部分稻种资源及育种材料铁、锌、硒功能性成分筛选初报

伍 豪 廖张波

(1.广西壮族自治区农业科学院水稻研究所， 南宁 530007； 2.广西水稻遗传育种重点实验室， 南宁 530007； 3.中国农业科学院作物科学研究所， 北京 100081)

全球90%的大米产量和消费量在亚洲，亚洲人口占全球人口的60%，从亚洲主要国家的趋势看，随着饮食的变化，大米的消费量出现了大幅下降。如香港的人均大米消费量减少了60%，日本减少了50%。韩国减少了40%，中国也在快速减少。与传统的从主食大米中获取能量不同，人们获得营养的途径变得多样化，所以，对大米的要求也更加多样化、精细化，尤其是大米中特殊营养成分的要求更加具体。

我国经济转型发展很重要的一个方面就是供给侧的改革，要求生产端为消费者提供更加优质的商品，具有个性化的商品。稻米也不例外，随着人们生活水平的提高，营养结构与来源的多样化，人们对稻米的需求也正发生着变化。

对于以往在水稻育种追求高产、优质、多抗基础上育成的水稻品种的某些特殊蛋白质、氨基酸的含量，已经不能满足人体所需的微量元素，即所谓的功能性成分，如对铁、锌、硒、钙、镁的含量提出了要求。作为育种者，希望通过遗传改良的方法，在高产、优质、多抗的基础上，注重稻米经济价值的提高,根据不同的利用目的改良稻米成分，使新育成的水稻品种稻米中这些功能性成分的含量会有大幅度的提高。我国在功能性水稻育种方面已经有了一些进展[1-3]。

为了促进广西在对人体有益的功能性元素水稻育种的发展，本研究通过对不同的水稻品种资源和育种材料进行铁、锌、硒含量测定，找到3种元素含量都较高的材料，在这个基础上，通过杂交育种，提高后代稻米中铁、锌、硒的含量，继而培育出功能性成分综合含量较高的品系、品种。

1 试验材料与方法

本试验测试的598份材料，其中：国外引种101份，国内引种145份的稻种资源材料以及课题组多年育种积累的育种材料(品种)352份。除1份粳稻外，全部是感温型籼稻材料。于2016年晚季在南宁广西农科院水稻所试验基地统一播种，试验田管理按正常的大田管理。在水稻生长期间不施用任何含铁、锌、硒的肥料。

所有试验材料干燥后的稻谷，委托中国水稻研究所《农业部稻米及制品质量监督检验测试中心》分析精米中铁、锌、硒元素的含量，全部分析方法是按照最新颁布的国家标准测试方法进行。其中，含铁量的检测是按照GB(国标)5009.90-2016；含锌量检测是按照GB(国标)5009.14-2017和含硒量检测是按照GB(国标)5009.93-2017分别进行。

表1 17份精米铁含量高的品种资源及育种材料

测试材料编号铁含量/(mg·kg-1)锌含量/(mg·kg-1)硒含量/(mg·kg-1)暂定品种名称品种来源或组合名称T58911.3421.60.069中广589测253/桂89香 F23T3810.5925.00.079中广38IR69428-6/测258BC1F20T929.0820.30.072中广92测258/IR75862-206BC2F17T3578.9622.90.068TC2065TC2065T6248.6520.40.061中广624丰华占/IR69428-6F18T3168.0721.60.083中广316明恢86/IRBB23T3047.8716.70.058CGL-1中广绿1号/中广香1号T3397.1326.50.084CG 339桂99/IR69428-6T2136.9719.80.056中广213蜀恢498/(QY005/IRBB23)T7486.9518.10.070CN151测253/中农151 BC2 F6T6726.6622.30.082CN150桂649/HD274BC1 F7T1406.5118.40.079CN95测253/chhomromg BC2 F18T3896.4820.00.064中广389蜀恢498/中恢8006T3296.4123.90.068中广329玉269/桂649T6206.1319.90.066中广6203027//蜀恢498/(明恢86-5×3/IRBB23)T1426.0417.40.056CN96测253/GovindBC2 F18T5946.0419.80.066WJM594WABIS18/HJ178//MUDGO平均值7.6420.860.069与总平均值比较7.64/3.1620.86/17.900.069/0.066与最低值比较7.64/0.8620.86/12.800.099/0.042

表 2 12份锌含量高的品种资源及育种材料

测试材料编号锌含量/(mg·kg-1)铁含量/(mg·kg-1)硒含量/(mg·kg-1)暂定品种名称品种来源或组合名称T42827.83.080.070GR1046R0146/(测258/明恢63 F3)//(测258/明恢63 F9)T47627.03.070.078115S×P1003F8T48427.02.650.074115S×P1003F8T47526.62.640.077115S×P1003F8T33926.57.130.084CG339桂99/IR69428-6T48326.21.870.080115S×P1003F8T47126.02.990.082115S×P1003F8T47725.82.280.071115S×P1003F8T39425.64.140.075CN91测253/Q5BC2F18T48625.62.390.070GP 1003115S×P1003F8T125.34.960.066GC258IR69428-6/测258 BC1F20T3825.010.590.079中广38IR69428-6/测258 BC1F20平均值26.23.980.076F8锌含量高可能与P1003亲本含量高有关与总平均值比较26.2/17.903.98/3.160.076/0.066与最低值比较26.2/12.803.98/0.860.076/0.042

2 结果与分析

2.1 铁含量的结果

598份测试样本精米铁含量差异很大。所有测试样本的铁含量平均值为3.16 mg·kg-1。其中，最大值为11.34 mg·kg-1，最小为值 0.86 mg·kg-1，约83.9%的供试水稻材料精米铁含量为2.0～4.9 mg·kg-1，只有17份材料精米铁含量在6.00 mg·kg-1以上，占供试材料2.84%。表1所列的是17份含量在6.00 mg·kg-1以上的材料。

2.2 锌含量的结果

598份测试样本不同材料锌含量变化很大，所有测试样本的含锌量平均值为17.90 mg·kg-1。其中，最大值为27.80 mg·kg-1，最小值为12.80 mg·kg-1。73.7%的含量为15.0～19.9 mg·kg-1，24.3%的含量20.0～24.9 mg·kg-1，水稻材料精米锌含量都在25.0～27.8 mg·kg-1有12份测试材料，占全部测试材料的2.0 %(表2)。

2.3 硒含量的结果

598份测试样本精米含硒量的平均值为0.066 mg·kg-1。其中，最大值为0.274 mg·kg-1，最小值为0.042 mg·kg-1，测试样本精米含硒量小于平均值为0.066 mg·kg-1的占50.1%。9份材料精米硒含量超过0.100 mg·kg-1的材料，占全部测试样本的1.5% (表3)。

2.4 综合含量高的材料

598份测试材料里，精米铁、锌、硒含量都比较高的材料8份，只占全部测试材料的1.3%。它们铁的平均含量为6.90 mg·kg-1, 锌的平均含量为21.8 mg·kg-1以及硒的平均含量为0.073 mg·kg-1(表4)。

3 讨 论

3.1598份测试材料，在铁、锌、硒3种元素上，没有1份是零含量，证明这3种基本元素，或多或少都会存在于稻米内部，不同基因型材料铁、锌、硒含量存在明显差异，说明遗传因素应该是这些元素存在于所有测试材料的最主要原因，通过育种提高稻米的铁、锌、硒含量是可行的，这方面已有不少报道[4-5]。

3.2在测试的材料中铁、硒元素在精米中含量较低。精米中铁含量达到6.00 mg·kg-1以上的材料占全部测试材料的2.84%，硒含量达0.10 mg·kg-1以上的材料占供试材料的1.5%，锌含量达20.0 mg·kg-1以上的材料占供试材料的26.3%；说明铁和硒锌元素在精米中富集较少，锌元素在精米中富集较多。

3.3本研究与前人研究结果的主要差别在于，本研究中测定出来的数值普遍较小，究其原因，很大的可能是测试方法和参数的不同，也可能与施肥等生长环境有关，这方面的报道也很多[6-14]。

表3 9份硒含量高的品种资源及育种材料

表4 8份铁、锌、硒含量均比较高的品种资源及育种材料

测试材料编号铁含量/(mg·kg-1)锌含量/(mg·kg-1)硒含量/(mg·kg-1)暂定品种名称品种来源或组合名称T4235.0123.60.086P1017/2001-34-2BC1F16T5835.9723.20.080桂恢760/IR69428-6T5885.3422.50.070测253/TGMS29BC1F18T58911.3421.60.069中广589测253/桂89香F23T5946.0419.80.066WJM594WABIS18/HJ178//MUDGOT5955.4220.70.0683027/凤香丝苗2号T6248.6520.40.061中广 624丰华占/IR69428-6F18T6726.6622.30.082CN150桂649/HD274BC1F7平均值6.8021.80.073与总平均值比较6.80/3.1621.8/17.90.073/0.066与最低值比较6.80/0.8621.8/12.80.073/0.042

3.4前人研究中，有2种元素(铁和锌)含量都相对较高的品种资源或育种材料，但未见培育出两者含量都高的品种的报道。本试验选出了8份3种元素(铁、锌、硒)含量都较高的资源材料，能否用作亲本，培育出三者含量都高的后代材料，有待继续研究。

3.5但是基本上可以确定，这几种元素的含量应该属于数量性状，有加性效应为主的遗传方式，理论上讲，用这几种元素含量都高的品种资源或育种材料相互杂交，通过复交和连续选择，选育出多种元素含量更高的后代，应该是可能的。