高富硒水稻种质资源的筛选初报

张标金 史华新 魏益华 罗林广 张祥喜 黄永忠

摘 要 提高稻米中的硒含量、增加人们膳食中的硒摄入量是我国居民的一条重要补硒途径。为发掘高富硒水稻（Oryza sativa L.）种质资源，他们收集了80个水稻品种，在江西省丰城市天然富硒土壤进行种植，对其糙米硒含量进行评价。结果表明，水稻糙米硒含量范围为0.024 9～0.142 6 mg/kg，基因型差异明显，其中‘IR19735、‘黑帅、‘乌严粳、‘黑占96、‘豫南黑籼糯等的糙米硒含量较高，可作为高富硒水稻种质资源应用于富硒水稻新品种的选育；粳稻糙米硒含量高于籼稻，但差异不显著，而有色稻米硒含量极显著高于白色稻米，因而食用富硒有色稻米可能更有利于补硒。

关键词 水稻 ；硒 ；种质资源

中图分类号 S511 文献标识码 A Doi：10.12008/j.issn.1009-2196.2018.02.011

Abstract It was an important way to supplement selenium （Se） in Chinese residents by increasing Se content in rice to raise Se intake in people's diet. In order to explore the high Se-rich rice germplasm resources， 80 rice varieties were collected and cultivated in the natural Se-rich soil in Fengcheng city of Jiangxi province. And Se contents in the brown rice were evaluated. The results showed that the Se content was in the range of 0.024 9～0.142 6 mg/kg， and the genotypic differences were obvious. Some germplasm resources， including 'IR19735'， 'heishuai'， 'wuyanjing'， 'heizhan 96'， 'yunanheixiannuo'， exhibited high Se contents. So these rice cultivars can be used as high Se-rich rice germplasm resources for breeding new Se enriched rice varieties. Furthermore， Se content of brown rice in japonica was higher than that of indica rice， but the difference was not significant. Nevertheless， Se content of colored rice was significantly higher than that of white rice. It implied that eating colored Se-rich rice was more conducive to Se supplementation.

Keywords rice （Oryza sativa L.） ； selenium ； germplasm resource

硒（Selenium， Se）作为一种生态环境中重要的微量元素，对人体具有抗衰老、抗癌和解毒等多种作用[1-2]，被世界卫生组织和中华医学会确定为二十一世纪继碘、锌后必补的第三大微量营养保健元素，但在全球居民中普遍摄入不足[3]。根据中国营养学会营养调查报告，我国成人的硒摄入量仅为26.63 μg/日，距离中国预防医学中心卫生所推荐的安全进硒量40～240 μg/人/日和美国国家科学院推荐的安全进硒量50～200 μg/人/日相差甚远。

水稻是我国主要粮食作物，利用天然富硒土壤生产富硒稻米，从饮食方面增加人体摄硒量是一种比较理想的补硒途径。前人研究认为，水稻属于非聚硒植物类型中含硒量低的作物种类，但是不同基因型水稻硒累积能力的差异非常明显，筛选和利用富硒水稻种质资源可作为提高稻米硒含量的重要途径。为此，本研究收集了80个水稻品种，利用江西省丰城市的天然富硒土壤种植进行筛选，以发掘出江西水稻种植生态区适应性强的高富硒的水稻种质资源，为高富硒水稻新品种的选育提供基础。

1 材料与方法

1.1 材料

供试水稻材料共80份，均为常规稻品种，除部分自有品种外，一部分由“国家水稻种质资源中期库”提供，一部分由江西省农业科学院邹国兴和聂元元提供。

1.2 方法

1.2.1 试验设计

所有材料于2016年以中稻种植于丰城市荷湖乡楼前村天然富硒稻田，每品种重复3次，各小区随机分布，常规大田肥水管理，施基肥尿素和磷酸二氢钾分别为15和20 kg/667m2，分蘖肥尿素7 kg/667m2，穗肥尿素和氯化钾分别为7和8 kg/667m2。成熟期每小区收获稻谷500 g，晒干至含水量13.5%。种植材料前取试验田中10 cm深处土壤进行肥力和硒含量測试，共取4个点，结果以平均值计，如表1所示。

1.2.2 样品测定

各品种每小区称取300 g稻谷用砻谷机去壳，再用高速粉碎机粉碎，过80目筛，密封保存备用，检测前将样品置于干燥箱中40℃恒温烘干至恒重。

稻米硒含量按照GB 5009.93-2017 《食品安全国家标准 食品中硒的测定》中的第一法 氢化物原子荧光光谱法测定。

1.2.3 数据处理

所有测定样品设3个平行样， 测定结果以平均值计。采用SPSS 19.0软件对数据进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 不同水稻品种糙米硒含量差异

80个水稻品种的糙米硒含量差异很大，变化范围为0.024 9～0.142 6 mg/kg，极差相差5.7倍，变异系数为38.78%，各品种糙米硒含量呈正态分布规律（表2、图1）。这说明各品种间硒含量的基因型差异非常明显，筛选籽粒硒含量高的水稻种质资源是切实可行的。

本试验田土壤硒含量达0.56 mg/kg，达到了富硒土壤的硒含量水平，然而所有品种的糙米硒平均含量为0.065 5 mg/kg，硒含量整体偏低。平均籽粒硒富集系数为0.117（富集系数=糙米硒含量/土壤硒含量），富集系数也较低。说明土壤中的硒被吸收转运至籽粒中的比例较低，即水稻的整体聚硒能力较弱。姜超强等[4]和黄太庆等[5]的研究结果也表明，水稻对天然富硒土壤中的硒富集能力较低，吸收的硒主要聚集于根系中，向地上部转移的能力偏弱。

虽然绝大多数品种糙米硒含量达到了国家富硒稻米标准[6]的0.04～0.30 mg/kg 含量要求，然而世界卫生组织规定，食物中的硒含量低于0.10 mg/kg就易造成人体缺硒，而本试验中只有很少部分品种能满足要求，这也说明高富硒水稻种植资源的发掘和应用在富硒水稻生产中具有重要作用。在供筛选的80个水稻品种中，‘IR19735、‘黑帅、‘乌严粳、‘黑占96、‘豫南黑籼糯等的糙米硒含量较高，可作为高富硒水稻种质资源应用于富硒水稻新品种的选育。

2.2 不同类型水稻糙米硒含量差異

不同类型水稻间的糙米硒含量差异明显。粳稻品种的糙米硒平均含量为0.072 2 mg/kg，高于籼稻品种的0.063 8 mg/kg，但二者间的差异性不显著（表3）。本试验水稻种质中包含了部分有色稻米，包括红色、紫色、黑色等，其糙米平均硒含量达0.089 1 mg/kg，远高于白色稻米的0.061 7 mg/kg，差异达极显著水平（表4）。这表明在天然富硒稻米的开发中选用有色水稻品种能够促进土壤硒向稻米转移，提高天然富硒土壤的利用价值，而食用有色稻米更有利于增加人们的摄硒量。

3 讨论

世界卫生组织规定，食物中的硒含量低于0.1 mg/kg就易造成人体缺硒，我国国家标准[6]规定稻米正常硒含量在0.04～0.30 mg/kg。陈历程等[7]测定了江苏省52个不同品种大米样品、全国部分省市30个大米样品，结果表明，江苏省的大米含硒量为0.015～0.056 mg/kg，平均为（0.035±0.009）mg/kg；全国部分地区的大米含硒量为0.011～0.055 mg/kg，平均为（0.025±0.011） mg/kg。甄燕红等[8]随机抽取全国部分市售大米份分析测定，其中粳米硒含量为0.006～0.106 mg/kg，平均为0.023 mg/kg，籼米为0.004～0.111 mg/kg，平均为0.034 mg/kg。由此可见，我国市售大米普遍存在缺硒问题，提高大米中硒含量对改善人们硒营养，预防缺硒疾病等非常紧迫。

水稻属于非聚硒植物类型中含硒量低的作物种类，但是不同基因型水稻硒累积能力的差异非常明显。Zhang等[9]在无锡安镇的田间筛选研究了151个水稻品种籽粒的硒吸收积累，表明籽粒中硒含量为29～103 μg/kg；而蒋彬[10]在浙江大学华家池校区农场对239份水稻种质的硒积累差异研究结果显示，稻米硒含量在1.15～43.84 μg/kg，这些研究都表明不同水稻基因型稻米中硒含量差异极为显著。钟松臻等[11]对高/低积累硒水稻的比较研究结果表明，两种类型水稻的硒含量差异非常显著，但随着土壤硒含量的提高，其差异水平呈缩小的趋势。本试验研究结果也显示不同水稻品种的硒含量差异明显，证实了前人的研究结论，也表明高富硒水稻种质资源的筛选和利用是提高稻米硒含量，改善人民膳食中硒摄入量的重要途径。

此外，本研究结果还表明，有色稻米硒含量极显著地高于白色稻米。有色稻米是色素沉积在水稻种子的种皮内形成的一种重要的特异水稻种质资源，以紫（黑）米和红米最常见。红米与紫米富含蛋白质、氨基酸、植物脂肪、纤维素和人体必需的矿物质， 如Fe、Zn、Se、Ca等，以及丰富的维生素B1、B2、B6、B12、D、E 和烟酸[12-13]。而硒作为一种重要的微量元素，很多研究都认为有色米中的硒含量要高于白色米，如赵成章等[14]培育的‘黑珍米、吴国泉等[15]培育的‘舟山红米的硒含量均大幅高于白米，而魏毅[16]的研究结果则显示红米色素的含量与糙米硒含量具有明显的相关性。本研究结果进一步证明，有色米的硒含量整体上要明显高于白米，因此，富硒有色米可作为富硒农产品开发的一个重要方向。

参考文献

[1] Fairweather-Tait S J， Bao Y P， Broadley M R， et al. Selenium in human health and disease[J]. Antioxidants and Redox Signaling， 2011， 14： 1 337-1 383.

[2] Hatfield D L， Tsuji P A， Carlson B A， et al. Selenium and selenocysteine： roles in cancer， health， and development[J]. Trends in Biochemical Sciences， 2014， 39（3）： 112-120.

[3] Williams P N， Lombi E， Sun G， et al. Selenium characterization in the global rice supply chain[J]. Environmental Science and Technology， 2009， 43： 6 024-6 030.

[4] 姜超强，沈 嘉，祖朝龙. 水稻对天然富硒土壤硒的吸收及转运[J]. 应用生态学报，2015，26（3）：809-816.

[5] 黄太庆，江泽普，邢 颖，等. 水稻对外源硒的吸收利用研究[J]. 农业资源与环境学报，2017，34（5）：449-455.

[6] 中华人民共和国国家标准GB/T 22499-2008 富硒稻谷.

[7] 陈历程，杨方美，张艳玲，等. 我国部分大米含硒量分析及生物硒肥对籽粒硒水平的影响[J]. 中国水稻科学，2002，16（4）：341-345.

[8] 甄燕红. 中国部分市售稻米Cd、Zn、Se含量及其食用安全評价[D]. 南京：南京农业大学，2008.

[9] Zhang L， Shi W， Wang X， et al. Genotypic differences in selenium accumulation in rice seedlings at early growth stage and analysis of dominant factors influencing selenium content in rice seeds[J]. Journal of Plant Nuitrition， 2006， 29： 1 601-1 618.

[10] 蒋 彬. 水稻富硒基因型品种遴选[J]. 陕西师范大学学报（自然科学版），2002，30：152-156.

[11] 钟松臻，张 木，张宝军，等. 硒高/低积累型水稻富硒特征的比较研究[J]. 土壤通报，2017，48（4）：943-947.

[12] 黎毛毛，余丽琴，付军如，等. 江西红米稻种资源主要农艺性状及营养特性分析与评价[J]. 植物遗传资源学报，2008，9（4）：480-484.

[13] 童继平，李素敏，刘学军，等. 有色稻米研究进展[J]. 植物遗传资源学报，2011，12（1）：13-18.

[14] 赵成章，戚秀芳，杨长登，等. 应用细胞工程技术培育“黑珍米”的研究[J]. 农业生物技术学报，1993，1（1）：100-105.

[15] 吴国泉，叶阿宝，张启华，等. 舟山红米的特征特性及米质分析[J]. 中国稻米，2000（5）：15.

[16] 魏 毅. 红米糙米中硒锌锗等矿质营养元素的研究[D]. 雅安：四川农业大学，2010.