水稻灌漿結實期穎果中葉綠素及總酚含量的變化

韓云哲，徐偉豪，柳洪良，樸雪梅，白學峰，楊學智，金海強

（延邊朝鮮族自治州農業科學院，吉林 龍井 133400）

隨著人們生活水平的提高和對健康認識的逐步加深，大米的營養價值越來越受到人們的關注[1]。糙米是稻谷脫殼后不加工或較少加工所獲得的全谷粒米，與白米相比，其較高程度地實現了稻谷的全營養保留。綠米是因葉綠素大量沉積在種皮而使糙米呈淺綠色，其富含維生素、脂肪、葉綠素、膳食纖維及大量人體必須的微量元素[2-3]。蘭艷等引進綠米稻品種并研究發現，綠米穎果中葉綠素a、葉綠素b 及總酚含量均隨著水稻籽粒成熟而降低，其中花后15～20 d 下降速率加快[4]。有關綠米栽培技術的研究集中在綠米稻品種的配套栽培上，利用普通水稻品種開發綠米的研究還是空白。本研究以普通水稻品種吉宏6 為對象，通過揭示其灌漿結實期穎果中葉綠素及總酚含量的變化規律，為綠米優質生產提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試土壤為棕壤土。水稻品種為2014年通過吉林省品種審定委員會審定的中晚熟偏早品種吉宏 6，生育期 138 d，需≥10 ℃積溫 2 800 ℃左右，區試產量8 333.4 kg/hm2。供試肥料：尿素（N 質量分數46%），四川瀘天化股份有限公司生產；磷酸二銨（N質量分數18%，P2O5質量分數46%），云南三環中化化肥有限公司生產；氯化鉀（K2O 質量分數60%），中化化肥有限公司生產。

1.2 試驗設計

試驗在延邊朝鮮族自治州農業科學院試驗地（129°41′E、42°78′N）進行。0～20 cm 耕層土壤理化性狀：有機質含量18.2 g/kg，堿解氮含量89 mg/kg，有效磷含量86 mg/kg，速效鉀含量96 mg/kg，pH 值為 5.3。施肥量為純 N 150 kg/hm2、P2O546 kg/hm2、K2O60 kg/hm2。磷肥和鉀肥全部作基肥于翻耕地前施入，氮肥中基肥、分蘗肥與穗肥質量比為4︰4︰2。行、株距分別為30、15 cm。

1.3 測定項目及方法

1.3.1 穎果中葉綠素含量測定。水稻始穗期，在掛牌標記同日抽出的稻穗，分別于開花后10、15、20、25、30、35、40 d 取樣 3 穴。每次取樣于 8:30—10:30采標記稻穗，取上部籽粒（穗頂端3～4個一次枝梗）、中部籽粒（穗中部4個一次枝梗）、下部籽粒（穗基部3～4個一次枝梗）為測試材料，進行烘干。每次稱取0.2 g 穎果，分別放入25 mL 試管內，向試管內加入80%乙醇浸提液20 mL 浸提穎果中的葉綠素；將試管置于黑暗中，待穎果完全褪色后，用浸提試劑定容至25 mL。以浸提試劑為空白，分別在波長663、645 nm 處測定吸光度，并按以下公式計算：

葉綠素a 含量=20.21×D645nm；

葉綠素b 含量=8.02×D663nm；

葉綠素含量=（葉綠素a 含量+葉綠素b 含量）×提取液總量/穎果質量×1 000。

1.3.2 穎果中總酚含量的提取與測定。1）標準曲線的制作：稱取25 mg 沒食子酸，溶于50 mL 的50%甲醇溶液，配制成 0.02、0.04、0.06、0.08、0.10、0.15、0.20、0.25 g/L 的標準溶液，加入 1 mL 福林 - 西奧卡特（Folin-Ciocalteu）試劑，混勻后加入10 mL 7%Na2CO3溶液，最后加蒸餾水定容至25 mL，不時振蕩，2 h 后，在766 nm 波長下測定吸光度。空白對照為50%甲醇。

2）提取和測定：稱取 0.5 g 穎果，加 5 mL 的 80%乙醇溶液，用研缽磨并過濾，濾液放入100 mL 的錐形瓶中，加塞，放置20 min 后，吸取1 mL 樣品液，加入1 mL 福林- 西奧卡特試劑，充分混勻后加入10 mL7%Na2CO3溶液，最后加蒸餾水定容至25 mL，不定時振蕩，2 h 后在766 nm 波長下測定吸光度。空白對照為50%甲醇。用標準曲線來計算樣品中的總酚含量。

1.4 千粒質量測定

開花后10 d，每隔5 d 取標記的3 穴稻穗，105 ℃殺青30 min 后，70 ℃烘干至恒質量。取稻穗上、中、下部籽粒，稱千粒質量。

1.5 產量及糙米率測定

以對角線取樣法取5個點進行收獲、自然晾曬，在稻谷水份達到15%以下測定產量。糙米是取1 kg 稻谷用礱谷機脫去穎殼，制成糙米。糙米質量與稻谷質量的百分比為糙米率。

1.6 數據處理方法

利用DPS 7.05、Excel 2016 統計軟件對試驗結果進行分析，比較各處理間的差異性。

2 結果與分析

2.1 吉宏6 穎果中葉綠素含量

如圖1 所示，穎果中葉綠素含量隨著籽粒成熟表現出降低趨勢，開花后30 d（蠟熟期），葉綠素含量為下部籽粒＞中部籽粒＞上部籽粒，分別為0.026 1、0.024 0、0.021 6 mg/g，平均葉綠素含量為0.023 9 mg/g；開花后 35 d，上、中、下部穎果中葉綠素含量分別為 0.015 5、0.011 1、0.009 7 mg/g，平均含量為0.012 1 mg/g，與開花后30 d 相比，葉綠素含量下降0.011 8 mg/g。

圖1 穎果葉綠素含量變化

2.2 吉宏6 穎果中總酚含量

如圖2 所示，穎果中總酚含量隨著籽粒成熟表現出降低趨勢，開花后30 d（蠟熟期），總酚含量為下部籽粒＞中部籽粒＞上部籽粒，分別為24.4、23.5、22.5 mg/g，平均含量為 23.5 mg/g；開花后 35 d，上、中、下部穎果中總酚含量分別為16.4、15.7、14.7 mg/g，平均含量為 15.6 mg/g，比開花后 30 d 的總酚含量下降7.9 mg/g。

圖2 穎果總酚含量變化

2.3 吉宏6 千粒質量變化

如圖3 所示，隨著籽粒成熟，千粒質量呈逐漸增加趨勢，開花后25 d，上、中、下部千粒質量分別為 17.5、15.5、10.5 g，平均為 14.5 g；開花后 30 d，上、中、下部千粒質量分別為 21.5、20.5、19.5 g，平均為20.5 g，與開花后25 d 上、中、下部千粒質量差異具有統計學意義（P＜0.05）；開花后 35 d，上、中、下部千粒質量分別為 22.9、22.6、20.5 g，平均為 22.0 g，與開花后30 d 上部籽粒千粒質量差異不具有統計學意義，但與中、下部籽粒質量差異具有統計學意義（P＜0.05），說明籽粒于開花后30 d 趨于飽滿狀態。

圖3 籽粒千粒質量變化

2.4 吉宏6 產量及糙米率變化

如表1 所示，綠米的產量和糙米率隨著籽粒成熟而增加，開花后30 d（蠟熟期），綠米產量為4 865.4 kg/hm2，糙米率為 63.1%；開花后 35 d（完熟期），綠米產量為5 793.1 kg/hm2，糙米率為65.0%。

表1 綠米產量及糙米率的影響

3 討論與結論

葉綠素是植物中特有的色素成分，具有抑制致癌物質、解除體內藥物殘渣、排毒造血、降低膽固醇等作用[5]。顧蘊潔等研究表明，水稻穎果在發育初期呈綠色，這是果皮中層細胞中含有葉綠體的緣故[6]。柳敏研究發現，在黑米穎果發育過程中，穎果發育前中期葉綠素含量較多，往后逐漸減少[7]。本試驗中吉宏6 穎果中葉綠素含量同樣隨著籽粒成熟出現降低的趨勢，因此，為保證穎果中葉綠素含量及色澤，收獲期不宜太遲。根據本試驗結果，以開花后30 d 收獲為宜，此時上、中、下部葉綠素含量平均為0.023 9 mg/g，比開花后 35 d 高出 0.011 8 mg/g。

酚類物質具有抑制人類腫瘤發展、防治心腦血管疾病以及抗炎、抗癌、抗氧化、抗衰老等作用[8-9]。總酚廣泛存在于蔬菜、水果、豆類和谷物等植物中[10]。研究發現，水稻籽粒中絕大多數次生代謝物隨籽粒發育呈顯著下降趨勢[4]。本試驗中總酚含量隨生育期的推進而下降：開花30 d，穎果上、中、下部總酚平均含量為23.5 mg/g，比開花后35 d 高出7.9 mg/g；說明開花后各個時期對總酚含量的影響比較大。

千粒質量表示種子的飽滿程度，也是構成產量的因素之一；千粒質量高，說明籽粒飽滿。本試驗中千粒質量、產量、糙米率均隨著籽粒成熟出現增長趨勢。開花后30 d 的平均千粒質量為20.5 g，產量為4 865.4 kg/hm2，糙米率為63.1%，比開花后25 d的千粒質量高6 g，產量高38.2%，糙米率高6.3%。

本試驗表明，利用吉宏6 水稻品種生產綠米時，開花后30 d 葉綠素平均含量0.023 9 mg/g，比開花后35 d 的高 0.011 8 mg/g；總酚平均含量 23.5 mg/g，比開花后35 d 的高7.9 mg/g；千粒質量平均20.5 g，比開花后 35 d 的僅低 1.5 g；產量為 4 865.4 kg/hm2，比開花后35 d 的低927.7 kg/hm2；糙米率63.1%，與開花后35 d 的差異不具有統計學意義。因此，綜合考慮葉綠素含量、總酚含量、糙米率等指標，開花后30 d是吉宏6 水稻品種生產綠米時的最佳收割時期。