海南普通野生稻與栽培稻的營養(yǎng)品質(zhì)比較

徐靖++唐清杰++韓義勝

摘 要 對海南普通野生稻與栽培稻稻米營養(yǎng)品質(zhì)特征進行了比較分析，結(jié)果表明，不同居群普通野生稻蛋白含量都在10%以上，極顯著高于栽培稻；不同居群野生稻總淀粉含量變化無規(guī)律，但直鏈淀粉含量都顯著低于栽培稻；海南普通野生稻中鈣、鎂、鋅和鐵含量普遍顯著高于栽培稻，這說明海南普通野生稻含有高蛋白、低直鏈淀粉和高營養(yǎng)元素的遺傳資源。研究結(jié)果可為優(yōu)異野生稻資源挖掘和利用及優(yōu)質(zhì)稻育種研究提供參考。

關(guān)鍵詞 普通野生稻 ；蛋白質(zhì) ；淀粉 ；礦質(zhì)元素

分類號 S511.9

Comparison of Nutritional Quality between Hainan Common Wild Rice

（Oryza rufipogon Griff） and Cultivated Rice

XU Jing TANG Qingjie HAN Yisheng

（Institute of Food Crops， Hainan Academy of Agricultural Sciences， Haikou， Hainan 571100）

Abstract The nutritional quality between Hainan common wild rice and cultivated rice were comparatively analyzed. The results showed that Hainan wild rice protein content of different populations of common wild rice was more than 10%， and significantly higher than that of cultivated rice； the starch content of common wild rice had significant difference with cultivated rice， but amylose content in common wild rice was significantly lower than in cultivated rice. The calcium， magnesium， zinc and iron content in common wild rice was significantly higher than in cultivated rice. The results showed that Hainan common wild rice had genetic resources contained high-protein， low-amylose and high nutritional elements，which can provide a reference for excellent and utilization of excellent wild rice resources and high quality rice breeding.

Keywords common wild rice ； protein ； starch ； mineral elements

普通野生稻（Oryza rufipogon）是亞洲栽培稻的祖先，能夠長期生長在各種惡劣的自然條件下，蘊含著高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、抗逆境等優(yōu)異基因，具有豐富的遺傳多樣性，是栽培稻（Oryza sativa）改良和育種的重要物質(zhì)基礎(chǔ)[1-3]。海南野生稻資源豐富，擁有我國發(fā)現(xiàn)的3種野生稻，即普通野生稻、疣粒野生稻和藥用野生稻。研究表明，海南普通野生稻最原始，遺傳多樣性最高，其遺傳多樣性高于廣東、廣西、福建、湖南、江西和云南等地的普通野生稻，具有很高的開發(fā)利用價值[4-5]。

隨著社會的發(fā)展和生活水平的提高，人們對高營養(yǎng)物質(zhì)積累的優(yōu)質(zhì)稻需求越來越多，栽培稻種內(nèi)的遺傳基礎(chǔ)已不能完全滿足育種的需要。近年來，稻米的營養(yǎng)品質(zhì)一直受到國內(nèi)外專家的高度關(guān)注，高蛋白和高營養(yǎng)元素的稻米有著廣闊的市場前景。研究海南普通野生稻資源營養(yǎng)品質(zhì)特征，在野生稻優(yōu)異資源的挖掘和利用以及優(yōu)質(zhì)水稻種質(zhì)創(chuàng)新方面都具有重要的意義。

1 材料與方法

1.1 材料

用于品質(zhì)測定的普通野生稻取自10個不同的居群所在原生境地，種子成熟時套袋收取，栽培稻則隨機選擇3個目前海南的主栽品種：博II優(yōu)128、博優(yōu)225和博II優(yōu)26。

1.2 方法

各種材料種子收集后人工剝殼，得到的糙米用于營養(yǎng)品質(zhì)測定?？偟矸鄣臏y定按照谷純籽粒淀粉測定方法GB5006-1985；直鏈淀粉的測定按照稻米直鏈淀粉含量測定方法GB-T15683-1995；總蛋白的測定按照粗蛋白含量測定方法GB/75511-1985；礦質(zhì)營養(yǎng)元素的測定按照等離子體發(fā)射光譜法NKFD1-2001。每個測定設(shè)3次重復，將不同居群野生稻分別與3個栽培稻的平均值進行比較，利用（SPSS V13.0）進行統(tǒng)計分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 蛋白質(zhì)、總淀粉、直鏈淀粉含量分析

海南普通野生稻稻米蛋白質(zhì)含量12.43%～17.81%，平均為14.60%，具有蛋白質(zhì)含量高的特點。所測栽培稻的總蛋白質(zhì)含量平均為10.58%，不同居群野生稻稻米蛋白質(zhì)含量普遍比栽培稻高，差異極顯著。10個居群海南普通野生稻總淀粉含量變化無明顯規(guī)律，而直鏈淀粉平均含量為11.15%，都極顯著低于栽培稻。直鏈淀粉含量是決定栽培稻米品質(zhì)的重要因素。本研究測定的野生稻具有直鏈淀粉含量適中（9%～14%）的優(yōu)良品質(zhì)特性，可為水稻品質(zhì)改良提供低直鏈淀粉含量基因源。見表1。

2.2 礦質(zhì)營養(yǎng)元素分析endprint

檢測了野生稻中磷、鉀、鈣、鎂、鋅和鐵6種礦質(zhì)營養(yǎng)元素。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，野生稻稻米的磷和鉀含量變化在不同居群之間差異較大，5個居群野生稻的磷含量極顯著高于野生稻，3個極顯著低于栽培稻，2個居群野生稻和栽培稻磷含量差異不明顯；而只有1個居群野生稻的鉀含量顯著高于栽培稻，6個極顯著低于栽培稻，3個居群野生稻和栽培稻鉀含量差異不明顯，這說明土壤和環(huán)境等因素可能對磷和鉀影響較大（表1）。野生稻稻米中鈣含量均極顯著高于栽培稻，平均高出1.47倍，最高的普通野生稻居群稻米中鈣含量達0.129 2%，比所測栽培稻的平均值高出3.26倍。普通野生稻稻米鎂含量普遍高于栽培稻，其中6個居群差異極顯著，4個居群差異達顯著水平，平均值比栽培稻高出18.5%。普通野生稻稻米鋅含量平均為57.9 mg/kg，不同居群普遍高于栽培稻，平均高幅達41%～88%。不同普通野生稻居群的稻米鐵含量差異不大，但都顯著高于栽培稻，平均高幅達34%～84%。

3 討論

普通野生稻是栽培稻的祖先，蘊藏著大量的優(yōu)良基因。和國內(nèi)其他地方的普通野生稻相比，海南普通野生稻最為原始，遺傳多樣性最高，具有很高的開發(fā)利用價值[5-6]。由于普通野生稻主要分布在熱帶、亞熱帶開曠向陽環(huán)境中，這種環(huán)境人口密度較大，易受到人為破壞。以海南普通野生稻為例，根據(jù)1978～1980年的普查，海南幾乎縣縣、鄉(xiāng)鄉(xiāng)都有野稻的分布，而最新的普查表明，海南普通野生稻資源已消失84%以上。因此開展對海南野生稻現(xiàn)有資源的保護、鑒定評價、遺傳多樣性及種質(zhì)創(chuàng)新研究具有重要意義。

栽培稻稻米蛋白質(zhì)含量通常在6%～9%，僅極少數(shù)品種的含量大于12%[7]。野生稻具有很多優(yōu)良品質(zhì)，其中普通野生稻蛋白質(zhì)含量大都在10%以上，比栽培稻高[8]。廣東農(nóng)業(yè)科學院分析528份普野，蛋白質(zhì)含量變幅為8.53%～17.42%，平均達11.9%，蛋白質(zhì)含量15%以上的綜合性狀好的有10余份[9]。廣西農(nóng)業(yè)科學院分析1 256份普野，蛋白質(zhì)含量變幅為8.05%～17.08%，并獲得一批蛋白質(zhì)含量15%以上，性狀較好材料20多份[10-11]。本研究測定的10個海南普通野生稻居群稻米蛋白質(zhì)含量在12.43%～17.81%，平均為14.60%，顯著高于所測定的栽培稻蛋白含量。海南普通野生稻總淀粉含量和栽培稻相比，有6個居群顯著低于栽培稻，4個無明顯變化，但普通野生稻的直鏈淀粉平均含量在9.54%～13.24%，都極顯著低于栽培稻，符合直鏈淀粉含量適中（9%～14%）的優(yōu)良品質(zhì)特性，說明海南野生稻存在低直鏈淀粉的遺傳資源，可為水稻品質(zhì)改良提供低直鏈淀粉含量基因源。waxy基因編碼的蛋白，是控制直鏈淀粉的合成的主效基因，而waxy基因在不同水稻種質(zhì)資源之間的差異是造成水稻籽粒中直鏈淀粉含量不同的主要原因，筆者在海南普通野生稻中分離了waxy基因，waxy基因編碼的蛋白和栽培稻中的相應蛋白只有4個氨基酸的差異，更大的差異體現(xiàn)在基因的內(nèi)含子和啟動子區(qū)，推測其可能影響waxy基因的轉(zhuǎn)錄水平，進而導致直鏈淀粉含量降低[12]。對野生稻礦質(zhì)營養(yǎng)元素測定分析表明，10個居群海南普通野生稻稻米中鈣、鎂、鋅和鐵等營養(yǎng)元素的含量都顯著高于所測栽培稻。這些結(jié)果表明，海南普通野生稻中含有高蛋白、低直鏈淀粉和高營養(yǎng)元素的遺傳資源。隨著人們生活水平的不斷提高，對優(yōu)質(zhì)特種米的需求越來越大，但相關(guān)領(lǐng)域的研究明顯滯后。因此，對海南普通野生稻品質(zhì)性狀的鑒定和評價對于拓寬優(yōu)質(zhì)米基因資源、培育優(yōu)質(zhì)特種水稻具有重要的意義。

參考文獻

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[8] 路洪彪，倪善君，張 戰(zhàn)，等. 野生稻資源在水稻育種中的利用及展望[J]. 墾殖與稻作，2002（1）：13-15.

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[10] 韓 飛，候立恒. 中國普通野生稻優(yōu)異基因的研究與利用[J]. 安徽農(nóng)業(yè)科學， 2007，35（25）：7 794-7 796.

[11] 李子先，劉國平，陳忠友. 中國東鄉(xiāng)野生稻遺傳因子轉(zhuǎn)移的研究[J]. 遺傳學報，1994，21（2）：133-146.

[12] 徐 靖，朱家紅，韓義勝，等. 海南普通野生稻W(wǎng)axy基因的分離和序列分析. 廣東農(nóng)業(yè)科學，2012，17：131-134.endprint

檢測了野生稻中磷、鉀、鈣、鎂、鋅和鐵6種礦質(zhì)營養(yǎng)元素。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，野生稻稻米的磷和鉀含量變化在不同居群之間差異較大，5個居群野生稻的磷含量極顯著高于野生稻，3個極顯著低于栽培稻，2個居群野生稻和栽培稻磷含量差異不明顯；而只有1個居群野生稻的鉀含量顯著高于栽培稻，6個極顯著低于栽培稻，3個居群野生稻和栽培稻鉀含量差異不明顯，這說明土壤和環(huán)境等因素可能對磷和鉀影響較大（表1）。野生稻稻米中鈣含量均極顯著高于栽培稻，平均高出1.47倍，最高的普通野生稻居群稻米中鈣含量達0.129 2%，比所測栽培稻的平均值高出3.26倍。普通野生稻稻米鎂含量普遍高于栽培稻，其中6個居群差異極顯著，4個居群差異達顯著水平，平均值比栽培稻高出18.5%。普通野生稻稻米鋅含量平均為57.9 mg/kg，不同居群普遍高于栽培稻，平均高幅達41%～88%。不同普通野生稻居群的稻米鐵含量差異不大，但都顯著高于栽培稻，平均高幅達34%～84%。

3 討論

普通野生稻是栽培稻的祖先，蘊藏著大量的優(yōu)良基因。和國內(nèi)其他地方的普通野生稻相比，海南普通野生稻最為原始，遺傳多樣性最高，具有很高的開發(fā)利用價值[5-6]。由于普通野生稻主要分布在熱帶、亞熱帶開曠向陽環(huán)境中，這種環(huán)境人口密度較大，易受到人為破壞。以海南普通野生稻為例，根據(jù)1978～1980年的普查，海南幾乎縣縣、鄉(xiāng)鄉(xiāng)都有野稻的分布，而最新的普查表明，海南普通野生稻資源已消失84%以上。因此開展對海南野生稻現(xiàn)有資源的保護、鑒定評價、遺傳多樣性及種質(zhì)創(chuàng)新研究具有重要意義。

栽培稻稻米蛋白質(zhì)含量通常在6%～9%，僅極少數(shù)品種的含量大于12%[7]。野生稻具有很多優(yōu)良品質(zhì)，其中普通野生稻蛋白質(zhì)含量大都在10%以上，比栽培稻高[8]。廣東農(nóng)業(yè)科學院分析528份普野，蛋白質(zhì)含量變幅為8.53%～17.42%，平均達11.9%，蛋白質(zhì)含量15%以上的綜合性狀好的有10余份[9]。廣西農(nóng)業(yè)科學院分析1 256份普野，蛋白質(zhì)含量變幅為8.05%～17.08%，并獲得一批蛋白質(zhì)含量15%以上，性狀較好材料20多份[10-11]。本研究測定的10個海南普通野生稻居群稻米蛋白質(zhì)含量在12.43%～17.81%，平均為14.60%，顯著高于所測定的栽培稻蛋白含量。海南普通野生稻總淀粉含量和栽培稻相比，有6個居群顯著低于栽培稻，4個無明顯變化，但普通野生稻的直鏈淀粉平均含量在9.54%～13.24%，都極顯著低于栽培稻，符合直鏈淀粉含量適中（9%～14%）的優(yōu)良品質(zhì)特性，說明海南野生稻存在低直鏈淀粉的遺傳資源，可為水稻品質(zhì)改良提供低直鏈淀粉含量基因源。waxy基因編碼的蛋白，是控制直鏈淀粉的合成的主效基因，而waxy基因在不同水稻種質(zhì)資源之間的差異是造成水稻籽粒中直鏈淀粉含量不同的主要原因，筆者在海南普通野生稻中分離了waxy基因，waxy基因編碼的蛋白和栽培稻中的相應蛋白只有4個氨基酸的差異，更大的差異體現(xiàn)在基因的內(nèi)含子和啟動子區(qū)，推測其可能影響waxy基因的轉(zhuǎn)錄水平，進而導致直鏈淀粉含量降低[12]。對野生稻礦質(zhì)營養(yǎng)元素測定分析表明，10個居群海南普通野生稻稻米中鈣、鎂、鋅和鐵等營養(yǎng)元素的含量都顯著高于所測栽培稻。這些結(jié)果表明，海南普通野生稻中含有高蛋白、低直鏈淀粉和高營養(yǎng)元素的遺傳資源。隨著人們生活水平的不斷提高，對優(yōu)質(zhì)特種米的需求越來越大，但相關(guān)領(lǐng)域的研究明顯滯后。因此，對海南普通野生稻品質(zhì)性狀的鑒定和評價對于拓寬優(yōu)質(zhì)米基因資源、培育優(yōu)質(zhì)特種水稻具有重要的意義。

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[12] 徐 靖，朱家紅，韓義勝，等. 海南普通野生稻W(wǎng)axy基因的分離和序列分析. 廣東農(nóng)業(yè)科學，2012，17：131-134.endprint

檢測了野生稻中磷、鉀、鈣、鎂、鋅和鐵6種礦質(zhì)營養(yǎng)元素。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，野生稻稻米的磷和鉀含量變化在不同居群之間差異較大，5個居群野生稻的磷含量極顯著高于野生稻，3個極顯著低于栽培稻，2個居群野生稻和栽培稻磷含量差異不明顯；而只有1個居群野生稻的鉀含量顯著高于栽培稻，6個極顯著低于栽培稻，3個居群野生稻和栽培稻鉀含量差異不明顯，這說明土壤和環(huán)境等因素可能對磷和鉀影響較大（表1）。野生稻稻米中鈣含量均極顯著高于栽培稻，平均高出1.47倍，最高的普通野生稻居群稻米中鈣含量達0.129 2%，比所測栽培稻的平均值高出3.26倍。普通野生稻稻米鎂含量普遍高于栽培稻，其中6個居群差異極顯著，4個居群差異達顯著水平，平均值比栽培稻高出18.5%。普通野生稻稻米鋅含量平均為57.9 mg/kg，不同居群普遍高于栽培稻，平均高幅達41%～88%。不同普通野生稻居群的稻米鐵含量差異不大，但都顯著高于栽培稻，平均高幅達34%～84%。

3 討論

普通野生稻是栽培稻的祖先，蘊藏著大量的優(yōu)良基因。和國內(nèi)其他地方的普通野生稻相比，海南普通野生稻最為原始，遺傳多樣性最高，具有很高的開發(fā)利用價值[5-6]。由于普通野生稻主要分布在熱帶、亞熱帶開曠向陽環(huán)境中，這種環(huán)境人口密度較大，易受到人為破壞。以海南普通野生稻為例，根據(jù)1978～1980年的普查，海南幾乎縣縣、鄉(xiāng)鄉(xiāng)都有野稻的分布，而最新的普查表明，海南普通野生稻資源已消失84%以上。因此開展對海南野生稻現(xiàn)有資源的保護、鑒定評價、遺傳多樣性及種質(zhì)創(chuàng)新研究具有重要意義。

栽培稻稻米蛋白質(zhì)含量通常在6%～9%，僅極少數(shù)品種的含量大于12%[7]。野生稻具有很多優(yōu)良品質(zhì)，其中普通野生稻蛋白質(zhì)含量大都在10%以上，比栽培稻高[8]。廣東農(nóng)業(yè)科學院分析528份普野，蛋白質(zhì)含量變幅為8.53%～17.42%，平均達11.9%，蛋白質(zhì)含量15%以上的綜合性狀好的有10余份[9]。廣西農(nóng)業(yè)科學院分析1 256份普野，蛋白質(zhì)含量變幅為8.05%～17.08%，并獲得一批蛋白質(zhì)含量15%以上，性狀較好材料20多份[10-11]。本研究測定的10個海南普通野生稻居群稻米蛋白質(zhì)含量在12.43%～17.81%，平均為14.60%，顯著高于所測定的栽培稻蛋白含量。海南普通野生稻總淀粉含量和栽培稻相比，有6個居群顯著低于栽培稻，4個無明顯變化，但普通野生稻的直鏈淀粉平均含量在9.54%～13.24%，都極顯著低于栽培稻，符合直鏈淀粉含量適中（9%～14%）的優(yōu)良品質(zhì)特性，說明海南野生稻存在低直鏈淀粉的遺傳資源，可為水稻品質(zhì)改良提供低直鏈淀粉含量基因源。waxy基因編碼的蛋白，是控制直鏈淀粉的合成的主效基因，而waxy基因在不同水稻種質(zhì)資源之間的差異是造成水稻籽粒中直鏈淀粉含量不同的主要原因，筆者在海南普通野生稻中分離了waxy基因，waxy基因編碼的蛋白和栽培稻中的相應蛋白只有4個氨基酸的差異，更大的差異體現(xiàn)在基因的內(nèi)含子和啟動子區(qū)，推測其可能影響waxy基因的轉(zhuǎn)錄水平，進而導致直鏈淀粉含量降低[12]。對野生稻礦質(zhì)營養(yǎng)元素測定分析表明，10個居群海南普通野生稻稻米中鈣、鎂、鋅和鐵等營養(yǎng)元素的含量都顯著高于所測栽培稻。這些結(jié)果表明，海南普通野生稻中含有高蛋白、低直鏈淀粉和高營養(yǎng)元素的遺傳資源。隨著人們生活水平的不斷提高，對優(yōu)質(zhì)特種米的需求越來越大，但相關(guān)領(lǐng)域的研究明顯滯后。因此，對海南普通野生稻品質(zhì)性狀的鑒定和評價對于拓寬優(yōu)質(zhì)米基因資源、培育優(yōu)質(zhì)特種水稻具有重要的意義。

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