全 文 ：寺了7一 Z，
第1 7卷第5期
1 9 9 7年 9月
生 态 学 报
ACTA ECOLOGICA SINICA
毕)
VoI．17，No．5
Sep．， 1997
温光对稻米蛋白质及氨基酸含量的影响
围』= 徐孟亮 望旦壁l／李训贞
(湖南师范大学生物系，长沙，41081) (湖南省生物研究所) 『／o／
摘要 研究水稻结实期的温、光条件对稻米蛋白质与氨基酸含量的影响，其结果表明：阿一品种作早季栽培
时，稻米氨基酸含量比作晚季栽培时低；分期播种时，以结实期日平均气温为24 C时蛋白质含量为最高；不
同海拔高度种植时，~800m趾蛋白质含量为最高；结实期^工高温(昼／夜-36／3~C)处理，稻米蛋白质和氨
基酸含量降低，低温(21／20 )处理时t粳稻的氨基酸含量增加而籼稻则有所降低，籼稻氨基酸形成的适温在
24～26 C之间灞 光下，糙米于粒重减轻，而其氨基酸含量增加。
。 I
关t谭：温度．光强，稻米，蛋白质，氨基酸
一 —— ’—一 1 — —一
1
t
EFFECTS oF ECoLoGICAL FACToRS oF PRoTEIN
AND AM INo ACIDS oF RICE
Zhou Guangqia Xu M engliang
(Department Bietogy，Hu’M Normal University，Changsha，410081．Cf~na)
Tan Zhouzi I i Xunzhen
(Hu ⋯ Institute BiologyR~search，Changsha，410006，China)
Abstract in this paper，the effects of ecological factors (temperature and light intensity)
o13．the contents of protein and amino acids of rice during seed set period were studied． The
results showed that the content of amino acid in rice graifi of the same variety was lower in
early crop season than that in the late ones．in the experiments with varying sowing date
in whigh seed setting occurred at different times with different air temperatures，the high
est protein content of rice occurred when the air temperature was 24。C．In the experiments
with varying altitudes，the rice protein content was the highest at 800m ，and was lower at
either higher of lower altitudes．In an experiment with controlled air temperature regimes，
rice grown under a day／night temperature regime of 36／30。C had higher amino acid con—
tents on the grains of 3 indica varieties than under zl／z0。C，but lower ones for 4 japonica
varieties and 1 waxy variety．The most favorable temperature for indica varieties to pro—
duce amino acids in their graim is from 24。C to 26。C．Low light intensity favored high
amino acid content in rice grains．
Key words： temperature，light intenslty，rice，protein，amino acid．
收穑日期：1996 03 22，修改稿收到日期；i997—02—2O
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538 生 态 学 报 17卷
稻米品质除受品种的遗传性决定外．受生态条件特别是籽粒灌浆成熟期的温、光因子的影响甚大 。
稻米中蛋白质和氨基酸含量及其组成，是衡量稻米品质的重要生化指标之一 ’ ]；但迄今有关生态因子对
稻米蛋白质及氨基酸含量影响的报道甚少。本研究利用山区的不同海拔高度和人工气候条件，探讨温、光
对稻米蛋白质、氨基酸含量及其组分的影响，试图为寻找优质稻的栽培条件提供一定的理论依据。
l 材料与方法
l·l 供试品种 湘早籼l号分、余赤231—8、衡校172、威优64、汕优64、湘矮早9号、农 酗号、JIl新播、湘优
1O1、湘优102、汕优63、秀优57和22A×J65等 =
1．2 方法
1·2·1 分期播种与异季栽培 在长沙自然条件下．湘早籼1号分4期播种．田问小区面积为33门m ，栽种密
度为12×20cm ，小区重复3扶，常规水肥管理，5A取样 ．测定不同结实期气温下稻米蛋白质含量及其它米
质指标，测定重复3次。衡校1 72作早季与晚季栽培．小区面积重复次数，栽种密度，取样方式同分期播种 ，测
定不同结实期气温下稻米氨基酸含量。 ’
1-2．2 浑拔高度种植试验 分别在湖南淑浦县和隆回县两个高山的不同海拔点(从500m到1000m高度．
每隔100m设一个．点)，进行小区试验，测定不同海拔点的温、光条件下的米质指标．小区面积、栽种密度 、水
肥管理、取样方式及重复次数同分期播种试验 (见1．2．1)
l-2-3 人工气候处理试验 材料盆栽，常规水肥管理，待抽穗时移入SS一400A型人工气候箱内进行不同
温度处理．每处理10盆，每盆5株，混合取样．测定稻米氨基酸含量及组分．每个样品重复测3扶 不同光强试
验是用遮光处理． 自然光强为对照，分别比 自然光强降低20 、30 、5O 和70 作试验。测定稻米氨基
酸含量及组分．栽培方式、水肥管理．取样方式与测定次数同人工控温试验。
l3 氨基酸的测定 ．
1．3·l 样品处理 将各粒去壳后粉碎，通过40日筛，然后在60~80。C下烘干sb以上。称样150mE，放入安
瓶中加6 mol／L的 HCI 3mlt于喷灯上封口．再在1O6～IIO~C烘箱中保存24h 接着取出样品．玲却后过滤，
双蒸水洗净安瓶，滤渣3扶．滤液在真空干燥器中，于5O～55"C，真空740ram汞柱条件下干燥．除去 HCI，最
后用柠檬酸钠缓冲液pH2．2．溶解干燥样品．留作色谱分析。
1t 3-2 色谱分析 采用OPA(O—phthalaldehyde)法 色谱分析仪为LC一4A，检测器为 RF一530．分析柱为钠
柱型 流动相j缓冲液(A)pH3．2，(B)pH10．0．(c)o、2r~ol／L的 NaOH；流速为0、3ml／mm}柱温为55。C 反
应温度为55。C}反应液流速为0．25ml／mm；数据处理机为C+R A E纸速为2ram／rain。
1·4 蛋白质测定 答粒去壳、粉碎、过40日筛、烘干后称样200rag．按 Folm一酚试剂法 -测定含量。
2 结果与分析
2．1 水稻结实期气候生态条件对稻米蛋白质含量及其它品质的影响
2-1-1 分期播种与异季栽培试验结果 分期播种与异季栽培使同一品种的结实期处于不同的气候生态
条件+以观察稻米在不同生态条件下蛋白质和氨基酸含量的变化规律 分期播种结果表明结实期适宜的气
温有利于蛋白质增加(图1){在异季栽培时，同样可以看到结实期温度的影响．如衡校172作早稻和晚稻栽
．
培时t其稻米中氨基酸含量分别为7．2o 和7．75 表明结实期较低的气温有利于稻米中氨基酸的增加
在氨酸酸含量方面，晚季栽培时．赖氨酸、组氨酸、苯丙氨酸、亮氨酸和缬氨酸等含量较高，而丙氨酸、甘氨
酸和天门冬氨酸含量较低(图2)
2．1·2 不同海拔的生态因子对稻米蛋白质含量的影响 从图3可以看出：到800m为止，蛋白质含量随海
拔的升高而增加，超过800m后呈下降趋势 这可能与不同海拔高度的温度有关 图4显示，温度I喧海拔高度
的增加而降低，当超过一定的海拔高度后+由于温度过低．蛋白质含量也就不再随海拔高度的升高而增加
了。
2．2 人工温、光条件对稻米氨基酸含量及组分的影响
2．2．1 温度的影响 分期播种、异季栽培及不同海拔高度的试验结果表明，水稻结实期自然气温对稻米
蛋白质和氨基酸含量有一定的影响 为了进一步证实温度的作用+在人工气候条件下进行了控温试验 ，即
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5期 周广洽等：温光对稻米蛋白质及氨基酸含量的影响 j39
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嚣
田1 分期播种不同结实期气温对稻米蛋白质音量的髟响
Fig．1 Efect。{air temperature 0n rke protein content durir~ seed set period when
the seeds are sown 0n diferent days(Variety㈣ ：Xhmgzaoxian 1 Changsha．1988)
、 田2 不同季节栽培对稻米氨基酸音量的髟响
Fig．2 Effect。{different se衄on’s euMvating on amino aeMsin rice (Variety：Hengxiao172．1988)
海拔 Altitude(xlOOm)
图3 不同海拔高度对稻米蛋白质含量的影响
F ．3 Elfect 0f altitude 0n rice protein conte~l(1987)
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j4O 生 态 学 报 17卷
模拟早、晚稻籽粒灌浆成熟期的气温，早稻在昼／夜=
28／21。C的常温下，增设高温36／3O。C处理，晚稻在28／
21。C条件下，增设低温21／2o~c处理，比较早、晚稻在
不同温度条件下，稻米氨基酸的变化。试验结果表明，
湘矮早9号在高温下，氨基酸总量下降，而且各组分几 一
乎都是降低的(图5) 高温影响早稻米质，曾有报道，在 i
高温下(36℃)，供试的5个品种无例外的，稻米氨基酸 ；
邑量降低 ：。在晚稻试验 中，低温处理的反应困品种而
异t籼型品种氨基酸总量降低，而梗型及糯型则提高
(图6，图7)。关于籼稻稻米氨基酸形成与温度的关系，
获得的人工气候试验结果如下(圈8)：籼稻品种稻米中
无论是氨基酸总量还是必需氨基酸含量都以在25 C条
件下结实的为最高 可见水稻结实期的温度不仅影响
产量也影响品质
2．2．2 光强的影响 光强对水稻的生长发育无疑是
有影响的，已有不少报道，但是对稻米的氨基酸含量是
否有影响尚未见报道。为了探讨光强对稻米氨基酸成
分的影响，将水稻在抽穗后置于不同光强下直到成熟， 一
然后测定稻米中氨基酸的含量及组分的变化，试验结
海拔 Altitude cm)
图4 不同海拔高度的温度变化
Tem]~rature change with altitude(19873
果见图9，遮光处理的水稻，稻米中的氨基酸总量比在 自然光强下的对照高，而且遮光程度愈大，氨基酸总
量愈高 。甫来弱光有利氨基酸的积累，而使氨基酸的相对古量提高
氪基醵
图5 温度对稻米氨基醯总量及组分的影响
Fig．5 Efects of temperature On total amino acid and composition
o am~ao acid ln rice(Early id／ca：Xiangai~o 9，1989)
3 讨论 ‘
3．1 几盯Bc 曾报告，就他所用的品种和气候范围而言，在影响蛋白质及氨基酸的诸因素中，品种因素大
于气候因素。本文的试验结果表明，在不同气温之间，以在25 C左右种植的蛋白质含量为最高 ，而在较低的
温度下，其含量低。因此，将水稻生育期安排在最适的气温条件下，不仅对产量有利，而且能提高大米品质。
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5期 周广治等：温光对稻米蛋白质及氨基酸告量的影响 541
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圈6 温度对稻米氢基酸总量及组分的影响
Fig 6 Effects of temperature 0n total amino acid COntent and composition of
amino acid in rice(Late indlea￡Yuchi 231—8，1989)
婪型 Types
圈7 结宴期温度对不同类型晚
稻氢基酸古量的影响 -
Fig 7 EHects 0f temperature at seed set stage on
amino acid eonte~t$of different types of rice(1989) ．
3．2 稻米中蛋白质和氨基酸含量随品种而异，总的来说．高温(36℃)不利于蛋白质和氨基酸的形成。至于
氨基酸形成的最适温度值，从本研究的初步结果来看，至少在籼稻与粳稻之间是有差异的 弱光下，由于碳
水化台物的形成减步．导致粒重减轻．光照愈弱，粒重愈轻，但单位重量中氨基酸的含量却随光照减弱而增
加．说明弱光有利于稻米形成过程中氨基酸的积累，至于原因尚不清楚 多十品种对光强的这一反应基本
上是一致的。
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生 态 学 报 17卷
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囝8 不同温度对籼稻氯基酸音量的髟响
Fig．8 Effects of temperature on amino ac content in ind a rice(1989)
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图9 不同光强对稻米氪基酸含量及糙米干粒重的影响
ng．9 E{fects D{diferent I inte~ity。n amino acid~oatent and 1000 brown rice weight(1989)
参 考 文 献
周广治，谭周牲 水稻结实过程中温度对稻米氪基酸含量的影响．湖南农业科学，1986(1)c12~14
周广浩，谭周锚 关于稻米直链淀柑含量的研究．湖南农业科学，1987(6) 12～i6
朱旭东，熊振民等．异季栽培对稻米品质的影响．中国水稻科学一1993，7(3)：172~174
库希 G s，等．杂交水稻米质研究．杂交水稻t1987(3)：46~49
JuI B O Proc of the workShop on Chermca[Aspect 0 Rice Grain Quality．tRRt．1979—33～90
上海植物生理学会编 蛋白质的提取与测定，植物生理学实验手册．上海：上海科学拄术出版社，1985 200~213
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