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            水稻特殊基因讓稻米更好吃

            作者:東昌府新聞網 發表于:2023-11-15 09:15:03  點擊:

            一口鮮香軟糯的米飯,令人回味無窮。如何在兼顧水稻高產和氮素高效利用的前提下提高稻米品質,是培育優質水稻品種的重要挑戰。

            近日,南京農業大學資源環境學院教授徐國華團隊發現,增強水稻中一種特殊基因的表達豐度,能夠在不改變水稻的生育期總時長、氮素利用效率和產量的前提下,在不同供氮水平下顯著提升稻米的蒸煮食味品質。相關成果發表于國際學術期刊《植物生物技術雜志》。

            多種因素影響稻米蒸煮食味

            徐國華指出,稻米品種、種植環境、栽培措施,都會影響稻米的蒸煮食味。

            “稻米的品質主要由品種決定,而品種的區分主要來自稻米中淀粉、蛋白質含量和結構的差異。不同的品種,決定了稻米口感和蒸煮特性等都會有所不同?!毙靽A介紹,直鏈淀粉含量越高,米飯質地越硬,黏性越低,粗糙干燥,缺乏光澤,口感較差;直鏈淀粉含量越低,米飯越軟且易黏結成團。所以一般認為,直鏈淀粉含量中等偏低的稻米口感最好。

            “稻米中的蛋白質含量越高,淀粉粒之間的空隙就會越小,食味品質越差,蒸煮過程吸水少且慢。這會導致稻米蒸煮時間延長且無法充分糊化,煮好后的米飯黏性差,造成食味品質不好?!毙靽A說。

            其次,水稻種植的土壤、溫度、光照等種植環境的差異,以及施肥、栽插密度、水分管理等栽培措施的不同,都會對稻米的食味品質產生很大影響。水稻的高產優質十分依賴于氮肥的施用,然而氮肥對稻米食味品質的影響十分復雜。過量的氮肥不僅會造成一系列生態環境問題,同時會降低氮素利用效率并影響稻米品質,尤其是蒸煮食味。

            “氮肥的不合理施用,還容易造成水稻生育期過短或過長,影響水稻光合作用和養分積累,進而影響水稻品質?!毙靽A說。

            為提高稻米品質提供基因資源

            徐國華團隊利用分子生物學技術,分析水稻在揚花期時,在施加不同量的氮肥條件下,稻谷的花發育器官中基因的變化,結果發現了氮素依賴型水稻抽穗因子Nhd1?!拔覀儼l現,Nhd1能調控水稻抽穗和揚花的時間、水稻產量、氮素利用效率以及稻米口味?!毙靽A說。

            如何利用Nhd1,在不影響水稻高產和氮肥利用效率的情況下,讓水稻的口感、品質更好呢?“在此次研究中,我們利用Nhd1自身的基因片段,創制了其內源表達豐度得到大幅提高的水稻遺傳材料?!毙靽A介紹,團隊在研究中發現,在不同施氮水平下,與受體親本品種相比,Nhd1表達豐度高的水稻,稻米的淀粉顆粒排列更松散,稻米中直鏈淀粉的含量、糊化溫度和蛋白質含量也顯著降低,稻米的膠稠度增加,蒸煮后更軟糯,從而提升了稻米的蒸煮食味品質。同時,Nhd1表達豐度的提高,不會改變水稻的產量、氮素利用效率和生育期。

            此外,團隊在稻米品質已經相對較高的江蘇省主栽品種中也發現,Nhd1表達豐度較高的品種,稻米的蒸煮食味品質也較優良。這說明通過增強水稻內源性Nhd1的豐度,能夠在保證高產的同時,有效提高稻米的食味品質。徐國華表示,這意味著在不增加氮肥投入,不影響水稻生育期、產量的前提下,該研究為提高稻米品質的分子改良提供了新思路和基因資源。

            徐國華認為,今后,育種專家在水稻優質食味品種選育時,可以考慮將Nhd1的表達豐度和對氮肥響應的程度,作為高產優質性狀的重要篩選標準。同時也可以考慮利用其作為分子標記,定向培育蒸煮食味品質優良的高產稻米品種。

            來源:科技日報

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