許光利, 汪　燕, 梁成剛, 江谷馳宏, 丁春邦, 李　天

(1 四川農(nóng)業(yè)大學(xué) 農(nóng)學(xué)院/農(nóng)業(yè)部 西南作物生理生態(tài)與耕作重點實驗室，四川 成都 611130； 2 四川農(nóng)業(yè)大學(xué) 生命科學(xué)學(xué)院，四川 雅安 625014)

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斯里蘭卡引進(jìn)稻種資源蒸煮食用與營養(yǎng)品質(zhì)分析

許光利1, 汪燕1, 梁成剛1, 江谷馳宏1, 丁春邦2, 李天1

(1 四川農(nóng)業(yè)大學(xué) 農(nóng)學(xué)院/農(nóng)業(yè)部 西南作物生理生態(tài)與耕作重點實驗室，四川 成都 611130； 2 四川農(nóng)業(yè)大學(xué) 生命科學(xué)學(xué)院，四川 雅安 625014)

摘要：【目的】對引自斯里蘭卡的水稻品種進(jìn)行蒸煮食用及營養(yǎng)品質(zhì)分析，以期發(fā)現(xiàn)可利用的優(yōu)良或特殊的稻種資源材料,以利于我國水稻生產(chǎn)和育種?！痉椒ā?2014年4—10月，以引進(jìn)的65個秈稻品種為材料，采用單因素隨機區(qū)組排列，進(jìn)行田間常規(guī)種植收獲后，對各品種的蒸煮食用品質(zhì)和營養(yǎng)品質(zhì)進(jìn)行分析。【結(jié)果】各品種直鏈淀粉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為21.35%～29.34%，供試品種間表現(xiàn)差異不顯著；蛋白質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5.24%～9.17%，供試品種間表現(xiàn)為顯著差異；氨基酸總含量中必需氨基酸占33.80%～36.30%，非必需氨基酸占63.70%～66.20%。相關(guān)性分析和主成分分析表明，營養(yǎng)品質(zhì)因子(氨基酸)對稻米品質(zhì)影響最大(貢獻(xiàn)率為53.447%)，其含量越高，稻米直鏈淀粉含量越低，同時蒸煮食用品質(zhì)越差。通過聚類分析，65個品種被歸為4類，各具特點。【結(jié)論】所引進(jìn)的水稻品種，特點不一，可作為原材料供將來生產(chǎn)和育種選用。

關(guān)鍵詞：斯里蘭卡； 稻種資源； 國外引種； 蒸煮食用品質(zhì)； 營養(yǎng)品質(zhì)； 主成分分析； 聚類分析

稻種資源是開展水稻育種及其相關(guān)科學(xué)研究的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，世界上許多國家及國際機構(gòu)已充分認(rèn)識到種質(zhì)資源對作物育種的卓越貢獻(xiàn)[1]。我國雖屬稻種資源大國，但仍然存在著稻種資源匱乏、優(yōu)質(zhì)品種少、利用率低、種質(zhì)資源喪失及對稻種資源研究不夠深入等問題[2-3]。此外，我國由于地域性廣、生態(tài)復(fù)雜等原因，稻作生產(chǎn)中易遭受各種病蟲害、溫度、干旱等生物和非生物脅迫的影響而損失產(chǎn)量[4]。引進(jìn)國外優(yōu)異稻種，對于豐富我國稻種資源及提高水稻產(chǎn)量具有意義[5-6]。近60年來因直接或間接引進(jìn)國外水稻資源而增產(chǎn)的稻谷超過7 730 萬t，創(chuàng)造了巨大的經(jīng)濟(jì)效益[7]。持續(xù)開展稻種資源的收集和整理，完善稻米種質(zhì)資源評價體系，是我國水稻生產(chǎn)及育種可持續(xù)發(fā)展的重要保證和舉措[1]。

目前，我國引進(jìn)的稻種資源主要來自于日本、韓國以及東南亞國家和地區(qū)，這些稻種由于高產(chǎn)、抗病蟲、耐旱耐熱、優(yōu)質(zhì)等特點，為我國水稻品種生產(chǎn)和改良做出了重要貢獻(xiàn)[5,8]。斯里蘭卡屬于南亞熱帶稻作區(qū)，該地區(qū)由于土壤危害、病蟲害嚴(yán)重等原因，水稻品種普遍具抗源性廣泛、抗逆性強等特點[5]。近些年來，關(guān)于斯里蘭卡水稻種質(zhì)資源品質(zhì)性狀的研究鮮有報道，為進(jìn)一步豐富我國水稻種質(zhì)資源，本文在前人研究的基礎(chǔ)上，對65個從斯里蘭卡引進(jìn)的水稻品種進(jìn)行蒸煮食用及營養(yǎng)品質(zhì)的分析，以期發(fā)現(xiàn)可利用的優(yōu)良或特殊稻種資源材料，為水稻生產(chǎn)和育種提供基礎(chǔ)材料。

1材料與方法

1.1供試材料與試驗設(shè)計

試驗于2014年4—10月在四川農(nóng)業(yè)大學(xué)教學(xué)農(nóng)場進(jìn)行。4月播種，5月移栽。供試土壤為紫色土，基礎(chǔ)肥力為：土壤有機質(zhì)20.18 g·kg-1，全氮1.31 g·kg-1，速效氮110.95 mg·kg-1，速效磷26.52 mg·kg-1，速效鉀 143.42 mg·kg-1，pH 6.60。

試驗選用從斯里蘭卡引進(jìn)的65個秈稻Oryzasativasubsp.indica品種為材料，采用單因素隨機區(qū)組排列，小區(qū)面積為4 m2(2 m×2 m)，行穴距為25 cm×18 cm。大田采取統(tǒng)一管理措施，保證水稻生長過程的水肥供應(yīng)。收獲后15 d，取一部分樣品粉碎并過100目篩，用于蒸煮及營養(yǎng)品質(zhì)測定。另取樣品保存，用于蒸煮食用品質(zhì)感官評價。

1.2品質(zhì)測定方法

稻米的蒸煮食用品質(zhì)及營養(yǎng)品質(zhì)測定均在農(nóng)業(yè)部西南作物生理生態(tài)與耕作重點實驗室進(jìn)行。

1.2.1蒸煮食用品質(zhì)測定直鏈淀粉含量測定：根據(jù)農(nóng)業(yè)部NY147-88[9]方法，稱取0.100 g粗淀粉樣品于15 mL試管中，先后加入無水乙醇1 mL和1 mol·L-1的 NaOH溶液9 mL，混合震蕩后沸水浴中加熱10 min，冷卻后轉(zhuǎn)移至100 mL容量瓶并定容，過濾，吸取5 mL樣液，加入1 mol·L-1乙醇1 mL和碘液1.5 mL，靜置20 min后,在620 nm下比色。

淀粉的黏滯性測定：稱取3.00 g含水量(w)10%左右的水稻粉樣,加入25 mL水,攪拌均勻，使用RVA (Rapid viscosity analyzer)儀測定。運行參數(shù)：50 ℃條件下保持1 min，以11.84 ℃·min-1的速度上升到95 ℃，并保持2.5 min，再以11.84 ℃·min-1的速度下降到50 ℃，并保持1.4 min。攪拌器的轉(zhuǎn)速在起始10 s內(nèi)為960 r·min-1，之后保持在160 r·min-1。并記錄峰值黏度、熱漿黏度、崩解值、冷膠黏度、消減值、到達(dá)峰值黏度時間以及糊化溫度。

蒸煮食用品質(zhì)感官評價：采用GB/T15682—2008[10]并結(jié)合曹萍等[11]介紹的日本農(nóng)林水產(chǎn)食味測定的相關(guān)方法進(jìn)行。選擇性別、年齡平衡的20個人組成評定小組。用電飯鍋，在同一條件下煮飯，然后每人對外觀、香氣、味道、黏度、硬度、綜合評價共6項指標(biāo)進(jìn)行評定：以極差-5分、很差-4分、較差-3分、略差-2分、稍差-1分、一般0分、極好5分、很好4分、較好3分、略好2分、稍好1分等評分標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評價打分，用每人評價分值的平均值進(jìn)行評定，每次每組評定品種數(shù)不超過11個。

1.2.2營養(yǎng)品質(zhì)測定蛋白質(zhì)含量采用全自動凱氏定氮儀測定。稱取精米樣品0.300 g放于消化管中，加入消化片與濃硫酸，然后置于高溫通風(fēng)櫥，在350 ℃條件下進(jìn)行硝化，消化完成待液體冷卻后使用Buchi AGB-339全自動凱氏定氮儀(瑞士步琦公司)測定成熟籽粒含氮量，換算成蛋白質(zhì)含量(以干質(zhì)量為計)，換算系數(shù)為5.95。

氨基酸組分含量使用氨基酸分析儀進(jìn)行測定。稱取精米樣品0.200 g于帶塞試管中，并加入6 mol·L-1的HCl 8 mL，蓋上塞子，震蕩后置于冰箱冷凍。結(jié)冰后取出試管，加入適當(dāng)?shù)獨馀懦諝?，?10 ℃烘箱中烘22 h。待試管冷卻至室溫，用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀蒸干液體，用0.02 mol·L-1的稀HCl溶液清洗并過濾于100 mL的容量瓶中，定容。吸取5 mL液體于25 mL容量瓶中并定容，最后使用針頭移液管吸取樣品，置于收集瓶中，使用日立公司L-8800型氨基酸全自動測定儀(日本日立公司)進(jìn)行氨基酸測定(氨基酸含量以干質(zhì)量為計)。

1.2.3相關(guān)性、主成分及聚類分析根據(jù)劉百龍等[12]方法，使用SAS Enterprise Guide 4.3 和JMP 9 等分析軟件進(jìn)行相關(guān)性、主成分及聚類分析。

1.2.4數(shù)據(jù)分析以上蒸煮食用與營養(yǎng)品質(zhì)測定均至少重復(fù)3次，并使用SAS Enterprise Guide 4.3進(jìn)行方差分析及顯著性檢驗，用Excel制圖表。

2結(jié)果與分析

2.1水稻蒸煮食用品質(zhì)分析

稻米的蒸煮品質(zhì)是稻米在蒸煮過程中所表現(xiàn)出來的理化特性，是衡量稻米品質(zhì)優(yōu)劣的主要指標(biāo)。由圖1和表1可知，直鏈淀粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)變幅在21.35%～29.34%，平均值為25.66%，在供試品種間差異不顯著。根據(jù)NY/T593—2002[13]食用稻品質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，有2個品種的直鏈淀粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)<22.0%，達(dá)優(yōu)質(zhì)一級標(biāo)準(zhǔn)，其分別是At95-7-5和96-911；10個品種直鏈淀粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)在22.1%～24.0%，達(dá)優(yōu)質(zhì)二級標(biāo)準(zhǔn)，占總數(shù)的15.38%；24個品種直鏈淀粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)在24.1%～26.0%，達(dá)優(yōu)質(zhì)三級標(biāo)準(zhǔn)，占36.92%?？梢?，達(dá)優(yōu)質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的品種占總數(shù)的55.38%。

RVA黏度值可以間接反應(yīng)稻米的蒸煮品質(zhì)。如表1所示，RVA各參數(shù)除到達(dá)峰值黏度時間外，其余參數(shù)在供試品種間表現(xiàn)為顯著或極顯著差異。影響稻米蒸煮品質(zhì)的主要參數(shù)指標(biāo)是崩解值和消減值，崩解值大則米飯較軟，消減值小則米飯軟而不黏結(jié)。本試驗中崩解值和消減值的范圍分別是10.59～75.00 RVU (Rapid visco unit，儀器單位)和34.04～109.84 RVU，變幅分別達(dá)到33.63%和26.06%。RVA各指標(biāo)變異系數(shù)由大到小是：崩解值>熱漿黏度>消減值>峰值黏度>冷膠黏度>到達(dá)峰值黏度時間>起始糊化溫度。

稻米蒸煮食用品質(zhì)感官評價是指通過人主觀的觀、聞、嘗等方法對稻米的外觀、味道、香氣、黏度、硬度以及綜合評價的綜合得分，是衡量稻米食用品質(zhì)的重要指標(biāo)之一。如表2所示，感官評價各指標(biāo)在供試品種間表現(xiàn)為極顯著差異，且變異系數(shù)較大。硬度、香氣和綜合評價3項指標(biāo)表現(xiàn)優(yōu)異的品種較多，分別占76.92%、63.08%和55.38%。外觀和味道表現(xiàn)優(yōu)異的品種分別占43.38%和38.46%，而黏度最低，僅占2.31%。綜合起來，各指標(biāo)均表現(xiàn)優(yōu)異的品種有5個，分別是At402、94-4918、95-1566、SN238和H4。

圖1　65個水稻品種的直鏈淀粉含量分布

1)表中為品種間方差分析，其中*、***和ns分別代表差異顯著(P≤ 0.05)、 差異極顯著(P≤ 0.001) 和差異不顯著(P≥ 0.05)(ANOVA單因素方差分析法)。

表265個水稻品種蒸煮食用品質(zhì)感官評價

Tab.2Comparisons of sensory evaluation of 65 rice cultivars

項目外觀香氣味道黏度硬度綜合評價綜合得分平均值-0.030.27-0.08-0.470.430.080.21最大值1.501.601.231.002.001.501.47最小值-1.46-1.38-1.38-1.50-1.00-1.15-1.31標(biāo)準(zhǔn)差0.530.540.590.540.600.602.19變異系數(shù)/%1766.67200.00737.50114.89139.53750.001046.80方差分析1)*********************

1)表中為品種間方差分析， ***表示差異極顯著(P≤ 0.001，ANOVA單因素方差分析法)。

2.2水稻營養(yǎng)品質(zhì)分析

蛋白質(zhì)含量是衡量和評定稻米營養(yǎng)品質(zhì)的主要指標(biāo)之一。由圖2和表3可知，蛋白質(zhì)含量在供試品種間表現(xiàn)為顯著差異。總體來說，蛋白質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)在5.24%～9.17%之間，變異系數(shù)為11.56%。多數(shù)品種蛋白質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)在6.0%～8.0%之間，4個品種的蛋白質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)≥8.0%，達(dá)優(yōu)質(zhì)二級標(biāo)準(zhǔn)以上，分別為Bg2676、Bg2677、At95-1534和At95-2-10；27個品種的蛋白質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)介于7.0%～7.9%，達(dá)優(yōu)質(zhì)三級標(biāo)準(zhǔn)，占總數(shù)的41.54%；26個品種的蛋白質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)介于6.0%～6.9%，達(dá)四級標(biāo)準(zhǔn)，占總數(shù)的40.0%;8個品種的蛋白質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)<6.0%，占總數(shù)的12.31%。

供試水稻品種共檢測出17種氨基酸，包括必需和非必需氨基酸，各氨基酸組分含量在供試品種間表現(xiàn)為顯著或極顯著差異。各品種必需氨基酸占總氨基酸含量的33.80%～36.30%，非必需氨基酸占總氨基酸含量的63.70%～66.20%，可見，稻米中的氨基酸以非必需氨基酸為主。必需氨基酸以亮氨酸(Leu)和天冬氨酸(Asp)含量最高，非必需氨基酸以谷氨酸(Glu)、精氨酸(Arg)和脯氨酸(Pro)為主。

圖2　65個水稻品種蛋白質(zhì)含量的分布

項目w(蛋白質(zhì))/%w(總氨基酸)/(mg·g-1)w(必需氨基酸)/(mg·g-1)蘇氨酸(Thr)蛋氨酸(Met)纈氨酸(Val)亮氨酸(Leu)苯丙氨酸(Phe)賴氨酸(Lys)異亮氨酸(Ile)天冬氨酸(Asp)平均值6.9065.552.291.304.546.334.563.153.005.49最大值9.1798.463.032.126.098.625.983.994.037.79最小值5.2447.151.480.773.104.123.202.142.073.64標(biāo)準(zhǔn)差0.8011.640.350.280.671.050.620.400.491.22變異系數(shù)/%11.5616.0015.3121.5414.7716.6113.6912.7816.2922.23方差分析1)*********************項目w(非必需氨基酸)/(mg·g-1)谷氨酸(Glu)組氨酸(His)精氨酸(Arg)胱氨酸(Cys)丙氨酸(Ala)甘氨酸(Gly)脯氨酸(Pro)酪氨酸(Tyr)絲氨酸(Ser)平均值13.161.885.652.394.053.026.051.354.45最大值17.942.528.002.885.844.328.582.805.96最小值8.350.423.852.052.212.033.310.252.94標(biāo)準(zhǔn)差2.160.391.050.160.840.571.160.620.68變異系數(shù)/%16.4220.7118.536.5420.8018.7419.1546.3115.38方差分析1)*********************

1)表中為品種間方差分析，其中*、**和***分別代表0.05、0.01和0.001水平差異顯著(ANOVA單因素方差分析法)。

2.3相關(guān)性及主成分分析

稻米品質(zhì)的相關(guān)性如表4所示，直鏈淀粉含量與崩解值呈顯著正相關(guān)，而與蛋白質(zhì)及各氨基酸組分均呈顯著負(fù)相關(guān)，說明蛋白質(zhì)含量高的品種，其直鏈淀粉含量低、崩解值低、食味差。峰值黏度和熱漿黏度均與冷膠黏度、消減值及峰值時間呈極顯著正相關(guān)，而與糊化溫度呈顯著負(fù)相關(guān)。冷膠黏度和消減值均與峰值時間呈極顯著正相關(guān)，硬度與冷膠黏度和消減值均呈顯著正相關(guān)，說明峰值黏度高的品種，其RVA譜表現(xiàn)的黏度值(熱漿黏度、冷膠黏度、消減值)越高，米飯越硬。此外，蛋白質(zhì)和個別氨基酸與RVA(除糊化溫度)呈顯著負(fù)相關(guān)。多數(shù)氨基酸與糊化溫度呈顯著正相關(guān)，表明氨基酸含量過高，會降低蒸煮食用品質(zhì)。另外，蛋白質(zhì)及各氨基酸之間均呈極顯著正相關(guān)(P<0.01，表略)。

表465個水稻品種蒸煮食用品質(zhì)與營養(yǎng)品質(zhì)的相關(guān)性分析1)

Tab.4Correlation analysis among cooking, eating, and nutritional qualities for 65 rice cultivars

性狀x1x2x3x4x5x6x7x8x9x10x11x12x13x14x20.261x30.182 0.971**x40.501*0.2390.081x50.1080.950**0.978**0.0511x6-0.2510.572**0.701**-0.507*0.771**x7-0.0910.694**0.741**-0.1850.726**0.679**x8-0.365-0.481*-0.487*-0.311-0.469*-0.164-0.205x90.244-0.211-0.164-0.054-0.158-0.057-0.020-0.040x100.0420.1860.1990.1820.1780.033-0.063-0.147-0.053x110.229-0.093-0.1370.474*-0.153-0.280-0.147-0.0090.455*0.384x120.147-0.120-0.2180.520*-0.290-0.548*-0.2450.0690.1290.572** 0.639**x13-0.2010.3770.480*-0.3790.582**0.744**0.318-0.315-0.1220.024-0.460*-0.616**x140.205-0.113-0.1480.224-0.192-0.290-0.2030.1910.3430.463*0.631**0.633**-0.550*x15-0.782**-0.324-0.242-0.618**-0.2140.2070.0440.449-0.283-0.137-0.431-0.1960.047-0.173x16-0.744**-0.339-0.377-0.177-0.368-0.235-0.2000.537*-0.346-0.042-0.0480.171-0.2760.080x17-0.526*-0.391-0.468*0.150-0.446*-0.414-0.3260.328-0.168-0.0920.2890.299-0.3730.062x18-0.724**-0.387-0.437*-0.132-0.421-0.289-0.2230.528*-0.3600.0270.0090.261-0.3040.136x19-0.755**-0.347-0.386-0.201-0.371-0.226-0.1430.527*-0.3310.005-0.0710.203-0.2700.129x20-0.702**-0.330-0.371-0.179-0.370-0.237-0.1490.519*-0.351-0.022-0.0900.193-0.2720.125x21-0.704**-0.371-0.407-0.211-0.406-0.256-0.2080.574**-0.326-0.013-0.0690.197-0.2950.161x22-0.696**-0.345-0.395-0.135-0.383-0.251-0.1930.524*-0.3330.0270.0280.268-0.3020.179x23-0.717**-0.365-0.401-0.224-0.396-0.241-0.2010.558*-0.2900.022-0.0340.217-0.2860.147x24-0.783**-0.324-0.363-0.165-0.335-0.190-0.1350.493*-0.403-0.048-0.0900.154-0.2240.040x25-0.489*-0.452*-0.503*-0.028-0.502*-0.457*-0.4050.283-0.273-0.109-0.2400.045-0.142-0.225x26-0.736**-0.360-0.403-0.151-0.395-0.268-0.1900.521*-0.354-0.033-0.0210.213-0.3030.107x27-0.575**-0.347-0.392-0.030-0.403-0.339-0.1760.304-0.132-0.0230.2000.249-0.3950.150x28-0.745**-0.425-0.468*-0.155-0.448*-0.292-0.2390.527*-0.349-0.0460.0040.222-0.2810.060x29-0.679**-0.353-0.398-0.145-0.405-0.297-0.2320.538*-0.3150.0130.0040.233-0.3470.151x30-0.705**-0.425-0.462*-0.174-0.417-0.225-0.2400.497*-0.273-0.159-0.2240.022-0.167-0.043x31-0.621**-0.191-0.273-0.064-0.214-0.126-0.0380.543*-0.352-0.245-0.036-0.028-0.229-0.004x32-0.750**-0.353-0.395-0.160-0.384-0.248-0.1470.518*-0.344-0.019-0.0180.233-0.3040.127

1)x1：直鏈淀粉；x2：峰值黏度；x3：熱漿黏度；x4：崩解值；x5：冷膠黏度；x6：消減值；x7：峰值時間；x8：糊化溫度；x9：外觀；x10：香氣；x11：味道；x12：黏度；x13：硬度；x14：綜合評價；x15：蛋白質(zhì)；x16：蘇氨酸；x17：蛋氨酸；x18：纈氨酸；x19：亮氨酸；x20：苯丙氨酸；x21：賴氨酸；x22：異亮氨酸；x23：天冬氨酸；x24：谷氨酸；x25：組氨酸；x26：精氨酸；x27：半胱氨酸；x28：丙氨酸；x29：甘氨酸；x30：脯氨酸；x31：酪氨酸；x32：絲氨酸。*表示顯著相關(guān)，**表示極顯著相關(guān)(Spearman相關(guān)分析法)。

為了進(jìn)一步分析歸納影響稻米品質(zhì)的因素，對32項指標(biāo)進(jìn)行主成分分析，通過相應(yīng)的特征值和特征向量(λ)，選取前5個(λ1～λ5)作為評價品質(zhì)的主成分，累計貢獻(xiàn)率為88.741%(表5)。第1主成分中，以各氨基酸的特征向量最大，可以看作是營養(yǎng)品質(zhì)因子，第1主成分特征向量越大，直鏈淀粉含量越低，糊化溫度越高。第2主成分中，以消減值、味道、黏度和硬度的特征向量最大，第2主成分特征向量越大，消減值和硬度越高，而味道和黏度越低。第3主成分以綜合評價、香氣、熱漿黏度和峰值黏度的特征向量最大。第4主成分以崩解值、外觀和糊化溫度的特征向量最大，崩解值越高，外觀和糊化溫度越低。將第2、3、4主成分綜合起來可以看作是蒸煮食用品質(zhì)。第5主成分以香氣、酪氨酸和蛋氨酸的特征向量最大，可以看作是感官與營養(yǎng)品質(zhì)聯(lián)合因子，香氣值越高，酪氨酸和蛋氨酸含量越低。

2.4聚類分析

以32個指標(biāo)為依據(jù)，將各數(shù)值標(biāo)準(zhǔn)化后進(jìn)行ward法聚類分析，將65個品種分為4類(圖3)。第Ⅰ類包括At4-L-6c、96-3297、SN238、At95-10-4、98-444、At94-17、Bg300、Bg379-2、Bg2586-1、Bg95-518、Bg2746、Ld355、IR29723、At402、94-4918、95-1566、H4和Suwanda等18個品種，這一類具有較高的外觀、口味、黏度及綜合評價值，而峰值黏度、熱漿黏度、冷漿黏度、消減值和硬度較低，即該類品種具有較好的蒸煮食用品質(zhì)；第Ⅱ類包括At94-16、At95-7、SN272、At96-19-17-2、97-1405、At-95-7-5、IRTP283、At96-5-8、Bg2341-1、At95-4-3、At95-15-19、Bg94-1、93-1154、96-1520、Bg403、Bw302、94-4338、SN270和96-911等19個品種，該類品種具有較高的峰值黏度、熱漿黏度、冷膠黏度、消減值和香氣，即具有較低的蒸煮食用品質(zhì)；第Ⅲ類包括At-4-E-4、Bg2426-2E、At95-2-10、At95-1534、Bg2676、At95-2-1、Bg450和Bg2677等8個品種，該類品種具有較高的蛋白質(zhì)和氨基酸含量，而直鏈淀粉含量、崩解值、外觀、香氣、口味、黏度較差，即具有較高的營養(yǎng)品質(zhì)；第Ⅳ類包括At354、Bg95-595、SN208、95-3000、95-296、Bg1222、95-3350、Bg380、96-2943、At95-6-8、Bw328-1、At95-22-18、Bg2225-1、IR72RY、94-4549、SN291、At96-19-17-1、At354-R、Bg357和Bg2039等20個品種，該類品種具有較低的蛋白質(zhì)和氨基酸含量，而直鏈淀粉含量、硬度較高，即具有較低的營養(yǎng)品質(zhì)和蒸煮食用品質(zhì)。

表565個水稻品種的品質(zhì)性狀主成分特征向量1)

Tab.5Eigenvectors of rice qualities based on principal component analysis for 65 rice cultivars

性狀特征向量λ1λ2λ3λ4λ5x1-0.146-0.278-0.0220.144-0.032x2-0.1330.1640.3230.3360.072x3-0.1330.2420.3290.1700.054x4-0.014-0.2090.0200.5190.059x5-0.1360.2560.2810.2240.052x6-0.0980.3630.105-0.078-0.006x7-0.0630.2830.318-0.0880.251x80.0420.0490.226-0.4160.131x9-0.085-0.1480.038-0.4260.169x10-0.029-0.1210.351-0.056-0.585x11-0.013-0.3210.266-0.0310.231x120.047-0.3120.2750.036-0.231x13-0.0840.310-0.0980.057-0.224x14-0.014-0.2610.387-0.2080.005x150.1370.275-0.084-0.229-0.141x160.2380.0380.0580.023-0.040x170.173-0.116-0.0710.1060.359x180.2390.0120.0590.0150.015x190.2380.0320.0680.017-0.039x200.2340.0430.0770.033-0.103x210.2330.0460.0650.022-0.058x220.2380.0100.089-0.004-0.003x230.2370.0280.0750.021-0.070x240.2370.0530.0770.014-0.051x250.191-0.012-0.1760.135-0.144x260.2380.0340.0680.047-0.005x270.210-0.0550.0770.0660.184x280.2400.0090.0330.0310.022x290.2360.0180.0840.043-0.033x300.2230.063-0.068-0.04-0.063x310.1910.0660.0260.0450.377x320.2390.0280.0710.018-0.017特征值17.1035.0902.7812.1631.259累積貢獻(xiàn)率/%53.44769.35478.04584.80688.741

1)λ1～λ5：特征向量;x1：直鏈淀粉；x2：峰值黏度；x3：熱漿黏度；x4：崩解值；x5：冷膠黏度；x6：消減值；x7：峰值時間；x8：糊化溫度；x9：外觀；x10：香氣；x11：味道；x12：黏度；x13：硬度；x14：綜合評價；x15：蛋白質(zhì)；x16：蘇氨酸；x17：蛋氨酸；x18：纈氨酸；x19：亮氨酸；x20：苯丙氨酸；x21：賴氨酸；x22：異亮氨酸；x23：天冬氨酸；x24：谷氨酸；x25：組氨酸；x26：精氨酸；x27：半胱氨酸；x28：丙氨酸；x29：甘氨酸；x30：脯氨酸；x31：酪氨酸；x32：絲氨酸。

圖3　65個品種稻米蒸煮食用品質(zhì)及營養(yǎng)品質(zhì)的聚類分析

3討論與結(jié)論

從以上結(jié)果可以看出，引進(jìn)的斯里蘭卡水稻多數(shù)品種直鏈淀粉含量較高(平均值25.66%)，蛋白質(zhì)含量適中(平均值6.90%)，這同楊金華等[14]對斯里蘭卡的稻種資源分析結(jié)果基本一致?？傮w來說，65個供試品種中，有36個和57個品種分別達(dá)到直鏈淀粉、蛋白質(zhì)含量國家優(yōu)質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，這表明引進(jìn)的水稻品種具有良好的品質(zhì)特性，可為水稻生產(chǎn)和育種提供優(yōu)質(zhì)資源。

稻米的適口性是一個受多方面因素影響的評價指標(biāo)[15]。其中，淀粉(或直鏈淀粉)含量被普遍認(rèn)為是影響稻米蒸煮食用品質(zhì)的重要指標(biāo)[16-18]。斯里蘭卡引進(jìn)水稻多數(shù)品種直鏈淀粉含量較高，這可能與斯里蘭卡消費習(xí)慣相關(guān)，收獲后的稻谷并非直接碾磨為大米食用，而是直接把稻谷進(jìn)行蒸煮后晾干，再儲藏或碾為大米食用，高直鏈淀粉便于在蒸煮后進(jìn)行儲藏或碾磨[19]。雖然各供試品種間的直鏈淀粉含量差異不顯著，但RVA和食用品質(zhì)感官評價卻有所差別，表明除了直鏈淀粉，其他的組分例如蛋白質(zhì)和氨基酸也對稻米的品質(zhì)有著影響[20]。前人對蛋白質(zhì)與蒸煮食用品質(zhì)相關(guān)分析結(jié)果表明，蛋白質(zhì)與消減值呈顯著正相關(guān)，而與熱漿黏度、崩解值、峰值黏度等呈顯著負(fù)相關(guān)[17, 21-23]。在本試驗中，蛋白質(zhì)與崩解值呈顯著負(fù)相關(guān)，而與其他RVA或感官評價指標(biāo)關(guān)系不顯著。一般而言，優(yōu)良的稻米崩解值較高，熱漿黏度、冷膠黏度、消減值和糊化溫度較低[16,24]。這表明蛋白質(zhì)含量越高，稻米蒸煮食用品質(zhì)表現(xiàn)越差。

供試品種的氨基酸以谷氨酸、亮氨酸、脯氨酸、精氨酸和天冬氨酸為主，其中必需氨基酸占總含量的33.80%～36.30%，非必需氨基酸占63.70%～66.20%，與前人的研究結(jié)果基本一致[25-26]。在必需氨基酸中，賴氨酸被認(rèn)為是稻米蛋白質(zhì)合成的第一限制性氨基酸，蘇氨酸和蛋氨酸則分別是第二、三限制性氨基酸[15,27]。在本試驗中，賴氨酸、蘇氨酸和蛋氨酸含量分別占氨基酸總含量的4.34%、3.15%和1.79%，變異系數(shù)相對較高，說明育種中可根據(jù)不同需求選擇育種材料。值得注意的是氨基酸含量并非越高越好，多數(shù)氨基酸組分與糊化溫度呈顯著正相關(guān)，這表明氨基酸含量升高反而會降低稻米蒸煮食用品質(zhì)。通過主成分分析可知，營養(yǎng)品質(zhì)因子(氨基酸)對稻米品質(zhì)的累積貢獻(xiàn)率達(dá)到53.447%，表明在優(yōu)質(zhì)品種選育中應(yīng)重視對營養(yǎng)品質(zhì)的選擇。

通過聚類分析，65個水稻品種被分為4類，第Ⅰ類具有較高的蒸煮食用品質(zhì)，包括At4-L-6c等18個品種；第Ⅱ類具有較低的蒸煮食用品質(zhì)，包括At94-16等19個品種；第Ⅲ類具有較高的營養(yǎng)品質(zhì)，包括At-4-E-4等8個品種；而第Ⅳ類具有較低的營養(yǎng)品質(zhì)和蒸煮食用品質(zhì)，包括At354等20個品種。在將來水稻生產(chǎn)及育種中，可以根據(jù)這些品種的不同特性進(jìn)行選育，以豐富優(yōu)質(zhì)水稻生產(chǎn)和育種資源。

參考文獻(xiàn)：

[1]韓龍植, 曹桂蘭. 中國稻種資源收集、保存和更新現(xiàn)狀[J]. 植物遺傳資源學(xué)報, 2005, 6(3): 359-364.

[2]葉衛(wèi)軍, 胡時開, 李媛媛, 等. 水稻種質(zhì)資源的分子鑒定和育種利用[J]. 分子植物育種, 2013, 11(4): 625-633.

[3]SONG Z, LI B, CHEN J, et al. Genetic diversity and conservation of common wild rice (Oryzarufipogon) in China[J]. Plant Spec Biol, 2005, 20(2): 83-92.

[4]魏興華, 湯圣祥, 余漢勇, 等. 中國水稻國外引種概況及效益分析[J]. 中國水稻科學(xué), 2010, 24(1): 5-11.

[5]王富有. 中國作物種質(zhì)資源引進(jìn)與流出研究——以國際農(nóng)業(yè)研究磋商組織和美國為主[J]. 植物遺傳資源學(xué)報, 2012, 13(3): 335-342.

[6]游書梅, 曹應(yīng)江, 鄭家奎, 等. 73份亞洲水稻恢復(fù)系農(nóng)藝性狀的主成分與聚類分析[J]. 植物遺傳資源學(xué)報, 2015, 16(2): 250-256.

[7]王述民, 張宗文. 世界糧食和農(nóng)業(yè)植物遺傳資源保護(hù)與利用現(xiàn)狀[J]. 植物遺傳資源學(xué)報, 2011, 12(3): 325-338.

[8]李丹婷, 夏秀忠, 農(nóng)保選, 等. 地中海地區(qū)稻種資源的秈粳分類及遺傳多樣性[J].植物遺傳資源學(xué)報, 2011, 12(1): 25-30.

[9]中華人民共和國農(nóng)業(yè)部. 米質(zhì)測定方法：NY147-88[S]. 北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，1988.

[10]全國糧油標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會. 糧油檢驗 稻谷、大米蒸煮食用品質(zhì)感官評價方法：GB/T15682—2008[S]. 北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2008.

[11]曹萍, 呂文彥, 裴忠友. 提高蒸煮與食味品質(zhì)鑒定準(zhǔn)確性，優(yōu)化稻米品質(zhì)[J].遼寧農(nóng)業(yè)科學(xué)，2002, (5): 33-35.

[12]劉百龍, 石瑜敏, 王威豪, 等. 引進(jìn)國際水稻所秈稻品系主成分及聚類分析[J]. 南方農(nóng)業(yè)學(xué)報, 2011, 42(12): 1449-1453.

[13]中華人民共和國農(nóng)業(yè)部. 食用稻品種品質(zhì)：NY/T593—2002[S]. 北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2003.

[14]楊金華, 曾永生, 林溶輝, 等. 國外引進(jìn)稻種資源的米質(zhì)鑒定評價初報[J].作物品種資源, 1994(2): 41-42.

[15]YOON M R, LEE S C, KANG M Y. The lipid composition of rice cultivars with different eating qualities[J]. J Korean Soc Appl Biol Chem, 2012, 55(2): 291-295.

[16]HASJIM J, LI E, DHITAL S. Milling of rice grains: effects of starch/flour structures on gelatinization and pasting properties[J]. Carbohyd Polym, 2013, 92(1): 682-690.

[17]TAN Y, CORKE H. Factor analysis of physicochemical properties of 63 rice varieties[J]. J Sci Food Agric, 2002, 82(7): 745-752.

[18]ZHAO W, CHUNG J, KWON S, et al. Association analysis of physicochemical traits on eating quality in rice (OryzasativaL.)[J]. Euphytica, 2013, 191(1): 9-21.

[19]李中. 斯里蘭卡人的飲食[J]. 食品與健康, 1994 (4): 26.

[20]CHAMPAGNE E T, BETT K L, VINYARD B T, et al. Correlation between cooked rice texture and rapid visco analyser measurements[J]. Cereal Chem J, 1999, 76(5): 764-771.

[21]吳洪愷, 劉世家, 江玲, 等. 稻米蛋白質(zhì)級分及總蛋白質(zhì)含量與淀粉RVA譜特征值的關(guān)系[J]. 中國水稻科學(xué), 2009, 23(4): 421-426.

[22]XIE L, CHEN N, DUAN B, et al. Impact of proteins on pasting and cooking properties of waxy and non-waxy rice[J]. J Cereal Sci, 2008, 47(2): 372-379.

[23]ZHENG L, ZHANG W, LIU S, et al. Genetic relationship between grain chalkiness, protein content, and paste viscosity properties in a backcross inbred population of rice[J]. J Cereal Sci, 2012, 56(2): 153-160.

[24]LIU Q, ZHOU X, YANG L, et al. Effects of chalkiness on cooking, eating and nutritional qualities of rice in two indica varities[J]. Rice Sci, 2009, 16(2): 161-164.

[25]李祖勝, 徐慶國, 劉紅梅. 播種期對雜交水稻組合稻米直鏈淀粉和蛋白質(zhì)及氨基酸含量的影響[J]. 作物研究, 2012, 26(4): 315-319.

[26]梁成剛, 張青, 李敬, 等. 水稻灌漿期高溫對天冬氯酸代謝酶活性及其家族氨基酸含量的影響[J]. 中國水稻科學(xué), 2013, 27(1): 71-76.

[27]焦愛霞, 楊昌仁, 曹桂蘭, 等. 水稻蛋白質(zhì)含量的遺傳研究進(jìn)展[J]. 中國農(nóng)業(yè)科學(xué), 2008, 41(1): 1-8.

【責(zé)任編輯李曉卉】

Evaluations of cooking， eating and nutritional qualities ofindicarice cultivars introduced from Sri Lanka

XU Guangli1, WANG Yan1, LIANG Chenggang1, JIANGGU Chihong1, DING Chunbang2, LI Tian1

(1 College of Agronomy, Sichuan Agricultural University/Key Laboratory of Crop Physiology, Ecology and Cultivation in Southwest China, Ministry of Agriculture, P.R.China， Chengdu 611130, China;2 College of Life Science, Sichuan Agricultural University, Ya’an 625014, China)

Abstract：【Objective】 The cooking, eating and nutritional qualities of rice cultivars introduced from Sri Lanka were analyzed so as to screen the suitable materials for rice production and breeding. 【Method】Single factor randomized block design was applied in 2014, and 65 rice cultivars introduced from Sri Lanka were planted under conventional cultivation. After harvest, rice samples from each cultivar were collected for cooking, eating and nutritional analysis. 【Result】Amylose contents were between 21.35%-29.34% across all cultivars and there were no significant differences. Protein contents were 5.24%-9.17% and significantly differed among cultivars. Essential and non-essential amino acids accounted for 33.80%-36.30% and 63.70%-66.20% of total contents of amino acids, respectively. Based on correlation and principal analysis, the nutritional factor (amino acids) contributed 53.447% to the rice qualities. Higher contents of amino acids were associated with lower amylose contents, and lower cooking and eating qualities. All 65 rice cultivars were classified into 4 types through clustering analysis, and each of them exhibited different characteristics. 【Conclusion】The introduced rice cultivars show different characteristics and can be used as raw materials for future rice production and breeding.

Key words：Sri Lanka; rice genetic resource; germplasm introduction; cooking and eating quality; nutritional quality; principal analysis; clustering analysis

中圖分類號：S511

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號：1001- 411X(2016)03- 0037- 09

基金項目：四川省科技支撐計劃項目(2014NZ0103)

作者簡介：許光利(1984—)，男，博士研究生，E-mail: guangli.xu@hotmail.com；通信作者：李天( 1962—)，男，教授，博士， E-mail: lit@sicau.edu.cn

收稿日期：2015- 06- 09優(yōu)先出版時間：2016-04-15

優(yōu)先出版網(wǎng)址：http://www.cnki.net/kcms/detail/44.1110.s.20160415.1555.018.html

許光利, 汪燕, 梁成剛，等.斯里蘭卡引進(jìn)稻種資源蒸煮食用與營養(yǎng)品質(zhì)分析[J].華南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報，2016,37(3):37- 45.