水稻特殊基因成就香糯好饭

2023-11-14 08:10来源: 科技日报

调查问题加载中,请稍候。
若长时间无响应,请刷新本页面

  ◎本报记者 金 凤

  一口鲜香软糯的米饭,令人回味无穷。如何在兼顾水稻高产和氮素高效利用的前提下提高稻米品质,是培育优质水稻品种的重要挑战。

  近日,南京农业大学资源环境学院教授徐国华团队发现,增强水稻中一种特殊基因的表达丰度,能够在不改变水稻的生育期总时长、氮素利用效率和产量的前提下,在不同供氮水平下显著提升稻米的蒸煮食味品质。相关成果发表于国际学术期刊《植物生物技术杂志》。

  多种因素影响稻米蒸煮食味

  徐国华指出,稻米品种、种植环境、栽培措施,都会影响稻米的蒸煮食味。

  “稻米的品质主要由品种决定,而品种的区分主要来自稻米中淀粉、蛋白质含量和结构的差异。不同的品种,决定了稻米口感和蒸煮特性等都会有所不同。”徐国华介绍,直链淀粉含量越高,米饭质地越硬,黏性越低,粗糙干燥,缺乏光泽,口感较差;直链淀粉含量越低,米饭越软且易黏结成团。所以一般认为,直链淀粉含量中等偏低的稻米口感最好。

  “稻米中的蛋白质含量越高,淀粉粒之间的空隙就会越小,食味品质越差,蒸煮过程吸水少且慢。这会导致稻米蒸煮时间延长且无法充分糊化,煮好后的米饭黏性差,造成食味品质不好。”徐国华说。

  其次,水稻种植的土壤、温度、光照等种植环境的差异,以及施肥、栽插密度、水分管理等栽培措施的不同,都会对稻米的食味品质产生很大影响。水稻的高产优质十分依赖于氮肥的施用,然而氮肥对稻米食味品质的影响十分复杂。过量的氮肥不仅会造成一系列生态环境问题,同时会降低氮素利用效率并影响稻米品质,尤其是蒸煮食味品质。

  “氮肥的不合理施用,还容易造成水稻生育期过短或过长,影响水稻光合作用和养分积累,进而影响水稻品质。”徐国华说。

  为提高稻米品质提供基因资源

  徐国华团队利用分子生物学技术,分析水稻在扬花期时,在施加不同量的氮肥条件下,稻谷的花发育器官中基因的变化,结果发现了氮素依赖型水稻抽穗因子Nhd1。“我们发现,Nhd1能调控水稻抽穗和扬花的时间、水稻产量、氮素利用效率以及稻米口味。”徐国华说。

  如何利用Nhd1,在不影响水稻高产和氮肥利用效率的情况下,让水稻的口感、品质更好呢?“在此次研究中,我们利用Nhd1自身的基因片段,创制了其内源表达丰度得到大幅提高的水稻遗传材料。”徐国华介绍,团队在研究中发现,在不同施氮水平下,与受体亲本品种相比,Nhd1表达丰度高的水稻,稻米的淀粉颗粒排列更松散,稻米中直链淀粉的含量、糊化温度和蛋白质含量也显著降低,稻米的胶稠度增加,蒸煮后更软糯,从而提升了稻米的蒸煮食味品质。同时,Nhd1表达丰度的提高,不会改变水稻的产量、氮素利用效率和生育期。

  此外,团队在稻米品质已经相对较高的江苏省主栽品种中也发现,Nhd1表达丰度较高的品种,稻米的蒸煮食味品质也较优良。这说明通过增强水稻内源性Nhd1的丰度,能够在保证高产的同时,有效提高稻米的食味品质。徐国华表示,这意味着在不增加氮肥投入,不影响水稻生育期、产量的前提下,该研究为提高稻米品质的分子改良提供了新思路和基因资源。

  徐国华认为,今后,育种专家在水稻优质食味品种选育时,可以考虑将Nhd1的表达丰度和对氮肥响应的程度,作为高产优质性状的重要筛选标准。同时也可以考虑利用其作为分子标记,定向培育蒸煮食味品质优良的高产稻米品种。

[责任编辑:张魏桔]
阅读剩余全文(
为你推荐
这是6月23日在河南济源拍摄的小浪底水利枢纽工程调水调沙现场(无人机照片)。当日,水利部黄河水利委员会通过联合调度万家寨、三门峡、小浪底等水库,启动实施2025年黄河调水调沙,本次调水调沙将历时17天左右。
24
连日来,高温持续席卷北京。气象部门提示,高温橙色预警信号中,北京晴晒天气持续,请公众注意防暑防晒,中午前后尽量减少户外活动,谨防中暑。
24
高原夏日,位于青海省海西蒙古族藏族自治州格尔木市境内的野牛沟辫状河流景色壮丽如画。高原夏日,位于青海省海西蒙古族藏族自治州格尔木市境内的野牛沟辫状河流景色壮丽如画。
24
6月22日,工作人员在国家会展中心(天津)内的2025夏季达沃斯论坛新领军者村修剪装饰花束。6月24日至26日,世界经济论坛第十六届新领军者年会(2025夏季达沃斯论坛)将在国家会展中心(天津)举行,来自90多个国家和地区的约1800名嘉宾参会。
23
新华社记者22日从中国驻伊朗大使馆了解到,以色列与伊朗冲突爆发以来,中国驻伊朗大使馆与我外交部及中国驻土耳其、亚美尼亚、阿塞拜疆、土库曼斯坦、伊拉克等周边国家使馆密切沟通,通力合作,争分夺秒帮助中国公民撤离。
23
位于内蒙古自治区包头市的“包棉1958”主题文化街区原为包头棉纺织厂工业旧址,建于1958年。位于内蒙古自治区包头市的“包棉1958”主题文化街区原为包头棉纺织厂工业旧址,建于1958年。
23
固阳秦长城天盛成段坐落于内蒙古包头市固阳县的色尔腾山上,至今已有2000多年的历史。此段长城的墙体以石筑为主要构筑方式,经当地文保部门近年修缮维护,保存较为完好。
22
6月22日凌晨,明亮的金星与一钩残月近距离相伴,共同绘就一幅浪漫的天幕画卷。
22
当日,第27届上海国际电影节金爵奖主竞赛单元奖项逐一揭晓。
22
6月20日20时37分,我国在西昌卫星发射中心使用长征三号乙运载火箭,成功将中星9C卫星发射升空,卫星顺利进入预定轨道,发射任务获得圆满成功。新华社发(许立豪 摄)  新华社西昌6月20日电(李国利、刘佳)6月20日20时37分,我国在西昌卫星发射中心使用长征三号乙运载火箭,成功将中星9C卫星发射升空,卫星顺利进入预定轨道,发射任务获得圆满成功。
21
载入更多资讯
返回
返回

点击右上角微信好友

朋友圈

点击浏览器下方“”分享微信好友Safari浏览器请点击“”按钮

点击浏览器下方“”分享QQ好友Safari浏览器请点击“”按钮