作物杂志, 2020, 36(1): 17-21 doi: 10.16035/j.issn.1001-7283.2020.01.004

遗传育种·种质资源·生物技术

辽宁省不同熟期水稻品质性状分析

吕军, 姜秀英, 解文孝, 刘军, 蒋洪波, 沈枫, 韩勇,

辽宁省水稻研究所,110101,辽宁沈阳

Analysis on Quality Traits of Rice Varieties (Lines) with Different Maturity Stages in Liaoning Province

Lü Jun, Jiang Xiuying, Xie Wenxiao, Liu Jun, Jiang Hongbo, Shen Feng, Han Yong,

Liaoning Rice Research Institute, Shenyang 110101, Liaoning, China

通讯作者: 韩勇,主要从事水稻育种研究,E-mail: lndaozuo@126.com

收稿日期: 2019-07-8   修回日期: 2019-11-28   网络出版日期: 2020-02-15

基金资助: 国家科技支撑计划(2015BAD01B02-4)
国家重点研发计划(2017YFD0100502-2)
辽宁省科学事业公益研究基金(20180016)

Received: 2019-07-8   Revised: 2019-11-28   Online: 2020-02-15

作者简介 About authors

吕军,主要从事优质水稻育种及水稻分子育种研究,E-mail:lv12172003@sina.com 。

摘要

对辽宁省不同熟期水稻品种品质性状进行综合分析,为水稻优质育种和栽培提供参考。以辽宁省中早熟、中熟、中晚熟和晚熟4个熟期65个品种(系)为试验材料,分析辽宁省不同熟期水稻品种(系)品质性状差异及其相关关系。结果表明,垩白粒率、垩白度、透明度的变异系数较大,不同熟期间表现基本一致。4个熟期中中早熟品种(系)的品质性状整体较好,只有垩白度的优质米达标率较低,说明垩白性状是今后水稻品质改良的重点。相关分析表明,垩白粒率、垩白度均与直链淀粉含量呈极显著正相关,与胶稠度呈显著负相关,糙米率与精米率、整精米率、胶稠度呈极显著正相关。辽宁省水稻优质育种可通过合理调整直链淀粉含量,降低垩白粒率和垩白度,提高整精米率,实现品质的整体改善。

关键词: 辽宁 ; 水稻 ; 熟期 ; 品质

Abstract

The quality traits of rice varieties different in maturity in Liaoning Province were comprehensively analyzed to provide reference for rice quality breeding and cultivation. Sixty-five rice varieties (lines) with varying maturity time were studied to analyze the difference in quality traits and their correlation between rice varieties (lines) different in maturity in Liaoning Province. The results showed that the variation coefficients of chalky grain rate, chalkiness degree and transparency were high, and the performance was basically the same between rice varieties (lines), differ in maturity. The quality traits of the early-maturity varieties (lines) were good overall, and the high quality rate of chalkiness was low, which indicated that chalkiness characters were the key points of rice quality improvement in the future. Correlation analysis showed that chalky grain rate and chalkiness degree were positively correlated with amylose content and negatively correlated with gel consistency. Brown rice percentage was significantly positive correlated with milled rice percentage, head rice percentage, and gel consistency. The rice quality breeding in Liaoning Province can reduce the chalky grain rate and chalkiness degree, improve the head rice percentage, and achieve the overall improvement of quality by adjusting the amylose content reasonably.

Keywords: Liaoning ; Rice ; Maturity ; Quality

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本文引用格式

吕军, 姜秀英, 解文孝, 刘军, 蒋洪波, 沈枫, 韩勇. 辽宁省不同熟期水稻品质性状分析[J]. 作物杂志, 2020, 36(1): 17-21 doi:10.16035/j.issn.1001-7283.2020.01.004

Lü Jun, Jiang Xiuying, Xie Wenxiao, Liu Jun, Jiang Hongbo, Shen Feng, Han Yong. Analysis on Quality Traits of Rice Varieties (Lines) with Different Maturity Stages in Liaoning Province[J]. Crops, 2020, 36(1): 17-21 doi:10.16035/j.issn.1001-7283.2020.01.004

水稻是辽宁省第二大粮食作物,在全省粮食生产和经济发展中占有重要位置。随着辽宁省粮食综合生产能力的不断提高,辽宁省水稻生产水平也呈不断增长态势。2015年辽宁省水稻播种面积54.49万hm2,产量467.7万t,成为我国北方粳稻的重要产区。长期以来辽宁省水稻生产政策着眼于粮食产量的提高,忽视了稻米品质的改良,随着人们生活水平的不断提高,稻米品质逐渐成为辽宁省水稻育种的重要目标。稻米品质主要受遗传因素影响,在一定遗传基础上,环境作用也至关重要[1,2,3,4]。以往对水稻品质的研究主要集中在稻米品质指标特性、品质形成生理机制和品质性状的遗传特性等方面[5,6,7],对辽宁省水稻品质变化规律的报道主要集中在水稻品种自身品质的研究,而对不同熟期水稻品种品质比较的系统研究较少。

本研究以2018年参加辽宁省水稻区域试验的4个熟期65个粳稻品种(系)为材料,研究不同熟期水稻品种(系)之间品质性状指标的差异,旨在为辽宁省进一步改良稻米品质和选育优质水稻品种提供依据。

1 材料与方法

1.1 供试材料

以2018年辽宁省水稻区域试验65个参试品种(系)为试验材料,其中:中早熟组材料13个、中熟组14个、中晚熟组26个(分A、B两组,对照品种相同)、晚熟组13个。试验地点:中早熟组种植在辽宁开原示范繁殖农场,中熟组、中晚熟组种植在辽宁省水稻研究所,晚熟组种植在丹东农业科学院前阳水稻研究所。品种(系)随机排列,每个小区面积13.3m2,3次重复,田间管理与当地一般大田管理相同。

1.2 测定方法

成熟期,每小区取中间4行收获,用小型脱粒机脱粒后装纱网袋,自然条件下风干1~2个月,将各样本统一用NP-4350型风选机等风量风选,取500g送农业农村部食品质量监督检验测试中心(武汉),对糙米率、精米率、整精米率、粒长、粒长/粒宽、垩白粒率、垩白度、透明度、碱消值、胶稠度、直链淀粉含量、蛋白质含量进行测定,按NY/T 593-2013食用稻品种品质标准对试验材料进行优质等级评定。试验数据用Microsoft Excel 2007和SPSS 19.0软件进行分析。

2 结果与分析

2.1 不同熟期稻米品质性状分析

表1可以看出,不同品质性状间的变异系数存在很大差异,其中垩白粒率、垩白度、透明度的变异系数较大,分别达到44.89%、42.62%、38.00%,而糙米率、粒长的变异系数较小,分别为3.26%、4.93%,这种趋势在不同熟期组的水稻品种(系)中表现基本一致。

表1   不同熟期品种(系)碾磨与外观品质性状变异分析

Table 1  The variation analysis on milling and appearance quality characteristics of rice varieties (lines) different in maturity

熟期
Maturity
项目
Item
糙米率(%)
Brown rice
percentage
精米率(%)
Milled rice
percentage
整精米率(%)
Head rice
percentage
粒长(mm)
Grain
length
粒长/粒宽
Grain
length/width
垩白粒率(%)
Chalky
grain rate
垩白度(%)
Chalkiness
degree
透明度(级)
Transparency
(level)
中早熟平均Average80.20aA73.89aA72.90aA5.02aA01.94aA17.54abA04.79abA01.46aA
Early-maturity标准差
Standard deviation
01.0501.5202.140.2000.1407.3101.6000.52
变异系数(%)
Coefficient of variation
01.3102.0602.944.0807.4641.6833.4935.50
中熟平均Average78.09bAB69.81bB68.31bB4.99aA01.90aA20.57aA04.96aA01.43aA
Mid-maturity标准差
Standard deviation
01.9402.2002.700.2100.1604.6401.0500.51
变异系数(%)
Coefficient of variation
02.4803.1503.964.2608.2622.5421.1435.95
中晚熟平均Average76.32cB66.53cC63.82cC5.14aA01.93aA19.35abA04.64abA01.23aA
Mid-late maturity标准差
Standard deviation
02.3702.4202.590.2500.1510.5002.4900.51
变异系数(%)
Coefficient of variation
03.1103.6404.064.8607.5854.2753.7141.80
晚熟平均值Average77.14cB67.86cBC61.63cC4.98aA01.90aA13.92bA03.49bA01.15aA
Late-maturity标准差
Standard deviation
02.5302.9202.990.3000.1904.9701.3600.38
变异系数(%)
Coefficient of variation
03.2804.3004.856.0110.0835.7338.8732.55
总体Total平均值Average77.6268.9466.135.0501.9218.1804.5101.30
标准差
Standard deviation
02.5303.5804.790.2500.1608.1601.9200.50
变异系数(%)
Coefficient of variation
03.2605.2007.244.9308.0844.8942.6238.00

Note: Within a column, data followed by different uppercase and lowercase letters indicate significant difference at 1% and 5% levels, respectively. The same below

注:同一列中平均数后不同大小写字母者分别表示差异达到1%和5%显著水平。下同

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水稻碾磨品质中糙米率、精米率在不同熟期组间表现为中早熟>中熟>晚熟>中晚熟,整精米率在不同熟期组间表现为中早熟>中熟>中晚熟>晚熟,中晚熟组和晚熟组的糙米率、精米率和整精米率均较低,且两个熟期组间差异不显著,但显著低于其他熟期组。外观品质中粒长、粒长/粒宽、透明度比较稳定,在不同熟期组间没有明显差异,垩白粒率、垩白度在不同熟期组间的表现为晚熟组较低。

营养与食味品质中直链淀粉含量4个熟期组都在13%~18%的一级优质粳稻标准范围内,中早熟>中晚熟>中熟>晚熟,其中中早熟显著高于中熟、中晚熟、晚熟,后三者之间无显著差异;碱消值同样表现为中早熟>中晚熟>中熟>晚熟;胶稠度和蛋白质含量表现为中早熟<晚熟<中熟<中晚熟(表2)。

表2   不同熟期水稻品种(系)营养与食味品质性状变异分析

Table 2  The variation analysis on nutrition and taste quality characteristics of rice varieties (lines) different in maturity

熟期
Maturity
项目
Item
直链淀粉含量(%)
Amylose content
胶稠度(mm)
Gel consistency
碱消值(级)
Alkali digestion value (level)
蛋白质含量(%)
Protein content
中早熟Early-maturity平均Average16.10aA66.31bB06.77aA7.25bB
标准差Standard deviation00.5005.1700.260.22
变异系数Coefficient of variation (%)03.1107.8003.833.06
中熟Mid-maturity平均Average15.38bAB73.00aA06.32abAB7.68aA
标准差Standard deviation00.5906.3000.820.43
变异系数Coefficient of variation (%)03.8108.6313.025.65
中晚熟Mid-late maturity平均Average15.44bB73.58aA06.36aAB7.71aA
标准差Standard deviation00.9606.8100.670.37
变异系数Coefficient of variation (%)06.2009.2610.464.82
晚熟Late-maturity平均Average15.09bB71.54bAB05.69bB7.61aAB
标准差Standard deviation00.4103.6701.350.39
变异系数Coefficient of variation (%)02.7105.1223.665.15
总体Total平均值Average15.4971.6206.307.59
标准差Standard deviation00.7806.3900.880.40
变异系数Coefficient of variation (%)05.0408.9213.955.25

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2.2 不同熟期水稻优质达标率情况

根据食用稻品种品质标准NY/T 593-2013,将品质性状分为优质和普通两大类,优质性状又细分为优一级、优二级、优三级,品质性状达到优质标准的品种比例,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可以看出,整精米率、胶稠度和直链淀粉含量优质达标率较高,均为100%,透明度和碱消值的优质达标率在90%以上,而糙米率和垩白度的优质达标率较低,在60%左右。说明供试材料在糙米率和垩白度品质性状仍需提高。

表3   不同熟期水稻品种(系)品质性状优质达标率

Table 3  The high quality rate of rice varieties (lines) different in maturity

熟期
Maturity
级别
Level
糙米率(%)
Brown rice percentage
整精米率(%)
Head rice percentage
垩白度(%)
Chalkiness degree
透明度(级)
Transparency
(level)
碱消值(级)
Alkali digestion
value (level)
胶稠度(mm)
Gel
consistency
直链淀粉
含量(%)
Amylose content
中早熟一级1nd class30.70100.000.0053.85100.00100.00100.00
Early-maturity二级2nd class100.00100.007.69100.00100.00100.00100.00
三级3rd class100.00100.0053.85100.00100.00100.00100.00
中熟Mid-maturity一级1nd class0.00100.000.0057.1492.86100.00100.00
二级2nd class50.00100.000.00100.0092.86100.00100.00
三级3rd class92.86100.0035.71100.0092.86100.00100.00
中晚熟一级1nd class0.0096.150.0080.7796.1596.1592.31
Mid-late maturity二级2nd class34.62100.0030.7796.1596.1596.15100.00
三级3rd class42.31100.0065.3896.1596.15100.00100.00
晚熟Late-maturity一级1nd class0.0084.627.6984.6261.54100.00100.00
二级2nd class46.15100.0030.77100.0061.54100.00100.00
三级3rd class61.54100.0084.62100.0076.92100.00100.00
总体Total一级1nd class4.5595.451.4571.2190.9198.4896.97
二级2nd class53.03100.0018.8498.4890.9198.48100.00
三级3rd class68.18100.0057.9798.4892.42100.00100.00

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不同熟期水稻品种(系)品质达标率表现各不相同,糙米率只有中早熟组材料达到一级优质米标准,其他熟期材料糙米率的一级优质米达标率均为0,且中早熟材料糙米率的二级优质米达标率为100%,中熟、中晚熟、晚熟材料糙米率的二级优质米达标率分别仅为50.00%、34.62%、46.15%。整精米率的优质达标率在不同熟期组间差异不大,二级优质米达标率均为100%。垩白度只有晚熟材料达到一级优质米标准,其他熟期材料垩白度的一级优质米达标率均为0,中早熟、中熟、中晚熟、晚熟材料垩白度的三级优质米达标率分别为53.85%、35.71%、65.38%、84.62%。中早熟、中熟、晚熟材料透明度的二级优质米达标率均为100%,而中晚熟材料透明度的二级优质米达标率为96.15%,但中晚熟材料透明度的一级优质米达标率为80.77%,与晚熟材料透明度的一级优质米达标率(84.62%)差异不大,显著高于中早熟(53.85%)和中熟材料(57.14%)透明度的一级优质米达标率。中早熟材料碱消值的一级优质米达标率最高,为100%,晚熟材料碱消值的一级优质米达标率最低,为61.54%,中熟、中晚熟材料分别为92.86%、96.15%。胶稠度和直链淀粉含量的优质米达标率都很高,除了中晚熟个别材料未达到一级优质米标准,其他熟期材料均达到一级优质米标准。

2.3 水稻品种(系)品质性状相关性分析

表4可以看出,参试材料的各品质性状间存在着较为复杂的相关性。糙米率与精米率、整精米率、胶稠度呈极显著正相关(0.816、0.678、0.325),与碱消值呈显著正相关(0.287);精米率与整精米率、胶稠度呈极显著正相关(0.877、0.323),与碱消值呈显著正相关(0.273);整精米率与碱消值呈极显著正相关(0.387),与胶稠度呈显著负相关(-0.256);垩白粒率与垩白度、直链淀粉含量呈极显著正相关(0.849、0.346),与胶稠度呈显著负相关(-0.251);垩白度与直链淀粉含量呈极显著正相关(0.532),与胶稠度呈极显著负相关(-0.430),与透明度呈显著正相关(0.286);直链淀粉含量与胶稠度呈极显著负相关(-0.770),与碱消值呈极显著正相关(0.410);胶稠度与碱消值呈极显著负相关(-0.450),与透明度呈显著负相关(-0.251)。

表4   辽宁省水稻品种(系)品质性状相关性分析

Table 4  Correlation analysis among quality traits of rice varieties (lines) in Liaoning Povince

性状Trait糙米率Brown rice percentage精米率Milled rice percentage整精米率Head rice percentage垩白粒率Chalky grain rate垩白度
Chalkiness degree
直链淀粉含量
Amylose content
胶稠度
Gel consistency
碱消值
Alkali digestion value
透明度Transparency
精米率
Milled rice percentage
-0.816**
整精米率
Head rice percentage
-0.678**-0.877**
垩白粒率
Chalky grain rate
-0.063-0.048-0.018
垩白度
Chalkiness degree
-0.019-0.086-0.088-0.849**
直链淀粉含量
Amylose content
-0.193-0.158-0.188-0.346**-0.532**
胶稠度
Gel consistency
-0.325**-0.323**-0.256*-0.251*-0.430**-0.770**
碱消值
Alkali digestion value
-0.287*-0.273*-0.387**-0.057-0.190-0.410**-0.450**
透明度
Transparency
-0.064-0.153-0.202-0.155-0.286*-0.230-0.251*-0.086
蛋白质含量
Protein content
-0.109-0.140-0.161-0.198-0.161-0.072-0.0020.027-0.108

Note: "*", "**" indicate significant correlation at the 0.05 and 0.01 levels, respectively

注:“*”、“**”分别表示0.05和0.01的显著水平

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3 讨论

稻米品质包括碾磨品质、外观品质、营养品质和蒸煮食味品质4个方面,稻米品质的优劣主要是品种遗传特性与环境条件综合作用的结果[8,9,10]。辽宁省的水稻品种(系)按照生态区和生育期的不同可划分为中早熟、中熟、中晚熟和晚熟4个类型,其稻米品质性状表现也不同。严光彬等[11]认为,不同熟期品种间米质的差异大部分与出穗期早晚和出穗后的气温有关。北方稻区秋季昼夜温差大,气候变化剧烈,温度下降快。各熟期材料出穗期虽然只有5d差异,但这5d一般都处在较高温度时期,积温相差120℃~135℃,对各熟期材料的品质影响很大。矫江等[12]研究表明,稻米垩白粒率的发生与当地活动积温呈显著负相关,东北低纬度南部地区水稻平均垩白粒率低于高纬度北部地区。本研究结果表明,垩白粒率、垩白度和透明度的变异系数较大,晚熟组的垩白粒率、垩白度显著低于其他熟期组,且垩白度的优质达标率在各个熟期也是较低的。中早熟材料的品质性状整体较好,其他几项品质性状的二级优质米达标率均为100%,只有垩白度的二级优质米达标率较低,仅为7.69%。说明垩白度是影响辽宁省水稻品质提高的主要因素,是今后水稻品质改良的重点。祁祖白等[13]和徐云碧等[14]研究表明,稻米垩白属于遗传性状,其广义遗传力较高,而狭义遗传力随着世代的推进有提高的趋势并最终趋于稳定。表明垩白性状能稳定遗传,因而对稻米垩白进行遗传改良是可行的[15]。王才林等[16]研究表明,在F4~F6代对垩白粒率、垩白度和透明度等外观品质进行选择的效果较好,上下世代间外观品质的表现有明显的相关关系。辽宁省不同熟期间垩白性状具有明显差异,除了与品种(系)特性有关外,可能与不同生态区的气候条件也有关系。因此,在进行遗传改良的同时,还应与栽培措施相结合。

稻米品质中整精米率、垩白度、直链淀粉含量是反映稻米碾磨、外观和食味等市场品质的重要性状,是决定稻米品种能否畅销并持久占有市场的重要因素。稻米各品质性状间存在复杂的相关性。本研究结果表明,垩白粒率、垩白度均与直链淀粉含量呈极显著正相关,与胶稠度呈显著负相关,糙米率与精米率、整精米率、胶稠度呈极显著正相关。稻米直链淀粉含量是影响米饭适口性的重要因素,不能过分强调降低稻米直链淀粉含量。因此,今后辽宁省水稻优质育种的主攻目标应是,合理调整直链淀粉含量,降低垩白粒率和垩白度,提高整精米率,达到有效改善稻米品质的目的。

4 结论

辽宁省水稻品种(系)的品质性状整体较好,只有垩白度的优质达标率较低,且其在不同熟期间差异较大,说明垩白度是今后辽宁水稻品质改良的重点。垩白粒率、垩白度与直链淀粉含量呈极显著正相关,与胶稠度呈显著负相关,所以,辽宁省水稻优质育种可通过合理调整直链淀粉含量,降低垩白粒率和垩白度,从而实现品质的整体改善。

参考文献

景立权, 户少武, 穆海蓉 , .

大气环境变化导致水稻品质总体变劣

中国农业科学, 2018,51(13):2462-2457.

[本文引用: 1]

Krishnan R, Ramakrishnan B, Reddy K R , et al.

High-temperature effects on rice growth,yield,and grain quality

Advances in Agronomy,2011(111):87-206.

[本文引用: 1]

Xiong D L, Ling X X, Huang J L , et al.

Meta-analysis and dose-response analysis of high temperature effects on rice yield and quality

Environmental and Experimental Botany, 2017,141:1-9.

[本文引用: 1]

徐锡明, 张欣, 施利利 , .

直链淀粉含量偏低型杂交粳稻组合的稻米品质评价

作物杂志,2016(6):44-48.

[本文引用: 1]

姜秀英, 吕军, 姚继攀 , .

2011-2015年辽宁省审定水稻品种米质分析

中国稻米, 2017,23(5):63-64.

[本文引用: 1]

赵一洲, 倪善君, 张战 , .

辽宁省水稻品种品质性状及亲缘关系变化分析

植物遗传资源学报, 2017,18(6):1039-1045.

[本文引用: 1]

韩勇, 邓媛, 沈枫 , .

辽宁省2002~2006年育成水稻品种品质情况分析

粮食与饲料工业,2008(2):1-3.

[本文引用: 1]

粱康迳, 林文雄, 李亚娟 , .

水稻籽粒发育过程中可溶性糖含量的遗传及其与品质的关系

分子植物育种, 2003,1(2):207-215.

[本文引用: 1]

程方民, 钟连进 .

不同气候生态条件下稻米品质性状的变异及主要影响因子分析

中国水稻科学, 2001,15(3):187-191.

[本文引用: 1]

马群, 顾海永, 张庆 , .

不同生育期类型粳稻品种垩白性状对施氮水平的响应

植物营养与肥料学报, 2010,16(6):1341-1350.

[本文引用: 1]

严光彬, 李彦利, 王万成 , .

不同熟期水稻品种的产量、品质及效应分析

吉林农业科学, 2002,27(5):35-37.

[本文引用: 1]

矫江, 王伯伦 .

我国东北地区稻米垩白发生规律研究

作物学报, 2003,29(2):311-314.

[本文引用: 1]

祁祖白, 李宝键, 杨文广 , .

水稻籽粒外观品质及脂肪的遗传研究

遗传学报, 1983,10(6):452-458.

[本文引用: 1]

徐云碧, 申宗坦 .

籼稻米粒垩白的遗传

浙江农业大学学报, 1989,15(1):8-13.

[本文引用: 1]

蔺万煌, 萧浪涛, 彭克勤 , .

稻米垩白的形成及其调控

湖南农业大学学报, 2001,27(3):234-239.

[本文引用: 1]

王才林, 朱镇, 张亚东 , .

粳稻外观品质选择效果研究

云南农业大学学报, 2006,21(增刊):47-52.

[本文引用: 1]

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