PBJ | 胡培松院士团队培育低谷蛋白和高食味三系杂交粳稻实现稻米营养食味品质协同提升

学术 2025-01-08 00:03 湖北

1月6日，中国水稻研究所胡培松院士团队在Plant Biotechnology Journal杂志在线发表了题为“Production of Grains with Low-glutelin and High Eating Quality by using Dominant Allele Lgc-1 in Three-line Japonica Hybrid Rice”的研究论文。该研究利用水稻低谷蛋白主效位点Lgc-1创制了低谷蛋白粳型恢复系，并培育出谷蛋白含量低、食味优且产量高的三系杂交粳稻新品系。该研究为低谷蛋白优良性状在杂交水稻中的推广应用提供了理论参考和材料基础。

稻米中蛋白质含量占籽粒干重的7%-12%，其中谷蛋白占60%-80%，是蛋白质的主要成分。米饭食味品质与蛋白质含量呈负相关，蛋白质含量增加会导致稻米食味品质降低。食味品质不仅与蛋白质含量高低有关，蛋白质组成也会影响食味品质，其中谷蛋白及醇溶蛋白对食味品质有负相关效应。现有水稻品种中谷蛋白含量较高，含有较多赖氨酸，易被人体消化，并导致蛋白代谢紊乱，不利于患有肾脏病和糖尿病等大米消费人群。因此，培育低谷蛋白、高食味值的杂交水稻品种具有更广泛的应用前景。

该研究利用低谷蛋白粳稻品系L9037（Lgc-1供体，不含恢复基因）和广亲和恢复系R228（无Lgc-1功能位点）杂交，经多代自交并结合分子标记和表型筛选获得三个优良低谷蛋白恢复系HL8005、 HL8023和 HL8027。三个恢复系均包含功能性Lgc-1位点，谷蛋白含量均极显著降低，且综合农艺性状优于供体品系L9037。食味品质分析发现HL8027在三个恢复系中食味值得分最高。

利用上述三个低谷蛋白粳型恢复系与粳型三系不育系嘉禾212A、嘉81A和春江23A分别配组杂交，获得9个杂交粳稻组合（C1 – C9）。以非低谷蛋白粳稻品种嘉优5号为对照（CK），分析9个杂交组合的农艺性状显示，9个杂交组合谷蛋白含量均极显著低于CK， C2（春江23A/HL8023）、C4（81A/HL8005）、C5（81A/HL8023）和C6（81A/HL8027）杂交组合单株产量和群体产量均显著高于CK， C6、C8（嘉禾212A/HL8023）和C9（嘉禾212A/HL8027）米饭光泽度更好，C6食味综合评价得分最高。结合谷蛋白含量测定、食味品质分析和产量表现，筛选出综合性状表现最优的三系低谷蛋白杂交粳稻组合C6（81A/HL8027），为进一步推广应用奠定了基础。

该研究得到国家农业科技重大专项、国家自然科学基金、浙江省自然科学基金、浙江省重点研发计划等项目的资助。胡时开研究员、博士研究生杨灵威、嘉兴市农科院蔡金洋研究员为论文共同第一作者，胡培松院士为通讯作者，唐绍清研究员和胡时开研究员为共同通讯作者。水稻所焦桂爱研究员、博士后操瑞节、博士生惠索祯、周亮、王晶鑫和嘉兴市农科院杨海龙博士等对本研究提供了重要帮助。

原文链接：

http://doi.org/10.1111/pbi.14502

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