滇雜粳保持系稻米與優(yōu)質(zhì)軟米R(shí)VA譜特征值的比較分析

姜珍珍 欒一方 柳展 李丹丹 張江麗 許紅云 金壽林 文建成 譚學(xué)林

（云南農(nóng)業(yè)大學(xué)稻作研究所/云南省雜交粳稻工程技術(shù)研究中心，昆明650201；第一作者：zhenzhen164@126.com；*通訊作者：tx15055@126.com）

滇雜粳保持系稻米與優(yōu)質(zhì)軟米R(shí)VA譜特征值的比較分析

姜珍珍 欒一方 柳展 李丹丹 張江麗 許紅云 金壽林 文建成 譚學(xué)林*

（云南農(nóng)業(yè)大學(xué)稻作研究所/云南省雜交粳稻工程技術(shù)研究中心，昆明650201；第一作者：zhenzhen164@126.com；*通訊作者：tx15055@126.com）

為加強(qiáng)滇型優(yōu)質(zhì)雜交粳稻的選育，利用快速黏度分析儀，對(duì)云南農(nóng)業(yè)大學(xué)稻作研究所保存的159份滇型雜交粳稻保持系稻米R(shí)VA譜特征值進(jìn)行了主成分分析和聚類(lèi)分析，并與云南優(yōu)質(zhì)軟米云恢290的RVA特征值進(jìn)行比較和判別。主成分分析表明，與稻米口感品質(zhì)有關(guān)的8個(gè)RVA指標(biāo)可歸為軟硬、膠稠、回生這3個(gè)主成分因子，這3個(gè)主成分累計(jì)貢獻(xiàn)率達(dá)89.64%；聚類(lèi)分析結(jié)果顯示，供試的保持系材料可分為2大類(lèi)型，Ⅰ類(lèi)包括了147份（占比92.45%），又可分為3個(gè)亞類(lèi)；貝葉斯判別分析顯示，Ⅰ-1和Ⅰ-3亞類(lèi)稻米的RVA特征值與云恢290相符性最高。

滇型雜交粳稻；保持系；RVA；主成分分析；聚類(lèi)分析；貝葉斯判別分析

云南是我國(guó)傳統(tǒng)高原粳稻生產(chǎn)區(qū)，粳稻種植面積達(dá)53.4萬(wàn)hm2左右[1]，占云南省水稻種植面積的60.0%，主要分布在海拔1 400～2 700 m的溫涼及高寒稻區(qū)[2-3]。由于地理、氣候條件特殊，外地引進(jìn)的粳稻品種在云南種植表現(xiàn)均不佳，不適于在當(dāng)?shù)赝茝V[3]，云南的粳稻品種只能靠自育解決[4]。因此，培育優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的粳稻品種是云南育種家們長(zhǎng)期堅(jiān)持的目標(biāo)。

隨著社會(huì)的發(fā)展和生活水平的提高，人們對(duì)稻米品質(zhì)提出了更高的要求。優(yōu)質(zhì)軟米因其外觀晶亮、米飯不粘、口感松軟而深受廣大消費(fèi)者喜愛(ài)。云南是中國(guó)軟米的原產(chǎn)地，云恢290是優(yōu)質(zhì)軟米的代表。盡管優(yōu)質(zhì)米市場(chǎng)需求大，但生產(chǎn)上可供選擇的品種并不多。究其原因是稻米品質(zhì)分析方法滿(mǎn)足不了育種和生產(chǎn)的要求?？焖兖ざ确治鰞x（Rapid Visco Analyser，RVA）具有樣品用量少、簡(jiǎn)便、快捷、測(cè)定結(jié)果重復(fù)性好等優(yōu)點(diǎn)，近些年來(lái)在稻米口感品質(zhì)研究中越來(lái)越受到重視[6]。

以細(xì)胞質(zhì)雄性不育為基礎(chǔ)的三系雜交稻中，不育系是基礎(chǔ)，保持系是不育系的同核異質(zhì)體，是不育系繁殖的花粉供體，不育系的特性主要由保持系決定[7-8]。因此，保持系的稻米品質(zhì)對(duì)雜交稻選育具有直接影響。雖然滇型雜交粳稻在我國(guó)雜交粳稻生產(chǎn)中占有舉足輕重的地位，但是，對(duì)滇型雜交粳稻保持系的稻米品質(zhì)性狀缺乏整體的、較為全面的了解。為探討滇型雜交粳稻保持系的稻米品質(zhì)狀況，筆者對(duì)云南農(nóng)業(yè)大學(xué)稻作研究所保存的滇型雜交粳稻保持系及優(yōu)質(zhì)軟米云恢290稻米的RVA譜特征值進(jìn)行了比較分析。

1 材料與方法

1.1 供試材料

供試材料為云南農(nóng)業(yè)大學(xué)稻作研究所保存的159份滇型雜交粳稻保持系材料及云南優(yōu)質(zhì)軟米品種云恢290。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 材料種植

2015年3月初在云南農(nóng)業(yè)大學(xué)稻作研究所富民繁育基地種植保持系。按普通生產(chǎn)方法育苗，4葉1心時(shí)挑取長(zhǎng)勢(shì)一致的健壯秧苗，按材料編號(hào)順序移栽至大田。單本插栽，每個(gè)小區(qū)種植50苗（50 cm×13 cm），移栽7 d后施46%的尿素及復(fù)合肥（氮∶磷∶鉀=1∶1∶1），用量分別為30 kg/667m2和10 kg/667 m2。大田生長(zhǎng)期按普通生產(chǎn)方法管理。9月中旬每份材料隨機(jī)取15穗混合。

1.2.2 樣品制備

保持系材料收獲后在自然條件下風(fēng)干至恒質(zhì)量，用脫殼機(jī)和精米機(jī)處理獲得精米。云恢290稻米樣品由云南紅河臥龍米業(yè)公司提供。每份參試材料稱(chēng)取10 g精米，利用攪拌機(jī)打磨，精米粉過(guò)100目篩后，稱(chēng)取3 g精米粉備用。

1.2.3 稻米R(shí)VA譜特征值測(cè)定

表1 樣本RVA譜特征值的均值及變幅

表2 主成分特征根和特征向量

采用瑞典PERTEN公司生產(chǎn)的RVA-SM2型快速黏度分析儀測(cè)定稻米淀粉RVA譜，用配套軟件TCW-3（Thermal Cycle forWindows 3）分析。RVA特征值由最高黏度（Peak viscosity，PKV）、熱漿黏度（Hot paste viscosity，HPV）、冷膠黏度（Cool paste viscosity，CPV）、崩解值（Breakdown viscosity，BDV，最高黏度-熱漿黏度）、消減值（Setback viscosity，SBV，冷膠黏度-最高黏度）、回復(fù)值（Consistence viscosity，CSV，冷膠黏度-熱漿黏度）、峰值時(shí)間（Peak time，PeT）和糊化溫度（Gelatinzayion temperature，GT）8個(gè)指標(biāo)反映。

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

利用Microsoft Excel 2007進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，SPSS 19.0軟件進(jìn)行主成分分析、聚類(lèi)分析和判別分析。提?。?.0的特征根及對(duì)應(yīng)的特征向量，構(gòu)建主成分方程，計(jì)算各樣本的主成分值，并通過(guò)歐氏距離計(jì)算樣本間的距離，以類(lèi)平均法對(duì)樣本進(jìn)行聚類(lèi)。通過(guò)Wilks，λ檢驗(yàn)的概率值篩選變量，利用貝葉斯（Bayes）逐步判別法構(gòu)建各類(lèi)樣本的線(xiàn)性判別函數(shù)，用各類(lèi)樣本的判別函數(shù)計(jì)算云恢290的得分。

2 結(jié)果與分析

2.1 滇型雜交粳稻保持系稻米R(shí)VA譜特征值

保持系材料的8個(gè)RVA譜特征值均值的峰值時(shí)間為7 min，糊化溫度為82.49℃。以RVU為單位的RVA譜特征值的均值中以最高黏度最大，其次是冷膠黏度、熱漿黏度，都大于100 RVU；崩解值、回復(fù)值均較小，稍大于20 RVU；消減值的均值最小，為負(fù)值。除峰值時(shí)間和糊化溫度的變異幅度較小外，其余6個(gè)RVA特征值的變異幅度較大。標(biāo)準(zhǔn)差除峰值時(shí)間、糊化溫度、回復(fù)值小于10外，其余5個(gè)RVA特征值都達(dá)10以上（表1）。綜合8個(gè)RVA譜特征值可以看出，這些保持系材料的稻米品質(zhì)良好。

2.2 樣品RVA譜特征值的主成分

從表2可以看出，第1主成分的貢獻(xiàn)率為62.58%，第2主成分的貢獻(xiàn)率為13.76%，第3主成分的貢獻(xiàn)率為13.30%，前3個(gè)主成分的累積貢獻(xiàn)率達(dá)89.64%，符合主成分分析的要求，因此，這前3個(gè)主成分可作為分析稻米口感品質(zhì)的有效成分。

在第1主成分中，冷膠黏度的特征向量值最大，其次是熱漿黏度和消減值。冷膠黏度主要表現(xiàn)米飯的硬度，消減值與米飯冷后的口感相關(guān)聯(lián)。因此，稱(chēng)第1主成分為軟硬因子。

在第2主成分中，崩解值的特征向量最大，其次是最高黏度。崩解值與膠稠度呈正相關(guān)，最高黏度反映了稻米淀粉黏度。因此，稱(chēng)第2主成分為膠稠因子。

在第3主成分中，回復(fù)值的特征向量最大，其次是糊化溫度?；貜?fù)值越小，米飯?jiān)讲灰谆厣?。因此，稱(chēng)第3主成分為回生因子。

表3 各類(lèi)樣本與優(yōu)質(zhì)軟米R(shí)VA特征值平均值的差值及判別得分

圖1 滇雜粳保持系稻米聚類(lèi)圖

2.3 聚類(lèi)分析

從圖1可以看出，當(dāng)距離取10時(shí)，可將159份材料分成兩大類(lèi)。Ⅰ類(lèi)有147份材料，占所有樣本的92.45%；Ⅱ類(lèi)有12份材料。當(dāng)距離取5時(shí)，Ⅰ類(lèi)型又可分為3個(gè)亞類(lèi)，Ⅰ-1亞類(lèi)包括6份材料、Ⅰ-2亞類(lèi)包括11份材料、Ⅰ-3亞類(lèi)包括130份材料，分別占所有樣本的3.77%、6.92%和81.76%。

2.4 各類(lèi)樣本RVA特征值與優(yōu)質(zhì)軟米的比較

從表3可見(jiàn)，各類(lèi)樣本與云恢290在最高黏度、熱漿黏度、冷膠黏度、消減值、回復(fù)值的差值中，Ⅰ-1亞類(lèi)最小，其次是Ⅰ-3亞類(lèi)、Ⅰ-2亞類(lèi)和Ⅱ類(lèi)；崩解值差值中，Ⅰ-3亞類(lèi)略高于Ⅰ-1亞類(lèi)，其次是Ⅰ-2亞類(lèi)和Ⅱ類(lèi)；峰值時(shí)間差值最小的是Ⅰ-2亞類(lèi)；糊化溫度差值最小是Ⅰ-1亞類(lèi)。貝葉斯判別云恢290在Ⅰ-1亞類(lèi)的得分最高，在Ⅰ-3亞類(lèi)得分也很高，在Ⅰ-2亞類(lèi)和Ⅱ類(lèi)的得分較低。從8個(gè)RVA的特征值來(lái)看，Ⅰ-1和Ⅰ-3亞類(lèi)（合計(jì)136份，占供試保持系的85.53%）的RVA特征值與云恢290相似。

3 討論

隨著社會(huì)的發(fā)展，人們對(duì)稻米品質(zhì)的要求越來(lái)越高[9]，稻米的需求出現(xiàn)了由原來(lái)追求數(shù)量到現(xiàn)在追求數(shù)量與品質(zhì)并重的轉(zhuǎn)變[10]。稻米品質(zhì)是一個(gè)綜合性狀，主要由外觀品質(zhì)、加工品質(zhì)、蒸煮食味品質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)等幾個(gè)方面組成，其中，蒸煮食味品質(zhì)是評(píng)價(jià)稻米品質(zhì)的核心[11-12]。研究表明，RVA譜特征值與稻米蒸煮食味品質(zhì)密切相關(guān)，是評(píng)價(jià)稻米食味品質(zhì)的主要參考指標(biāo)[13-17]。

云恢290是云南公認(rèn)的優(yōu)質(zhì)軟米，其RVA譜特征值具有最高黏度值較高、冷膠黏度和消減值較低、達(dá)到峰值時(shí)間較短的特性。在滇型雜交粳稻保持系的4類(lèi)樣本中，以Ⅰ-1亞類(lèi)和Ⅰ-3亞類(lèi)稻米與云恢290最為相似，均表現(xiàn)出較高的最高黏度值和較低的消減值。貝葉斯判別云恢290在Ⅰ-1亞類(lèi)的得分略高于Ⅰ-3亞類(lèi)稻米，即Ⅰ-1亞類(lèi)和Ⅰ-3亞類(lèi)稻米品質(zhì)與云恢290接近。Ⅰ-2亞類(lèi)和Ⅱ類(lèi)稻米R(shí)VA特征值與優(yōu)質(zhì)軟米云恢290的差值較大，米質(zhì)不如Ⅰ-1亞類(lèi)、Ⅰ-3亞類(lèi)和云恢290。在今后配組優(yōu)質(zhì)雜交粳稻及改良保持系時(shí)，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)Ⅰ-1亞類(lèi)和Ⅰ-3亞類(lèi)材料的利用。

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Comparative Analysis of RVA Characteristic Values of Japonica M aintainers of Dian-type Hybrid Rice to a High Quality Soft Rice

JIANG Zhenzhen,LUAN Yifang,LIU Zhan,LIDandan,ZHANG Jiangli,XU Hongyun,JIN Shoulin,WEN Jiancheng,TAN Xuelin*
（Rice Research Institute,Yunnan Agrucultural University/Yunnan Engineering Research Center for Japonica Hybrid Rice,Kunming 650201,China; 1st authtor:zhenzhen164@126.com;*Corresponding author:tx15055@126.com）

In order to strengthen breeding of high quality hybrid japonica rice of Dian-type,rice grains of 159 maintainers of japonica Dian-type hybrid ricewere analyzed with Rapid Visco Analyser（RVA）,and the RVA characteristic valueswere analyzed with principal component,and the 159 samples were clustered,then the samples clusters were compared with Yunhui 290 through Bayes discrimination.The results indicated that 8 RVA characteristic values were composed of 3 principal components,soft and hard,gel,retrogradation,which occupied 89.64%contribution of the 8 RVA characteristic values.All the 159 sampleswere clustered into 2 groups. GroupⅠcovered 92.45%maintainers,which could be divided into 3 subgroups.Average values of RVA characteristic data of subgroup I-1 and I-3,which covered 136（85.53%）sampleswere high similarwith those of Yunhui290 on Bayesdiscriminant functions.

hybrid japonica rice ofDian-type;ricemaintainer;RVA;principal componentsanalysis;clusteranalysis;bayesdiscriminant

S511.2+2

：A

：1006-8082（2017）01-0051-04

2016－09－09

國(guó)家科技合作專(zhuān)項(xiàng)（2011FDA32600）