滇雜粳保持系稻米與優質軟米RVA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 譚學林

（云南農業大學稻作研究所/云南省雜交粳稻工程技術研究中心，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質軟米RVA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 譚學林*

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

為加強滇型優質雜交粳稻的選育，利用快速黏度分析儀，對云南農業大學稻作研究所保存的159份滇型雜交粳稻保持系稻米RVA譜特征值進行了主成分分析和聚類分析，并與云南優質軟米云恢290的RVA特征值進行比較和判別。主成分分析表明，與稻米口感品質有關的8個RVA指標可歸為軟硬、膠稠、回生這3個主成分因子，這3個主成分累計貢獻率達89.64%；聚類分析結果顯示，供試的保持系材料可分為2大類型，Ⅰ類包括了147份（占比92.45%），又可分為3個亞類；貝葉斯判別分析顯示，Ⅰ-1和Ⅰ-3亞類稻米的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；聚類分析；貝葉斯判別分析

云南是我國傳統高原粳稻生產區，粳稻種植面積達53.4萬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[2-3]。由于地理、氣候條件特殊，外地引進的粳稻品種在云南種植表現均不佳，不適于在當地推廣[3]，云南的粳稻品種只能靠自育解決[4]。因此，培育優質高產的粳稻品種是云南育種家們長期堅持的目標。

隨著社會的發展和生活水平的提高，人們對稻米品質提出了更高的要求。優質軟米因其外觀晶亮、米飯不粘、口感松軟而深受廣大消費者喜愛。云南是中國軟米的原產地，云恢290是優質軟米的代表。盡管優質米市場需求大，但生產上可供選擇的品種并不多。究其原因是稻米品質分析方法滿足不了育種和生產的要求。快速黏度分析儀（Rapid Visco Analyser，RVA）具有樣品用量少、簡便、快捷、測定結果重復性好等優點，近些年來在稻米口感品質研究中越來越受到重視[6]。

以細胞質雄性不育為基礎的三系雜交稻中，不育系是基礎，保持系是不育系的同核異質體，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，保持系的稻米品質對雜交稻選育具有直接影響。雖然滇型雜交粳稻在我國雜交粳稻生產中占有舉足輕重的地位，但是，對滇型雜交粳稻保持系的稻米品質性狀缺乏整體的、較為全面的了解。為探討滇型雜交粳稻保持系的稻米品質狀況，筆者對云南農業大學稻作研究所保存的滇型雜交粳稻保持系及優質軟米云恢290稻米的RVA譜特征值進行了比較分析。

1 材料與方法

1.1 供試材料

供試材料為云南農業大學稻作研究所保存的159份滇型雜交粳稻保持系材料及云南優質軟米品種云恢290。

1.2 試驗方法

1.2.1 材料種植

2015年3月初在云南農業大學稻作研究所富民繁育基地種植保持系。按普通生產方法育苗，4葉1心時挑取長勢一致的健壯秧苗，按材料編號順序移栽至大田。單本插栽，每個小區種植50苗（50 cm×13 cm），移栽7 d后施46%的尿素及復合肥（氮∶磷∶鉀=1∶1∶1），用量分別為30 kg/667m2和10 kg/667 m2。大田生長期按普通生產方法管理。9月中旬每份材料隨機取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干至恒質量，用脫殼機和精米機處理獲得精米。云恢290稻米樣品由云南紅河臥龍米業公司提供。每份參試材料稱取10 g精米，利用攪拌機打磨，精米粉過100目篩后，稱取3 g精米粉備用。

1.2.3 稻米RVA譜特征值測定

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公司生產的RVA-SM2型快速黏度分析儀測定稻米淀粉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）、回復值（Consistence viscosity，CSV，冷膠黏度-熱漿黏度）、峰值時間（Peak time，PeT）和糊化溫度（Gelatinzayion temperature，GT）8個指標反映。

1.3 數據統計

利用Microsoft Excel 2007進行數據處理，SPSS 19.0軟件進行主成分分析、聚類分析和判別分析。提取＞1.0的特征根及對應的特征向量，構建主成分方程，計算各樣本的主成分值，并通過歐氏距離計算樣本間的距離，以類平均法對樣本進行聚類。通過Wilks，λ檢驗的概率值篩選變量，利用貝葉斯（Bayes）逐步判別法構建各類樣本的線性判別函數，用各類樣本的判別函數計算云恢290的得分。

2 結果與分析

2.1 滇型雜交粳稻保持系稻米RVA譜特征值

保持系材料的8個RVA譜特征值均值的峰值時間為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、回復值均較小，稍大于20 RVU；消減值的均值最小，為負值。除峰值時間和糊化溫度的變異幅度較小外，其余6個RVA特征值的變異幅度較大。標準差除峰值時間、糊化溫度、回復值小于10外，其余5個RVA特征值都達10以上（表1）。綜合8個RVA譜特征值可以看出，這些保持系材料的稻米品質良好。

2.2 樣品RVA譜特征值的主成分

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

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。冷膠黏度主要表現米飯的硬度，消減值與米飯冷后的口感相關聯。因此，稱第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，最高黏度反映了稻米淀粉黏度。因此，稱第2主成分為膠稠因子。

在第3主成分中，回復值的特征向量最大，其次是糊化溫度。回復值越小，米飯越不易回生。因此，稱第3主成分為回生因子。

表3 各類樣本與優質軟米RVA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圖

2.3 聚類分析

從圖1可以看出，當距離取10時，可將159份材料分成兩大類。Ⅰ類有147份材料，占所有樣本的92.45%；Ⅱ類有12份材料。當距離取5時，Ⅰ類型又可分為3個亞類，Ⅰ-1亞類包括6份材料、Ⅰ-2亞類包括11份材料、Ⅰ-3亞類包括130份材料，分別占所有樣本的3.77%、6.92%和81.76%。

2.4 各類樣本RVA特征值與優質軟米的比較

從表3可見，各類樣本與云恢290在最高黏度、熱漿黏度、冷膠黏度、消減值、回復值的差值中，Ⅰ-1亞類最小，其次是Ⅰ-3亞類、Ⅰ-2亞類和Ⅱ類；崩解值差值中，Ⅰ-3亞類略高于Ⅰ-1亞類，其次是Ⅰ-2亞類和Ⅱ類；峰值時間差值最小的是Ⅰ-2亞類；糊化溫度差值最小是Ⅰ-1亞類。貝葉斯判別云恢290在Ⅰ-1亞類的得分最高，在Ⅰ-3亞類得分也很高，在Ⅰ-2亞類和Ⅱ類的得分較低。從8個RVA的特征值來看，Ⅰ-1和Ⅰ-3亞類（合計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

隨著社會的發展，人們對稻米品質的要求越來越高[9]，稻米的需求出現了由原來追求數量到現在追求數量與品質并重的轉變[10]。稻米品質是一個綜合性狀，主要由外觀品質、加工品質、蒸煮食味品質和營養品質等幾個方面組成，其中，蒸煮食味品質是評價稻米品質的核心[11-12]。研究表明，RVA譜特征值與稻米蒸煮食味品質密切相關，是評價稻米食味品質的主要參考指標[13-17]。

云恢290是云南公認的優質軟米，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、達到峰值時間較短的特性。在滇型雜交粳稻保持系的4類樣本中，以Ⅰ-1亞類和Ⅰ-3亞類稻米與云恢290最為相似，均表現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亞類的得分略高于Ⅰ-3亞類稻米，即Ⅰ-1亞類和Ⅰ-3亞類稻米品質與云恢290接近。Ⅰ-2亞類和Ⅱ類稻米RVA特征值與優質軟米云恢290的差值較大，米質不如Ⅰ-1亞類、Ⅰ-3亞類和云恢290。在今后配組優質雜交粳稻及改良保持系時，應加強對Ⅰ-1亞類和Ⅰ-3亞類材料的利用。

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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

國家科技合作專項（2011FDA32600）