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Relat ionship Between RVA Profile Characteristics and Other Quality Traits in Grain Positions of Japonica Rice

粳稻粒位间淀粉RVA谱特征与其它品质性状的关系


为了明确RVA谱特征值在评价稻米品质中的作用,本文选用不同穗型水稻为材料,按照穗部位置分为27个粒位,研究了不同粒位上淀粉RVA谱特征与其它品质性状的关系。结果表明碾米品质中的整精米率和粒长与峰值黏度、热浆黏度和崩解值3个特征值有极显著正相关关系。外观品质中的垩白率、垩白度和营养品质中的总蛋白质含量、清蛋白含量、醇溶蛋白含量、谷蛋白含量、脂肪酸含量都与峰值黏度、热浆黏度、崩解值呈极显著负相关,与消减值极显著正相关;球蛋白含量则表现相反规律。蒸煮食味品质中的食味值、直链淀粉含量和胶稠度与峰值黏度、热浆黏度、崩解值3个特征参数呈极显著正相关,与消减值呈极显著负相关,尤其是与峰值黏度和崩解值2个参数的相关系数较大。淀粉RVA谱特征值能密切反映稻米品质的好坏,穗下部二次枝梗籽粒的峰值黏度和崩解值的大小可以作为优质粳稻辅助选择的首选指标。


全 文 :核 农 学 报 2015,29 ( 2 ) : 0244 ~ 0251
Journal of Nuclear Agricultural Sciences
收稿日期: 2014-03-04 接受日期: 2014-09-20
基金项目: 国家科技支撑计划“粮食丰产科技工程”项目 ( 2011BAD16B11-02YJ03,2012BAD04B01-02 ) ,黑龙江省科技攻关重大项目
( GA13B101 ) ,黑龙江省政府博士后经费资助 ( LBH-Z10038 )
作者简介:陈书强,男,副研究员,主要从事水稻高产高效优质栽培研究。E-mail: chenshuqiang@ 163. com
通讯作者:潘国君,男,研究员,主要从事水稻育种研究。E-mail: panguojun777@ 163. com
文章编号: 1000-8551 ( 2015 ) 02-0244-08
粳稻粒位间淀粉 RVA谱特征与其它品质性状的关系
陈书强1,2 薛菁芳1,2 潘国君2 王秋玉3
( 1 黑龙江省农业科学院博士后科研工作站 东北林业大学博士后科研流动站,黑龙江 哈尔滨 150086 ;
2黑龙江省农业科学院 佳木斯水稻研究所,黑龙江 佳木斯 154026 ; 3 东北林业大学,黑龙江 哈尔滨 150040 )
摘 要:为了明确 RVA 谱特征值在评价稻米品质中的作用,本文选用不同穗型水稻为材料,按照穗部位
置分为 27 个粒位,研究了不同粒位上淀粉 RVA 谱特征与其它品质性状的关系。结果表明碾米品质中
的整精米率和粒长与峰值黏度、热浆黏度和崩解值 3 个特征值有极显著正相关关系。外观品质中的垩
白率、垩白度和营养品质中的总蛋白质含量、清蛋白含量、醇溶蛋白含量、谷蛋白含量、脂肪酸含量都与
峰值黏度、热浆黏度、崩解值呈极显著负相关,与消减值极显著正相关 ;球蛋白含量则表现相反规律。蒸
煮食味品质中的食味值、直链淀粉含量和胶稠度与峰值黏度、热浆黏度、崩解值 3 个特征参数呈极显著
正相关,与消减值呈极显著负相关,尤其是与峰值黏度和崩解值 2 个参数的相关系数较大。淀粉 RVA
谱特征值能密切反映稻米品质的好坏,穗下部二次枝梗籽粒的峰值黏度和崩解值的大小可以作为优质
粳稻辅助选择的首选指标。
关键词:粳稻; 粒位 ; RVA 谱特征 ; 品质性状
DOI: 10. 11869 / j. issn. 100-8551. 2015. 02. 0244
水稻( Oryza sativa) 是我国最重要的“口粮”作物,
总产量约占粮食总产的 40% 左右。东北粳稻无论在
播种面积还是总产量上在全国都占有举足轻重的地
位,东北大米通常比南方的粳稻和籼稻食味优良而闻
名。近年来随着人民生活水平的不断提高,人们对优
质米的消费需求也进一步提高,因此稻米食味品质的
研究也越来越受到重视。稻米中 80% ~ 90%是淀粉,
直链淀粉含量 ( amylose content,AC ) 是影响食味的最
重要因素,粳稻 AC 以 16% ~ 18%为宜[1]。AC 过高的
品种口感较差,米饭粗糙无光泽、米饭硬、米粒的延伸
性不好,此外,AC 太低煮成的米饭偏软、粘、味淡、食
味也差,超过一定范围 AC 与稻米食味品质呈显著或
极显著的负相关[2]。淀粉黏滞谱特征 ( RVA 谱特征 )
是稻米糊化特性的主要物理指标,与蒸煮食味品质关
系十分密切,是反映食用品质好坏的重要指标之
一[3 - 4]。已有研究表明,稻米 RVA 谱特征值与外观品
质中的透明度、垩白率关系较密切,与蒸煮理化指标中
的表观直链淀粉含量 ( AAC ) 、胶稠度 ( GC ) 相关性极
为显著,RVA 谱特征值可以作为优质稻米的辅助选择
指标[5 - 7]。直链淀粉含量 ( AC ) 越高的品种崩解值越
小,而回复值和消减值越大[8];直链淀粉含量 ( AC ) 越
低,AC 与 RVA 谱特征值的关系也越密切[4]。
前人对稻米 RVA 谱特征值与其他品质性状间的
相关研究多数从品种群体角度来研究[5 - 8]。利用已有
品种进行品质性状的相关分析,因遗传背景不同或品
种间非随机群体可能影响相关分析的准确性。因此,
选用遗传背景相同的材料研究 RVA 谱特征值与稻米
其它品质间的关系显得尤为重要。陈书强等[9 - 11]和
金峰等[12 - 13]此前研究了不同穗型粳稻品种不同粒位
上的蛋白质含量、直链淀粉含量、食味、垩白性状、淀粉
RVA 谱特征、碾磨品质和粒形性状之间明显存在粒位
差异,指出蛋白质含量、直链淀粉含量、食味之间有显
著关系。本研究利用直立穗型和弯曲穗型品种各 3 个
做重复,在每个品种按照穗部位置分为 27 个粒位,利
442
2 期 粳稻粒位间淀粉 RVA 谱特征与其它品质性状的关系
用 1 个穗内 ( 同一基因型 ) 不同粒位上籽粒的品质性
状差异做处理,对粒位间淀粉 RVA 谱特征值与碾米品
质、外观品质、蒸煮食味品质以及蛋白质及其组分之间
的相关性进行了研究,以期阐明同一基因型下 RVA 谱
特征值与其它相关品质性状间的客观关系,明确 RVA
谱特征值在评价稻米品质中的应用价值。
1 材料与方法
1. 1 供试材料
不同穗型的 6 个粳稻品种,生育期在 155 ~ 158 d。
直立穗型品种 3 个,分别为千重浪 1 号 ( QCL1 ) 、辽粳
5 号( LG5 ) 、ZF13 ( 辽粳 5 号 /丰锦杂交后代选出的直立
穗型品系 ) ,弯曲穗型品种 3 个,分别为沈农 315
( SN315 ) 、丰锦 ( FJ ) 、WF13 ( 辽粳 5 号 /丰锦杂交后代
选出的弯曲穗型品系) 。
表 1 供试 6 个品种的穗部粒位划分
Table 1 Classification of grain position within a panicle
穗型
Panicle type
品种
Cultivar
总数 a
Totala
一次枝梗划分 Classification of primary branches
上部 Upper 中部 Middle 下部 Lower
直立 千重浪 1 号 15 5 5 5
Erect panicle 辽粳 5 号 13 4 5 4
直立穗品系 13 4 5 4
弯曲 沈农 315 11 3 4 4
Curved panicle 丰锦 13 4 5 4
弯曲穗品系 12 4 4 4
注 : a : 一次枝梗总数。
Note: a : Numbers of primary branches.
1. 2 试验设计
试验采用随机区组设计,3 次重复,小区行长 4 m,
每区 8 行,小区面积约 9. 6 m2。试验地土质为棕壤土,
地势平坦,肥力中等,井水灌溉。于 4 月 10 日播种,播
种量 0. 2 kg·m - 2,营养土保温旱育苗,5 月 20 日移栽,
行株距为 30 cm × 13. 3 cm,每穴插 1 苗。各品种于 8
月 6 日左右开始抽穗,8 月 10 日左右齐穗。1hm2 施尿
素底肥 150 kg,返青肥 60 kg ( 5 月 24 日 ) ,分蘖肥 75
kg ( 6 月 1 日) ,穗肥 60 kg ( 7 月 26 日 ) 。磷、钾肥以
磷酸二铵 150 kg·hm2、硫酸钾 112. 5 kg· hm - 2作底肥
一次性施入。其他栽培管理同常规生产田。
1. 3 取样
于抽穗期各小区选取同日抽穗、穗型大小一致的
穗子约 800 个,挂上纸牌作标记,其中一部分进行穗观
察并记载各粒位开花日期。成熟期将各小区标记的穗
摘取,按穗上枝梗部位及粒位分类取样。供试 6 个品
种的穗部粒位划分标准参照 Liu 等[14]的方法 ( 表 1 ) ,
同一枝梗上粒位划分标准是将 1 次枝梗上的 6 个粒分
为第 1 至第 6 个粒位,将 2 次枝梗上的 3 个粒分为第 1
至第 3 个粒位。穗上同一部位、同一粒位的籽粒合并
作为 1 个样本,除去空瘪后待测稻米品质。
1. 4 品质测定
1. 4. 1 碾米品质的测定 碾米品质性状的测定方法
按照中华人民共和国国家标准《GB /T17891-1999 优质
稻谷》[15]执行。测定前各样本统一用风选机等风量风
选。
1. 4. 2 外观品质的测定 稻米长宽比、长厚比、垩白
粒率、垩白大小的测定方法参照中华人民共和国国家
标准《GB /T17891-1999 优质稻谷》[15]进行。垩白度为
垩白粒率与垩白大小的乘积。透明度用杭州瓶窑科研
仪器厂生产的 311A 型稻米透明度测评仪测定。
1. 4. 3 种子储藏蛋白的测定 种子储藏蛋白的测定
参照中国科学院上海植物生理研究所主编的现代植物
生理学实验指南[16]和 Luthe[17]的方法进行。
1 ) 样品处理 :选用除去胚后的胚乳部分的整精米
粒,称取 7. 0 g 左右,用 FW-80 型高速万能粉碎机 ( 北
京中兴仪器有限公司) 粉 1. 5 min,过 0. 25 mm( 60 目)
的筛,弃去筛上物,称过筛样品约 0. 500 g 于离心管
中。
2 ) 储藏蛋白组分的依次分离 :
①清蛋白: 用10mmol·L - 1 Tris-HCl,pH 值 7. 5 缓
冲液室温提取 2h,离心,取上清液。
②球蛋白: 用 1mol·L - 1 NaCl,10mmol·L - 1 Tris-
HCl,pH 值 7. 5 缓冲液室温提取 2h,离心,取上清液。
③醇溶蛋白: 70% ( v / v ) 酒精,10mmol·L - 1 Tris-
HCl,pH 值 7. 5 缓冲液提取 2h,离心,取上清液。
542
核 农 学 报 29 卷
④谷 蛋 白: 用 0. 5% SDS,1% 巯 基 乙 醇,10
mmol·L - 1 Tris-HCl,pH 值 7. 5 缓冲液提取 2h,离心,取
上清液。
3 ) 测定 : 清蛋白、球蛋白和醇溶蛋白含量的测定
采用 Bradford 法[18],以牛血清蛋白为对照 ; 谷蛋白含
量的测定采用双缩脲法[17],并用凯氏法加以标定[19]。
1. 4. 4 蒸煮食味品质的测定 用日本静冈机械制造
有限公司生产的近红外透过式 PS-500 食味分析仪测
定不同粒位精米的蛋白质、直链淀粉含量和食味值及
不同粒位糙米的脂肪酸含量。此仪器用 300 份粳稻材
料进行定标,其中校正组 200 份,检验组 100 份,在波
长为 850 ~ 1 050 nm 的范围内,每隔 2 nm 采集透射光
强度,每个样品重复扫描 10 次,利用 WinISI 软件对光
谱进行标准正常化处理和散射处理,建模方法采用偏
最小二乘法 ( PLS ) 。直链淀粉含量的定标标准偏差
( SEC) 、交叉检验标准误差 ( SECV ) 和定标决定系数
( R) 分别为 1. 462、1. 634 和 0. 861 ; 蛋白质含量的定标
标准偏差( SEC) 、交叉检验标准误差( SECV) 和定标决
定系数 ( R) 分别为 0. 221、0. 256 和 0. 988。仪器的测
定范围为 : 蛋白质 4. 0% ~ 11. 0% ( 干基) 、直链淀粉
15. 0% ~ 30. 0% ( 总淀粉比 ) 、食味值 40 ~ 100 分( 精
米) 。
胶稠度测定按中华人民共和国国家标准《GB /
T17891-1999 优质稻谷》[15]执行。
表 2 淀粉 RVA 谱特征值之间的相关系数
Table 2 Correlation coefficient between RVA profile characteristic values of starch
指标
Indicator
峰值黏度
PKV / cP
热浆黏度
HPV / cP
崩解值
BDV / cP
冷胶黏度
CPV / cP
消减值
SBV / cP
峰值时间
PeT /min
起浆温度
PaT /℃
热浆黏度 HPV 0. 796**
崩解值 BDV 0. 967** 0. 616**
冷胶黏度 CPV 0. 666** 0. 794** 0. 534**
消减值 SBV - 0. 770** - 0. 386** - 0. 839** - 0. 036
峰值时间 PeT - 0. 403** - 0. 094 - 0. 484** - 0. 271** 0. 307**
起浆温度 PaT - 0. 420** - 0. 254** - 0. 440** 0. 035 0. 592** - 0. 059
回复值 CSV 0. 393** 0. 430** 0. 331** 0. 891** 0. 235** - 0. 332** 0. 241**
注 : 样本数 n 为 162。**表示 1%水平上的差异显著性,* 表示 5%水平上的差异显著性,下同。
Note: n = 162. **Correlation is significant at the 00. 01 level,* Correlation is significant at the 0. 05 level. PKV: Peak viscosity,HPV: Hot paste
viscosity,BDV: Breakdown,CPV: Cool paste viscosity,SBV: Setback,PeT: Peak time,PaT: Pasting temperature,CSV: Consistence. The same as
following.
1. 4. 5 稻米淀粉黏滞性的测定 采用澳大利亚
Newport Scientific 仪器公司生产的 RVA-4 型快速黏度
仪( rapid viscosity analyzer) 快速测定淀粉谱黏滞特性,
用 Thermocline 软件进行分析,按 AACC 美国谷物化学
协会操作规程 ( 1995-61-02 ) 标准方法[20],含米粉含水
量为 12. 00% 时,样 品 量 为 30 000g,蒸 馏 水 为
25. 00mL。
测定过程中罐内温度变化如下 : 50℃保持 1 min,
以 12℃·min - 1上升到 95℃ ( 3. 75 min) ,95℃保持 2. 5
min,以 12℃·min - 1下降到 50℃ ( 3. 75 min) ,50℃保持
1. 4 min。搅拌器在起始 10 s 内转动速度为 960
r·min - 1,以后保持在 160 r·min - 1。黏滞性单位为。
RVA 谱特征值主要用最高黏度 ( peak viscosity,
PKV) ,热浆黏度 ( hot paste viscosity,HPV ) ,冷胶黏度
( cool paste viscosity,CPV ) ,崩解值 ( breakdown,BDV,
最高黏度—热浆黏度 ) 、消减值 ( setback,SBV,冷胶黏
度—最高黏度 ) 和回复值 ( consistence,CSV 冷胶黏
度—热浆黏度 ) 等表示。同时记录起浆温度 ( pasting
temperature,PaT,指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 ) ,峰值时间 ( peak time,
PeT,是指最高黏度出现所需的时间) 。
1. 5 数据分析
数据分析采用 Excel 和 SPSS11. 5 软件进行统计
分析。
2 结果分析
2. 1 淀粉 RVA 谱特征值间的关系
由表 3 可知,穗内不同粒位籽粒的淀粉 RVA 谱
8 个特征值之间,除热浆黏度与峰值时间、冷胶黏度
与消减值和起浆温度、峰值时间与起浆温度相关不
显著外,其余均呈现极显著相关性,峰值黏度与崩解
642
2 期 粳稻粒位间淀粉 RVA 谱特征与其它品质性状的关系
值的相关系数最大达到 0. 967 ( 极显著相关 ) 。峰值
黏度与热浆黏度、崩解值、冷胶黏度和回复值呈极显
著正相关,而与消减值、峰值时间和起浆温度呈极显
著负相关 ; 热浆黏度与崩解值、冷胶黏度和回复值极
显著正相关,而与消减值和起浆温度极显著负相关 ;
崩解值与冷胶黏度和回复值极显著正相关,而与消
减值、峰值时间和起浆温度极显著负相关 ; 冷胶黏度
与回复值呈极显著正相关,而与峰值时间呈极显著
负相关 ; 消减值与峰值时间、起浆温度和回复值呈极
显著正相关。
表 3 穗内不同粒位籽粒淀粉 RVA 谱特征值与碾米品质的相关系数
Table 3 Coefficient of correlation between RVA profiles and milling quality of grains
at the different positions within a panicle
指标
Indicator
峰值黏度
PKV / cP
热浆黏度
HPV / cP
崩解值
BDV / cP
冷胶黏度
CPV / cP
消减值
SBV / cP
峰值时间
PeT /min
起浆温度
PaT /℃
回复值
CSV / cP
糙米率 BRP 0. 078 0. 119 0. 051 - 0. 108 - 0. 197 * 0. 446** - 0. 306** - 0. 250**
精米率 MRP 0. 181 * 0. 222** 0. 143 0. 191 * - 0. 079 0. 272** - 0. 150 0. 118
整精米率 HRP 0. 494** 0. 274** 0. 527** - 0. 062 - 0. 714** - 0. 154 - 0. 375** - 0. 297**
Note: BRP,Blown rice percentage,MRP: Milled rice percentage,HRP: Head rice percentage.
表 4 穗内不同粒位籽粒粒形、垩白性状与淀粉 RVA 谱特征值的相关系数
Table 4 Coefficient of correlation among grain shape,chalky characters and RVA profiles of grains
at the different positions within a panicle
指标
Indicator
峰值黏度
PKV / cP
热浆黏度
HPV / cP
崩解值
BDV / cP
冷胶黏度
CPV / cP
消减值
SBV / cP
峰值时间
PeT /min
起浆温度
PaT /℃
回复值
CSV / cP
粒长 GL 0. 579** 0. 570** 0. 514** 0. 309** - 0. 511** 0. 015 - 0. 374** 0. 033
粒宽 GW 0. 719** 0. 546** 0. 707** 0. 459** - 0. 571** - 0. 293** - 0. 283** 0. 273**
粒厚 GT 0. 155 * 0. 231** 0. 105 0. 172 * - 0. 060 0. 132 - 0. 073 0. 082
长宽比 LWR - 0. 050 0. 101 - 0. 108 - 0. 096 - 0. 014 0. 286** - 0. 141 - 0. 218**
长厚比 LTR 0. 400** 0. 338** 0. 379** 0. 125 - 0. 429** - 0. 019 - 0. 340** - 0. 067
宽厚比 WTR 0. 405** 0. 163 * 0. 459** 0. 208** - 0. 364** - 0. 373** - 0. 141 0. 188 *
垩白率 CGP - 0. 873** - 0. 700** - 0. 842** - 0. 669** 0. 596** 0. 576** 0. 197 * - 0. 470**
垩白度 CD - 0. 860** - 0. 658** - 0. 843** - 0. 622** 0. 620** 0. 510** 0. 210** - 0. 431**
透明度 TD 0. 784** 0. 461** 0. 826** 0. 277** - 0. 813** - 0. 456** - 0. 381** 0. 067
Note: GL: Grain length,GW: Grain width,GT: Grain thickness,LWR: Length-width ratio,LTR: Length-thickness ratio,WTR: width- thickness ratio,
CGP: Chalky grain percentage,CD: Chalkiness degree,TD: Transparence degree.
2. 2 淀粉 RVA 谱特征值与碾米品质的关系
由表 3 可知,不同粒位籽粒的糙米率与峰值时间
极显著正相关,而与起浆温度和回复值极显著负相关,
与消减值显著负相关,与其它参数相关不显著。精米
率与热浆黏度和峰值时间呈极显著正相关关系,与峰
值黏度和冷胶黏度显著正相关,与其它参数相关不显
著。整精米率与峰值黏度、热浆黏度和崩解值有极显
著正相关关系,且相关系数较大,与消减值、起浆温度
和回复值有极显著负相关关系,与冷胶黏度和峰值时
间相关不显著。
2. 3 淀粉 RVA 谱特征值与外观品质的关系
表 4 表明不同粒位籽粒的粒长、粒宽与峰值黏度、
热浆黏度、崩解值和冷胶黏度呈极显著正相关,与消减
值和起浆温度极显著负相关。粒厚只与峰值黏度、热
浆黏度和冷胶黏度呈极显著正相关,与其它参数相关
不显著。长厚比和宽厚比与峰值黏度、热浆黏度、崩解
值呈显著或极显著正相关,与消减值极显著负相关。
长宽比与峰值时间极显著正相关,与回复值极显著负
相关,与其它参数相关不显著。
垩白性状与淀粉 RVA 谱特征值间的关系密切,垩
742
核 农 学 报 29 卷
白率和垩白度与峰值黏度、热浆黏度、崩解值、冷胶黏
度和回复值呈极显著负相关,与消减值、峰值时间和起
浆温度呈显著或极显著正相关。透明度与峰值黏度、
热浆黏度、崩解值和冷胶黏度呈极显著正相关,而与消
减值、峰值时间和起浆温度呈极显著负相关,与回复值
关系不显著。表明垩白性状是影响淀粉粘滞特性的重
要因素之一。
2. 4 淀粉 RVA 谱特征值与蒸煮食味品质的关系
由表 5 可知,不同粒位籽粒的食味值与峰值黏度、
热浆黏度、崩解值、冷胶黏度和回复值呈极显著正相
关,且相关系数较大,与消减值、峰值时间和起浆温度
呈极显著负相关。直链淀粉含量与峰值黏度、崩解值
呈极显著正相关,与冷胶黏度、消减值、峰值时间、起浆
温度和回复值呈极显著负相关,与热浆黏度正相关不
显著。胶稠度与峰值黏度、热浆黏度和崩解值呈极显
著正相关,与消减值、起浆温度和回复值显著或呈极显
著负相关,与冷胶黏度和峰值时间关系不显著。表明
峰值黏度、崩解值和热浆黏度与蒸煮食味品质有较密
切的关系。
2. 5 淀粉 RVA 谱特征值与营养品质的关系
表 6 列出了穗内不同粒位籽粒淀粉 RVA 谱特征
值与营养品质的关系,结果表明,总蛋白质含量与峰值
黏度、热浆黏度、崩解值、冷胶黏度和回复值极显著负
相关,与消减值、峰值时间和起浆温度极显著正相关。
清蛋白含量、醇溶蛋白含量和谷蛋白含量与峰值黏度、
热浆黏度和崩解值,谷蛋白含量与冷胶黏度和回复值
呈显著或极显著负相关关系,而清蛋白含量、醇溶蛋白
含量和谷蛋白含量与消减值、峰值时间呈显著或极显
著正相关关系。球蛋白则与上述 3 种蛋白的表现相
反,它与峰值黏度和崩解值极显著正相关,与消减值、
峰值时间和起浆温度呈显著或极显著负相关。脂肪酸
与峰值黏度、热浆黏度、崩解值、冷胶黏度和回复值极
显著负相关,与消减值、峰值时间和起浆温度显著或极
显著正相关。上述相关分析表明,虽然淀粉 RVA 谱主
要特征值的大小与总蛋白质含量的多少具有负相关
性,但从协同提升食味品质和营养品质的角度来讲,球
蛋白含量与淀粉 RVA 谱主要特征值的正相关关系可
以作为协调解决这种矛盾的一条途径。
表 5 穗内不同粒位籽粒淀粉 RVA 谱特征值与蒸煮食味品质的相关系数
Table5 Coefficient of correlation between RVA profiles and cooking quality of grains
at the different positions within a panicle
指标
Indicator
峰值黏度
PKV / cP
热浆黏度
HPV / cP
崩解值
BDV / cP
冷胶黏度
CPV / cP
消减值
SBV / cP
峰值时间
PeT /min
起浆温度
PaT /℃
回复值
CSV / cP
食味值 TQ 0. 880** 0. 763** 0. 825** 0. 705** - 0. 575** - 0. 227** - 0. 313** 0. 476**
直链淀粉含
量 AC
0. 238** 0. 119 0. 260** - 0. 246** - 0. 530** - 0. 234** - 0. 204** - 0. 454**
胶稠度 GC 0. 299** 0. 397** 0. 222** 0. 022 - 0. 381** - 0. 017 - 0. 184 * - 0. 263**
Note: TQ: Taste quality,AC: Amylose content,GC: Gel consistence.
表 6 穗内不同粒位籽粒淀粉 RVA 谱特征值与营养品质的相关系数
Table6 Coefficient of correlation between RVA profiles and nutritional quality of grains
at the different positions within a panicle
指标
Indicator
峰值黏度
PKV / cP
热浆黏度
HPV / cP
崩解值
BDV / cP
冷胶黏度
CPV / cP
消减值
SBV / cP
峰值时间
PeT /min
起浆温度
PaT /℃
回复值
CSV / cP
清蛋白 Albumin - 0. 270** - 0. 155 * - 0. 286** 0. 043 0. 398** 0. 362** 0. 039 0. 180 *
球蛋白 Globulin 0. 295** 0. 032 0. 371** 0. 068 - 0. 338** - 0. 164 * - 0. 180 * 0. 077
醇溶蛋白 Prolamin - 0. 224** - 0. 220** - 0. 200 * - 0. 136 0. 184 * 0. 369** 0. 018 - 0. 037
谷蛋白 Glutelin - 0. 766** - 0. 583** - 0. 752** - 0. 487** 0. 609** 0. 250** 0. 468** - 0. 287**
蛋白质 Protein - 0. 772** - 0. 595** - 0. 754** - 0. 479** 0. 623** 0. 285** 0. 456** - 0. 266**
脂肪酸 Fatty acid - 0. 774** - 0. 586** - 0. 761** - 0. 613** 0. 512** 0. 393** 0. 181 * - 0. 471**
842
2 期 粳稻粒位间淀粉 RVA 谱特征与其它品质性状的关系
3 讨论
淀粉的 RVA 谱特征与稻米食味品质指标具有明
显的相关性,目前已经得到广大研究者的公认。但现
有研究结果主要集中在某一地区大量栽培品种或主要
栽培品种的 RVA 谱特征与稻米食味关系特征分析。
有研究认为,利用已有品种进行品质性状的相关分析,
因所选择的品种为非随机群体,可能影响相关分析的
准确性,故有学者利用未经人工选择的 DH 群体来提
高性状相关分析的可靠性[21];另有研究认为同一品种
在不同地区种植时,RVA 谱特征值测定结果不完全相
同,受栽培条件、产地的生态环境条件等因素影响较
大[22 - 24]。陈书强等[9 - 11]和金峰等[12 - 13]此前研究发
现,不同穗型粳稻品种不同粒位上的蛋白质含量、直链
淀粉含量、食味、垩白性状、淀粉 RVA 谱特征、碾磨品
质和粒形性状之间明显存在粒位差异,这种差异是由
于同一稻穗内不同部位的籽粒在分化时间和发育进程
上存在着较大差异造成的,最终表现为粒重和品质的
差异。利用相同基因型材料粒位间的差异进行品质性
状间的相关分析,可以抛除遗传背景不同或产地生态
环境条件的影响,提高相关分析的准确性,反映出
RVA 谱特征值与稻米其它品质之间的客观真实性,为
选择良好食味的水稻品种提供准确的辅助指标。
有研究认为 RVA 谱能较好地区分表观直链淀粉
含量( AAC) 相似的优质和劣质品种[25],食味品质优良
的品种具有最高粘度及崩解值大,而消减值小等特
点[26 - 27]; 用热浆黏度、冷胶黏度、消减值、回复值和糊
化开始温度 5 个特征值能较好反映稻米食味品质的
优劣[21]。本研究发现食味值与峰值黏度、热浆黏度、
崩解值、冷胶黏度和回复值呈极显著正相关,与消减
值、峰值时间和起浆温度呈极显著负相关,进一步佐证
了 RVA 谱特征值与稻米食味的密切相关性。本研究
中还发现整精米率、粒长与峰值黏度、热浆黏度和崩解
值 3 个特征值有极显著正相关关系,这为选育出长粒、
食味好、出米率高的优良粳稻品种提供了可能性。
垩白是外观品质的主要限制因子。Raju 等[28]的
研究认为当籽粒中淀粉充实快而多时,易形成球形淀
粉颗粒,表现为垩白增多 ; 而籽粒充实较慢的情况下,
形成多边形的淀粉粒,垩白减少。本研究表明垩白率
和垩白度与峰值黏度、热浆黏度、崩解值、冷胶黏度和
回复值呈极显著负相关,与消减值、峰值时间和起浆温
度呈显著或极显著正相关。同样有学者证明 RVA 谱
特征值与外观品质中的垩白率关系较为密切[5 - 6],表
明穗内不同粒位籽粒的垩白性状是影响淀粉粘滞特性
的重要因素之一。
罗秋香[29]的研究发现稻米蛋白质含量与淀粉谱
特性中的最高粘度和下降粘度值呈负相关,与消减值
呈正相关 ;球蛋白含量与下降粘度值呈显著负相关 ;醇
溶蛋白含量与下降粘度值和最高粘度呈负相关。王建
平等[30]指出随着脂肪酸含量的增加,峰值黏度、热浆
黏度、崩解值均极显著下降,而消减值则随着脂肪酸含
量的增加而极显著提高。本试验发现总蛋白质、清蛋
白含量、醇溶蛋白含量、谷蛋白含量和脂肪酸含量与峰
值黏度、热浆黏度和崩解值呈极显著负相关,与消减
值、峰值时间呈极显著正相关 ;而球蛋白的规律则表现
相反。许多研究结果表明,蛋白质含量和脂肪酸含量
与食味有负相关的倾向[9,31]。由本试验结果可知,提
高籽粒蛋白质组分中球蛋白的含量,可以使粳稻品质
兼顾食味优和营养高的特点。
本试验中不同粒位籽粒的淀粉 RVA 谱特值与稻
米品质联系非常密切,尤其是峰值黏度和崩解值 2 个
参数与各品质性状指标间的相关系数较大,它们与食
味值、直链淀粉含量、胶稠度、整精米率、粒长等呈显著
或极显著正相关,与垩白率、垩白度、总蛋白含量、清蛋
白含量、醇溶蛋白含量、谷蛋白含量和脂肪酸含量呈极
显著负相关。其中食味值与峰值黏度和崩解值的相关
系数较大,可以作为选择良好食味水稻品种的首选指
标。陈书强等[11,32]研究证实,同一穗内早开花籽粒的
淀粉粘滞特性要强于晚开花籽粒,不同粒位籽粒的峰
值黏度和崩解值呈现的规律是一次枝梗高于二次枝梗
籽粒,且穗上部 >穗中部 > 穗下部籽粒。在将来的优
质品种选育中,把穗下部二次枝梗籽粒的峰值黏度和
崩解值的大小作为优质米品种筛选指标较为适宜。
4 结论
淀粉 RVA 谱特征值与碾米品质、粒形特征、垩白
性状、蒸煮食味品质和营养品质都有非常密切的关系,
能密切反映稻米品质的优劣,可以作为优质粳稻的辅
助选择指标。垩白性状是影响淀粉粘滞特性的最重要
因素之一,垩白的多少直接决定淀粉粘滞特性的优劣。
不同粒位间籽粒的食味值、直链淀粉含量、胶稠度、谷
蛋白含量、总蛋白含量、垩白粒率、垩白度和整精米率
与峰值黏度和崩解值 2 个特征值的相关系数最大,因
而穗下部二次枝梗籽粒的峰值黏度和崩解值的大小可
以作为选择良好食味水稻品种的首选指标。
942
核 农 学 报 29 卷
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052
Journal of Nuclear Agricultural Sciences
2015,29 ( 2 ) : 0244 ~ 0251
Relationship Between RVA Profile Characteristics and Other
Quality Traits in Grain Positions of Japonica Rice
Chen Shuqiang1,2 XUE Jingfang1,2 Pan Guojun2 Wang Qiuyu3
( 1 Heilongjiang Academy of Agricultural Sciences Postdoctoral Programme,Northeast Forestry University
Postdoctoral Programme,Harbin,Heilongjiang 150086 ; 2Heilongjiang Academy of Agriculture Sciences Jiamusi
Rice Research Institute,Jiamusi,Heilongjiang 154026 ; 3Northeast Forestry University,Harbin,Heilongjiang 150040 )
Abstract: In order to to derify application value of RVA profile characteristics in evaluating rice quality. Two different
panicle type japonica rice cultivars,which were divided into 27 grain positions,were applied to study relationship
between RVA profile characteristics and other quality traits in grain positions. The results showed that head rice
percentage and grain length had extremely significantly positive correlation with peak viscosity,hot paste viscosity and
breakdown. Chalky grain percentage,chalkiness degree,total protein content,albumin content,prolamin content,
glutelin content, fatty acid content had extremely significantly negative correlation with peak viscosity,hot paste
viscosity,breakdown,and had extremely significantly positive correlation with setback. Globulin content showed the
opposite regularity. Taste quality,amylose content and gel consistence had extremely significantly positive correlation
with peak viscosity,hot paste viscosity,breakdown,and had extremely significantly negative correlation with setback.
In particular, two coefficient parameters with larger peak viscosity and breakdown were larger. RVA Profile
Characteristics could closely reflect rice quality. Peak viscosity and breakdown of grains on a second branch at lower part
could be used as assisted selection indicators of good japonica rice.
Keywords: Japonica rice,grain position,RVA profile characteristics,quality characters
152