不同水稻品种品质特性对高浓度盐胁迫的响应

钟顺成，李 鑫，毛 艇，张丽丽，赵一州，倪善君，刘 研，王诗宇，张 战*

（辽宁省盐碱地利用研究所，辽宁 盘锦 124010）

辽宁省拥有各类盐渍土90.72 万hm2，其中滨海盐渍土52.88 万hm2。 历史和实践证明，在盐渍土区最好的水土资源利用方式就是种稻， 且产自盐渍土区的大米口感好、 食味值高而深受人们喜爱。 目前，辽宁省的滨海盐渍土种稻面积在13.33万hm2以上， 主栽品种为辽宁省盐碱地利用研究所选育的水稻品种“盐丰47”，另有少部分盐含量在0.3%以上的盐碱地，由于盐碱含量高，缺乏适合的品种进行开发种植。 近年来在东北南部滨海稻区，耐盐碱优质高产高效的新品种很少，耐盐与优质、高产、高效的矛盾较为突出。 2020 年辽宁省盐碱地利用研究所承担国家重点研发计划项目子课题－东北南部滨海稻区耐盐碱优质高产高效新品种培育（2017YFD0100502－3），以针对上述盐碱稻区的突出问题。

最近几年关于盐胁迫对水稻生长发育的影响以及耐盐水稻品种的选育已逐渐成为研究的热点。 前人研究表明盐分浓度达到0.4%时，表现为较严重的盐胁迫，水稻产量明显降低，而0.3%盐分浓度是食味品质（包括RVA 谱特征值）的临界点［3－5］。 前人根据各自品种或有限的几个品种在盐胁迫下对水稻碾磨、外观、食味等品质指标进行研究，指出盐胁迫下相关指标的变化，结果各有不同［3－10］。 试验为探究高盐浓度下，对各攻关单位提供的种质开展耐盐鉴定的基础上， 对相应盐胁迫下的相关品质指标考察是否均具有显著性差异及一致的变化性， 为后续育种工作提供更多方面的种质品质依据。

1 材料与方法

1.1 供试地点与品种

供试材料耐盐鉴定于2020 年在辽宁省盐碱地利用研究所试验田开展（41.07°N； 122.03°E），88 份水稻品种名称见表1。

表1 供试品种清单

1.2 试验设计

试验设两个处理，分别为盐水处理（全生育期灌溉0.4%盐水）及无盐对照，随机区组设计，3 次重复，小区面积12 m2，播种日期为4 月21 日，移栽日期为5 月26 日，全生育期施入N 15 kg／667 m2、P2O57 kg／667 m2和K2O 3 kg／667 m2，其它栽培管理和本地生产田相同。

1.3 测定项目与方法

1.3.1 碾磨品质和外观品质 将水稻收获脱粒、晒干，室内贮藏3 个月后，参照优质稻谷标准GB／T17891－2017［1］结合外观品质分析仪测定糙米率、精米率、整精米率、长宽比、垩白粒率、垩白度。

1.3.2 稻米食味品质的测定 用日本静冈机械制造有限公司生产的近红外透过式Foss1241 食味分析仪测定精米的蛋白质含量、 直链淀粉含量和食味值。

1.4 数据处理与统计分析

采用WPS 2019 进行数据整理，用Graphpad Prism 8.0 软件进行数据分析。

2 结果与分析

2.1 盐胁迫对稻米碾磨品质的影响

稻米的碾磨品质主要包括糙米率、 精米率和整精米率。由表2 可以看出在高盐浓度胁迫下，精米率和整精米率极显著受影响（p＜0.01），图1 显示不同品种间趋势一致下降， 极个别品种表现出高盐胁迫下碾磨品质反弹， 但是并没有出现盐胁迫下精米率和整精米率同时上升的品种； 而对于糙米率仅在0.05 水平下差异显著， 呈下降趋势，但其中龙稻8108、1938 和新疆－4 三个品种的糙米率和精米率在盐胁迫下均有上升。

图1 盐胁迫下不同品种水稻加工品质的变化

表2 盐胁迫对水稻碾磨品质的影响

2.2 盐胁迫对稻米外观品质的影响

稻米外观品质包括米粒大小、形状、透明度、垩白度和垩白粒率等。 其中透明度和垩白度直接影响稻米的商品价值。 优质稻米要求米粒透明有光泽，无或少有垩白。 至于米粒长度和形状，曾经因各地消费者爱好而不尽相同， 但是目前消费者的主流趋势更看重长粒型（长宽比2.5 左右）稻米。从表3 中可以看到盐胁迫下水稻的长、宽、长宽比都极显著的受到了影响（p＜0.01），图2 显示整体呈下降趋势，但是新疆－1、1708、1913 三个品种长宽比升高明显；而垩白粒率、垩白度两项指标均没有达到极显著的差异，仅垩白粒率在0.05 水平上差异显著，恶白粒率在盐胁迫下表现上升趋势；考虑到水稻恶白的形成与植株因素、气候条件、管理因素等诸多条件关系甚多，品种间差距大，因此造成了垩白度整体上的差异不显著。

表3 盐胁迫对稻米外观品质的影响

图2 盐胁迫下不同品种水稻外观品质的变化

2.3 盐胁迫对稻米食味品质的影响

稻米的食味品质主要与其理化特性有关，如直链淀粉含量、蛋白质含量等，北方粳稻将直链淀粉含量控制在17%以下， 蛋白质含量降低到7%以下，可能比较容易获得较好的食味品质［2］。 从表4 中可以看出盐胁迫下不同品种水稻的食味值、直链淀粉含量、 蛋白质含量均受到了极显著的影响：图3 显示盐胁迫后一般水稻食味值下降、直链淀粉和蛋白质的含量均有升高，但是有21 个品种食味值上升、 直链淀粉含量下降，18 个品种的蛋白质含量表现下降。

图3 盐胁迫下不同品种水稻食味品质的变化

表4 盐胁迫对稻米食味品质的影响

3 结论与讨论

试验研究表明在高盐浓度胁迫下，糙米率、精米率和整精米率都显著受影响，整体呈下降趋势，这与周根友、肖丹丹、翟彩娇等人的研究一致［5－7］，与马凌霄、周婵婵等人的研究结果不同［4、8］，特别的本次试验中龙稻8108、1938 和新疆－4 三个品种的糙米率和精米率在盐胁迫下均有上升。 高盐浓度胁迫下不同品种水稻的长、宽、长宽比都极显著的受到了影响， 整体呈下降趋势， 但是新疆－1、1708、1913 三个品种长宽比升高明显， 与肖丹丹等人的研究“不同品种稻米籽粒长／宽均值对盐分的响应不同”相似［7］。 而垩白粒率、垩白度两项指标均没有达到极显著的差异， 仅垩白粒率在0.05水平上差异显著， 恶白粒率在盐胁迫下表现上升趋势。 本试验（0.4%盐浓度）与翟彩娇等人的研究“盐胁迫对稻米垩白度无显著影响” 是一致的［9］。而张治振等人的研究综述了在一定盐浓度范围内（不超过0.4%的情况下）垩白粒率、垩白度是显著上升的［10］，包括马凌霄等人的研究也是同样的结果［4］，而肖丹丹等人研究结果表明，两品种的垩白粒率和垩白度与盐浓度呈负相关， 这与上述前人研究结果相反［7］。 垩白米的形成是因籽粒胚乳中含有大量呈球形或椭圆形的淀粉体， 这类淀粉体结构排列不紧密导致胚乳淀粉细胞中出现孔隙，易造成对入射光线的散射，呈现垩白。水稻生长过程中一般处于特定而又复杂多变的环境， 它的生长发育过程除了前文已经提到的因素外， 也受到其它诸如土壤类型、外源激素、海拔高度等因素的影响， 现在看来品种自身的灌浆特性对最终恶白的影响是巨大的。

稻米的食味品质是决定稻米市场价值和消费者购买欲望的主要因素， 因而也是当前中国稻米品质改良的主要目标。 目前研究表明在低盐浓度下，稻米的品质总体有一定的改善； 高盐浓度下，稻米品质明显变劣，一般以0.3%的盐浓度作为临界参考点［3，4，7］。 周根友等人研究表明盐逆境下（0.3%浓度） 的直链淀粉含量较非逆境下的直链淀粉含量显著下降而蛋白质含量显著上升。 马凌霄等人的研究表明盐分浓度 （0－0.4%梯度下）与食味值、直链淀粉含量、蛋白质含量无显著相关关系［4］。 周婵婵等人的研究表明盐碱胁迫条件下不同品种水稻的直链淀粉含量差异并不显著， 而蛋白质含量升高［8］。 本次试验研究结果表明盐胁迫（浓度0.4%）下不同品种水稻的食味值、直链淀粉含量、蛋白质含量均受到了极显著的影响：盐胁迫后一般水稻食味值下降、 直链淀粉和蛋白质的含量均有升高，但是有21 个品种食味值上升、直链淀粉含量下降，18 个品种的蛋白质含量表现下降。 根据本次试验的母课题东北南部滨海稻区耐盐碱优质高产高效新品种培育（2017YFD0100502－3）中的结果，从耐盐指数小于25%的品种中筛选出了四个高盐浓度下产量表现稳定、 食味值升高、直链淀粉含量下降、蛋白质含量下降的品种：丹1916、1938、1947、 新疆－9。 特别的， 丹1916、1938、1947 三个品种在高盐浓度胁迫下垩白度和恶白粒率均有下降；新疆－9 在高盐浓度胁迫下垩白度降低、糙米率和整精米率升高。