楊瑞芳 樸鐘澤 萬常照 李鋼夑 龔長春 白建江*
(1上海市農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物育種栽培研究所,上海201403;2韓國農(nóng)村振興廳農(nóng)業(yè)技術(shù)院,水原市441-857;第一作者:yangruifang1982@163.com;*通訊作者:baijianjiang2010@163.com)
抗性淀粉(Resistant Starch,RS)是指在健康個體的小腸中不能被吸收的淀粉或淀粉降解產(chǎn)物,但在人的大腸中可以被生理性細(xì)菌發(fā)酵,產(chǎn)生短鏈脂肪酸和氣體[1-2]??剐缘矸塾兄匾纳砉δ?,能夠降低餐后血糖和胰島素應(yīng)答,提高機(jī)體對胰島素的敏感性,預(yù)防便秘和結(jié)腸癌的發(fā)生,降低血清中膽固醇和甘油三酯含量,降低和控制體質(zhì)量,促進(jìn)礦物質(zhì)吸收等[3-6]。與低抗性淀粉飲食者相比,高抗性淀粉飲食者具有較少的胰島素反應(yīng),這對糖尿病患者控制餐后血糖值有很大作用,尤其對于非胰島素依賴型病人,攝食高抗性淀粉食物可延緩餐后血糖上升,有效控制糖尿病病情[7-8]。
三大糧食作物中,稻米中淀粉含量最高,水稻胚乳中的淀粉含量達(dá)70%~80%,是人類最重要的碳水化合物和能量來源之一[9]。米飯及其制品主要在胃和小腸中被淀粉酶酶解的方式消化,最終產(chǎn)物為葡萄糖,因此稻米被認(rèn)為是高血糖指數(shù)(Glycemic index,GI)的食物。值得注意的是,日常食用的稻米中RS含量很低,熱米飯RS含量低于 1.0%,冷米飯 RS含量也僅為 1.0%~2.1%,市售優(yōu)質(zhì)大米的含量更低,一般低于0.5%,所以增加稻米的抗性淀粉含量對人類的健康有十分重要的意義[10]。
降糖稻1號是國內(nèi)首個籽粒內(nèi)抗性淀粉高于普通大米20倍以上的功能性粳稻新品種,并定位了控制抗性淀粉合成的主效基因sbe3-rs[11-12],現(xiàn)已獲得發(fā)明專利。優(yōu)糖稻2號是以降糖稻1號為母本與秀水123雜交、利用系譜法選育而成的比降糖稻1號更加優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的新品種。優(yōu)糖稻2號對有效預(yù)防人類糖尿病意義重大,而且對功能稻分子育種及其產(chǎn)業(yè)化的實用價值高,也對農(nóng)民增收、企業(yè)增效、減輕患者病情及其經(jīng)濟(jì)壓力有重要意義。
降糖稻1號是利用化學(xué)誘變劑處理早熟粳稻品種花晴稻受精8 h的幼穗,并利用傳統(tǒng)育種技術(shù)和花藥培養(yǎng)技術(shù)相結(jié)合,通過田間多代觀察和室內(nèi)鑒定發(fā)掘的遺傳穩(wěn)定的高抗性淀粉突變體,其抗性淀粉含量高達(dá)13.0%左右,是普通水稻品種的20倍以上。通過臨床實驗已經(jīng)證實,降糖稻1號具有控制糖尿病人餐后血糖、改善血脂、飽腹耐饑餓和防治腸道疾病等功效。秀水123是浙江嘉興市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院選育的粳型常規(guī)水稻品種。
2011年冬季在海南用11JD64(降糖稻1號)為母本與浙江嘉興農(nóng)科院培育的品種秀水123雜交,去除假雜交種、雜株;2012年夏季上海種植F1代,秋季混收后在室內(nèi)加工成糙米,再根據(jù)高抗性淀粉籽粒外觀特點(diǎn)挑選堊白度高的籽粒(籽粒堊白度50%以上);2012年冬季在海南種植F2代,挑選籽粒堊白粒率60%以上單株;2013年夏季按株系種植F3代,挑選優(yōu)良單株并用本所開發(fā)的分子標(biāo)記鑒定對應(yīng)高堊白粒率單株抗性淀粉基因型;2013冬季海南對抗性淀粉基因型純合F4單株加代,加速遺傳穩(wěn)定;2014年夏季上海種植綜合性狀好的優(yōu)良F5株系,并選擇優(yōu)良單株收獲;2014年冬季選擇的優(yōu)良單株F6海南加代,加速遺傳穩(wěn)定;2015年夏上海F7從綜合農(nóng)藝性狀穩(wěn)定的優(yōu)良株系繼續(xù)選擇單株,并進(jìn)行抗性淀粉含量檢測。2015年冬海南繁種,獲得足夠多的種子量;2016年夏季參加本院單晚粳品比試驗;2016年冬季海南繼續(xù)純化,擴(kuò)大繁殖;2017年在上海農(nóng)科院莊行綜合試驗站基地、光明長江農(nóng)場、金山、松江、奉賢等地展示示范,并測定抗性淀粉含量;2018年在上海繼續(xù)進(jìn)行多點(diǎn)試驗,定名為優(yōu)糖稻2號。2019年通過上海市農(nóng)作物品種審定委員會審定(審定編號:滬審稻2019015)。
2016年優(yōu)糖稻2號在上海農(nóng)科院莊行綜合試驗站基地進(jìn)行品種比較試驗,平均單產(chǎn)410.6 kg/667 m2,比對照降糖稻1號增產(chǎn)41.0%。2017年優(yōu)糖稻2號參加上海市農(nóng)業(yè)科學(xué)院組織的特殊用途水稻品種區(qū)域試驗(上海農(nóng)科院莊行綜合試驗站基地、光明長江農(nóng)場、金山、松江、奉賢),平均單產(chǎn) 438.6 kg/667 m2;2018 年續(xù)試,平均單產(chǎn) 428.3 kg/667 m2。
優(yōu)糖稻2號抗性淀粉含量為13.1%,比秀水123(抗性淀粉含量0.52%)提高了20倍以上。田間生長整齊,種性穩(wěn)定,全生育期 147 d,株高 88.5 cm,穗長 16.2 cm,每穗實粒數(shù)120.3粒,分蘗力中等,成穗率、結(jié)實率高,整齊度、熟期轉(zhuǎn)色、抗倒性較好,病害發(fā)生輕。
前期,研究團(tuán)隊曾在復(fù)旦大學(xué)附屬華東醫(yī)院對降糖稻1號進(jìn)行了血糖指數(shù)測試實驗。結(jié)果表明,降糖稻米的米飯血糖指數(shù)為48.54,屬于低血糖指數(shù)食物。優(yōu)糖稻2號抗性淀粉含量與降糖稻1號差異不顯著,但產(chǎn)量比降糖稻1號增產(chǎn)40.0%以上。優(yōu)糖稻2號可作為功能保健食品,亦可作為開發(fā)功能食品的優(yōu)質(zhì)專用原料。
直播田用種量 5.0~6.0 kg/667 m2。移栽育秧時間在5月中旬比較適宜。秧齡25~30 d,種植規(guī)格13.2 cm×19.8 cm,每叢插 3~5 根苗。
總純氮量控制在18~20 kg/667 m2,適當(dāng)增施磷鉀肥,提高植株抗逆性,掌握“前重、中穩(wěn)、后補(bǔ)”的原則,重施基、苗肥,穩(wěn)施“當(dāng)家肥”,后補(bǔ)孕穗肥和粒肥。隨著氮肥的增加,籽粒蛋白質(zhì)含量和抗性淀粉含量隨之增加,所以應(yīng)適當(dāng)增加粒肥(氮素)比例。
要注意做好整個生長期間的蟲害控制,尤其是稻縱卷葉螟以及稻飛虱等遷飛性害蟲的適時防治,另外在稻瘟病重發(fā)年份要注意在孕穗期和齊穗期對稻瘟病的適時防治。生長前中期主要防治紋枯病。
幼苗期注意促進(jìn)根的生長,可采取短期脫水處理;進(jìn)入分蘗期后,淺水勤灌,促進(jìn)分蘗;灌漿中后期對水分要求較高,后期切忌斷水過早,應(yīng)做到干濕灌溉到成熟,以利養(yǎng)根保葉,防止早衰。