利用基因工程改善婴儿食用稻米的营养品质

Agricell Report 2003年40卷3期19页报道：美国加利福尼亚大学营养学系的科学家B．Llonnerdal及其同事，已将连锁于水稻谷蛋白1启动子和信号序列的合成人乳铁蛋白（HLF）基因导入水稻细胞。     

分子标记辅助改良杂交稻协优57及其父母本的蒸煮食味品质

协优57是一个产量高和适应性强的杂交中籼组合,但由于其父母本直链淀粉含量（AC）高,导致杂交稻米的AC较高、蒸煮食味品质较差。先前利用PCR-AccⅠ分子标记辅助选择对协优57的亲本057[恢复系,记作057（GG）]和协青早A[不育系,记作协A（GG）]的W x基因进行改良。利用改良前、后的各亲本分别配组,分析不同组合的AC、食味品质和颗粒性淀粉结合酶（GBSS）活性。结果表明,改良单亲的GT型组合协A（GG）×057（TT）、协A（TT）×057（GG）杂交稻米的AC由原组合协A（GG）×057（GG）的28%分别降到19.9%和19.3%,但均一性较差。改良双亲的TT纯合型组合协A（TT）×057（TT）的杂交稻米,不仅AC降到中等偏低水平（13.1%）,而且AC的均一性也有了很大的提高,蒸煮食味品质明显改善。GBSS活性分析表明：三种W x基因型的GBSS活性总体表现为GG〉GT〉TT。     

铅在不同基因型稻米中的富集

通过环境扫描电镜结合X射线电子探针显微分析技术,对21种不同基因型水稻颖壳内、外表面以及糙米表面、糊粉层、近糊粉层和米中部Pb含量的测定结果表明,21种不同基因型稻米不同部位Pb含量的变化范围由大到小的顺序为:颖壳内表面>糊粉层>近糊粉层>糙米表面>颖壳外表面>米中部;不同基因型稻米之间对Pb的富集量存在遗传差异,这种差异体现在稻米的同一部位和不同部位之间Pb含量的差异上;不同基因型水稻米中部Pb含量与颖壳内表面、糊粉层、近糊粉层、糙米表面、颖壳外表面之间、水稻糊粉层Pb含量与颖壳内表面、近糊粉层、糙米表面、颖壳外表面、米中部之间以及颖壳内表面Pb含量与颖壳外表面、糊粉层、近糊粉层、糙米表面、米中部之间均存在极显著或显著的非线性关系。一方面反映出不同基因型稻米中部Pb的富集量均通过颖壳和糊粉层调控,即存在相同的调控机制;另一方面揭示了不同基因型稻米不同部位之间对Pb富集的相互调控能力存在差异,并且基因型间的这种差异存在非线性的变化规律。     

稻田温室气体减排措施对稻米氨基酸含量的影响

为探索稻田中温室气体减排措施对稻米氨基酸含量的影响,用10个不同方法对双季稻田进行处理,并使用高效液相色谱分别测定了各处理稻田中所产稻米中的16种氨基酸的含量,其中色谱柱为Agilent Zorbax AAA分析柱,柱前衍生使用邻苯二甲醛(OPA)和9-芴甲基氯甲酸酯(FMOC-CL)为衍生试剂。结果发现:1)10个处理中的稻米16种氨基酸种类齐全,施氮肥+添加生物质炭48 t/hm2+间歇灌溉(NPK+HBC+IF)处理中所得氨基酸总量为6520.7 mg/100g,效果最佳;对照组处理(不施加氮肥+无稻草还田+间歇灌溉)所得氨基酸含量4338.0 mg/100g为最低。以对照组处理所得必需氨基酸百分含量36.8%为最高值;无稻草还田+长期淹水(NPK+CF)处理方法所得必需氨基酸百分含量33.1%为最低值。10个处理中16种氨基酸中含量较高的氨基酸均为天冬氨酸、谷氨酸和精氨酸,含量最低的均为甲硫氨酸;2)施氮肥量相同时,长期淹水与间歇灌溉相比,氨基酸总量增加185.1 mg/100g,非必需氨基酸百分含量增加3%,谷氨酸、组氨酸和丝氨酸含量明显升高,但亮氨酸含量显著降低;3)施用氮肥能提高稻米中的氨基酸含量,且随着氮肥使用量的增加,氨基酸含量也随之增加,组氨酸含量增加显著;4)供氮量相同时,添加猪粪使氨基酸总含量升高了286.0 mg/100g,此结果表明,在供氮量相同的情况下,施用猪粪更有利于稻米氨基酸含量的提高;5)灌溉模式相同时,稻草还田配施氮肥对必需氨基酸和氨基酸总量均有提高,天冬氨酸、谷氨酸和组氨酸的含量增加较多,甲硫氨酸含量略有下降;随着稻草还田量的增加,对非必需氨基酸影响较为明显;当稻草半量还田(还田量为3 t/hm2)时,稻米中氨基酸总量增加最多;稻草全量还田+长期淹水(NPK+HRS+CF)与稻草半量还田+间歇灌溉(NPK+LRS+IF)处理中的氨基酸含量基本接近,但必需氨基酸含量前者略高于后者,说明稻草还田与水肥管理对氨基酸含量影响可能存在交互作用;6)添加生物质炭配施氮肥提高了稻米必需氨基酸与非必需氨基酸含量,且随着生物质炭添加量的增加而增加;与稻草还田、添加猪粪处理相比,生物质炭的添加对氨基酸总含量提升的效果最为显著,对稻田实际生产具有指导意义且具有一定的环境效益。     

杂交粳稻及其亲本千粒重与产量、品质的相关性

为了探明杂交粳稻及其亲本千粒重与产量、品质的关系,以4个千粒重介于23.1~28.0 g之间的BT型不育系和24个千粒重介于18.1~32.0 g之间的三系粳稻恢复系,采用p×q不完全双列杂交(NCⅡ)设计,配制96个杂交组合为试验材料,对F1千粒重优势表现、F1千粒重与亲本千粒重及其与产量、品质性状间的相关性进行分析,确定高产优质兼顾的杂交粳稻的千粒重范围。结果表明:(1)56.3%的杂交组合千粒重超过其双亲平均值,19.8%的杂交组合千粒重表现正向超亲优势;(2)F1千粒重与母本千粒重、父本千粒重、双亲千粒重平均值的相关性均达极显著水平(r=0.33**、0.71**、0.78**),且恢复系千粒重对杂种的影响大于不育系;(3)F1千粒重、父本千粒重及双亲千粒重平均值与组合单株产量的相关性均达极显著水平(r=0.55**、0.47**、0.51**),母本千粒重与组合单株产量相关不显著;(4)F1千粒重、父本千粒重与糙米率、精米率、整精米率、垩白粒率、粒长、粒宽均呈极显著正相关,与透明度呈显著正相关,母本千粒重与垩白粒率、垩白度、粒长均呈极显著正相关,与粒宽呈显著正相关;(5)杂交粳稻育种中具有高产优质兼顾的F1千粒重范围应在25.1~27.0 g之间。     

稻米中重金属污染问题研究

提出了中国稻米重金属污染的问题,对国内外相关研究进行了概述,并提出了治理稻米中重金属污染的方法与建议。     

Identification of optimal hyperspectral bands for estimation of rice biophysical parameters

The present study aims to identify the narrow spectral bands that are most suitable for characterizing rice biophysical parameters. The data used for this study come from ground-level hyperspectral reflectance measurements for five rice species at three levels of nitrogen fertilization during the growing period. Reflectance was measured in discrete narrow bands between 350 and 2 500 nm. Observed rice biophysical parameters included leaf area index （LAI）, wet biomass and dry biomass. The stepwise regression method was applied to identify the optimal bands for rice biophysical parameter estimation. This research indicated that combinations of four narrow bands in stepwise regression models explained 69% to 83% variability for LAI, 56% to 73% for aboveground wet biomass and 70% to 83% for leaf wet biomass. An overwhelming proportion of rice information was in a particular portion of near infrared （NIR） （1 100-1 150 nm）, red-edge （700-750 nm）, and a longer portion of green （550-600 nm）. These were followed by the moisture-sensitive NIR （950-1 000 nm）, the intermediate portion of shortwave infrared （SWlR） （1 650-1 700 nm）, and another portion of NIR （1 000-1 050 nm）.     

植酸对稻米品质影响的研究（Ⅰ）

本文报道在水稻生长的抽穗期、齐穗期、灌浆期和蜡熟期喷施不同浓度植酸改良稻米品质的研究。结果表明,在水稻生长的不同阶段,控制喷施植酸浓度可提高糙米率,降低稻米垩白。     

稻米碾磨品质性状遗传主效应及其与环境互作的遗传分析

采用包括遗传主效应和基因型与环境互作效应的种子三倍体遗传模型,分析了不同环境条件下籼稻稻米碾磨品质的遗传特性。结果表明,各碾磨品质性状除了受制于种子基因效应、细胞质效应和母体植株基因效应等遗传主效应外,还会明显受到各遗传效应与环境互作效应的影响。其中精米重和精米率两个性状的表现主要是以遗传主效应为主,而糙米重和糙米率则以基因型ｘ环境互作效应为主。在各遗传体系中,除了精米率性状的种子直接遗传效应与环境的互作效应略大于母体植株遗传效应与环境的互作效应外,其他碾磨品质性状的母体植株基因的表达受环境条件的影响程度要大于种子基因。细胞质ｘ环境互作效应对精米重和糙米率的影响也较为重要。遗传效应预测值结果表明,Ｐ７和Ｐ８两个亲本的遗传主效应表现突出,可以明显改良杂交后代多数碾磨品质性状。Ｐ１和Ｐ２两个亲本的碾磨品质性状预测值在两年中的环境互作效应较为－致,不易受到外界条件的影响。上述亲本在水稻品质育种中可加以利用。     

稻米品质性状对开放式空气二氧化碳浓度增高的响应

利用开放式空气CO2浓度增高(FACE)系统平台。研究大田栽培条件下粳稻武香粳14号稻米品质性状对CO2浓度增高200μmol·mol^-1的响应。结果表明．FACE处理稻谷的出糙率平均比CK高1．4个百分点,整精米率平均比CK低12．3个百分点,较低的供N水平有利于提高FACE条件下的出糙率．较高的供N水平有利于提高FACE条件下的整精米率;FACE处理的稻米垩白略有增加。垩白粒率平均比CK高11．9个百分点,垩白度平均比CK平均高2．8个百分点,较高的供N和供P水平有利于降低FACE条件下垩白大小、垩白粒率和垩白度;FACE处理稻米糊化温度平均比CK平均高0．52℃,胶稠度有提高的趋势,但对稻米直链淀粉含量影响较小,较高的供N和供P水平有利于降低FACE条件下稻米的直链淀粉含量,较低的供N和较高的供P水平有利于降低FACE条件下稻米胶稠度,较低的供N水平有利于降低FACE条件下稻米糊化温度;FACE处理使稻米蛋白质含量比CK平均低0．6个百分点,较低的供N和供P水平有利于降低FACE条件下稻米蛋白质含量。