粳稻资源蛋白质组分及其与稻米品质性状的关联研究

以适应辽宁省熟期且外观与加工品质符合育种目标的92份特异性粳稻资源为试材,分析其蛋白质组分与淀粉组分含量变异特点,以及这些组分与其他胚乳性状的关系。继而选择峰值黏度和崩解值高、回冷值低的16份材料作为食味优良材料,进一步研究了蛋白组分、淀粉组分与稻米食味的关系。结果表明,所研究的粳稻资源在蛋白质组分和淀粉组分变异丰富。其中,清蛋白含量高的品种AAC和Fb_(3)较低,而Fa和Fb_(1)+Fb_(2)较高。清蛋白与峰值黏度、最低黏度、崩解值、终值黏度、回冷值均呈现极显著负相关。对于优良食味品种,谷蛋白含量与食味值、外观、黏度、平衡度呈显著或极显著负相关关系,与硬度呈显著正相关。由此发现,所研究的品种资源中,存在丰富的蛋白质组分及淀粉成分变异,且清蛋白对优良食味有促进作用,而谷蛋白含量则可能增加米饭硬度,降低米饭平衡度,从而劣化米饭食味。此外,崩解值和回冷值可作为预测米饭食味品质的有效指标。

水稻种子胚形态与胚乳组成对稻米留胚特性的影响

【目的】稻米留胚能够提高稻米营养品质,但稻米留胚特性与胚性状、胚乳成分的关系等相关生物学机制并不明确。因此,有必要深入研究不同类型稻米品种留胚率差异及其影响因素。【方法】选取粳稻中软米型和普通型两类典型留胚材料及非留胚材料为试材,首先切片观察两类品种籽粒胚发育特点,继而对比表观直链淀粉含量(apparent amylose content,AAC)和离层果胶含量,最后以外源细胞分裂素(cytokinin,CTK)调控,比较胚性状、胚乳组成及留胚率差异。【结果】与非留胚材料相比,软米型和普通型留胚材料具有胚内幅和外幅较大,胚发育速度快,胚体积较大的特点;籽粒充实度好,粒形更宽、厚;同时离层果胶含量也较高。外施CTK后,软米型留胚材料中后期胚发育速度加快,普通型材料胚发育减缓;两类材料的AAC、果胶含量、胚比重及留胚率均提高。【结论】除胚性状对两类品种留胚率均有明显影响外,胚乳组成主要影响软米型材料留胚特性,而粒形是影响普通型材料留胚特性的重要因素。CTK则通过影响籽粒不同性状对不同类型材料留胚率进行调控。这为后续高留胚水稻品种的培育和栽培调控提供了理论依据和指导方向。

极良食味粳型软米胚乳成分特征分析

中国稻作目前已经由高产型逐渐向质量效益型转变,对于消费者来说,稻米食味是稻米品质的核心。软米总体具有较高的食味,但软米品种间还存在食味差异,遴选食味更加优良的软米品种具有重要意义。采用稻米食味感官品尝、饭食味计及快速黏度分析仪分析大米样品的食味特性,并比较大米样品胚乳性状组成及米饭显微特征,以明确几个软米新材料的食味特性。结果表明:软米感官品尝食味综合评价显著优于其他材料,100分制评分在90分以上,达到极良水平。其快速黏度分析仪特征值的峰值黏度、崩解值显著高,最低黏度、最终黏度和消减值、峰值时间显著低;胚乳性状表现为直链淀粉含量、支链淀粉长链显著低,其上限可能分别在13%、15%,清蛋白含量显著高,甜味氨基酸和苦味氨基酸总含量偏高,样品间可溶性糖含量差异显著,但极良食味品种没有表现出显著多。极良食味品种米饭显微图像自表及里,表现出充分糊化的网孔状特征,而不良食味品种则表现为没有充分糊化的熔岩状特点。多元回归分析表明,食味性状是由胚乳特性综合影响导致。综上,本研究的软米材料食味明显优良,具有显著的快速黏度分析仪特征值和胚乳成分含量特征。

种植密度和种植方式对超高产大豆根系形态和活力的影响

【目的】比较种植密度和单播、混播种植方式对大豆超高产品种和普通品种根系形态和活力的影响。【方法】于2012和2013年在盆栽条件下,研究不同种植密度和单混种植处理对超高产品种辽豆14、中黄35和普通品种辽豆11根系形态、根系活力和伤流成分的影响。采用随机区组试验设计,种植密度设3个水平(3株/盆、6株/盆和9株/盆),2个种植类型(单一种植方式:各品种单播;混合种植方式:同一盆中各品种按1﹕1种植)。在大豆的开花期(R2)、鼓粒中期(R6)和生理成熟期(R8)取样,将根系从土中取出,反复冲洗,利用根系扫描仪Win Rhizo Program(Re.gent Instruments Inc.Canada)对样根进行扫描测量,测定单株总根长、根表面积和根体积;根系活力用TTC法(甲醇浸泡法)测定;伤流液用重量法收取;伤流液中的磷用钼酸铵比色法测定(UV-2450),钾用火焰光度计(PEAA800)测定,可溶性糖用蒽酮法测定;由超高产品种在混播、单播处理下根系性状的比值除以普通品种在混播、单播处理下根系性状的比值得到超高产品种相对于普通品种的根系竞争比率(RCR),RCR>1表示超高产品种比普通品种的根系竞争力强。【结果】超高产品种和普通品种大豆的根系形态性状、根系活力和伤流成分在密度和种植方式间均存在显著差异。整个生育期,不同品种大豆的根系形态性状和根系活力均在鼓粒期达到最大,伤流量和伤流成分的最高值则出现在开花期。鼓粒期至成熟期,超高产品种的单株根长、根体积普遍高于普通品种,单播和混播处理下,分别较普通品种高出8.2%、10.4%和53.9%、34.6%。超高产品种的根系活力较强,而且具有较高的伤流量和伤流成分,3种密度水平下,超高产品种的平均伤流量分别高出普通品种16.9%、42.0%和49.1%。超高产品种的根系竞争比率普遍高于普通品种。随密度的增加,超高产品种和普通品种的单株根表面积和根体积下降,其中普通品种的下降幅度更大,达50.9%和50.7%。混播时超高产品种与普通品种的根系活力差异随密度的增加而增大;超高产品种相对于普通品种的根系竞争比率也提高,由平均1.00增至1.63,其中6株/盆处理下根系竞争比率增幅达到显著水平。6株/盆和9株/盆的种植密度下,超高产品种的单株籽粒产量高于普通品种,混播时差异达显著水平;随密度的增加,超高产品种和普通品种的单株生物量和籽粒产量下降,其中普通品种的下降幅度更大,达62.5%和60.0%;大豆根系形态性状、根系活力与单株生物量和籽粒产量呈显著或极显著正相关。【结论】超高产品种在密植条件下根系更发达,具有较强的根系吸收能力、竞争力和较高的物质生产力。

表观直链淀粉和蛋白质双低型粳稻食味的关联性状分析

表观直链淀粉含量(AAC)和蛋白质含量(PC)是影响水稻食味品质的主要因素,在一定范围内,二者越低则食味越佳,因此表观直链淀粉和蛋白质双低的粳稻资源中可能蕴含食味优良材料,而我国现用品种几乎没有这种类型。为找寻可供利用的资源,根据资源性状记录,从国家品种资源库选取来自19个国家和地区的粳稻资源,连同本课题组保留材料,共收集347份粳稻资源,经过直链淀粉和蛋白质含量测定,确定其中表观直链淀粉和蛋白质双低型品种65份,包括日本软、稻花香、盐粳48等。利用米饭食味计和快速粘度分析(RVA)仪测定了全部材料的食味品质性状及淀粉理化性状,分析不同直链淀粉含量和蛋白质含量品种间差异,以期明确双低型粳稻资源的食味特性及其与表观直链淀粉和蛋白质含量性状的关联。结果表明:供试材料AAC多为12%～16%,总体上表观直链淀粉含量低;稻米PC多为8.8%～9.2%,含量较高和较低的品种相对较少;食味值为35.80～82.40,均值为66.59,食味值为60.0～70.0的品种最多;RVA特征值变异较大,最高粘度、冷胶粘度和消减值的变异系数分别为13.5%、17.8%和20.9%;而热浆粘度和崩解值的变异系数高达52.7%和40.3%。AAC、PC与RVA值显著相关;双低品种的食味值最高。食味值得分高于70的10份优良资源,均表现为AAC低于15%,PC低于9.2%。可见,优良食味稻米中,AAC和PC均是影响食味的重要因子,在选择低AAC的稻米的同时,降低PC才能提高稻米的食味,双低型粳稻资源中广泛存在食味优良的材料。

通过养分管理调控水稻胚乳成分提高稻米食味品质

【目的】研究磷钾镁施肥配比对不同类型水稻胚乳成分及食味的影响,为通过施肥改善稻米食味品质提供依据。【方法】选取低直链淀粉含量的软米品种、优良食味的普通粳稻品种和高产的粳稻新品系为试验材料,通过4因素3水平正交设计,设置磷肥、钾肥和镁肥处理,并通过对糙米的逐层碾磨,分析不同层次米粉的直链淀粉含量、蛋白质含量差异,及其与食味特性的关系。【结果】从食味表现看,低直链淀粉含量的软米品种最佳,高产品系彦粳4号次之。各分层胚乳成分对质构特性、食味特性影响不同,其中呈味层直链淀粉主要控制糊化特性,米芯层直链淀粉主要调节适口性,呈味层蛋白质是调控食味的关键。通径分析表明,表层质构中平衡度、黏度和附着性对食味值的直接作用最大,且主要通过平衡度调节;整体质构中食味值是由黏度特性和硬度综合影响,其中附着量对食味值贡献最高。从施肥角度来看,高磷可降低直链淀粉含量和硬度,增加黏性,高钾能有效提高软米品种直链淀粉含量,并可促进蛋白质的合成,高镁肥对提高稻米质构黏度性状、附着特性、食味值都具有显著作用。在RVA方面,高磷+中或高镁肥是施肥组合中提高崩解值、降低回冷值的基础。在质构方面,高水平镁肥配以不同水平的磷钾肥可改善米饭质构附着特性,而高钾肥是施肥组合中提高米饭表层黏性和平衡度的基础。但对于软米品种,适量增施钾镁肥,再配以较高水平磷肥,可提高该类品种的直链淀粉含量和蛋白质含量,使食味达到最佳。而普通品种(系)需降低钾肥,增加黏性。【结论】肥料配比通过调控胚乳成分而对食味产生综合影响。总体上,磷肥主要改善稻米外观和食味特性,钾肥对质构特性影响明显,而镁肥对改善适口性作用较好。根据品种(系)特性,软米品种应以高磷+高钾+高镁为宜,普通品种(系)应以高磷+低钾+中或高镁为宜。

磷酸二铵对单混种植条件下超高产大豆养分吸收和利用的影响

【目的】研究不同磷酸二铵施肥水平和单混种植处理对超高产品种辽豆14、中黄35和普通品种辽豆11植株氮、磷、钾养分含量和吸收规律的影响,比较磷酸二铵施肥量对单播和混播种植条件下大豆超高产品种和普通品种的养分吸收与利用规律。【方法】于2012和2013年在盆栽条件下,采用随机区组试验设计,苗期施入磷酸二铵,施肥量设3个水平,分别为:0 mg·kg-1干土;100 mg·kg-1干土;200 mg·kg-1干土。2个种植类型,分别为单一种植方式:各品种单播;混合种植方式:同一盆中各品种按1﹕1种植。在大豆的开花期(R2)、鼓粒中期(R6)和生理成熟期(R8)取有代表性的植株5株,按器官分开后,在105℃下杀青30 min,80℃下烘干至恒重,测定干物质重量。留小样粉碎后,用浓H2SO4-H2O2法消煮,消煮液中的氮用凯氏定氮仪(KN520)测定,磷用钼锑抗比色法测定(UV-2450),钾用火焰光度计(PEAA800)测定。【结果】品种间和种植方式间大豆植株体内的氮、磷、钾养分吸收和利用存在显著差异。开花期至成熟期超高产大豆积累更多的氮、磷、钾,并具有较高的养分利用效率和氮、磷收获指数。施肥量的增加均使超高产品种和普通品种植株养分百分含量增加,且超高产品种增幅较大。200 mg·kg-1施肥水平下,开花期超高产品种的茎秆和叶片的氮素百分含量增幅较普通品种高出66.9%和30.5%,磷素百分含量差异幅度达28.1%。鼓粒期,超高产品种和普通品种间荚皮、籽粒的磷素百分含量差异随施肥水平的增长而增加。成熟期,品种间钾素百分含量差异幅度在高肥水平下达到18.6%。在混播和施肥处理下超高产大豆的养分吸收和利用能力显著高于普通品种。随着施肥水平的提高,混播时超高产品种和普通品种的氮素利用效率下降,磷、钾收获指数均增加。混播使得超高产品种与普通品种的养分利用效率、养分收获指数的差异性增大,在中肥(100 mg·kg-1干土)和高肥(200 mg·kg-1干土)水平下差幅更明显。中肥和高肥水平下,混播时超高产品种的氮、磷利用效率分别比普通品种高出13.6%、14.2%和2.1%、10.4%;品种间钾素利用效率差异由单播时的4.9%增至10.8%。【结论】施肥会增强超高产大豆对氮、磷、钾的吸收和转运能力。不同品种间竞争时,超高产品种在施肥量充足的条件下具有更强的养分吸收和利用效率。

磷酸二铵施肥量和单混种植对超高产大豆根系性状的影响研究

在盆栽条件下,以超高产大豆品种辽豆14、中黄35和普通大豆品种辽豆11为试材,探讨了超高产品种在不同施肥量和种植类型处理下根系的竞争力。结果表明,超高产品种和普通品种大豆的根系形态性状、根系活力和伤流成份在品种和品种×肥力互作间均存在显著差异。开花期,普通品种在不施肥条件下单播处理的根长、根表面积和伤流量较超高产品种分别高出46.3%、47.6%和27.9%,差异达显著水平。超高产品种在中肥和高肥水平下根系形态指标较高,在鼓粒期和混播处理中其根系活力、伤流量和伤流成份含量均显著高于普通品种。说明在施肥量充足时,超高产品种的根系较普通品种表现了良好的生长优势和吸收能力。

氮肥对不同品质基因型大豆光合生理和干物质积累的影响

以6个不同品质基因型大豆品种为试材,探讨了苗期追施尿素对叶片光合生理和植株干物质积累的影响。结果表明:随着生育进程,各品种的叶面积指数、叶色值和光合速率呈单峰曲线变化,干物质积累呈"S"型曲线。苗期追施尿素会对开花期至鼓粒初期大豆的叶面积指数、光合速率和叶色值产生显著影响,单株干物质积累最大速率和平均速率在施肥处理间均存在极显著差异。追施氮肥会使单株干物质最大积累速率出现时间提前,以高蛋白品种提前天数最多。

货币层次构想下的电子货币本质探讨

电子货币在我国尚处于萌芽阶段,随着信息技术的不断进步和经济全球化的发展,电子货币的日益成熟必将对个人以及社会造成深远影响。本文通过对电子货币的层次构想,界定现在的电子货币只能算狭义电子货币,认为其本质只能是准货币,不可能替代传统货币。

施镁对不同食味粳稻品种的品质影响

在影响稻米品质的诸多因素中,镁处理对稻米品质的影响极为重要。本试验以优良食味粳稻品种‘秋田小町’、软米品种‘彦粳软玉1号’和一般高产品种‘辽星1号’为研究对象,通过裂区试验,MgO用量按0、90、180、270 kg/hm^2基施,研究施镁对不同水稻品种品质构成因素的影响。结果表明:品质性状存在品种间相应差异。对于‘秋田小町’和‘辽星1号’,合理选择施镁量有助于提高其糙米率和精米率,改善米饭的外观、黏度、平衡度和食味值,降低米饭硬度。而对于较低直链淀粉含量的软米品种,施镁有助于提高蔗糖含量。综合比较,‘秋田小町’和‘辽星1号’选择180 kg/hm^2MgO用量对改善品质最佳,而‘彦粳软玉1号’,选择用270 kg/hm^2 MgO用量对于提高其蔗糖含量和淀粉RVA特征值(Rapid visco-analyze)的最高粘度最有利,可见施镁总体能够改善稻米品质,但不同品种类型存在差异。

穗型与胚乳成分对稻米黏弹性的影响

北方直立穂型水稻是超级稻的重要株型之一,但这类水稻的适口性一般并不理想。为明确该类水稻的适口性差异所在及其可能的原因,本研究选取70份直立穗型和非直立穗型水稻材料,利用质构仪和快速黏度分析(rapid viscosity analysis,RVA)仪分别对米饭粒和米淀粉进行黏弹性检测,同时分析稻米蛋白质量分数(proteincontent,PC)、表观直链淀粉质量分数(apparent amylose content,AAC)以及支链淀粉精细结构(Fa、Fb_(1+2)和Fb_3)的差异。结果表明:1)根据测试性状按Ward法可以将试材分为3类,直立穗型不能构成独立的一类,但直立穗型品种占比较大类的硬度大、黏性小、拉丝长度短、咀嚼性大,RVA的崩解值小、回冷值大,表现出不良适口性,其胚乳性状表现为AAC、PC、Fb_3质量分数高,而Fa/Fb_3低;2)总体上,黏弹性与AAC、Fb_3质量分数、Fa/Fb_3存在密切的相关关系,但类间相关关系有差异;与RVA特性相比,质构特性与胚乳性状的相关关系更紧密;3)质构测试结果的主要参数与RVA结果存在密切的相关关系。综上可见,穗型与黏弹性可能没有直接联系,部分直立穗型品种可能由于胚乳淀粉组成不佳导致米饭硬度大、黏性小的不良适口性;与RVA相比,质构测试对适口性评价更加简洁直接。

稻米留胚率测定方法筛选及留胚米相关特性研究

由于稻米胚(芽)中含有丰富的营养物质,所以食用留胚米有利于增进人体健康,然而普通水稻在碾制精米过程中,胚大都被磨掉,因此选育留胚米成为功能性稻米品种选育的一个方向。但在育种实践中,留胚率的测定标准、留胚率影响因素以及留胚米稳定性等基础性问题尚需进一步深入明确。为此,选取参加辽宁省水稻区域试验的粳稻新品种(系)及课题组选育的高留胚率材料,对重量法、半胚法和系数法3种留胚率测定方法进行比较优选,分析粒形对留胚率的影响、留胚率与蛋白质含量的关系以及二者的地区稳定性表现。结果表明:半胚法是3种留胚率测定方法中的最佳方法;留胚率与糙米的长宽比具有显著负相关关系,两年相关系数分别为-0.418*和-0.472*,但在留胚品种中,长宽比较高时仍保持其留胚特性,留胚率与糙米粒厚呈显著正相关关系,两年相关系数分别为0.41*和0.64**,推测留胚米的形成可能主要受遗传控制;留胚率与蛋白质含量成正比,两年相关系数分别为0.641**和0.584**;留胚米的留胚率及蛋白质含量受环境影响较大,但总体上,留胚米的留胚率仍然维持在80%。

以软米为主米的配方米食味特性研究

为改善稻米食味,选取4个粳型软米品种,以粒型相近为原则,与粳粘米组合形成配方米,并对原料米与配方米的质构、外观、食味、胀饭率等多种指标进行比较研究。结果表明,软米的硬度、粘力、粘性、弹力等质构特性及冷胶粘性、回冷值、峰值时间等RVA特征值显著低于粳粘,其质构特性的拉丝长度、米饭的平衡度、外观品质、食味值、RVA的峰值粘性、崩解值显著高于粳粘。配方米的米饭外观、粘度、平衡度、食味值显著高于粳粘,硬度显著低于粳粘。RVA参数显示:配方米的峰值粘性、崩解值显著高于粳粘,冷胶粘性、回冷值、峰值时间显著低于粳粘;而冷胶粘性、最终粘性、回冷值、峰值时间显著高于软米,峰值粘性、崩解值显著低于软米。另外,配方米的胀饭率也显著高于粳粘和软米。综上特征可以得出,配方米的食味品质优于粳粘,也优于软米,其中最好的配方米组合为彦粳软玉12+25%辽星1号,其外观光泽度好,粘性、胀饭率高,硬度、峰值粘性、崩解值高,最终粘性、回冷值低,适口性优良。

北方粳稻品种(系)资源淀粉RVA谱特征与品质性状典型相关分析

本研究系统分析了适合辽宁地区的水稻品种(系)资源各类品质性状间的相关性,并应用因子分析和典型相关分析方法研究了各类品质性状的关系。结果表明:多个RVA谱特征值之间相关性显著,直链淀粉含量和食味值与垩白性状呈负相关,食味值与蛋白质含量呈负相关;多个RVA谱特征值与垩白性状、直链淀粉含量和食味值之间存在显著相关性。因子分析表明RVA谱特征值可分为过程因子(热浆黏度、崩解值、冷胶黏度、回复值、峰值时间)和变性因子(峰值黏度和糊化温度),品质性状可分为垩白因子、碾米因子和食味因子,并且过程因子和垩白因子变异贡献率最大。RVA谱特征值与其他品质性状典型相关分析中共检测到3组显著的典型相关变量,其中以冷胶黏度与其他品质性状关系最为密切,其次是热浆黏度、崩解值和回复值;品质性状中垩白性状与RVA谱特征值相关性最高,其次是直链淀粉含量,此外蛋白质含量和食味值与RVA谱特征值也存在显著相关性。本研究结果进一步明确了辽宁粳稻品种(系)资源RVA谱特征值与稻米品质的关系以及其在稻米品质评价中的重要作用,为辽宁地区水稻优质育种提供了理论依据。

沈爆3号在不同密度下的冠层结构和生理特征研究

在6个密度下研究沈爆3号的冠层结构、生理特征、产量和产量构成因素。结果表明,沈爆3号适合高密度种植且适应密度范围较大,密度在8.25万株/hm2时产量最高,分别比5.25万、6.00万、6.75万、7.50万、9.00万株/hm2增产21.96%、22.75%、11.50%、10.64%、7.92%,达到显著或极显著水平。在高密度下穗长、穗粗、行粒数、穗粒数、粒重、秃尖变化较小,单株产量维持较高水平。在9.00万株/hm2时达到最大叶面积指数(6.55),保持较大的叶面积指数和较长的持续时间。生育后期叶面积指数随密度增加而下降的速度较快,但密度在6.75万～9.00万株/hm2差异不大,高密度下仍可维持较高水平。不同密度之间穗位叶叶绿素含量存在微小差异,较低密度下最高叶绿素含量的出现时间较迟,而高密度下较早。增加密度使净光合速率下降,但较低密度下增密时下降幅度较大,3个高密度间下降幅度较小。