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作物杂志,2017, 第2期: 59–66 doi: 10.16035/j.issn.1001-7283.2017.02.010

• 遗传育种·种质资源·生物技术 • 上一篇    下一篇

北方粳稻品种（系）资源淀粉RVA谱特征与品质性状典型相关分析

程海涛,马兆惠,刘桂林,曹萍,吕文彦   

  1. 沈阳农业大学农学院/农业部东北水稻生物学与遗传育种重点实验室/北方超级粳稻育种教育部重点实验室,110866,辽宁沈阳
  • 收稿日期:2016-11-24 修回日期:2017-01-22 出版日期:2017-04-15 发布日期:2018-08-26
  • 通讯作者: 吕文彦
  • 作者简介:程海涛,讲师,研究方向为水稻遗传育种与品质改良
  • 基金资助:
    辽宁省自然科学基金(2014027005)

Canonical Correlation Analysis between RVA Profile Characteristics and Quality Traits of Japonica Rice Varieties

Cheng Haitao,Ma Zhaohui,Liu Guilin,Cao Ping,Lü Wenyan   

  1. Agronomy College, Shenyang Agricultural University/Key Laboratory of Rice Biology and Breeding,Ministry of Agriculture/Key Laboratory of Northern Japonica Super Rice Breeding,Ministry of Education,Shenyang 110866,Liaoning,China
  • Received:2016-11-24 Revised:2017-01-22 Online:2017-04-15 Published:2018-08-26
  • Contact: Wenyan Lü

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3

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203

摘要：

本研究系统分析了适合辽宁地区的水稻品种（系）资源各类品质性状间的相关性,并应用因子分析和典型相关分析方法研究了各类品质性状的关系。结果表明：多个RVA谱特征值之间相关性显著,直链淀粉含量和食味值与垩白性状呈负相关,食味值与蛋白质含量呈负相关;多个RVA谱特征值与垩白性状、直链淀粉含量和食味值之间存在显著相关性。因子分析表明RVA谱特征值可分为过程因子（热浆黏度、崩解值、冷胶黏度、回复值、峰值时间）和变性因子（峰值黏度和糊化温度）,品质性状可分为垩白因子、碾米因子和食味因子,并且过程因子和垩白因子变异贡献率最大。RVA谱特征值与其他品质性状典型相关分析中共检测到3组显著的典型相关变量,其中以冷胶黏度与其他品质性状关系最为密切,其次是热浆黏度、崩解值和回复值;品质性状中垩白性状与RVA谱特征值相关性最高,其次是直链淀粉含量,此外蛋白质含量和食味值与RVA谱特征值也存在显著相关性。本研究结果进一步明确了辽宁粳稻品种（系）资源RVA谱特征值与稻米品质的关系以及其在稻米品质评价中的重要作用,为辽宁地区水稻优质育种提供了理论依据。

关键词: 粳稻, RVA谱特征值, 品质性状, 典型相关

Abstract:

The correlation of several kinds of quality traits were analyzed with rice varieties suitable for Liaoning area using factor analysis and canonical correlation analysis. The main factor effects of all kinds of quality characters and the relationship between the starch RVA profile characteristics and other quality traits were studied. The results showed that the multiple RVA profile characteristics were significantly correlated. Amylose content and taste value was correlated with chalkiness negatively. The taste value was negatively correlated with protein content. Multiple RVA profile characteristics had significant correlation with some quality traits such as chalkiness, amylose content and taste value. Factor analysis showed that the RVA profile characteristics could be divided into process factor (hot paste viscosity, breakdown, cool paste viscosity, setback, peak time) and denaturation factor (peak viscosity and pasting temperature). Quality traits could be divided into chalkiness factor, milling factor and taste factor. Process factor and chalkiness factor variation contributed most. Three typical related variables were detected in canonical correlation analysis between RVA profile characteristics and other quality traits. The relationship between the cool paste viscosity and other quality traits most closely, followed by hot viscosity, breakdown and setback. The correlation between the quality traits and the RVA profile characteristics were highest, followed by amylose content. In addition, protein content and taste value had a significant correlation with RVA profile characteristics. The results of this study further clarify the relationship between RVA profile characteristics and quality of japonica rice in Liaoning province and its important role in the evaluation of rice quality, which provided theoretical basis for the quality breeding of rice in this region.

Key words: Japonica rice, RVA profile characteristics, Quality traits, Canonical correlation analysis

表1

粳稻品种（系）资源RVA谱特征值和品质性状指标分布"

性状Trait 平均值
Mean		 标准差
SD		 峰度
Kurtosiss		 偏度
Skewnes		 最小值
Min		 最大值
Max		 变异系数
CV(%)
峰值黏度Peak viscosity (cP) 2 887.94 369.46 0.68 -0.25 1 498.00 3 955.00 0.13
热浆黏度Hot paste viscosity (cP) 1 253.65 306.26 1.20 -0.15 136.50 2 155.50 0.24
崩解值Breakdown (cP) 1 637.91 318.13 1.23 0.91 947.50 2 806.50 0.19
冷胶黏度Cool paste viscosity (cP) 2 738.71 451.07 5.16 -1.35 450.50 3 737.00 0.16
回复值Setback (cP) 1 488.91 195.51 11.19 -2.21 323.00 2 052.50 0.13
峰值时间Peak time (min) 5.94 0.35 26.95 -4.05 3.27 6.46 0.06
糊化温度Pasting temperature (℃) 70.09 2.50 3.33 1.69 65.38 78.45 0.04
糙米率Brown rice percentage (%) 81.37 2.20 17.67 -2.39 64.16 88.83 0.03
精米率Milled rice percentage (%) 73.56 3.06 7.63 -1.21 56.43 85.90 0.04
整精米率Head rice percentage (%) 69.67 5.19 31.88 -4.01 22.77 79.70 0.07
白度值Whiteness value 22.14 1.84 0.35 0.28 18.00 28.30 0.08
垩白粒率Chalkiness rate (%) 8.34 10.43 13.90 3.38 0.00 73.90 1.25
垩白度Chalkiness degree 4.62 6.38 18.00 3.80 0.00 49.40 1.38
直链淀粉含量Amylose content (%) 14.12 3.33 1.02 -1.23 4.89 18.90 0.24
蛋白质含量Protein content (%) 8.97 0.82 1.94 0.37 6.45 12.60 0.09
食味值Taste value 69.36 12.54 2.13 -0.80 11.90 96.90 0.18

表2

粳稻品种（系）资源RVA谱特征值间的相关系数"

峰值黏度
Peak viscosity		 热浆黏度
Hot paste viscosity		 崩解值
Breakdown		 冷胶黏度
Cool paste viscosity		 回复值
Setback		 峰值时间
Peak time
热浆黏度(cP)Hot paste viscosity 0.560**
崩解值(cP)Breakdown 0.611** -0.309**
冷胶黏度(cP)Cool paste viscosity 0.459** 0.935** -0.366**
回复值(cP)Setback 0.177** 0.596** -0.362** 0.834**
峰值时间(min)Peak time 0.172* 0.746** -0.515** 0.833** 0.745**
糊化温度(℃)Pasting temperature 0.355** -0.051 0.450** -0.034 -0.009 -0.208**

表3

粳稻品种（系）资源品质性状间的相关系数"

糙米率
Brown rice
percentage		 精米率
Milled rice
percentage		 整精米率
Head rice
percentage		 白度值Whiteness
value		 垩白粒率Chalkiness
rate		 垩白度Chalkiness
degree		 直链淀粉含量
Amylose content		 蛋白质含量Protein content
精米率Milled rice percentage 0.936**
整精米率Head rice percentage 0.424** 0.466**
白度值Whiteness value 0.093 0.052 -0.007
垩白粒率Chalkiness rate 0.029 -0.008 -0.012 0.618**
垩白度Chalkiness degree 0.024 -0.009 -0.002 0.636** 0.991**
直链淀粉含量Amylose content -0.176 -0.210 -0.011 -0.146 -0.325* -0.360**
蛋白质含量Protein content -0.004 -0.056 0.034 0.054 -0.054 -0.066 0.128
食味值Taste value -0.092 -0.057 -0.040 -0.396** -0.333** -0.315** 0.323 -0.479**

表4

粳稻品种（系）资源RVA谱特征值与主要品质性状的相关系数"

糙米率
Brown rice percentage		 精米率
Milled rice percentage		 整精米率
Head rice percentage		 白度值
Whiteness value		 垩白粒率Chalkiness rate 垩白度
Chalkiness degree		 直链淀粉含量
Amylose content		 蛋白质含量
Protein content		 食味值
Taste
value
峰值黏度Peak viscosity 0.078 0.035 -0.019 0.186** -0.076 -0.052 0.156 -0.172* 0.240
热浆黏度Hot paste viscosity 0.014 0.044 -0.004 -0.058 -0.297** -0.301** 0.453** 0.020 0.297*
崩解值Breakdown 0.076 -0.002 -0.019 0.260** 0.194** 0.225** -0.188 -0.212** -0.009
冷胶黏度Cool paste viscosity 0.004 0.049 0.029 -0.157* -0.366** -0.382** 0.593** 0.009 0.377**
回复值Setback -0.015 0.041 0.079 -0.284** -0.384** -0.416** 0.670** -0.017 0.453**
峰值时间Peak time -0.029 0.024 0.011 -0.233** -0.230** -0.258** 0.418** 0.092 0.148
糊化温度Pasting temperature 0.051 -0.031 -0.132 0.366** 0.141* 0.128 0.263* -0.008 -0.184

表5

粳稻品种（系）资源RVA谱特征值因子荷载矩阵"

因子1
Facter1		 因子2
Facter2
峰值黏度Peak viscosity -0.213 0.928
热浆黏度Hot paste viscosity 0.866 0.443
崩解值Breakdown -0.825 0.420
冷胶黏度Cool paste viscosity 0.913 0.400
回复值Setback 0.835 0.264
峰值时间Peak time 0.966 -0.049
糊化温度Pasting temperature -0.560 0.628
特征值Characteristic value 4.256 1.839
因子贡献率Factor contribution rate (%) 60.80 26.27
累计贡献率Accumulative contribution rate (%) 60.80 87.07

表6

粳稻品种（系）资源品质性状因子荷载矩阵"

因子1
Facter1		 因子2
Facter2		 因子3
Facter3
糙米率(%)
Brown rice percentage		 0.353
 0.798
 0.012
精米率(%)
Milled rice percentage		 0.336
 0.882
 0.202
整精米率(%)
Head rice percentage		 -0.118
 0.759
 0.308
白度值
Whiteness value		 0.775
 -0.250
 0.135
垩白粒率(%)
Chalkiness rate		 0.928
 -0.233
 0.138
垩白度
Chalkiness degree		 0.929
 -0.222
 0.177
直链淀粉含量(%)
Amylose content		 -0.668
 -0.120
 -0.088
蛋白质含量(%)
Protein content		 0.033
 0.297
 -0.901
食味值
Taste value		 -0.474
 -0.090
 0.659
特征值
Characteristic value		 3.253
 2.266
 1.458
因子贡献率(%)
Factor contribution rate		 36.15
 25.18
 16.20
累计贡献率(%)
Accumulative contribution rate		 36.15
 61.33
 77.54

表7

典型相关系数显著性检验"

No. 相关系数
Correlation coefficient		 卡方值
χ2 value		 自由度
df		 P值
Pvalue
1 0.911 148.518 63 0.000
2 0.751 83.757 48 0.001
3 0.742 53.498 35 0.023
4 0.605 24.319 24 0.443
5 0.399 7.685 15 0.936
6 0.164 1.372 8 0.995
7 0.101 0.374 3 0.946

表8

RVA谱特征值与品质性状间相关显著的典型变量构成"

典型变量分组
Canonical variable group		 相关系数
Correlation coefficient		 解释率
Contribution rate		 典型变量的构成
Composition of canonical variables
1
 0.911
 33.43
26.27		 U1=0.305X1-1.606X2-0.244X3+1.704X4+0.356X5+0.241X6+0.303X7
V1=0.399Y1+0.368Y2-0.143Y3-0.209Y4+0.183Y5+1.669Y6-2.575Y7-0.084Y8+0.027Y9
2
 0.751
 31.64
7.17		 U2=0.376X1-2.515X2-3.324X3+3.649X4-0.240X5-0.093X6+0.361X7
V2=1.420Y1-0.467Y2+0.892Y3+0.236Y4+0.662Y5-1.331Y6+0.895Y7-0.689Y8-0.376Y9
3
 0.742
 3.13
7.05		 U3=-1.103X1+1.765X2+3.777X3-6.119X4+4.426X5-2.608X6-0.984X7
V3=-0.375Y1-0.166Y2+0.492Y3-0.042Y4+0.075Y5+0.898Y6-0.420Y7-0.985Y8+1.693Y9
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