糯质谷子育种研究进展-《江苏农业科学》(2019年20期).docx

龙源版权所有 糯质谷子育种研究进展作者：杨慧卿 王根全 郝晓芬 王晓宇 秦玉忠 宋艳芳来源：《江苏农业科学》2019年第20期 摘要：品质是农作物最重要的经济性状，糯性作物育种研究是当前的热点研究问题之一。国内外学者对糯性作物开展了大量的研究，并取得了丰富的研究成果。本文从糯质谷子的鉴定、我国近年来的育成品种及影响糯质谷子品质形成的因素等3个方面总结了糯质谷子育种的一些研究进展，同时展望了糯质谷子育种的发展前景，可为糯质谷子种质资源全面系统研究提供理论基础。 关键词：谷子;糯质;育种;研究进展 中图分类号： S515.03文献标志码： A 文章编号：1002-1302（2019）20-0041-07 中国是谷子（Setaria italica）种植的发源地，距今已有 8 700 年以上的栽培历史，栽培面积约140万hm2，年产量 270万～450万t，约占世界总产量的80%。谷子脱壳为小米，小米是北方人最喜爱的主要粮食之一，小米分为粳性小米、糯性小米和混合小米。小米营养丰富、易消化吸收。小米可以用来酿酒、酿醋，五粮液、汾酒以及南方人喜欢喝的小米黄酒、日本人爱喝的清酒，主要原料都是小米，山西陈醋的主要原料也是小米，谷子的消费已逐渐以健康保健食品形式被社会公众所接受[1]。因此，受消费形式的影响，小米的商品品质、食味品质、蒸煮加工品质、糯性等，应该成为品质育种关注的重点，也就是说谷子育种关注的品质性状应该从传统的蛋白质、脂肪含量转移到这些市场需要的品质上来[2]。 糯谷子，别称黏谷子，起源于中国，主要分布在东南亚、中国、印度、非洲中部和中亚。中国糯谷子分布地区较广，但集中分布在华北地区（山西省、河北省）、山东省、陕西省和西南的贵州省。我国有2万多份谷子种质资源，类型非常丰富，其中糯性谷子地方品种2 748份，约占8.1%。在国外糯小米因被评为“营养之王”而列为保健食品。它还具有较高的黏滞性和良好的适口性，制成品有甜香味，加温处理的糯小米淀粉具有较高的膨胀力和透明性，糯谷子以其优良的口感、高营养价值和高消化速度越来越受到人们的欢迎[3-4]。糯小米为低糖作物，含糖量较低，有利于人们身体健康，特别有利于糖尿病等人群食用;但粘谷子生产长期以来不受重视，只有个别农家零星种植，品种混杂、退化，产量水平很低。选育品质优、产量高的糯质谷子新品种，不仅可以提高谷子的经济效益，还能拓展谷子应用领域，促进谷子深加工产业化进程[5]等。因此，深入研究谷子种质资源的品质性状，筛选适用不同用途的谷子种质资源，对促进谷子的品质育种、指导加工利用有着重要意义。 本文从糯质谷子的鉴定、我国近年来的育成品种及影响糯质谷子品质形成的因素等3个方面综述糯质谷子育种的一些研究进展，以期为糯质谷子育种提供理论依据。 1糯质谷子的鉴定 谷子的品质包括营养品质和食味品质，影响小米食味品质的间接指标是胶稠度、糊化温度和直链淀粉含量。小米中主要的可食部分是淀粉，含量在50%～60%之间，淀粉的结构和性质不仅在一定程度上决定了食品品质，还直接影响到小米的加工工艺品质[6]。直链淀粉含量是影响小米品质和食味的主要因素，它与米饭的膨胀性、柔韧性、光泽度、黏性有密切关系[7-8]。谷子的野生型为粳谷类型，随着人们对糯性品种的偏爱和选择，部分粳型品种被逐渐驯化为糯性品种。糯性谷子胚乳中直链淀粉含量低，支链淀粉含量高，米饭柔软、有光泽、黏度大、口感较好[9]，而且糯小米淀粉分子量比普通小米小20多倍，食用消化率比普通小米高20%以上。 1.1外观鉴定 谷子糯和非糯的区别：从形态上看，糯小米粒小、色淡黄或深黄、质地较硬。 1.2理化性质鉴定 谷子的糯和非糯从理化性质上以直链淀粉含量的高低来确定，直链淀粉含量在2%以下的为糯谷[10]。根据日本学者Nakayama等的分类，依直链淀粉含量的不同可将谷子分为3类：直链淀粉含量在17.0%～31.9%之间的为非糯类型，直链淀粉含量在7.8%～16.0%之间的为低直链淀粉类型，直链淀粉含量为0%～3.5%的为糯质类型[11]。日本冈山大学农学院植物育种实验室的Fukunaga等研究也表明，显性Waxy基因编码的籽粒直链淀粉含量为17.0%～31.9%，而隐性waxy基因编码的籽粒直链淀粉含量接近于0，子粒胚乳为糯质类型[12]。 1.3细胞学鉴定 Nakayama等采用碘-碘化钾（I2-IK）试剂对谷子染色，通过颜色变化来鉴定谷子的糯性与非糯性，但并未说明染色的浓度范围[11]。范国灿等发现，用显微镜方法可以判别稻米直链淀粉含量的大致范围[13]，在此基础上，樊巧利等确定了快速鉴定谷子糯性与非糯性的I2-IK最佳浓度和方法[14]。直链淀粉含量由高到低遇碘由蓝色变成褐色。溶于水的直链淀粉借助于分子内的氢键卷曲成螺旋状，