日本寒冷地帶北海道注重粳稻米粒外觀品質的育種研究歷程

丹野 久，吉村徹，木下雅文

（1. 北海道農產協(xié)會 日本 北海道札幌 060-0004；2. 北海道立綜合研究機構 中央農業(yè)試驗場遺傳資源部 日本 北海道瀧川 073-0013；3. 北海道立綜合研究機構 上川農業(yè)試驗場 日本 北海道比布 078-0397）

在日本，為了確保公正、順暢的糙米流通，對生產者交到農協(xié)（JA）的糙米，根據(jù)品質會給予1～3等及規(guī)格外的檢查等級。整粒比率是對檢查等級有很大影響的重要因素[1]（表1），整粒比率越高，加工到米糠完全被除掉的最佳加工精度時的糙出白率以及同一糙出白率時的大米白度也越高（圖1）。整粒是去除了受害粒、死米、未熟粒、異種谷粒和異物的籽粒。未熟粒是指不包括死米的未成熟籽粒，受害粒是受到損傷的籽粒，死米是不充實的粉質粒。這些谷粒中未熟粒的比率對檢查等級，也就是整粒比率的影響最大。

此外，影響檢查等級的特性有形質，是指皮部的厚薄，充實度，顆粒整齊性，粒形及光澤和表皮破損，心白及腹白的程度等。在形質的“皮部厚薄及光澤”中，糙米具有淡淡的糖色和光澤是好的，也就是說希望透明度較高。如果著色粒多發(fā)，則會成為降低等級的因素。

常說“美味的米飯又白又有光澤”。米飯的白度和光澤與大米白度有正相關關系（圖2）。在同一品種的年度之間和地區(qū)之間，大米白度與糙米白度間也存在正相關關系[2]。在流通和銷售方面理想的狀態(tài)是兩種白度都較高。

表1 農產品規(guī)格標準中在粳稻糙米規(guī)格的品質（等級）中對品質項目的定義等[1]

圖1 整粒比率與90%糙出白率時的大米白度之間的關系[2]

圖2 大米白度和米飯的“白度”及“光澤”之間的關系[3]

自古以來北海道米不僅是食味，而且米粒外觀品質也比東北以南產米差，一等米的比例也比較低[4]。因此，自1980年真正開始食味育種[5]以前，長期以來，重要的育種目標一直都是在提高產量和耐冷性的同時，提高米粒的外觀品質[6]。

因此，本研究主要闡明了北海道新老品種之間整粒比率和未熟粒比率，糙米和大米白度的差異。進而將現(xiàn)在北海道種植的主要品種和東北以南的品牌米品種之間，對米粒外觀品質以及糙米和大米的透明度進行了比較[3,7]。

1 米粒外觀品質的育種法

在品種培育方面，雜交后代大多數(shù)都是在初期世代采取的從集團選拔到個體選拔及系統(tǒng)選拔的試驗中，根據(jù)包括粒大、谷粒整齊性及谷粒飽滿度、腹白和心白的發(fā)生程度等形質的好壞，以及糙米的白度和透明度等外觀表現(xiàn)進行選拔的（表2）。另外，由于難以制備均勻的樣品，在初期世代幾乎無法進行大米白度的選拔。因此，考慮根據(jù)糙米白度和大米白度之間有正相關關系，可以通過提高糙米白度的選擇標準，間接提高大米白度的選擇程度。

表2 北海道水稻育種試驗中米粒外觀品質的選拔和評價方法（◎重點，○輔助使用）

其后的生產力（預備，正式）試驗到推薦品種決定（預備，正式）試驗，籽粒大小主要通過測定千粒重來選拔。另外，糙米白度和大米白度與目測的選拔平行，白度計的測定值也可用為選拔的參考。

受害粒、死米和著色粒，從初期到中后期的所有世代都通過目測來選拔。具體來說，這些谷粒的發(fā)生比對照品種多的個體和系統(tǒng)都會被廢棄。并且，在推薦品種決定（預備，正式）試驗中，對整粒、未熟粒、受害粒、死米和著色粒，還采用儀器測定，作為品種與系統(tǒng)間比較的參考。

如上所述，在生產力試驗之前，對所有的糙米外觀品質主要通過目測來選拔，該試驗之后，在參考儀器測定值的同時，還要由JA等檢查人員進行檢查等級的調查。檢查等級被認為是對未熟粒、受害粒、死米及著色粒的產生、粒形、顆粒整齊性及包括糙米透明度的形質好壞等的綜合評價。因此，最終將培育系統(tǒng)的檢查等級與對照品種相比，其優(yōu)劣程度也是能否被認定為新推薦品種的重要依據(jù)之一。

2 北海道新老品種中千粒重、整粒及未熟粒的產生

從1903年被評為推薦品種的“紅發(fā)”到近年的培育品種，比較北海道的新老品種，在一部分試驗中千粒重和培育年度之間發(fā)現(xiàn)了正相關關系，但總體上關系不明確（圖3）。這也許是因為在一般的新品種培育中，沒有把大粒或重粒作為育種目標，而是以接近對照品種一定范圍的值做為目標進行選拔，還有是因為大粒化容易產生腹白等問題從而使米粒外觀品質下降。

圖3 北海道新老品種的培育年度和千粒重之間的關系[7]

另一方面，培育年度越新整粒比率就越高（圖4），未熟粒比率就越低（圖5）。但是，如果僅限于1971年以后培育的品種，整粒比率和未熟粒比率都沒有發(fā)現(xiàn)與培育年份之間存在一定的關系，并且就未熟粒比率對 1984年以后培育的主要品種進行了比較也是一樣的結果（圖6）。另外，就全部新老品種以及 1971年以后培育的品種，無論哪一種都是未熟粒比率越低，整粒比率越高（圖 7）。

圖4 北海道新老品種的培育年度和整粒比率之間的關系[7]

圖5 北海道新老品種的培育年度和未熟粒比率之間的關系[7]

圖6 1984年之后培育的北海道主要品種之間乳白粒比率（試驗A）以及乳白粒 ? 基部未成熟粒 ? 腹白粒比率（試驗B，C）的比較[8-9]

圖7 北海道新老品種中未熟粒比率和整粒比率之間的關系[7]

而且，受害粒比率和著色粒比率只在所有新老品種時，隨著培育年度更新有降低的趨勢（圖8，圖 9）。另一方面，死米比率與培育年度之間沒有一定的關系[7]（1995年r＝–0.292，1996年r＝–0.245，各n＝2428）。

圖8 北海道新老品種的培育年度與受害粒比率之間的關系[7]

圖9 北海道新老品種的培育年度與著色粒比率之間的關系[7]

因此，所有新老品種的培育年度越新，整粒率就越高，未熟粒、受害粒和著色粒的發(fā)生率就越低。但是，就1971年以后的培育品種由于通過之前的育種已得到改良，品種間差異變小，所以與這些培育年度的關系變得不明顯。

3 米粒外觀品質的遺傳改良母本

降低了腹白粒和乳白粒等的產生、前所未有地使整粒比率大幅提高的品種是 1962年培育的“ユーカラ”（“尤卡爾”）[10]（圖4）。“尤卡爾”是將日本關東地區(qū)品種所具有的稻瘟病真性抵抗性基因引入北海道品種進行雜交后培育出來的品種。在培育當時糙米品質就極好，食味也很好[6，10]。從系譜來看，現(xiàn)在栽培的主要優(yōu)良食味品種“閃光397”、“七星”和“夢美”，都繼承了該品種外觀品質的優(yōu)良特性（圖10）。

圖10 米粒外觀優(yōu)良品種“尤卡爾”及之后培育出的主要米粒外觀和食味優(yōu)良的品種系譜[10-16]

4 北海道目前主要品種和東北以南品牌米品種之間整粒比率和未熟粒比率的比較

北海道1984年以后培育的4個主要品種，與東北以南的 4個品牌米品種“越光”、“秋田小町”、“一見鐘情”和“日之光”相比，通常未熟粒比率稍高、整粒比率略低（表 3）。如果只限于現(xiàn)在北海道的主要品種“閃光397”和“七星”，這與東北以南的品牌米品種相比，結果也是一樣的。

另外發(fā)現(xiàn)，乳白粒、腹白粒比起一次枝梗，更多發(fā)生在二次枝梗上（圖 11）。今后，為了減少北海道新培育品種中白未熟粒的產生，需要明確品種間二次枝梗的多少與乳白粒、腹白比率的關系，并應用于品種改良。

表3 1984年以后培育的北海道主要品種和東北以南的品牌米品種的整粒、未熟粒和受害粒的比率[7]

圖11 一次枝梗和二次枝梗之間不同枝梗著生位置的乳白粒 ? 腹白粒比率的比較[17]

5 北海道新老品種的糙米和大米的白度

在北海道新老品種中，培育年度為1971年之前的品種，培育年度和糙米白度以及大米白度之間沒有一定的關聯(lián)。這是因為培育年度較早的品種中，腹白和心白等白未熟粒很多，這些谷粒提高了糙米白度[7]。但是，1971年以后的培育品種中，這種白未熟粒多的品種不再被培育，而培育年度越新，糙米和大米的兩種白度變得越高（圖 12，圖 13）。

圖12 北海道新老品種的培育年度與糙米白度的關系[3,7]

圖13 北海道新老品種的培育年度與大米白度之間的關系[3,7]

另外，1971年以后的培育品種中，一般糙米白度越高大米白度也越高（圖 14），而且大米蛋白質含量越低，兩種白度就越高（圖15，圖16）。這些關系雖然在試驗中有時不太明顯，但發(fā)現(xiàn)在同一品種的年度之間存在同樣的關系[2]，并且在品種之間也認為是一般成立的關系。

圖14 1971年以后培育的北海道新老品種中糙米白度和大米白度之間的關系[3,7]

圖16 1971年以后培育的北海道新老品種中糙米白度和大米白度之間的關系[3,7]

6 北海道目前主要品種和東北以南品牌米品種之間糙米和大米白度和透明度的比較

即使是現(xiàn)在的北海道主要品種“閃光397”、“七星”和“夢美”，糙米白度也比東北以南的品牌米品種“越光”、“一見鐘情”、“秋田小町”和“日之光”稍差（表4，表5）。而大米白度方面，北海道主要品種與東北以南品牌米品種的大米大致程度相同。并且，糙米透明度與東北以南的品牌米品種相比沒有一定的差異，大米的透明度程度也相同（表4）。另外，這些糙米和大米的透明度，隨著大米蛋白質含量的降低而有升高的趨勢（圖17）。

進而，從糙米中去除未熟粒、著色粒和受害粒等后，重新調查僅為整粒的糙米白度。其結果，北海道品種由于主要是除去了青未熟粒，糙米白度有所提高，而東北以南品種則由于除去了乳白粒和腹白粒等白未熟粒，糙米白度反而下降了（圖18）。結果是，只比較整粒，1988年培育的“閃光 397”之后的北海道品種，糙米白度與東北以南的品牌米品種大體上相同。

7 北海道主要品種與東北以南品牌米品種的米粒外觀品質比較

如上所述，現(xiàn)在北海道的主要品種與東北以南的品牌米品種相比，雖然未熟粒略多、整粒稍少，但糙米和大米的白度和透明度幾乎相同，米粒外觀品質基本等同。從育種的選拔方法來看，到現(xiàn)在為止米粒外觀品質一直都是以目測為主，還沒有開發(fā)出像優(yōu)良食味育種那樣的新型高效方法[5]。但是，通過向一個目標長時間的持續(xù)育種，已然實現(xiàn)目前這樣的顯著成果。另外，由于開發(fā)了抑制白未熟粒產生的栽培方法[18]，并且利用色選機可以有效地篩選、去除整粒以外的谷粒，因此1998年以后，北海道的一等米比率已經超過了全國平均水平[4]。

表4 北海道現(xiàn)在的主要3個品種和東北以南的4個品牌大米品種的米粒外觀品質（比布町，褐色低地土）[3]

表5 北海道現(xiàn)在的3個主要品種和東北以南的4個品牌米品種的米粒外觀品質（巖見澤市，灰黏土）

圖17 大米蛋白質含量與糙米及大米透明度之間的關系[3]

圖18 北海道1971年以后培育的新老品種以及東北以南品種的全粒糙米白度和僅為整粒的糙米白度之間的關系[7]

備注：

1. 參考文獻中，除注明國家的期刊外，其余均為日語期刊。

2. 本文的彩色圖表可從本刊官網(wǎng)（http://lyspkj.ijournal.cn/ch/index.axpx）、中國知網(wǎng)、萬方、維普、超星等數(shù)據(jù)庫下載獲取。