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: ]
阅读剩余全文(
为你推荐
7月14日,在广西南宁横州市云表镇,人们在清理洪水消退后的街道(无人机照片)。受台风“美莎克”带来的持续强降雨影响,广西多地发生严重洪涝灾害。受台风“美莎克”带来的持续强降雨影响,广西多地发生严重洪涝灾害。
16
拼版照片:上图为2018年7月20日拍摄的改造更新前的四川省达州城市运动公园二期项目(无人机照片,新华社发);下图为2026年7月14日拍摄的改造更新后的四川省达州城市运动公园二期项目(无人机照片,新华社记者王曦摄)。
16
2026年三伏天于7月15日开启,人们通过“冬病夏治”传统疗法,增强身体抵抗力。2026年三伏天于7月15日开启,人们通过“冬病夏治”传统疗法,增强身体抵抗力。2026年三伏天于7月15日开启,人们通过“冬病夏治”传统疗法,增强身体抵抗力。
16
风雨终会过去,掌心留存温暖,这一双双平凡之手,十指相牵,凝聚应对灾害的磅礴力量,筑起温暖的生命防线。风雨终会过去,掌心留存温暖,这一双双平凡之手,十指相牵,凝聚应对灾害的磅礴力量,筑起温暖的生命防线。
15
7月14日,铁岭开原市公安局靠山派出所工作人员在金龙村转移群众。近日,辽宁多地遭遇强降雨天气,部分地区发生洪涝灾害。近日,辽宁多地遭遇强降雨天气,部分地区发生洪涝灾害。
15
7月14日,成渝中线高铁成都站改扩建工程9.6万平方米高架广场顺利完成混凝土浇筑,主体结构全面完工,标志着成都站改扩建工程正式转入装饰装修、钢结构安装攻坚阶段。7月14日,成渝中线高铁成都站改扩建工程9.6万平方米高架广场顺利完成混凝土浇筑,主体结构全面完工,标志着成都站改扩建工程正式转入装饰装修、钢结构安装攻坚阶段。
15
在通往广西南宁横州市镇龙乡的道路上,来自各地的摩托车友在运送物资(无人机照片,7月13日摄)。连日来,面对台风“美莎克”给广西多地造成的灾害,来自各地的救援力量驰援灾区、奋勇前行,爱心在抗洪一线流动,共同筑起温暖的生命防线。
14
连日来,为应对今年第9号台风“巴威”,各地启动应急响应,落实各项防范应对措施,努力将台风可能带来的危害降到最小。连日来,为应对今年第9号台风“巴威”,各地启动应急响应,落实各项防范应对措施,努力将台风可能带来的危害降到最小。
14
拼版照片:上图为7月8日,黄冈师范学院学生疏散离校;下图为7月13日拍摄的黄冈师范学院一角。
14
7月10日,在广西南宁横州市镇龙乡,李恒颢(右)用纱布裹住被磨破的脚,苏德荣在一旁休息。连日来,受持续强降雨影响,广西南宁横州市镇龙乡遭遇严重洪灾,全域一度陷入断路、断电、断网的“孤岛”状态。
13
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

点击右上角QQ

点击浏览器下方“”分享QQ好友Safari浏览器请点击“”按钮