Comparisons of Metabolic Profiles for Carbohydrates,Amino Acids,Lipids,Fragrance and Flavones During Grain Development in indica Rice Cultivars

We used a widely targeted metabolomics approach to examine the metabolic changes in three pedigreed indica cultivars(Meixiangzhan 2,Meisizhan and Qixinzhan),with different eating qualities,at 8,15 and 30 d after flowering(DAF)to explore the formation mechanism of rice eating and nutritional qualities at a global metabolic level.A total of 623 metabolites were identified,and results showed that metabolic variations among rice cultivars decreased with grain developmental stage,suggesting that sufficient carbohydrate and amino acid supply during grain development may contribute to excellent rice eating and nutritional quality formation.Lysophosphatidylcholines 19:0 and 16:1 were beneficial for excellent eating quality formation during grain development.Rice fragrance was attributed mainly to spermidine andγ-aminobutyric acid.Rice cultivars with excellent eating quality at 15-30 DAF had relatively higher flavone content,possibly because they had adequate carbohydrate and amino acid contents during grain development.These results provided insight into the mechanisms for establishing rice eating and nutritional qualities during grain formation at a global metabolic level,and can be applied towards improving rice quality.

华南籼稻早造稻米蒸煮、外观和碾米品质与食味品质的相关性研究

根据国家优质稻谷标准 GB/ T17891— 1999对 77份华南籼稻早造稻米样品进行了品质指标系统测定 ,蒸煮、外观、碾米品质与食味品质的相关性研究结果表明 :华南籼稻早造稻米的直链淀粉含量与食味品质呈极显著负相关 ;胶稠度因子对食味品质有极显著正线性效应 ,不完善粒因子对食味品质有极显著负线性关系。对食味品质的重要性顺序为胶稠度因子 >不完善粒因子 >直链淀粉含量因子 >垩白粒率因子。

分子标记辅助选择改良特青及其杂交稻米的蒸煮与食味品质刘巧泉

特青是我国育成的一个超高产籼稻常规品种,同时也可作为两系杂交稻的重要亲本,但其直链淀粉含量较高,蒸煮与食味品质较差。采用水稻蜡质基因内的一个分子标记(称为PCR-AccⅠ)进行辅助选择育种,经回交转育向特青品种导入来自中等直链淀粉含量优质籼稻的Wx基因,选育了仍保持原有亲本主要农艺性状的3个优质品系特青TT-1、特青TT-2和特青TT-3。改良品系胚乳中Wx基因表达量较改良前明显下降,直链淀粉合成大幅减少,由改良前的28.5%成功下调至15%左右的中等偏低水平。用改良品系与培矮64S所配两系杂交组合仍能保持较高的结实率及其他优异农艺性状,而杂交稻米的直链淀粉含量明显改善。直链淀粉含量降低后对亲本及杂种稻米中胶稠度等其他蒸煮食味品质的改善也有明显作用。

RVA分析辅助选择食用优质早籼稻的研究

采用粘度速测仪 (RVA,Rapid visco analyzer)分析不同早籼品种 ,发现消减值和崩解值等RVA谱特征值 ,不仅能特异性区分不同品种表观直链淀粉含量 (AAC)的高低 ,也能鉴定中等 AAC品种食用品质的优劣。对 RVA测定的主要干扰因子分析 ,发现高温烘干前处理和糙米粉显著干扰 ,而水质轻微干扰分析 ,总体上它们并不影响对品种的评价 ,但样品量严重影响测定结果。在此基础上 ,形成了更适合育种应用的分析体系。以 RVA谱特征值为理化指标辅助选择 。

华南籼稻晚造稻米蒸煮、外观和碾米品质与食味品质的相关性研究

根据国家优质稻谷标准GB/T17891 1999,对 6 0份华南籼稻晚造稻米样品进行了品质指标系统测定。蒸煮、外观、碾米品质与食味品质的相关性研究结果表明 :华南籼稻晚造稻米的直链淀粉含量、垩白粒率和垩白度与食味品质呈极显著负相关 ,胶稠度和粒型与食味品质呈极显著正相关 ;主成分分析表明 :入选的 3个主成分值分别被称为垩白粒率因子、出糙率因子和胶稠度因子。出糙率因子对食味品质有极显著正线性效应 ,垩白粒率因子对食味品质有极显著负线性关系。对食味品质的重要性顺序为出糙率因子 >垩白粒率因子 >胶稠度因子。

籼粳稻杂交后代蒸煮食味品质与亚种分化的关系

以2个典型籼粳稻杂交重组自交系F8群体(中优早8号×丰锦,计158株系;七山占×秋光,计142株系)为试材,利用程氏指数法鉴别其籼粳属性,同时测定稻米食味品质及淀粉RVA特征值,分析籼粳杂交后代稻米蒸煮食味品质与籼粳亚种性状特征的关系。结果表明:1)2个群体程氏指数、口感、综合评分及RVA谱特征值均呈连续分布,大部分株系介于双亲值之间;2)程氏指数与口感、综合评分及各RVA谱特征值的相关不显著或相关系数较小,依据程氏指数划分的类型间口感、综合评分及RVA谱特征值无明显差异,说明籼粳分化对稻米食味品质无直接影响;3)随着口感改善和综合评分的提高,热浆黏度、冷胶黏度、消减值降低、回复值升高,其他RVA谱特征值变化规律性不明显。

不同直链淀粉含量籼稻食味品质与其他品质性状的关系

以12个中等直链淀粉含量的软米和8个高直链淀粉含量的硬米为研究材料,分析了两类稻米食味品质与其他品质性状的关系。结果表明,直链淀粉含量低的软米食味优于直链淀粉含量高的硬米;硬米食味值与整精米率呈显著负相关,与粒长和粒型呈显著正相关,软米食味与外观品质和加工品质的相关性不显著;硬米和软米食味值与胶稠度分别呈极显著和显著正相关,与蛋白质含量呈显著和极显著负相关;硬米食味值与RVA谱相关性不显著,软米食味值与崩解值和最高黏度呈极显著正相关,与消减值呈极显著负相关。在今后的稻米食味品质评价工作中,应根据不同直链淀粉含量进行分类,再有针对性地选择相应食味品质指标进行测定,以便能更加准确地评价不同类型稻米的食味品质。

用于筛选直链淀粉含量为中等的籼稻品种的分子标记

用PCR AccⅠ分子标记检测方法 ,检测了来自不同地区的 6 3个栽培水稻品种 (系 )蜡质基因第 1内含子剪接供体 +1位碱基是G或是T。另外 ,还测定了这些水稻成熟种子的直链淀粉含量。结果显示该位置是G碱基的水稻品系成熟种子中直链淀粉含量均高于 2 0 % ,该位置是T的均低于 18%。在杂交育种过程中 ,这一分子标记可用于预测水稻植株种子的直链淀粉含量。对高直链淀粉含量的水稻亲本与中等直链淀粉含量的水稻亲本之间 5个籼型杂交组合F2 群体的分析表明 ,蜡质基因第 1内含子 +1位碱基是G或是T与水稻种子中直链淀粉含量的高或低是紧密连锁 ,共同分离的。这些结果表明PCR

大米食味品质与其碎米含量的关系

通过对不同类型同一品种不同碎米含量稻米的蒸煮特性、质构特性以及米饭的食味品质感官评定进行试验,结果表明:碎米含量越低,米饭的膨胀体积越大,大米蒸煮过程中米汤中的干物质越少;碎米含量高的大米蒸煮制成的米饭中米粒的硬度、弹性、咀嚼性均小于碎米含量低的米饭中米粒的硬度、弹性和咀嚼性,但其硬度与黏性的比值较大;同一品种稻米中,当碎米含量超过5%时,碎米含量越低则米饭的质构特性与蒸煮食味品质越好;当碎米含量超过25%时,其食味品质受到严重影响.

籼－粳杂种稻米品质性状的遗传控制

研究了４０个籼－粳正、反交杂种稻米有关外观和蒸煮食用品质性状的遗传控制。结果表明：杂种稻米粒长和粒宽的遗传表达决定于二倍体的母体基因型，而糊化温度和直链淀粉含量的遗传表达则主要受三倍体的胚乳基因型控制。细胞质效应一般不存在，但ＰＣ３１１（粳）的细胞质对粒长和粒宽，明恢６３（籼）的细胞质对直链淀粉含量有着一定作用。

开放式空气CO_2浓度升高对稻米品质的影响

了解大气CO2浓度升高对粳稻和籼稻稻米品质的影响,为今后合理筛选育种材料提供依据。以粳稻Asominori与籼稻IR24为材料,田间试验,于2003年和2004年连续2年在FACE(Free Air CO2 Enrichment,大气CO2浓度增加200μmol/mol)和正常大气CO2浓度(约370μmol/mol)下,分析了稻米的加工品质、外观品质和蒸煮食味品质。与对照相比,两年内IR24和Asominori的糙米率、精米率和整精米率等加工品质都显著降低了,降低幅度分别为-3.14%～-0.21%和-3.14%～-0.33%;FACE对水稻粒长、粒宽以及粒形无显著影响;但与对照相比,IR24和Asominori的垩白米率却由对照下的29.63%和30.81%显著降低至18.93%和24.78%;FACE对两品种精米中直链淀粉含量无显著影响,但对RVA(RapidVis-cosity Analyzer)谱中各指标影响显著,其中FACE处理显著提高了两品种的最高粘度,而崩解值、消减值和糊化温度由于受到其它互作效应的影响两年的变化趋势不尽相同,蒸煮食味品质变化复杂;此外,IR24和Asominori的粗蛋白含量由对照下的11.77%和10.23%显著降低至10.97%和9.91%。两年内,IR24和Asominori除加工品质和食味品质表现趋势相同外,外观品质和蒸煮品质表现出籼稻IR24对CO2浓度升高的响应程度大于粳稻Asominori。

籼粳杂种一代稻米蒸煮品质研究

采用稻米品质不同的３个粳稻和４个籼稻材料按完全双列模型进行杂交，配组２４个籼粳杂种一代Ｆ１，对稻米蒸煮和食味品质进行研究。结果表明，杂种一代的直链淀粉含量介于籼粳双亲之间，多数以粳稻为母本的杂种直链淀粉含量略低于以籼稻为母本的，正反交的差异不显著。多数杂种一代的胶稠度比籼粳双亲高，表现出超亲负优势，多数以粳稻为母本的杂种胶稠度比以籼稻为母本的高，但正反交的差异不显著。杂种一代的糊化温度介于双亲之间，并接近双亲平均值，胞质籼粳类型对其胶稠度影响不显著。

基因型×环境互作效应对籼稻蒸煮食用品质的影响

研究了胚乳、细胞质和母体植株遗传效应以及与环境互作效应对籼稻蒸煮食用品质的影响 .结果表明 :直链淀粉含量、糊化温度主要受遗传主效应控制 ,同时还受到基因型×环境互作效应的影响 ,胶稠度则主要受基因型×环境互作效应的影响 . 3个性状的遗传率均较高 ,早世代选择有效 ,但胶稠度以互作遗传率较大 .对亲本的遗传效应预测及不同亲本间遗传效应的线性对比结果表明高直链淀粉含量品种对直链淀粉含量和胶稠度的改良不利 .对 F2 稻米杂种优势的预测表明种子直接显性作用对 F2 稻米蒸煮品质的提高不利 .

籼爪交水稻F_2群体的蒸煮食味品质研究

分析了籼型高直链淀粉恢复系CG133R与糯性爪哇稻22号杂交衍生的F2群体的蒸煮品质变异及其与淀粉粘滞性特征间的相关性,以及F2群体颗粒结合淀粉合成酶(Wxa基因)和可溶性淀粉合成酶(SSⅡ-3基因)主效基因的遗传。结果表明:蒸煮品质指标和RVA谱特征值在F2群体中广泛分离,其中变异最大的是消减值,其次为胶稠度、直链淀粉含量。高直链淀粉材料各理化指标与RVA谱特征值的相关性不显著;RVA谱特征值在中、低直链淀粉含量和糯稻群体中与各理化指标存在显著或极显著相关;在中、低直链淀粉材料中,RVA谱特征值与糊化温度(GT)也存在显著或极显著相关。用Wxa基因和SSⅡ-3基因的分子标记检测到这两个基因在F2群体中存在偏分离,分别指向两个亲本类型。除高直链淀粉材料外,可以通过RVA谱特征值来辅助筛选优质水稻品种。

爪哇稻Lemont的特征特性及用其配组改良早籼稻品质

对爪哇稻品种Lemont特征特性作了观察 ,并用其与早籼稻配组 ,发现Lemont植株形态、叶色表型、根系活力和优异品质方面具有明显特征 ,配制的杂种F1株高和穗粒优势明显。经外观标记和微卫星分子标记辅助选择 ,筛选出一些表观直链淀粉含量 (AAC)中等适宜的优良株系。快速粘度分析仪 (RVA)分析发现 ,株系间和株系内淀粉粘滞特性差异明显 ,从中鉴定出 4个RVA谱与Lemont相似的高产特优质新品系。农艺性状分析表明 ,优质品系保留了Lemont的优良特性。

杂交早籼稻新组合蒸煮食味品质的分析

以６个杂交早籼稻新组合及其余本为材料，分析了杂交稻新组合稻米蒸煮食味品质与亲本的关系。结果表明：杂交早籼稻新组合稻米的胶稠度、糊化温度及直链淀粉含量的差异，主要是由遗传效应所决定，土壤等环境因素影响不大。杂交稻稻米的３项蒸煮食味品质指标均介于双亲之间。供试材料中，不育系的胶稠度和糊化温度低于恢复系，但不育系的直链淀粉含量却高于恢复系。恢复系的糊化温度和直链淀粉含量与杂交稻米品质有极显著的正相关。

不同灌溉方式对南方优质食味晚籼稻产量及品质的影响

【目的】探明南方优质食味晚籼稻产量、品质对不同灌溉方式的响应特征。【方法】于2018—2019年在江西农业大学人才培养产学研合作上高创新基地,开展不同灌溉方式对优质食味晚籼稻产量及稻米品质影响的大田试验,水分处理设置常规灌溉(CK)、持续淹水灌溉(CFI)和间歇灌溉(AWD),供试品种为优质食味籼稻泰优871与普通食味籼稻荣优华占,分析测定稻田水分利用率、产量形成和稻米品质。【结果】不同灌溉方式对供试品种的产量构成和稻米品质存在显著影响,且2年变化趋势基本一致,但品种间存在一定差异。与CK和CFI处理相比,2年AWD处理总水分利用率分别增加了18.2%—62.5%、41.2%—91.7%。相比CK,AWD与CFI处理有增加2个供试品种产量的趋势,但优质食味籼稻品种产量无明显变化,仅2018年普通食味籼稻品种产量在AWD处理下增加显著,增产原因主要在于每穗粒数增加明显。AWD处理总体有利于稻米加工品质,而与CK和AWD处理相比,CFI处理则显著降低了稻米的垩白率和垩白度,有利于外观品质的改善。不同灌溉处理下不同食味类型品种直链淀粉含量存在年度间差异,2019年AWD较CFI处理显著增加了稻米直链淀粉含量;同时,2年AWD较CFI处理也显著增加不同食味类型品种的胶稠度、峰值黏度及崩解值,且降低了消减值,提升了稻米的适口性,而CFI处理较CK与AWD处理则显著增加稻米的蛋白质含量,但不同灌溉方式对优质食味籼稻品种直链淀粉、营养品质与稻米RVA谱特征值的影响效应要高于普通食味籼稻品种。【结论】间歇灌溉处理提高了供试品种的水分利用率,有利于增加优质食味籼稻产量,改善了稻米加工,但不利于外观品质的改善,同时间歇灌溉处理可降低消减值及稻米蛋白质含量,提升胶稠度、峰值黏度、热浆黏度及崩解值,有利于改善稻米蒸煮食味的适口性;而持续淹水灌溉有利于改善稻外观品质。间歇灌溉方式可作为南方优质食味晚籼稻品种高质高效的节水灌溉模式。

蒸煮米水比对不同直链淀粉含量杂交籼稻米粒微观结构和食味特性的影响

明确蒸煮米水比对稻米食味品质的影响,为不同直链淀粉含量杂交籼稻最适蒸煮米水比的选择提供理论依据。在前期品种筛选试验的基础上,以2个高直链淀粉、2个低直链淀粉杂交籼稻品种为试验材料,研究了米饭外观形态、微观结构、质构特性及感官食味品质对不同蒸煮米水比的响应。结果表明:(1)低直链杂交籼稻具有较高的溶胀因子,在浸泡阶段米粒即出现较大裂缝且贯穿整颗籽粒,水分充分进入籽粒,仅需较少加水量就能糊化完全,在加水量过高时籽粒内部形成孔洞,结构不稳定;而高直链杂交籼稻则呈相反趋势。(2)蒸煮米水比显著影响米饭的硬度、黏性、咀嚼性、胶着性、内聚性和回复性,以及米饭的适口性、冷饭质地和感官综合评分。(3)加水量可显著提高米饭的粘性,降低米饭的硬度、咀嚼性、胶着性、内聚性和回复性;米饭适口性、滋味、冷饭质地和感官综合评分随加水量增加呈先上升后下降的趋势,而米饭气味和外观差异较小。(4)米饭气味和外观在各米水比处理间均以低直链品种优于高直链品种,低直链品种在米水比1∶1.3达到最佳适口性,高直链品种在2.3倍加水量时适口性最优,两类品种滋味和冷饭质地指标变化规律与适口性指标相似。综上所述,增加蒸煮加水量可以显著改善高直链杂交籼稻的食味品质;低直链杂交籼稻在米水比1∶1.3时食味品质最佳,而高直链杂交籼稻在1∶2.3时达到最佳食味。

氮肥运筹对杂交籼稻食味差异品种产量及米质的影响

以杂交籼稻广优847(优质食味)和F优498(高产低食味)品种为材料,在总施氮量120 kg/hm^(2)和150 kg/hm^(2)条件下,设置基肥、蘖肥、穗肥施用比例分别为4∶4∶2、3∶3∶4、2∶2∶6共6种氮肥运筹综合管理方式,以不施氮肥处理为对照,研究氮肥运筹对2个食味差异品种产量及米质特征的影响及调控效应。结果表明:品种和氮肥运筹对2个杂交籼稻品种的产量、稻米加工及外观品质、RVA谱、蒸煮食味品质均有显著或极显著的影响;品种对精米率、整精米率、长宽比、垩白度和垩白粒率的调控效应大于氮肥运筹对其的调控;氮肥运筹对稻谷产量、稻米食味值的影响大于品种对其的影响;可通过优化产量构成因子,促进抽穗至成熟期水稻群体干物质累积,提高稻米蒸煮食味值。在总施氮量150 kg/hm^(2)下,基肥、蘖肥、穗肥的施用比例为3∶3∶4的氮肥运筹处理能显著提高2种杂交籼稻的产量,并能有效改善和提升稻米食味品质。

花后弱光胁迫对成都平原籼稻米饭食味品质的影响

【目的】明确花后弱光胁迫对成都平原籼稻米饭食味品质的影响,为弱光稻区耐荫水稻品种的选用提供理论和实践依据。【方法】以不同直链淀粉含量籼稻品种为试验材料,于2019至2020年在四川温江开展田间控光试验,通过对稻米组分、RVA谱特征值,以及米饭质构特性和食味品质的测定,研究了弱光胁迫对水稻米饭食味品质的影响。【结果】(1)弱光胁迫显著降低稻米直链、支链和总淀粉含量,但显著提高蛋白质和脂肪含量。(2)弱光胁迫下,稻米峰值黏度和崩解值显著降低,糊化温度和消减值则显著增加。(3)弱光胁迫显著增加米饭硬度,降低黏度和弹性,使米饭外观和口感下降,综合评分显著降低。(4)主成分分析表明,稻米组分、RVA谱特征值和米饭质构特性可以解释81.2%的米饭食味品质变化。米饭综合评分与直链和总淀粉含量、峰值黏度、崩解值、弹性以及黏度呈显著正相关,与蛋白质和脂肪含量呈显著负相关。【结论】弱光胁迫下,蛋白质和脂肪含量对米饭食味品质的影响大于直链淀粉和总淀粉含量。弱光胁迫导致稻米淀粉、蛋白质和脂肪等组分发生显著变化,进而导致峰值黏度和崩解值下降,糊化温度和消减值升高,米饭变硬,黏度和弹性降低,最终使食味品质变差。