我国红米资源的开发现状及应用前景

严 菊， 罗 凯， 刘 志， 彭 雁， 杨宋荣， 蒋先文

(贵州省六盘水市种子管理站， 贵州 六盘水 553000)

我国有近3/5的人口以稻米作为主食，目前人们对稻米的消费观念已逐步转变，除了色、香、味，稻米的营养价值也越来越受到人们的重视。红米作为一种特色稻米，较普通稻米营养更丰富，富含维生素、花青素及生物碱等生物活性物质及硒、锌等多种矿质元素，食药一体，具有较高的开发利用价值，市场前景广阔。为红米新品种的选育及开发利用提供借鉴，概述了我国红米资源的开发现状，对其市场前景进行了展望。

1 红米种质资源的分布及育种进展

1.1 资源分布

有色稻主要盛产于中国、印度、马来西亚、菲律宾等亚洲国家。我国作为水稻的发源地之一，种质资源十分丰富，其中白米资源种类居世界首位，红米资源次之。据统计，目前我国共有红米种质资源8 963份，占所有地方农家品种34 663份的25. 86%，主要包括籼、粳、糯、粘4种资源类型[1]。国内红米品种的分布大多集中在云南、贵州、广西、湖南、江西等省份，其中生产规模较大的地方品牌有贵州剑河红米[2]、云南元阳梯田红米、福建浦城红米、湖南新化水车红米、四川盐源红米等[3]。比较有名的品种有云南红云当、江西井冈红米、陕西平利三粒寸、象州红香粳、宝鸡红稻子，江西柳条红等[4]。

1.2 育种进展

目前种植的红米多为地方品种，农艺性状通常表现为高秆、株型松散、易倒伏等特点，极大地限制了红米的规模化生产。为了选育出高产、优质、适应性强的红米品种，育种家们充分利用常规稻矮秆、株型紧凑、茎秆粗壮等优点，与红稻开展杂交育种，目前已选育出多个优质红稻品种，如董彦君等[5]以日本红粳品种阿波赤米为母本，秀水110为父本进行杂交，再与秀水128复交选育出上师红粳2号，该品种具有产量高、稳定性好、抗逆性强、口感好等特点；周汉钦等[6]以五丰占为母本，农家红米品种为父本，杂交后经多代选育得到软红米品种，该品种单产量高、品质优、抗病性强；陈建伟等[7]将优质软米中二软与肇庆红米杂交，选育出软性红米粤红宝，该品种高产、中抗稻瘟病、米质好且Fe、Zn含量高；除此之外，云南农业大学滇型杂交水稻研究中心还选育出产量高、适应能力强的滇杂701[8]；向花香等[9]选育了感温型常规稻柳红占211等。除了传统杂交育种，一些育种单位还采用诱变育种的方式选育新品种，如湖北省农科院用放射性核素60Co对农家品种红毛粘进行辐射之后选育出籼型新品种罗田女儿红[10]；李源祥等[11]通过卫星将“GER-3”送到太空进行诱变，之后对其突变体进行定向选育，最后育成稳产优质、抗逆性强的我国首个太空红米新品种赣晚籼33号。

2 遗传研究现状

2.1 色素基因

NAGAO等[12]以自然突变体为研究材料，定位至调控红米种皮色素的互补基因Rc和Rd，只有Rc存在时种皮呈褐色且伴随不规则斑点，只有Rd存在时则为白色，2对基因同时存在时种皮表现为暗红色；HSIEC等[13]对水稻品种7102和7105的自然突变体进行基因定位，得出控制红米种皮色素的基因Rc位于7号染色体上，Rd位于1号染色体上的结论；石帮志等[14]利用红稻品种天红与多个白米品种杂交，经遗传分析发现红米性状是受1对主基因控制的显性遗传；吴建等[15]发现在2个不同环境下均检测到的QTL位点qAN-10a遗传稳定性较好，贡献率较大，因此视其为主效基因；王丽华等[16]对红米品种红宝石衍生群体进行定位，发现控制红色性状的QTL位于7号染色体上，表现为单基因显性遗传，与赵辉等[17]研究结论一致；廖金花等[18]用21个亲本多态性分子标记检测红米和白米的近等基因池，发现分子标记RM212在2个近等基因池中均具有多态性，由于该分子标记位于1号染色体，因此认为红米色素基因位于1号染色体上，与RM212连锁。可见，色稻的米色遗传较为复杂，不同研究人员定位的控制红米色素的QTLs具有一定的差异，除基因外，稻米颜色的形成还与温度、光照、籽粒矿物质含量等因素有关。

2.2 杂种优势及配合力

杨海亮等[19]用7个不育系(其中A7为红米不育系)和8个恢复系(其中R7、R8为红米恢复系)配制了56个组合材料，研究株高、有效穗等9个农艺性状和精米率、蛋白质含量等10个品质性状及花色苷、锌、硒3个功能性状的杂种优势和配合力表现发现，9个农艺性状普遍存在较强的超亲优势和竞争优势，大部分农艺性状的一般配合力和特殊配合力达显著或极显著水平；10个品质性状普遍存在较强的超亲优势和竞争优势，大部分性状的一般配合力和特殊配合力均达显著或极显著水平；杂种优势分析中硒含量超亲优势最强，总花色苷含量最弱；3个功能性状的竞争优势均为正值，一般配合力方差和特殊配合力方差均达到显著或极显著水平。廖金花[18]用SSR标记定位常规红稻品种红宝石B的恢复基因时发现，RM182与主效恢复基因紧密连锁，两者之间的遗传距离为7.4 cM，该标记位于7号染色体上；对红宝石A进行杂种优势分析，发现其配合力和杂种优势较强，具有生产利用价值。

2.3 分子标记的开发及应用

张亭亭等[20]在控制红米颜色的等位基因Rc和rc及Rd和rd关键性位点上建立了分子标记：Rc(+5150)和Rd(+276)。通过检测认为Rc(+5150)可区分Rc/rc的基因型，Rd(+276)可区分Rd/rd的基因型，这一发现为红米分子标记辅助育种及相关研究的开展提供了借鉴；刘盼等[21]以红米品种培杂191作为研究材料，对其红色素的调控基因进行定位并测序，与白米稻的该基因序列进行比对后设计出可以准确鉴定水稻红色种皮性状并能区分杂合基因型和纯合基因型的3对特异性分子标记；王萌等[22]在前人研究的基础上，利用分子标记对巨胚白米稻和常规红稻的杂交后代进行选育，将育成的巨胚新红米品系命名为上师大10号，与巨胚白米稻亲本相比，该品系具有产量高、成熟期早等特点。

3 红米开发利用价值

3.1 红米的营养成分

红米富含淀粉类物质和植物蛋白及中、微量元素、氨基酸、纤维素、维生素、生物碱等，所含的植物蛋白质是一种优质蛋白，有利于人体消化吸收，能够增强人体抵抗力。微量元素的含量比普通白米高0.5～3倍[23]，Fe元素含量明显高于白米和紫米[24]，因此红米又有补血米、长寿米的美誉。长期食用有预防贫血、改善睡眠，提高机体免疫力及延年益寿的作用。

3.2 红米的食用价值

红米直链淀粉含量较低，胶稠度一般较高，饭粒有弹性，口适性较好。其营养成分对人体有着至关重要的作用，如所含硒元素具有预防癌症、延缓衰老、护肝造血等功能；锌对少年儿童的智力发育至关重要；钙有利于促进少年儿童生长发育、预防及治疗老年人骨质疏松；丰富的膳食纤维有助于肠道功能的改善，调节肠道菌群，促进人体吸收。通常情况下，人们会通过服用保健品来改善以上症状，但效果甚微，稻米作为一种日常主食，易消化，营养元素也容易被人体吸收。因此，通过食用稻米的方式来补充营养元素安全有效。红米营养成分丰富，食疗价值高，长期食用可保持人体营养均衡，促进身体健康[23]。

3.3 红米的药用价值

李时珍的《本草纲目》记载：红米温和无毒，有消食活血，健脾养胃的功效。红米中所含的微量元素作为人体的电荷载体，有传递神经脉冲信息、构成酶的催化中心和骨骼结构元的作用；红米中高密度脂蛋白胆固醇及SOD含量明显高于白米，可增强人体抗氧化能力，防治动脉粥样硬化及氧自由基引起的疾病[25]；β-胡萝卜素对增强人体细胞活性，预防和抗感冒有一定的功效，可增强机体免疫及抗过敏能力；其他生物活性物质，如黄酮、强心苷等有抗炎、改变机体中酶的活性、改善微循环、增加冠状动脉血流量等作用[26]。

3.4 红米色素的作用

红米色素存在于红米的种皮或颖壳中，主要成分为花青-3-葡萄糖苷和矢车菊-3-鼠李葡糖苷，易溶于乙醇、甘油等有机溶剂，难溶于乙醚、氯仿等非极性溶剂，稳定性好，着色力强。红米中含有的花青素属羟基供体，是一种天然抗氧化剂，能有效清除人体内部自由基[27]，并具有降血脂、改善贫血、保护肝脏、增强人体免疫力等功能。作为获得国家批准使用的一种天然色素[28]，红米色素可用作葡萄酒、红酒及饮料的添加剂，同时在医药及化妆品行业中也有所应用。

4 红米生产加工现状

我国独特的地理环境和气候条件孕育了许多非常有特色的地方红米品种，如盘州红米、井冈红米、元阳梯田红米、象州红米等，许多品种已获得地理标志保护，在一定区域范围内有稳定且规模较大的种植面积。红米剥壳后的糙米口感一般比较粗糙，适口性不佳，罗田绿叶农业科技发展有限公司采取半破壁的加工方式对罗田女儿红进行加工，利于蒸煮的同时保留了红米原有的营养成分[29]；傅茂润等[30]采用超微粉碎技术将红米加工成米粉，与普通红米粉进行对比后发现，超微技术可最大程度地保持红米的营养价值，同时可改善红米粉的粉体性质和加工特性。目前市面上销售的很多红米都进行过抛光处理，虽然抛光在一定程度上改善了红米的口感，但红米色素层会遭到破坏，营养价值也将大打折扣。因此，完善红米的加工工艺，提高红米适口性的同时保持营养元素不流失是目前发展红米产业亟待解决的问题。

近年来红米市场需求不断增大，但红米产量相对较低，因此价格普遍高于普通白米1倍以上。随着生产加工水平的不断提高，红米的价值也得到了不断的开发和利用，如将红米和白米按照15∶85或10∶90的比例均匀混合形成配方米，可提高现有成品米的食用品质；用红米酿造的红米酒度数低，口感柔和，香味浓郁，老少皆宜；用红米、红豆和红枣熬制的红米八宝粥营养价值丰富，受到了广大消费者的青睐；红米米糠中含有大量营养元素及膳食纤维，可制成饮料或其他食品的功能性添加剂，有助于清理肠胃，改善肠道健康[31]；除此之外，红米还可以制成粉丝、爆米花等零食，市场前景广阔。

5 展望

随着科技的进步，我国的红米产业虽然得到了发展，但仍然存在新品种选育进程缓慢、加工工艺相对落后、红米利用价值未最大化等问题。笔者认为现阶段应从以下几个方面做好相关工作。首先，应重视红米种质资源的收集和保护，我国红米种质资源丰富，大多为常规稻品种，少数为杂交稻，很多品种因为产量低或适口性差等原因濒临绝迹。因此，收集和保护各类红米品种，构建核心种质库，对品种选育及后续的研究至关重要。其次是在传统杂交育种的基础上，可通过组织培养、诱变育种等加快红米新品种的选育进程；加强遗传研究，对控制红米各数量性状及质量性状的基因进行定位研究的同时，可将其他优质稻的巨胚、甜味、色素、香味、糯性等基因通过遗传转化转入到现有红米品种中实现品种改良及新品种的选育。除此之外，还应完善现有红米加工工艺，改进加工设备，探索新加工流程，使红米本身的价值得到最大程度地开发和利用。