全 文 :第28卷 第3期 作 物 学 报 V ol. 28, N o. 3
2002 年5月 397~ 400页 A CTA A GRONOM ICA S IN ICA pp. 397~ 400 M ay, 2002
华南籼稻早造稻米蒸煮、外观和碾米品质与食味品质的相关性研究Ξ
周少川 李 宏 王家生 黄道强 谢振文 卢德城
(广东省农业科学院水稻研究所, 广东广州, 510640)
摘 要 根据国家优质稻谷标准 GBöT 17891—1999对77份华南籼稻早造稻米样品进行了品质指标系统测定, 蒸煮、外
观、碾米品质与食味品质的相关性研究结果表明: 华南籼稻早造稻米的直链淀粉含量与食味品质呈极显著负相关; 胶
稠度因子对食味品质有极显著正线性效应, 不完善粒因子对食味品质有极显著负线性关系。对食味品质的重要性顺序
为胶稠度因子> 不完善粒因子> 直链淀粉含量因子> 垩白粒率因子。讨论了华南籼稻早造食味品质育种问题。
关键词 华南籼稻; 食味品质; 主成分分析; 多重比较
中图分类号: S511 文献标识码: A
Correla tion among Ea ting Qua l ity and Cook ing, Apparen t andM ill ing Qua l ities of
South-Ch ina Ind ica R ice in the Early-cropp ing Sea son
ZHOU Shao2Chuan L I Hong WAN G J ia2Sheng HUAN G D ao2Q iang X IE Zhen2W en LU D e2Cheng
(R ice R esearch Institu te, Guangd ong A cad em y of A g ricultural S ciences, Guangzhou 510640, Guangd ong , China)
Abstract P roperties of 77 samp les of South2Ch ina indica rice varieties grow n in early cropp ing season w ere
tested by the national standard of quality rice GB öT 17891ö1999, studies on co rrelation among eating quality
(EQ ) and o ther p roperties show ed a sign ifican t negative co rrelation betw een EQ and am ylose con ten t (A C) ,
and a sign ifican t positive co rrelation betw een EQ and gel consistency (GC) facto r, and a sign ifican t negative
co rrelation betw een EQ and unperfect rice rate (U R ) facto r; T he o rder of sign ificance of four facto rs to EQ w as
GC> U R > A C> C (chalky grain). M eanw h ile issue of EQ breeding of South2Ch ina indica rice grow n in early2
cropp ing season w as discussed.
Key words South2Ch ina indica rice; Eating quality; P rincipal componen t analysis; M ultip le comparisons
黄超武等的研究表明: 华南早籼稻米饭味主要
由丝氨酸、谷氨酸和精氨酸决定, 谷氨酸和丝氨酸
对提高饭味有较大效应, 而精氨酸则是提高饭味的
限制因子[ 2 ]。向远鸿等研究湖南优质籼稻的结果认
为: 蛋白质含量高对食味有最大正效应[ 3 ]。陈能等
的研究结果表明: 籼稻的粒长因子、垩白因子对食
味有极显著正线性效应, 粒型因子对食味有极显著
负线性效应, 对食味的重要性顺序为粒长因子> 粒
型因子> 垩白因子[ 4 ]。在水稻品种改良计划中寻找
与食味品质密切相关的性状或理化指标, 使食味品
质在低世代能较有效选择, 是近期食味品质育种切
实可行的做法。本文根据国家优质稻谷标准 GB ö T 17891—1999[ 1 ] , 通过对广东省18个县 (市) 的77个华南籼稻样品的系统分析, 试图寻找华南籼稻早造食味品质与蒸煮、外观和碾米品质的相关, 为食味品质育种提供依据。1 材料与方法2000年早造, 本课题组从广东省18个县 (市) 成熟收获的稻谷中选择品质较优的样品77份, 其中常规稻69份, 杂交稻8份, 在同一条件下储藏三个月后, 由广东省粮油产品质量监督检验站采用国家标准优质稻谷 GB öT 17891—1999方法对全部样品系统测定出糙率、整精米率、垩白粒率、垩白度、直Ξ 基金项目: 广东省重点科技项目资助
作者简介: 周少川 (19622) , 男, 研究员
Received on (收稿日期) : 2001207217, A ccep ted on (接受日期) : 2001211215
链淀粉、食味品质、胶稠度、粒型、不完善粒等9项
指标。应用 SA S 软件对上述数据进行相关分析、主
成分分析和回归分析。并对有关指标与食味品质进
行多重比较。
2 结果与分析
2. 1 供试材料的品质概况
从表1可见, 供试样品胶稠度达标率最低, 仅
为26. 0%。食味品质达标率虽达62. 3% , 但全部只
达到优质稻谷三级指标, 说明华南籼稻目前早造食
味品质档次较低。供试样品直链淀粉含量、垩白
度、不完善粒3项指标达标率均近50%。表明上述5
项指标应是华南籼稻早造品质改良的重点。
2. 2 相关分析
从表2可见, 食味品质与直链淀粉含量呈极显
著负相关 (- 0. 858) , 说明华南籼稻低直链淀粉含
量早造品系的食味品质较好。胶稠度与垩白粒率
(
- 0. 341)、垩白度 (- 0. 337) 呈极显著负相关, 与
粒型呈极显著正相关 (0. 467) ; 粒型与整精米率呈
极显著正相关 (0. 353) , 与垩白粒率 (- 0. 719)、垩
白度 (- 0. 673) 呈极显著负相关; 表明在华南籼稻
早造品种 (系) 选择长粒型、低垩白粒率和垩白度,
其整精米率也较高, 胶稠度也较大。
2. 3 主成分分析
为了更充分地表达支配食味品质的信息, 我们
对出糙率、整精米率、垩白粒率、垩白度、直链淀
粉含量、胶稠度、粒型和不完善粒等8项指标进行
主成分分析, 计算出相关矩阵R 的特征根 Κ和相应
的特征向量 Α, 并选取前4个特征根作为食味品质的
主成分, 分别计算出华南籼稻的4个主成分值。
从表3可见, 第一主成分 ( I1) 的特征向量绝对值
以垩白粒率为最大 (0. 531) , 其次为垩白度 (0. 521)
和粒型 (- 0. 488)。故称 I1为垩白粒率因子, I1大的
品种, 其垩白粒率和垩白度均高, 粒型短。
表1 供试样品符合优质稻谷标准比例
Table 1 The frequency of r ice qual ity character meeting the nationalstandard of qual ity r ice in r ice sample tested
出糙率
BR (% )
整精米率
HR (% )
垩白粒率
CG (% )
垩白度
C (% )
直链淀粉含量
AC (% )
食味品质
EQ (分)
胶稠度
GC (mm )
粒型
GS
不完善粒
U R (% )
first grade 28. 6 53. 2 24. 7 11. 7 7. 8 0 7. 8 75. 3 7. 8
second grade 32. 5 7. 8 24. 7 23. 4 20. 8 0 6. 5 2 11. 7
th ird grade 28. 6 3. 9 16. 9 11. 7 24. 7 62. 3 11. 7 2 28. 6
F (% ) 89. 7 64. 9 66. 3 46. 8 53. 3 62. 3 26. 0 75. 3 48. 1
Note: BR = B row R ice Rate; HR= Head R ice Recovery; CG= Chalky Grain; C= Challk iness; AC= Am ylose Content; EQ = Eating Q uality; GC
= Gel Consistency; GS= Grain Shape; U R= U nperfect R ice Rate; F= F requency of character m eeting national standard of quality rice
表2 华南籼稻早造品质性状间的相关系数
Table 2 Correlation Coeff ic ients among Qual ity Character of South-China Indica Rice in the Early-cropping Season
食味品质 EQ 出糙率BR 不完善率U R 整精米率HR 垩白粒率CG 垩白度C 粒型 GS 胶稠度 GC
出糙率BR - 0. 17150
不完善率U R 0. 03825 - 0. 763813 3
整精米率HR - 0. 06796 - 0. 04607 - 0. 15658
垩白粒率CG - 0. 21499 0. 13595 0. 18726 - 0. 351343 3
垩白度C - 0. 15228 0. 10960 0. 21364 - 0. 361933 3 0. 917953 3
粒型 GS - 0. 19765 - 0. 17020 - 0. 03407 0. 353223 3 - 0. 719103 3 - 0. 672913 3
胶稠度 GC - 0. 07333 - 0. 18565 0. 10449 0. 03560 - 0. 340793 3 - 0. 337433 3 0. 466893 3
直链淀粉AC - 0. 857793 3 0. 315193 3 - 0. 09120 0. 16825 0. 19901 0. 14637 0. 05641 - 0. 28704
第二主成分 ( I2) 的特征向量以不完善率为最大
(
- 0. 626) , 其次是出糙率 (0. 604) , 我们称之为不
完善粒因子。即 I2大的品种, 其不完善粒低, 出糙
率高。
第三主成分 ( I3) 的特征向量以直链淀粉含量为
最大 (0. 589) , 其次是整精米率 (0. 547) , 我们称之
为直链淀粉含量因子。即 I3大的品种, 其直链淀粉
含量高, 整精米率也高。
第四主成分 ( I4 ) 的特征向量以胶稠度为最大
(0. 646) , 其次是直链淀粉含量 (0. 517) , 我们称之
为胶稠度因子。即 I4大的品种, 其胶稠度大, 直链
淀粉含量高。
893 作 物 学 报 28卷
表3 华南籼稻入选的特征根及特征向量
Table 3 Selected e igenvalues and e igenvectors
of South-China indica r ice
特征根 Κi
E igenvalues
Κ1
3. 041
Κ2
1. 996
Κ3
1. 099
Κ4
0. 770
累积贡献率
Cum ulative
percen t (% )
38. 0 63. 0 76. 7 86. 3
特征向量 E igenvectionΑ1 Α2 Α3 Α4
出糙率BR 0. 136 0. 604 - 0. 320 0. 138
整精米率HR - 0. 272 0. 199 0. 547 - 0. 282
垩白粒率CG 0. 531 - 0. 071 0. 076 0. 209
垩白度C 0. 521 - 0. 099 0. 062 0. 120
直链淀粉含量AC 0. 114 0. 380 0. 589 0. 517
胶稠度 GC - 0. 317 - 0. 209 - 0. 339 0. 647
粒型 GS - 0. 488 0. 030 0. 149 0. 349
不完善率U R 0. 054 - 0. 626 0. 323 0. 102
主成分
P rincipal
components
垩白粒
因子
CG facto r
(第一主成分)
the first
不完善粒
因子
U R facto r
(第二主成分)
the second
直链淀粉
含量因子
AC facto r
(第三主成分)
the th ird
胶稠度
因子
GC facto r
(第四主成分)
the fourth
以上四个主成分的累计贡献率达86. 3% , 说明
用这四个主成分能较好地代替以上8项指标来对食
味品质进行评价。计算出各品种的主成分值 g1、g2、
g3、g4, 再用这些数据与食味品质进行回归分析, 得
出标准回归方程: y= 0. 0327 I1 - 0. 910 I2 - 0. 203 I3
+ 1. 015 I4, 其决定系数为93. 8% , F 检验极显著。
食味品质与不完善粒因子达极显著负相关, 与胶稠
度因子达极显著正相关, 与垩白粒因子和直链淀粉
含量因子关系不大。不完善粒因子变化一个单位,
食味品质往反方向变化0. 901单位; 胶稠度因子变
化一个单位, 食味品质变化1. 015单位。
由之可知, I2小且 I4大的华南籼稻品种会具有
较好的食味品质。因此, 在当前华南籼稻早造食味
品质改良中, 我们应选取 I4大于平均水平, I2低于
平均水平的品种和材料。
2. 4 蒸煮、外观和碾米品质与食味品质的多重比
较
为了弄清直链淀粉含量、胶稠度、垩白度、粒
型、出糙率等5项指标分别达到极显著差异时, 所
对应的食味品质是否也相应地显示出差别, 我们分
别将供试样品上述5项指标由高到低排序并按样品
数量等分成四组。并对四组指标的均值及相应的食
味品质分的均值进行 D uncan 氏新复极差测验法
(SSR )多重比较。结果见表4。
2. 4. 1 直链淀粉含量 从表4可见, 直链淀粉含
量在20. 4%~ 25. 0% 范围的品种, 食味品质差别不
能由直链淀粉含量反映出来。直链淀粉含量为14.
6% (13. 6%~ 16. 1% 范围) 的品种食味品质显著优
于直链淀粉含量为20. 4%~ 25. 0% 的品种。说明华
南籼稻早造品质改良中, 选择接近直链淀粉含量指
标优质稻谷二、三级标准下限的品种, 有利于同时
提高食味品质。
2. 4. 2 胶稠度 胶稠度均值最长组 ( 65. 1mm )
表4 蒸煮、外观和碾米品质指标排序分组后的均值与食味品质均值的多重比较
Table 4 The multiple compar ison of AC, GC, C, GS, BR and EQ in South-China indica r ice
分组
Group
直链淀粉含量
AC (% )
食味品质
EQ (分)
胶稠度
GC (mm )
食味品质
EQ (分)
垩白度
C (% )
食味品质
EQ (分)
粒型
GS
食味品质
EQ (分)
出糙率
BR (% )
食味品质
EQ (分)
1st group 25. 0a 70. 2b 65. 1a 72. 9a 26. 5a 67. 1b 3. 7a 67. 1b 80. 0a 66. 1b
2nd group 23. 6b 69. 6b 41. 5b 71. 5ab 7. 7b 72. 7a 3. 3b 72. 7a 78. 3b 71. 7a
3rd group 20. 4c 69. 7b 30. 7c 69. 9bc 3. 4c 72. 2ab 2. 9c 72. 2ab 76. 9c 70. 6ab
4th group 14. 6d 74. 2a 28. 7c 69. 5c 1. 1c 67. 9ab 2. 3d 67. 9ab 74. 7d 71. 5ab
的食味品质显著优于最短两组 (28. 7 mm~ 30. 7
mm ) 食味品质, 胶稠度均值较长组 (41. 5 mm ) 的食
味品质显著优于最短组 (28. 7 mm ) 食味品质。说明
胶稠度指标与食味品质有正向关系, 华南籼稻早造
食味品质育种可与胶稠度改良同步进行, 胶稠度的
选择指标可采用优质稻谷三级指标≥50 mm。
2. 4. 3 垩白度 垩白度均值较大组 (7. 7% )食味
品质显著优于最大组 (26. 5% ) 的食味品质, 垩白度
均值在1. 1%~ 7. 7% 范围, 食味品质差异不显著。
说明华南籼稻早造食味品质育种与垩白度改良不存
在根本矛盾, 但可能垩白度指标接近优质稻谷三级
标准的品种食味品质达最佳值。
2. 4. 4 粒型 粒型均值较长组 (3. 3)食味品质显
著优于粒型最长组 (3. 7) , 粒型均值为2. 3~ 3. 3时,
食味品质差异不显著。说明华南籼稻早造食味品质
育种选择粒型均值为3. 3 (3. 1~ 3. 4范围)最有利。
2. 4. 5 出糙率 出糙率均值较高组 (78. 3% ) 食
味品质显著优于最高组 (80. 0% ) , 出糙率均值为
74. 7%~ 78. 3% 时, 食味品质差异不显著。说明华
南籼稻早造品质改良中, 优质籼稻出糙率指标的改
9933期 周少川等: 华南籼稻早造稻米蒸煮、外观和碾米品质与食味品质的相关性研究
良与食味品质改良无根本矛盾, 但应注意过高的出
糙率 (均值为80. 0% )反而可能导致食味品质下降。
3 讨论
本研究的77个稻谷样品是从2000年广东省22个
县 (市) 的108个早造样品中按综合品质优良程度遴
选出来的, 虽然供试材料已代表了当前华南籼稻早
造最高品质档次, 但食味品质最高分仅达到新国标
优质籼稻三级标准 (达标率62. 3% ) , 说明华南籼稻
食味品质改良必须引进新的优良种质。
从主成分分析可见, 胶稠度因子对食味品质影
响最大, 表现极显著正线性效应。多重比较表明,
长胶稠度品种 (系) 食味品质优于短胶稠度品种
(系)。前人研究表明, 硬胶稠度对中等或软胶稠
度, 中等胶稠度对软胶稠度表现显性, 胶稠度由单
显性基因控制, 或由一对主效基因和若干微效基因
共同控制, 遗传力高, 可在低世代选择[ 5, 6 ]。因此,
华南籼稻早造食味品质育种首先要改良胶稠度。
食味品质与直链淀粉含量呈极显著负相关。主
成分分析表明直链淀粉含量因子对食味品质有负线
性效应, 但不显著, 多重比较表明直链淀粉含量
14. 6% 组品种食味品质显著优于直链淀粉含量
20. 4%~ 25. 0% 组的品种。这与我省80年代出口优
质稻米育种时认为直链淀粉含量在13%~ 18% 品质
最佳相一致。可见, 华南籼稻早造品质育种中筛选
直链淀粉含量为15%~ 17% 的材料既能达到直链淀
粉含量优质稻标准, 又有利于提高食味品质。最近
研究结果表明: 直链淀粉含量由一个主基因和若干
微基因共同控制; 控制高、低和糯的主基因可能为
一组复等位基因, 且高对低、高对糯接近完全显
性; 微基因对直链淀粉含量的作用在不同组合可以
是主基因变异尺度的1ö2~ 1ö4 [ 7 ]。因此, 直链淀粉
含量选择可在低世代进行, 有条件的单位可应用近
红外反射 (透射) 光谱分析 (N IR S) 技术辅助育种,
预期可收到较理想效果。
前人研究表明: (1) 垩白由单显性基因控制,
也有由隐性基因控制以及多基因系统与环境交互作
用所支配, 而后代之变异主要为累加基因作用所
致[ 6 ]。 (2) 垩白是一种多基因性状, 无腹白表现部
分显性, 非等位基因间对腹白的作用是相等的[ 8 ]。
广东优质稻育种实践证明: 垩白度均值在1. 1~ 7. 7
范围, 食味品质差异不显著, 垩白度均值为7. 7%
时, 食味品质显著优于垩白度均值26. 5% 组。本试
验多重比较结果表明: 适中垩白度品种 (系) 的食味
品质较好; 粒型均值3. 3的品种 (系) 食味品质最佳。
通过低世代选择垩白度和粒型有望间接提高食味品
质。
综上所述, 华南籼稻早造食味品质首先应注重
优良食味品质资源筛选和利用。对照新国标优质籼
稻标准[ 1 ] , 当前华南籼稻早造食味品质育种可从低
世代开始对胶稠度50 mm 以上, 直链淀粉含量15%
~ 17% , 垩白度1%~ 5% , 粒型2. 9~ 3. 3指标加强
选择。在改良蒸煮、外观品质的同时提高食味品
质。
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