高富硒水稻種質資源的篩選初報

張標金 史華新 魏益華 羅林廣 張祥喜 黃永忠

摘 要 提高稻米中的硒含量、增加人們膳食中的硒攝入量是我國居民的一條重要補硒途徑。為發(fā)掘高富硒水稻（Oryza sativa L.）種質資源，他們收集了80個水稻品種，在江西省豐城市天然富硒土壤進行種植，對其糙米硒含量進行評價。結果表明，水稻糙米硒含量范圍為0.024 9～0.142 6 mg/kg，基因型差異明顯，其中‘IR19735、‘黑帥、‘烏嚴粳、‘黑占96、‘豫南黑秈糯等的糙米硒含量較高，可作為高富硒水稻種質資源應用于富硒水稻新品種的選育；粳稻糙米硒含量高于秈稻，但差異不顯著，而有色稻米硒含量極顯著高于白色稻米，因而食用富硒有色稻米可能更有利于補硒。

關鍵詞 水稻 ；硒 ；種質資源

中圖分類號 S511 文獻標識碼 A Doi：10.12008/j.issn.1009-2196.2018.02.011

Abstract It was an important way to supplement selenium （Se） in Chinese residents by increasing Se content in rice to raise Se intake in people's diet. In order to explore the high Se-rich rice germplasm resources， 80 rice varieties were collected and cultivated in the natural Se-rich soil in Fengcheng city of Jiangxi province. And Se contents in the brown rice were evaluated. The results showed that the Se content was in the range of 0.024 9～0.142 6 mg/kg， and the genotypic differences were obvious. Some germplasm resources， including 'IR19735'， 'heishuai'， 'wuyanjing'， 'heizhan 96'， 'yunanheixiannuo'， exhibited high Se contents. So these rice cultivars can be used as high Se-rich rice germplasm resources for breeding new Se enriched rice varieties. Furthermore， Se content of brown rice in japonica was higher than that of indica rice， but the difference was not significant. Nevertheless， Se content of colored rice was significantly higher than that of white rice. It implied that eating colored Se-rich rice was more conducive to Se supplementation.

Keywords rice （Oryza sativa L.） ； selenium ； germplasm resource

硒（Selenium， Se）作為一種生態(tài)環(huán)境中重要的微量元素，對人體具有抗衰老、抗癌和解毒等多種作用[1-2]，被世界衛(wèi)生組織和中華醫(yī)學會確定為二十一世紀繼碘、鋅后必補的第三大微量營養(yǎng)保健元素，但在全球居民中普遍攝入不足[3]。根據(jù)中國營養(yǎng)學會營養(yǎng)調查報告，我國成人的硒攝入量僅為26.63 μg/日，距離中國預防醫(yī)學中心衛(wèi)生所推薦的安全進硒量40～240 μg/人/日和美國國家科學院推薦的安全進硒量50～200 μg/人/日相差甚遠。

水稻是我國主要糧食作物，利用天然富硒土壤生產(chǎn)富硒稻米，從飲食方面增加人體攝硒量是一種比較理想的補硒途徑。前人研究認為，水稻屬于非聚硒植物類型中含硒量低的作物種類，但是不同基因型水稻硒累積能力的差異非常明顯，篩選和利用富硒水稻種質資源可作為提高稻米硒含量的重要途徑。為此，本研究收集了80個水稻品種，利用江西省豐城市的天然富硒土壤種植進行篩選，以發(fā)掘出江西水稻種植生態(tài)區(qū)適應性強的高富硒的水稻種質資源，為高富硒水稻新品種的選育提供基礎。

1 材料與方法

1.1 材料

供試水稻材料共80份，均為常規(guī)稻品種，除部分自有品種外，一部分由“國家水稻種質資源中期庫”提供，一部分由江西省農(nóng)業(yè)科學院鄒國興和聶元元提供。

1.2 方法

1.2.1 試驗設計

所有材料于2016年以中稻種植于豐城市荷湖鄉(xiāng)樓前村天然富硒稻田，每品種重復3次，各小區(qū)隨機分布，常規(guī)大田肥水管理，施基肥尿素和磷酸二氫鉀分別為15和20 kg/667m2，分蘗肥尿素7 kg/667m2，穗肥尿素和氯化鉀分別為7和8 kg/667m2。成熟期每小區(qū)收獲稻谷500 g，曬干至含水量13.5%。種植材料前取試驗田中10 cm深處土壤進行肥力和硒含量測試，共取4個點，結果以平均值計，如表1所示。

1.2.2 樣品測定

各品種每小區(qū)稱取300 g稻谷用礱谷機去殼，再用高速粉碎機粉碎，過80目篩，密封保存?zhèn)溆茫瑱z測前將樣品置于干燥箱中40℃恒溫烘干至恒重。

稻米硒含量按照GB 5009.93-2017 《食品安全國家標準 食品中硒的測定》中的第一法 氫化物原子熒光光譜法測定。

1.2.3 數(shù)據(jù)處理

所有測定樣品設3個平行樣， 測定結果以平均值計。采用SPSS 19.0軟件對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析。

2 結果與分析

2.1 不同水稻品種糙米硒含量差異

80個水稻品種的糙米硒含量差異很大，變化范圍為0.024 9～0.142 6 mg/kg，極差相差5.7倍，變異系數(shù)為38.78%，各品種糙米硒含量呈正態(tài)分布規(guī)律（表2、圖1）。這說明各品種間硒含量的基因型差異非常明顯，篩選籽粒硒含量高的水稻種質資源是切實可行的。

本試驗田土壤硒含量達0.56 mg/kg，達到了富硒土壤的硒含量水平，然而所有品種的糙米硒平均含量為0.065 5 mg/kg，硒含量整體偏低。平均籽粒硒富集系數(shù)為0.117（富集系數(shù)=糙米硒含量/土壤硒含量），富集系數(shù)也較低。說明土壤中的硒被吸收轉運至籽粒中的比例較低，即水稻的整體聚硒能力較弱。姜超強等[4]和黃太慶等[5]的研究結果也表明，水稻對天然富硒土壤中的硒富集能力較低，吸收的硒主要聚集于根系中，向地上部轉移的能力偏弱。

雖然絕大多數(shù)品種糙米硒含量達到了國家富硒稻米標準[6]的0.04～0.30 mg/kg 含量要求，然而世界衛(wèi)生組織規(guī)定，食物中的硒含量低于0.10 mg/kg就易造成人體缺硒，而本試驗中只有很少部分品種能滿足要求，這也說明高富硒水稻種植資源的發(fā)掘和應用在富硒水稻生產(chǎn)中具有重要作用。在供篩選的80個水稻品種中，‘IR19735、‘黑帥、‘烏嚴粳、‘黑占96、‘豫南黑秈糯等的糙米硒含量較高，可作為高富硒水稻種質資源應用于富硒水稻新品種的選育。

2.2 不同類型水稻糙米硒含量差異

不同類型水稻間的糙米硒含量差異明顯。粳稻品種的糙米硒平均含量為0.072 2 mg/kg，高于秈稻品種的0.063 8 mg/kg，但二者間的差異性不顯著（表3）。本試驗水稻種質中包含了部分有色稻米，包括紅色、紫色、黑色等，其糙米平均硒含量達0.089 1 mg/kg，遠高于白色稻米的0.061 7 mg/kg，差異達極顯著水平（表4）。這表明在天然富硒稻米的開發(fā)中選用有色水稻品種能夠促進土壤硒向稻米轉移，提高天然富硒土壤的利用價值，而食用有色稻米更有利于增加人們的攝硒量。

3 討論

世界衛(wèi)生組織規(guī)定，食物中的硒含量低于0.1 mg/kg就易造成人體缺硒，我國國家標準[6]規(guī)定稻米正常硒含量在0.04～0.30 mg/kg。陳歷程等[7]測定了江蘇省52個不同品種大米樣品、全國部分省市30個大米樣品，結果表明，江蘇省的大米含硒量為0.015～0.056 mg/kg，平均為（0.035±0.009）mg/kg；全國部分地區(qū)的大米含硒量為0.011～0.055 mg/kg，平均為（0.025±0.011） mg/kg。甄燕紅等[8]隨機抽取全國部分市售大米份分析測定，其中粳米硒含量為0.006～0.106 mg/kg，平均為0.023 mg/kg，秈米為0.004～0.111 mg/kg，平均為0.034 mg/kg。由此可見，我國市售大米普遍存在缺硒問題，提高大米中硒含量對改善人們硒營養(yǎng)，預防缺硒疾病等非常緊迫。

水稻屬于非聚硒植物類型中含硒量低的作物種類，但是不同基因型水稻硒累積能力的差異非常明顯。Zhang等[9]在無錫安鎮(zhèn)的田間篩選研究了151個水稻品種籽粒的硒吸收積累，表明籽粒中硒含量為29～103 μg/kg；而蔣彬[10]在浙江大學華家池校區(qū)農(nóng)場對239份水稻種質的硒積累差異研究結果顯示，稻米硒含量在1.15～43.84 μg/kg，這些研究都表明不同水稻基因型稻米中硒含量差異極為顯著。鐘松臻等[11]對高/低積累硒水稻的比較研究結果表明，兩種類型水稻的硒含量差異非常顯著，但隨著土壤硒含量的提高，其差異水平呈縮小的趨勢。本試驗研究結果也顯示不同水稻品種的硒含量差異明顯，證實了前人的研究結論，也表明高富硒水稻種質資源的篩選和利用是提高稻米硒含量，改善人民膳食中硒攝入量的重要途徑。

此外，本研究結果還表明，有色稻米硒含量極顯著地高于白色稻米。有色稻米是色素沉積在水稻種子的種皮內形成的一種重要的特異水稻種質資源，以紫（黑）米和紅米最常見。紅米與紫米富含蛋白質、氨基酸、植物脂肪、纖維素和人體必需的礦物質， 如Fe、Zn、Se、Ca等，以及豐富的維生素B1、B2、B6、B12、D、E 和煙酸[12-13]。而硒作為一種重要的微量元素，很多研究都認為有色米中的硒含量要高于白色米，如趙成章等[14]培育的‘黑珍米、吳國泉等[15]培育的‘舟山紅米的硒含量均大幅高于白米，而魏毅[16]的研究結果則顯示紅米色素的含量與糙米硒含量具有明顯的相關性。本研究結果進一步證明，有色米的硒含量整體上要明顯高于白米，因此，富硒有色米可作為富硒農(nóng)產(chǎn)品開發(fā)的一個重要方向。

參考文獻

[1] Fairweather-Tait S J， Bao Y P， Broadley M R， et al. Selenium in human health and disease[J]. Antioxidants and Redox Signaling， 2011， 14： 1 337-1 383.

[2] Hatfield D L， Tsuji P A， Carlson B A， et al. Selenium and selenocysteine： roles in cancer， health， and development[J]. Trends in Biochemical Sciences， 2014， 39（3）： 112-120.

[3] Williams P N， Lombi E， Sun G， et al. Selenium characterization in the global rice supply chain[J]. Environmental Science and Technology， 2009， 43： 6 024-6 030.

[4] 姜超強，沈 嘉，祖朝龍. 水稻對天然富硒土壤硒的吸收及轉運[J]. 應用生態(tài)學報，2015，26（3）：809-816.

[5] 黃太慶，江澤普，邢 穎，等. 水稻對外源硒的吸收利用研究[J]. 農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境學報，2017，34（5）：449-455.

[6] 中華人民共和國國家標準GB/T 22499-2008 富硒稻谷.

[7] 陳歷程，楊方美，張艷玲，等. 我國部分大米含硒量分析及生物硒肥對籽粒硒水平的影響[J]. 中國水稻科學，2002，16（4）：341-345.

[8] 甄燕紅. 中國部分市售稻米Cd、Zn、Se含量及其食用安全評價[D]. 南京：南京農(nóng)業(yè)大學，2008.

[9] Zhang L， Shi W， Wang X， et al. Genotypic differences in selenium accumulation in rice seedlings at early growth stage and analysis of dominant factors influencing selenium content in rice seeds[J]. Journal of Plant Nuitrition， 2006， 29： 1 601-1 618.

[10] 蔣 彬. 水稻富硒基因型品種遴選[J]. 陜西師范大學學報（自然科學版），2002，30：152-156.

[11] 鐘松臻，張 木，張寶軍，等. 硒高/低積累型水稻富硒特征的比較研究[J]. 土壤通報，2017，48（4）：943-947.

[12] 黎毛毛，余麗琴，付軍如，等. 江西紅米稻種資源主要農(nóng)藝性狀及營養(yǎng)特性分析與評價[J]. 植物遺傳資源學報，2008，9（4）：480-484.

[13] 童繼平，李素敏，劉學軍，等. 有色稻米研究進展[J]. 植物遺傳資源學報，2011，12（1）：13-18.

[14] 趙成章，戚秀芳，楊長登，等. 應用細胞工程技術培育“黑珍米”的研究[J]. 農(nóng)業(yè)生物技術學報，1993，1（1）：100-105.

[15] 吳國泉，葉阿寶，張啟華，等. 舟山紅米的特征特性及米質分析[J]. 中國稻米，2000（5）：15.

[16] 魏 毅. 紅米糙米中硒鋅鍺等礦質營養(yǎng)元素的研究[D]. 雅安：四川農(nóng)業(yè)大學，2010.