂肪酸值呈极显著正相关；直链淀粉含量与蛋白质含量、脂肪酸值呈极显著正相关。

除此之外，碾磨品质、外观品质和食味品质之间也存在不同程度的相关性。精米率与直链淀粉含量、蛋白质含量、脂肪酸值、白度值、垩白度、垩白粒率呈极显著负相关；糙米率与直链淀粉含量、蛋白质含量、脂肪酸值、垩白度、垩白粒率呈极显著负相关，与白度值呈显著负相关；整精米率与白度值、垩白度、垩白粒率呈极显著负相关，与长宽比呈极显著正相关。直链淀粉含量与长宽比、白度值呈极显著负相关，与垩白度、垩白粒率呈显著负相关；蛋白质含量与垩白度、长宽比、白度值呈极显著负相关，与垩白粒率呈显著负相关；脂肪酸值与白度值呈极显著负相关；长宽比与垩白粒率、垩白度呈极显著负相关。

3 结论与讨论

该研究对213份粳稻品系构成的重组自交系进行品质性状分析，综合分析可得到以下结论：对于外观品质来说，垩白度平均值为0.97%，小于国标规定的粳稻品质标准2.0%。但是从极端值来看，垩白度为0～5.4%，存在很大的差异，垩白度、垩白粒率的变异系数达到了1.09和1.02，这都表明该自交系是分析外观品质的良好材料。从相关性分析来看，垩白粒率与粳稻的外观品质有着很大的关联，当垩白粒率升高时，整精米率显著下降；垩白粒率与长宽比呈现极显著负相关，说明若要提高外观品质，应注意在长粒品系中进行选择。对于营养品质和食味品质来说，直链淀粉含量和蛋白质含量的均值分别为22.09%和9.86%，属于粳稻的平均水平，且变异系数较小，变异程度较低。相关研究表明，蛋白质含量与食味值呈极显著负相关［2-3］，且蛋白质含量低于9.00%的稻米食味较好［4］，因此在选育优质稻米时一定要注意蛋白质的含量，同时兼顾直链淀粉含量，同时对垩白粒率和垩白度等商品品质进行选择。该RIL群体有62个株系蛋白质含量低于9.0%，可对其进行进一步的理化性质分析，并结合上述条件进行选择。

该重组自交系的10个品质性状之间存在不同程度的相关性，可根据其相关特点对优质品系进行选择和改良。相关性分析显示，整精米率与垩白粒率和垩白度呈极显著负相关，这与阙补超等［5］的研究结果相同，说明降低垩白粒率就会提高整精米率，因此在栽培过程中，要注意减少氮肥的施用，降低稻米的垩白粒率，从而改善产品外观，提高经济效益。研究表明，蛋白质含量是衡量稻米品质的重要指标，蛋白质含量越低，稻米食味越好［6-7］。相关性分析显示，蛋白质含量与长宽比呈极显著负相关，这与徐正进等［2，8］的研究结果不同，他们认为长宽比与蛋白质含量呈显著正相关。在该批材料的选择过程中，应多选育长粒型的粳稻。脂肪酸值与糙米率和精米率呈极显著负相关，说明脂肪酸的积累不利于稻米外观品质的提升。

稻米品质大多为数量性状，受到遗传基础和环境的影响较大，筛选品质较好的粳稻品系不能仅仅通过表型数据，还需要进行理化性质的分析。虽然稻米的外观品质、营养品质以及食味值都可以通过仪器进行测定［9］，但是其结果只能作为一个参考，通过食味品尝试验得到的食味结果才最有效、可靠［10］，因此对品质优良的品系，还要进行后续的人工品尝试验。

参考文献

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［2］ 徐正进，陈温福，马殿荣，等.稻谷粒形与稻米主要品质性状的关系［J］.作物学报，2004，30（9）：894-900.

［3］ 赵飞，刘建，曹高燚，等.水稻品质育种与优质化栽培问题的探讨［J］.杂交水稻，2022，37（2）：1-6.

［4］ 王忠，顾蕴洁，陈刚，等.稻米的品质和影响因素［J］.分子植物育种，2003，1（2）：231-241.

［5］ 阙补超，唐亮，刘中卓.辽宁省优质粳稻新品系的品质分析［J］.北方水稻，2019，49（2）：17-20.

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［9］ 刘建，张欣，崔晶，等.水稻品质分析仪在食味育种中的应用研究［J］.种子，2013，32（10）：15-20，24.

［10］ 刘建，谷守贤，崔晶.北方杂交粳稻的食味品质与其亲本的相关性研究［J］.杂交水稻，2018，33（1）：50-54.