高黃酮水稻品種資源的鑒定與篩選

陳庭木 方兆偉 王寶祥 劉艷 邢運高 徐大勇

（江蘇省連云港市農科院，江蘇 連云港222006；第一作者：chentingmu@139.com；*通訊作者：xudayong3030@sina.com）

黃酮是中藥中重要的藥理成分。水稻黃酮及其他種類黃酮對肝有保護作用，能防止肝損傷與纖維化[1]、降血糖[2]、改善血糖與血脂代謝[3]、消炎、提高人類的免疫功能[4-5]和抗衰老[6-8]等作用。水稻中黃酮主要為色素類，如花青素與原花青素?；ㄇ嗨刂饕獮槭杠嚲丈?3-O-葡糖苷和芍藥色素-3-O-葡糖苷[9-10]，易溶于水，廣泛存在于自然界，在不同的pH 值條件下顯示不同的顏色，在堿性條件下顯藍色，在酸性條件下顯粉紅色，中性條件下顯紫色，濃度高時顯黑色。原花青素為花青素單體組成的多聚體，本身不易溶于水，但易溶于有機溶劑，如醇類的水溶液中。原花青素無顯色反應。一般水稻黑米品種含有大量花青素，而紅米品種含有較多的原花青素，兩類色素均可用總黃酮含量的方法測定。鑒于水稻黃酮的重要性，本文對遺傳差異較大的985 份資源作了黃酮含量測定，以期為高黃酮水稻育種提供理論指導及育種資源。

1 材料與方法

1.1 水稻種質資源來源

以從IRRI 引進的804 份和從中國水稻研究所引進的59 份種質資源，及自有資源122 份為材料。其中，秈型895 份，粳型90 份。

1.2 測定項目及方法

1.2.1 外觀品質

采用FC2K 糙米機對所有水稻材料出糙，采用MRS-9600TFV2L 型萬深種子大米外觀品質檢測分析儀軟件、成像裝置測定IRRI 資源外觀品質，以堊白+模型分析。

1.2.2 總黃酮

依據文獻[11]的方法測定。

1.2.3 直鏈淀粉含量和可消化蛋白質含量

直鏈淀粉含量測定依據國標GB/T15683—2008 進行?？上鞍踪|含量：將水稻80 目糙米粉以70%乙醇水溶液提取醇溶蛋白質，棄上清，殘渣以文獻[12]的方法測定。

1.3 數據處理

采用Excel 2010 作基本統計與分析平臺，采用單因素重復觀察模型作方差分析，系統聚類方法采用WARD 方法，均采用本單位編寫C++類庫（軟件著作權號：2016SR266205），數據交換接口采用C++類庫（軟件著作權號：2017SR562716）處理。相關分析、偏相關分析及通徑分析采用文獻[13]的方法。

2 結果與分析

2.1 總黃酮含量

985 份水稻材料黃酮含量測定結果最大值為8.1‰，最小為0.6‰，平均1.4‰，方差0.90，變異系數69.62%，黃酮含量分布見圖1。依據系統聚類法中的WARD 法對985 份資源聚類分析，根據黃酮含量可將這985 水稻資源分為四類，類間差異均達極顯著水平（表1）。高黃酮含量品種有科特迪瓦IRGC 69058-1，本院資源褐殼黑米與黑糯，中國水稻種質資源庫引進的茶米粒等。

圖1 985 份水稻資源黃酮含量分布

表1 分類方差分析結果

圖2 不同類型水稻黃酮含量比較

2.2 秈粳、粘糯、米色對黃酮含量的影響

經方差分析，發現秈粳間、粘糯間黃酮含量無顯著差異，但不同米色間存在極顯著差異，黑米、紅米、白米黃酮含量間依次遞減（圖2）。若要選育高黃酮水稻品種，首選黑米育種，其次為紅米。實際測量發現，紅米資源黃酮含量上限與黑米資源持平，如茶米粒與IRGC 69058-1 均為紅米品種，與黑米品種黑糯同歸為高黃酮品種，而且紅米米色深淺與黃酮含量無明顯關系，所以在高黃酮水稻育種時還要以實際檢測值為主。

表2 不同黃酮含量資源可消化蛋白質含量與直鏈淀粉含量比較

圖3 可消化蛋白質含量與黃酮含量的關系

2.3 黃酮含量與營養品質的關系

從IRRI 引進的資源，其可消化蛋白質含量、直鏈淀粉含量與黃酮含量均存在極顯著相關，黃酮含量與可消化蛋白質含量、直鏈淀粉含量的偏相關系數分別為-0.3383**、0.1385**，通 徑 系 數 分 別 為-0.2718**、0.1057**。黃酮含量與可消化蛋白質含量的關系更加密切。一般色米可消化蛋白質含量普遍低于白米，且色米中隨著黃酮含量的提高，可消化蛋白質含量有持續下降的趨勢。由圖3 可知，高黃酮材料均非高蛋白質品種，高蛋白質材料均非色米。對于蛋白質含量下降是否因色米性狀存在導致，有待于進一步研究。

3 討論

3.1 高黃酮含量水稻選育方向

目前，對水稻黃酮進行研究的人員較對其他作物研究的人員少[1，16]，但其利用價值值得關注?；ㄇ嗨嘏c原花青素受到大眾喜愛，水稻黃酮主要為花青素與原花青素。黃酮主要分布于米皮中[15]，高黃酮水稻的食用以糙米為主，而糙米口感不好，一般通過降低大米的直鏈淀粉含量和蛋白質含量間接提高糙米的口感，應用中多以糯米或軟米為主，所以中國民間補血養生常用血糯或藥糯。鑒于高黃酮水稻其蛋白質含量一般較低的情況，將高黃酮水稻育種分為三種途徑：一是針對糖尿病人專用食品開發，要求高抗性淀粉，低蛋白質含量，在降低糖尿病人血糖壓力同時，減輕腎臟壓力，再應用高黃酮提高免疫力，調理血糖、血脂與血壓，達到糖尿病人的養生保健功能。二是針對高血壓病人的養生保健，以選育高黃酮大胚米為主。三是針對一般人群，只是補充黃酮需求，同時考慮口感，則宜選育高黃酮糯米與軟米為主，不用考慮低蛋白質、抗性淀粉及大胚要求。

3.2 黃酮的遺傳

水稻黃酮主要由色素構成，色素遺傳主要由色素原基因C、色素活化基因A 與色素表達基因P 及相應的表達抑制基因I[17-19]構成，但黃酮含量在同樣色米中相差很大，遺傳背景應更加復雜，需作進一步研究。