不同地点南粳9108稻米直链淀粉含量及RVA谱特征值分析

朱 镇，赵庆勇，张亚东，陈 涛，姚 姝，周丽慧，赵 凌，赵春芳，梁文化，路 凯，王才林

（江苏省农业科学院粮食作物研究所/江苏省优质水稻工程技术研究中心/国家水稻改良中心南京分中心，江苏南京 210014）

水稻（Oryza sativa L.）是我国第一大粮食作物，20世纪末启动的超级稻育种获得成功［1-4］，促进了我国粮食生产发展，使我国温饱问题基本得到解决，但在水稻主产区也出现了结构性过剩，生产与市场的矛盾日益突出。江苏省是我国水稻主产省之一，水稻总量结构性过剩较为严重。因此，江苏省水稻育种开始转向优质育种。水稻品种必须达到国标三级优质稻谷标准才能通过审定，政府部门相继出台了一系列的引导政策，江苏省全省优质水稻种植面积在2007年就达到80%以上［5］。江苏省稻米的外观品质得到了很好的改良，但多数品种的食味品质仍不能满足消费者的需求［6］。

食味品质的评定主要有人工品尝和仪器测定等2种，进行人工品尝人的年龄和地域差异造成结果差异较大［7］，而且工作量较大。评价食味品质的仪器主要有食味仪、快速黏度分析仪（apid viscoanalyzer，简称RVA）。研究表明，RVA测定的稻米RVA谱特征值与蒸煮食味品质关系密切，其特征值的变化能反映稻米的食味品质［8-10］。稻米食味品质也可以用食味仪测定的食味值来估测，食味值与稻米直链淀粉含量（amylose content，简称AC）呈极显著负相关，稻米直链淀粉含量对食味品质具有重要影响［11］。直链淀粉含量已成为稻米食味品质改良的主要指标，国际上也通常以直链淀粉含量鉴定稻米食味品质的优劣。直链淀粉含量低的稻米是介于一般黏米和糯米之间的中间类型，外观呈云雾状，透明度较差，米饭柔软、富弹性且冷不回生，食味品质极佳［12］。目前已报道的水稻低直链淀粉含量突变基因有14个，多受1对隐性基因控制。其中，水稻暗胚乳基因Wx-mq已在育种中得到应用。王才林等将携带Wx-mq基因的日本水稻品种与江苏省高产粳稻品种杂交，通过分子标记辅助选择及外观与食味品质筛选，育成了南粳46、南粳5055、南粳9108等一系列优良食味粳稻品种，并通过了江苏省审定，在生产上取得了很好的种植表现［13-15］，江苏省及周边省市数百家稻米加工企业作为原粮进行优质大米开发，稻谷收购价格普遍高于其他品种0.2元/kg以上。尤其是南粳9108的应用面积快速增长，2013年审定后年推广应用面积均在6万hm2以上，2018年江苏省全省种植面积约达30万hm2。本研究分析不同地点种植的南粳9108直链淀粉含量和RVA谱特征值的变化，以期丰富该品种优质稻米生产技术体系。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验材料为2014年、2015年成熟期在东海（P1）、睢宁（P2）、阜宁（P3）、泗阳（P4）、建湖（P5）、泗洪（P6）、洪泽（P7）、宝应（P8）、兴化（P9）、高邮（P10）、江都（P11）、海安（P12）、邗江（P13）、姜堰（P14）、如皋（P15）、通州（P16）、泰兴（P17）、南京（P18）等18个地区收取的36份南粳9108稻谷，P1～P18按纬度从北向南顺序排列。

1.2 试验方法

1.2.1 直链淀粉含量测定 直链淀粉含量的测定按照国家标准GB/T 15683—2008《大米 直链淀粉含量的测定》规定的方法进行测定。

1.2.2 RVA谱特征值测定 采用瑞典波通仪器公司的快速黏度分析仪Techmaster进行测定，并用配套软件TCW（Thermal Cycle forWindows）对数据进行分析，测定按美国谷物化学家协会（American Association of Cereal Chemists，简称AACC）规程（1995-61-02）要求，含水量为14.0%时，样品质量为3.00 g，蒸馏水为25.0 mL。测定过程中罐内温度变化如下：50 ℃保持1 min，以12 ℃/min上升到95 ℃（3.75 min），95℃保持2.5 min，以12℃/min下降到50℃（3.75 min），50℃保持1.4 min。搅拌器在起始10 s内转速为960 r/min，以后转速维持在160 r/min。RVA谱特征值主要包括峰值黏度、最低黏度、最终黏度、崩解值（峰值黏度-最低黏度）、消减值（最终黏度-峰值黏度）、回复值（最终黏度-最低黏度）、峰值时间（峰值黏度出现所需的时间）、糊化温度（黏度开始增加时的温度，是熟化给定试样所需要的最低温度）等。

1.2.3 统计分析 采用Excel和SPSS 22.0数据处理系统进行数据处理与分析。

2 结果与分析

2.1 不同种植年份南粳9108的AC差异

对2年不同种植地点南粳9108稻米的AC进行测定，由表1可知，2014年不同地点AC的平均值为10.00%，变异范围为8.42%～10.76%，变异系数为5.87%；2015年不同地点AC的平均值为10.12%，变异范围为9.61%～10.95%，变异系数为3.58%。方差分析结果表明，F值分别为4.618、19.165，均达极显著水平。

表1 不同种植年份南粳9108的直链淀粉含量

由图1可知，纬度最高的东海2年的直链淀粉含量均最高，分别为10.76%、10.95%，纬度次之的睢宁和阜宁2年的直链淀粉含量也均在10.5%以上，泗阳地区2014年的直链淀粉含量较高，为10.75%，但2015年的直链淀粉含量低于10%，仅为9.94%，纬度最低的南京地区2年的直链淀粉含量均最低，分别为8.42%、9.61%，其他地区2年的直链淀粉含量均在10%左右。

2.2 不同种植年份南粳9108的RVA谱特征值差异

对2年不同种植地点南粳9108稻米的RVA谱特征值进行测定，由表2可知，RVA谱3个基本特征值中峰值黏度、最低黏度和最终黏度2014年的变异幅度分别为2.16～2.65、1.07～1.39、1.70～2.19 Pa·s，变异系数分别为5.08%、6.47%、6.09%；2015年的变异幅度为1.75～2.66、0.66～1.62、1.12～2.43 Pa·s，变异系数分别为10.82%、21.44%、18.17%。消减值在2年中的变异参数均最大，2014年变异幅度为-0.65～-0.33 Pa·s、2015年变异幅度为-1.08～-0.13 Pa·s，变异系数分别为18.01%、36.51%。

表2 不同年份南粳9108的RVA谱特征值

各特征值从变异系数大小来看，2014年变异系数从大到小排序分别为消减值、回复值、崩解值、最低黏度、最终黏度、峰值黏度、糊化温度、峰值时间，2015年变异系数从大到小排序分别为消减值、最低黏度、最终黏度、崩解值、回复值、峰值黏度、峰值时间、糊化温度。2015年各RVA谱特征值的变异系数除糊化温度外均明显高于2014年。

2.3 AC与RVA谱特征值相关性分析

对2年36个地点种植的南粳9108稻米的AC与RVA谱特征值进行相关性分析，结果（表3）显示，36个种植地点南粳9108的AC与糊化温度呈极显著负相关，与回复值、峰值时间呈显著正相关，与峰值黏度、最低黏度、最终黏度、消减值呈正相关，与崩解值负相关，但均未达显著水平。

表3 南粳9108的AC与RVA谱特征值的相关性分析结果

对RVA谱各特征值之间的相关性分析结果（表3）显示，RVA谱各特征值的3个一级指标（峰值黏度、最低黏度和最终黏度）间均呈极显著正相关，其中最低黏度和最终黏度之间的相关系数最高，达0.987。5个二级指标（崩解值、消减值、回复值、峰值时间和糊化温度）间的相关性表现为，崩解值与其余4个二级指标均呈负相关，其中与消减值和峰值时间的相关性达极显著水平，与回复值和糊化温度的相关性不显著。消减值与回复值和峰值时间呈极显著正相关，回复值与峰值时间呈极显著正相关，回复值与糊化温度相关性未达显著水平。从一级指标与二级指标的相关性来看，3个一级指标与5个二级指标中的回复值和峰值时间均呈显著或极显著正相关，与糊化温度相关性不显著。崩解值与峰值黏度呈极显著正相关，与最低黏度和最终黏度呈负相关，相关性未达显著水平。消减值与最低黏度和最终黏度呈极显著正相关，与峰值黏度呈负相关，相关性未达显著水平。

3 结论与讨论

3.1 不同种植年份南粳9108的AC与RVA特征谱的差异

已有研究表明［16-17］，稻米淀粉RVA特征谱与AC的基因型与环境互作效应显著，稻米的淀粉RVA特征谱和AC不仅因品种而异，在很大程度上还受环境条件影响。本试验采用同一品种进行研究，消除了基因型的影响。结果表明，南粳9108不同地点的AC平均值在年份间差异不明显，分别为10.00%、10.12%，但不同地点间AC存在明显差异，2年的变异范围分别为8.42%～10.76%、9.61%～10.95%。同一地点不同年份间AC也存在差异，但不同地点差异大小不一致，南京、兴化地区变异幅度较大，泗阳、邗江、洪泽、如皋等地区的变异幅度最小。孟亚利等研究表明，结实期温度较低会使中低含量型的品种直链淀粉含量增加［18］。程方民等的研究提出，多数品种的直链淀粉含量与结实期温度间呈二次曲线关系，高直链淀粉含量品种一般在较高温度下直链淀粉含量可达最大，低直链淀粉含量品种的表现则相反［19］。在本试验中，南粳9108在纬度最高的3个地点种植，抽穗灌浆期的温度较低，AC最高，在纬度最低的南京地区种植，抽穗灌浆期的温度较高，AC最低，这验证了前人的研究结果。RVA谱特征值在不同地点和不同年份间也存在差异，2015年RVA谱特征值的变异系数除糊化温度外均明显高于2014年。不同地点RVA谱各特征值变化不一致，糊化温度和峰值时间基本比较稳定，差异较小，其他特征值差异均较大，消减值的变异系数最大，且2年间表现一致，回复值、崩解值、最低黏度、最终黏度、峰值黏度的变异幅度在不同年份间表现不一致。

3.2 南粳9108的AC与RVA谱特征值的相关性

胡培松等的研究表明，稻米直链淀粉含量和RVA谱特征值极显著相关，相关系数达0.919［20］。李刚等的研究表明，低直链淀粉含量品种的AC与其RVA谱特征值呈显著或极显著相关［21］。陈峰等研究表明，同一材料在不同环境条件下生长，其稻米品质会有差异，反映在稻米RVA谱上也有所不同，但对DH群体不同株系的影响并不一致［22］。本试验结果表明，针对南粳9108而言，在不同种植地点、年份之间，其AC与RVA谱特征值中的一级指标及二级指标中的消减值、崩解值相关性不显著，与二级指标中的糊化温度、回复值、峰值时间的相关性达显著或极显著水平，说明其AC差异主要受糊化温度、回复值、峰值时间的影响。