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1、香型优质稻米产业化开发关键技术研究与应用项目技术报告陕南盆地是陕西省水稻主产区，我国籼稻种植的最北缘地区之一，我国I级优质米生态区之一，常年种植面积达200多万亩，具有籼稻生产最优势的生态和地理环境，所生产的稻谷有45%被加工成20万吨汉中香米销往周边省市稻米市场，深受消费者欢迎，成为当地农业的支柱产业和农民经济收入的主要来源之一。随着优质高效农业的发展，人们对稻米的品质要求越来越高，但陕南优质稻米产业化发展还难以满足需要，一方面达到国标优质米标准的品种较少；二方面缺乏优质主导品种，致使优质品种适宜种植区域品种布局混乱，缺乏集中连片生产的优质稻原料；三方面稻米加工上不能像泰国香米一样形成整体一
2、致的单品种高档优质米产品或规模化程度低。如何充分利用有限资源，增加农民和企业收益，丰富高档优质米品种，满足消费者的需求，是稻米产业上要解决的新问题。因此，课题组于2006年开始通过选择米质达到国家食用优质稻米二级标准的香型优质稻品种，进一步研究其高产栽培技术、高产制种技术，集成为香型优质杂交稻新品种配套技术，进而建立生产基地，保障优质稻原料，同时，对优质稻米配套加工设备和流程进行技术改造，加工出优质汉中大米产品，形成以品种、基地、加工为主要环节的产业链。课题实施中还大量收集亲本资源，不断试验研究，研发新品种新产品新技术，为课题完成后的优质稻米产业关键环节储备品种技术力量。经过五年的努力，推动了
3、陕南优质香型稻米产业的发展，增加了农民和加工企业的收入，一定程度上带动了农业经济的发展。现将项目技术总结报告如下：一、研究内容与主要技术指标（一）、水稻品种香型特性鉴定研究1、对汉中主要推广的水稻品种的香味进行定性分析，为培育优质香稻品种的亲本材料选配与大田生产选用适宜品种提供参考依据。2、明确陕西省主要水稻种质资源中香味基因的存在状况，为香型水稻育种与选用香型水稻品种进行大田生产提供依据。3、对陕西省水稻种质资源进行香味分析，筛选、构建出可靠的香味基因特异标记，为香稻品种的选择育种服务。（二）、筛选香型优质高产兼备型水稻新品种引进和选育香型优质高产兼备水稻新品种进行筛选，从中选出适合香型稻米
4、品质特征的品种56个作为生产上首选品种进行试验研究。新品种的品质特征：1、外观品质：加工精米后，外形细长垩白很少且米粒晶莹透明。2、碾米品质：整精米率要高，可显著提高产品的商品率和优质米的等级水平，由此可降低损耗，增加效益，提升商品大米品质。3、食味品质：直链淀粉含量低，胶稠度较软，碱消值适中，食用柔软爽口。4、香味适中：具有香型基因，香味淡雅清香。5、蛋白质含量要高：蛋白质含量6%以上。（三）、完善新品种绿色、优质高产栽培、制种技术对选定的香型优质水稻品种进行高产栽培技术和制种技术试验研究。（四）配套出香型绿色优质高产水稻标准化种植技术规程对单项高产栽培技术和制种技术进行组装配套，形成完整的
5、绿色香型优质高产水稻品种标准化种植技术规程。（五）、建立绿色优质高产示范种植基地在陕南平坝七县（区）各建立百亩高产示范点各2个；示范性生产基地各3个，面积各1千亩；辐射带动万亩基地各一个。（六）、香型优质稻米加工技术试验研究与示范依托具有大型稻米加工设备、可以规模化生产加工的陕西建兴农业科技有限公司为加工场所，以订单生产方式收购示范基地原料，通过改进加工设备和加工技术，提高稻米品质，最终形成汉中香型大米产品，为汉中市优质米产业化发展作出示范。二、研究方法1、水稻品种香味鉴定：利用咀嚼法、KOH浸泡叶片法、PCR技术分析水稻亲本、组合与新品种香味特性与基因。2、品种筛选：选用已审定、已鉴定香型水
6、稻品种，进行田间品比试验，筛选出高产、抗病水稻新品种。3、栽培技术研究：通过田间栽插密度试验、肥料试验、最佳抽穗期试验、病虫害防治试验等试验研究配套出标准化高产栽培技术。4、制种技术研究：通过开展“920”喷施试验、父母本行比试验、父母本播期试验配套出水稻品种制种技术。5、加工技术研究：通过碾米、抛光、色选设备选型、技术参数试验，研究和总结优质稻米加工技术。三、研究结果（一）、水稻品种香型特性鉴定研究香型稻是水稻家族中的特殊成员，栽培历史悠久。香米在中国古代就享有“贡米”之称。随着消费水平和对香型稻的认识提高，香型稻米因其含有香味化学物质具有独特的香味特征及富含氨基酸、蛋白质和粗脂肪而备受广大
7、消费者的喜爱，被视为稻米中的珍品，香型稻优质米的价格是非香米的23倍。香型稻育种、试验、应用已成为稻米走优质产业化的重要内容，水稻香味的研究成为香型稻研究的基础和热点。香味是香稻品质的重要指标，因此，鉴定陕西稻米的香味特性、研究香味遗传，充分利用和挖掘现有香稻资源材料，利用传统育种结合基因重组的方法进行香味基因转育，培育出高产优质和抗逆性强的香稻品种，增强稻米市场竞争力，是香型稻产业化研究的重点。1、陕西汉中地区水稻主要推广品种的香味分析用咀嚼法和KOH 浸泡叶片法，对汉中水稻主要推广的29个品种进行了香味测定，两种方法的分析结果，具有香味的水稻是；宜香优1979、宜香79、宜香527、协优5
8、27、丰优28、丰优香占、特优米3号、特优米1号、特优米2号、丰优香王、丰优21、R28、云香粳、R21、黄华占、德龙2000、川江优3号、绵阳3优725、内香优3号、Q优2号、国丰一号、神农稻6号、中优177和中优7号等24个品种，占实验材料的82%。不具有香味的水稻有：宜香2292、B优827、金优11、宜香725、宜香1O号等5个品种，占实验材料的18%。由两表可以看出，宜香2292、宜香725、宜香1O、B优827和金优11共5个品种，经5人鉴别都没有闻到香味，占检验品种的172%。鉴别有香味的24个品种中：协优527、丰优香占、丰优香王、Q优2号和神农稻6号共5个品种，5位鉴别者都闻
9、到香味，也占检验品种的172%；4人鉴别有香味的为6个品种，占206%；3人鉴别有香味的有9个品种，占310%；1人鉴别有香味的3个品种。根据中华人民共和国农业部行业标准(香稻米NYT596-2002)香稻米的定义：自身含有香味物质，其香味强度超过人对香味的识别阈，在蒸煮或生熟品尝过程中能够逸出或散发令人敏感香味的稻米。水稻所产生的香味，大多数学者认为主要是由2一乙酰基一1一吡咯啉产生香味的。本实验中的咀嚼法和KOH溶液浸泡叶片法测定的结果存在着差异，这可能是因为人们的味觉和嗅觉对水稻中散发出的香味在感知上有差异而导致的，也可能由于样品数目多，上一次样品的测定结果会影响下次结果而导致的。汉中作
10、为陕西省的商品稻米和全国I级优质籼稻生产区，提升其所生产的稻米品质显得日益重要。本次实验对陕南主要推广的29个水稻品种的香味进行了初步的定性分析，其中有24个品种具有一定的香味，这一结果反映出香稻在汉中水稻品种中占据着比较大的优势，对汉中水稻主要推广品种的香味进行分析，为今后培育优质香稻品种进行亲本材料选配及发展香型稻产业化提供参考依据有着现实的意义。表1 咀嚼法对汉中地区水稻主要推广品种的香味测定 （2006，汉中）品种 鉴定者A 鉴定者B 鉴定者C 鉴定者D 鉴定者E表2 KOH浸泡法对汉中水稻主要推广品种的香味测定（2006，汉中）品种 鉴定者A 鉴定者B 鉴定者C 鉴定者D 鉴定者E2
11、、陕西省水稻种质资源的香味基因检测水稻的香味受细胞核的1 对隐性基因(fgr)控制，fgr基因位于8号染色体RFLP标记RG1与RG28之间，并在此发展了很多连锁标记，如RFLP、SSR及SNP标记等。fgr基因控制甜菜碱醛脱氢酶(BAD2)的合成，BAD2影响2AP的代谢，在香和非香水稻品种中2AP的含量有明显的区别。其中香稻品种在BAD2的编码区外显子7中出现了3bp的突变（3个SNPs）和8bp的缺失，使翻译提前终止，产生无功能的截短BAD2蛋白，导致2AP大量积累。由于fgr基因外显子7中出现了3个SNPs和8bp的缺失，四引物扩增受阻突变体系PCR是一种在普通PCR基础上发展起来、专
12、门用于检测SNP的技术，它综合了扩增受阻突变体系(ARMS)和四引物PCR技术的优点，能准确、快速检测SNP，可以区分等位基因是否纯合。采用在fgr基因区域开发的四引物扩增受阻突变体系PCR技术（也叫等位基因特异扩增），利用Bradbury研究报道编码BAD2基因的香稻品种Basmati和Jasmine核苷酸序列，对感官认为的非香型稻典型（突出）品种黄花占、宜香A以及经过遗传分析公认的茉莉香型的香稻特优米进行fgr基因检测，确定黄花占应为非香稻，宜香A为香稻。以非香稻品种黄花占、茉莉香型的香稻特优米、香稻宜香A、宜香A黄花占为对照，对陕西省164份水稻种质资源进行了fgr基因检测，从遗传上鉴别
13、香型稻品种。部分材料fgr基因检测结果见图2，非香稻纯合体扩增出279bp的特征带和440bp左右的阳性对照条带，香稻纯合体扩增出188bp的特征条带和440bp左右的阳性对照带，杂合体则扩增出188、279和440bp左右的对照条带。图1 用Tetra-primer ARMS PCR检测对照材料及部分品种的香味基因结果(M:marker)（1）陕西省部分水稻品种及其亲本的fgr基因检测选用陕西省部分水稻品种及其亲本共44份材料，检测到纯合香型材料有2份，杂合体有7份，非香材料35份，见表3。表3 陕西省大田推广水稻品种香味基因的检测结果 （2008，汉中）品种名称 基因型 品种名称 基因型
14、品种名称 基因型 品种名称 基因型 品种名称 基因型I优122 FF 明优6号 FF 西农优1号 FF 中优7号 FF 川优9527 FFD优158 FF G优802 FF D优193 FF D优13 FF Q优6号 FF江优918 FF 金优360 FF 天润661 Ff 川丰6号 FF 宜香4106 Ff竹丰优28 FF K优877 Ff 明优02 FF 天优10号 FF 宜香19 FF中优360 FF T优272 FF 金稻201 FF D优202 FF 华泰998 FF丰优香占 Ff D2362 FF 黄花占 FF 特优米 ff 中优85 FF榆201 FF 榆206 FF 榆208 FF 榆1052 Ff 协青早A FF中九A FF T98A FF 金23A FF 天丰A FF 宜香A ff竹丰A FF 沁香A Ff Y58S FF 宜香A黄花占Ff（非香材料用FF表示，香稻材料用ff表示，杂合体用Ff表示。）（2）陕西省水稻区域试验材料fgr基
