广东微量元素科学 ＧＵＡＮＧＤＯＮＧ ＷＥＩＬＩＡＮＧ ＹＵＡＮＳＵ ＫＥＸＵＥ 第１７卷第４期 文章编号：１００６—４４６Ｘ（２０１０）０４—００４７—０５ 三种不同品种航天稻米微量元素含量比较分析 翁志强蔡若冰 （广州医学院第二附属医院，广东 广州 ５１０２６０） 摘要：为探讨航天育种稻米营养品质的变异，开发功能性稻米，选择了３个航天育种稻米新品 种，测定其亲本及其在不同栽培条件下Ｆｅ、ｚｎ、Ｃｕ、Ｍｎ、Ｓｅ ５种元素的含量变化，并以非航天 优质稻米粳籼８９为对照和自身对比进行比较。结果表明，常规栽培条件下粤航一号ｓｅ含量较其 亲本提高，经施用“富硒康”栽培，ｓｅ含量较常规种植提高，与对照组对比差异有高度显著意义 （Ｐ＜０．０１）；常规栽培条件下航香糯ｓｅ含量较其亲本提高，经施用“富硒康”栽培，ｓｅ含量较 常规种植提高，与对照组对比差异有高度显著差异（Ｐ＜０．０１）；常规栽培条件下航小占ｓｅ含量比 亲本减低，对比差异有高度显著差异（Ｐ＜０．０１），经施用“富硒康”栽培，ｓｅ含量与其亲本ｓｅ 含量相近，对比差异无显著意义（Ｐ＞０．０５）；３个航天品种稻米Ｆｅ、ｚｎ含量有减弱，与亲本对比 差异有显著意义（Ｐ＜０．０１）。可见３种不同航天稻米品质存在品种差异、处理差异，粤航一号稻米 对ｓｅ的生物富集能力显著高于其它两个航天稻米品种，更适合用作开发功能稻米。 关键词：航天育种；水稻；营养；微量元素 中图分类号：Ｑ ９４６．９１１ 文献标识码：Ａ 空间诱变育种叫航天育种或太空育种，是指利用返回式卫星或高空气球将农作物种子带到太 空，利用太空特殊的环境（空间宇宙射线、微重力、高真空、弱磁场等因素）对农作物种子产生 诱变，再返回地面选育新种质、新材料，培育新品种的作物育种新技术 Ｊ。在近十几年发展起 来的空间诱变育种技术是我国科技工作者探索出的作物诱变育种新技术，在有效创造特异突变基 因和培育作物新品种方面已经显示出重要的作用，为作物单产提高，品质改良提供了新途径 Ｊ。 中国在作物诱变技术育种方面，已育成通过审定的新品种有十几个，取得了显著成效。然而，到 目前对航天育种所培育的品种的食用品质、功能性稻米的深开发，特别是对人体健康影响的研究 直未曾涉及。本文旨在将经初步筛选出的３个航天育种稻米新品种进行微量元素含量测定比较 一分析，以作为一突破口，开展寻找、开发具有医学作用的功能性稻米研究。 １材料与方法 １．１研究对象 以课题合作单位广东省农科院水稻研究所近年初选出的航天育种稻米新品种，粤航一号 （Ｙｕｅ—ｈａｎｇ １）、航香糯（Ｈａｎｇ—ｘｉａｎｇ—ｎｕｏ）、航小占（Ｈａｎｇ—ｘｉａｏ—ｚｈａｎ）３个有种植推广潜质 的品种结合其亲本进行分析测定。并以优质稻米粳籼８９（Ｊｉｎｇ—ｘｉａｎｇ ８９）作为对照分析。 收稿日期：２０１０—０３—０２ 基金项目：广州医学院科研项目（０７０３０３０）；广州市属高校科研项目（０８Ａ０５９） 作者简介：翁志强（１９６３一），主任医师，副教授，研究方向：中西医结合一复发性阿弗他溃疡。Ｅ—ｍａｉｌ：ｗｅｎｇｚｈｑ＠ ｔｏｍ．ｃｏｒｎ ・４７・ 广东微量元素科学 ＧＵＡＮＧＤＯＮＧ ＷＥＩＨＡＮＧ ＹＵＡＮＳＵ ＫＥＸＵＥ 第ｌ７卷第４期 １．２方法 实验样品均在同一种植田区、同季节种植，采用随机分组试验，３次重复，以不同的航天育 种水稻品种为主处理，不同的栽培条件为副处理，获取实验稻米。实验稻米采用２００６年晚造在 广东省农科院水稻所大丰试验基地生产。硒肥处理在孕穗期和齐穗期各喷富硒康生物肥 （Ｆｕｘｉｋａｎｇ，黑龙江黑土地农业资源开发有限公司生产）一次，每６６７ ｍ 用富硒康生物肥一包（１５０ ｍＬ）兑水ｌ５ ｋｇ喷施（叶面肥）。 １．３测定方法 稻谷收获后晒干，３０ ｄ内碾磨加工成糙米，每个处理随机取样各１００ ｇ待检。采用发射光谱 吸收法（ＩＣＰ—ＭＳ法），按ＧＢ／Ｔ ５０００．１２—２００３处理样品（糙米），用ＪＩＳ Ｋ ０１３３—２０００标准方 法测定不同品种不同标本糙米的Ｆｅ、ｃｕ、Ｚｎ、Ｍｎ、Ｓｅ ５种微量元素的含量。 １．４统计方法 按照随机区组试验进行数据统计，采用ＳＰＳＳ １３．０针对不同微量元素含量分别进行方差检 验。 ２结果与讨论 ２．１结果 微量元素含量检测对比见表１，方差分析表见表２。 测定的稻米品种为粤航一号及其亲本长丝占，航香糯及其亲本南丰糯，航小占及其亲本籼小 占和对照品种粳籼８９（非航天品种）。 表１ 三种航天稻米品种微量元素的质量分数检测与对比 单位：ｍｇ／ｋｇ ｓｅ含量：常规种植下，组１与组２，组３与组４，组５与组６，组１与组７（对照），组３与组７（对照），组５与组７（对照）相 比，Ｐ＜０．Ｏ１；不同种植条件下，组１、３、５各自自身对比，Ｐ＜０．Ｏ１。 、ｚｎ含量：常规种植下，组１Ｆｅ含量比亲本增加，Ｐ＜０．０５；Ｚｎ含量比亲本减少，Ｐ＜０．Ｏ１；富硒种植下，Ｆｅ含量比 亲本减少，Ｐ＜０．０１；常规、富硒种植下，组３、组５Ｆｅ、Ｚｎ含量比亲本减少，Ｐ＜０．０１。 ・４８・ 广东微量元素科学 ２０１０年 ＧＵＡＮＧＤＯＮＧ ＷＥＩＬＩＡＮＧ ＹＵＡＮＳＵ ＫＥＸＵＥ 第１７卷第４期 ｝ 表示达到极显著水平（Ｐ＜０．０１）。 ５ 整 ３ ２ １ ０ 粤航一号 航香糯 航小占 图１ 三种航天稻米不同种植方式ｓｅ质量分数的比较 ２．２讨论 （１）目前经航天诱变育种培育出来的新品种其主要营养成分（蛋白质、微量元素、维生素 等）的含量检测及对人体健康影响尚未进行深入的研究，对这类航天稻米新品种品质深层次的改 造和开发及对其有效营养成分的确定和提取的基础研究工作，在国内外均未找到可供参考的相关 文献。 从表１来看，３种不同航天品种稻米品质存在差异。在常规栽培下，新品种粤航一号ｓｅ含 量是其亲本的３倍多，对比差异有高度显著意义（Ｐ＜０．０１），Ｆｅ、ｚｎ含量有所减少，对比差异 有显著意义。航香糯ｓｅ含量为亲本的２倍，对比差异有高度显著意义（Ｐ＜０．０１）；Ｆｅ、Ｚｎ含量 有所减少，对比差异有显著意义。航小占ｓｅ含量只为亲本的１／４，对比差异有高度显著意义（Ｐ ＜０．０１）；Ｚｎ、Ｆｅ含量有所减少，对比差异有显著意义。提示３个不同品种间对硒的生物富聚能 力有变异，推测与基因型差异有关，对这种变异进行探讨可为下一步选育空间诱变功能性水稻品 种及进行富硒稻米生产提供参考。 经加富硒康栽培处理后，新品种粤航一号ｓｅ含量较常规种植提高３．７５倍，是对照组非航天 品种优质稻米粳籼８９ ｓｅ含量的近５８倍，对比差异有高度显著意义（Ｐ＜０．０１）。航香糯ｓｅ含量 是常规条件栽培下ｓｅ含量的２倍，是对照组非航天品种优质稻米粳籼８９ ｓｅ含量的近１１倍，对 比差异有高度显著意义（Ｐ＜０。０１）。航小占ｓｅ含量与亲本含量相近，对比差异无显著意义（Ｐ ＞０．０５），是对照组非航天品种优质稻米粳籼８９ ｓｅ含量的９倍（Ｐ＜０．０１）。３个航天品种稻米 高Ｆｅ、高ｚｎ特征有所减弱，与亲本对比差异有显著意义（Ｐ＜０．０１），但仍高于优质稻米粳籼 ８９，Ｆｅ、ｚｎ含量（Ｐ＜０．０１），随种植方式的改变，Ｓｅ含量升高，Ｆｅ、ｚｎ含量的变异不同，提 示不同种植条件下，３个品种间存在处理差异。对航天品种稻米如何通过增肥种植方案来提高多 ・４９・ ２０１０定 广东微量元素科学 ＧＵＡＮＧＤＯＮＧ ＷＥＩＬＩＡＮＧ ＹＵＡＮＳＵ ＫＥＸＵＥ 第１７卷第４期 种微量元素的含量，改良品质，还是一个攻关点，需农科专家进一步的深入探讨。 从表２综合多种因素分析可见，不同品种之间稻米品质有显著差异（Ｆ＝９１．３３５，Ｐ＝ ０．０００），结合多重比较结果，粤航一号ｓｅ含量（均数为２．８５０ ｍｇ／ｋｇ）显著高于其它各组。不同种 植方式之间有显著差异（Ｆ：８９８．３６６，Ｐ＝０．０００），加富硒康种植组ｓｅ含量（均数为３．０３３ ｍｒ，／ｋｇ）显著高于常规种植组（均数为０．８４７ ｍｇ／ｋｇ）。粤航一号稻米对ｓｅ的生物富集能力显著高 于其它两个航天稻米品种，ｚｎ、Ｆｅ的生物富集能力仍比对照组非航天品种优质稻米粳籼８９高， 品质优于其它两个品种，适合用作功能稻米开发。 粤航一号稻米品种已在２００５年３月通过广东省水稻新品种鉴定，该品种为早晚兼用籼型香 稻，具有品质优、既香又软、食味佳、增产、能较好抗病虫害，目前已推广种植＿３ Ｊ。目前所 选出作航天育种实验的稻米种子均为优良品种，从以上实验结果来看，航天搭载的不同品种稻谷 对航天诱变因素的反应不一，有的变幅很大，有的变幅小甚至没有变异。变异是双向的，如何利 用有益变异作定向控制、培育优良品种是需要深入探讨的一个问题；即便是相反的变异，如何从 性状到生理生化，再到基因，追溯其遗传学规律，这种变异也是难得的材料。 （２）Ｓｅ最主要功能是抗氧化功能、促进机体免疫功能、基因表达、促进机体基础代谢、 减弱微量元素的毒性。参与多种疾病的发生发展，尤其与心血管疾病、糖尿病、肿瘤及艾滋病等 密切相关。Ｓｅ对免疫系统的作用包括：ｓｅ能够影响淋巴细胞的增殖和分化，可以促进淋巴细胞 分泌淋巴因子（如干扰素，白介素等）：ｓｅ能够增强淋巴细胞的细胞毒作用；Ｓｅ也能促进特异性 体液免疫功能，使体内抗体水平升高：ｓｅ改善非特异性免疫作用：动物实验研究和人体流行病 学调查还发现，ｓｅ能在一定程度上提高机体对寄生虫和传染病病原体的抵抗能力；Ｓｅ还能在一 定程度上控制哮喘疾病炎性介质的产生等。ＳＯＤ是广泛存在于需氧生物细胞内的一族含金属的 酶，体内ｚｎ、Ｃｕ、Ｍｎ含量的改变是影响铜锌超氧化物歧化酶（ＣｕＺｎ—ＳＯＤ）、Ｍｎ超氧化物歧 化酶（Ｍｎ—ＳＯＤ）和Ｆｅ超氧化物歧化酶（Ｆｅ—ＳＯＤ）活性的重要因素 Ｊ。稻米中Ｓｅ含量可随种 植区差异、种植季节的不同而表现大幅度变化，如何控制好其在稻米中的含量需依靠现代农业种 植技术的帮助。 （３）国外空间植物学的研究发展趋势主要集中在：探索空间条件下植物生长发育规律，以改 善空间人类生存的小环境；探索宇宙及其它星球中能否生长植物；解决宇航员的食品供给；最终 实现受控生态生命支持系统中“人一植物一微生物”的良性循环 Ｊ。对农作物品种进行航天 育种，希望提高产量和改善农作物品质则是我国走在世界前列的一个新领域。稻米易栽培，产量 高，利用稻谷能对无机元素进行天然生物同化作用，转化为生物源性有机元素，使其具有安全性 高，不易发生中毒，易被人体吸收利用的特点，这一途经成本低，易大量获取 。如何通过 先进育种手段（航天育种、转基因技术）育成对人体有医学功效的水稻，开发以功能性稻米为裁 体，并让其产业化，进而让其生产的功能性稻米进入千家万户的餐桌，这将是预防许多疾病的最 佳途径，也是科学家面临的一个重大课题。此举可望从源头上减低大众医疗费用的开支。由于航 天育种的多学科交叉性和技术难度大的特性，这就需要多学科、多部门的专家，包括农业、医学 专家一起多单位努力，以推动该项事业的发展。相信随着航天育种研究工作大协作的开展，加速 实现航天育种产业化的进程会愈来愈快，航天育种的明天会更加辉煌！ 参考文献： ． ［１］温贤芳．天地结合开展我国空间诱变育种研究［Ｊ］．核农学报，２００４，１８（４）：２４１—２４６ ・５Ｏ・ ２０１０生 广东微量元素科学 ＧＵＡＮＧＤＯＮＧ ＩＵＡＮＧ ＹＵＡＮＳＵ ＫＥＸＵＥ 第１７卷第４期 ［２］刘录祥．作物空间诱变效应及其地面模拟研究进展［Ｊ］．核农学报，２００４，１８（４）：２４７—２５１． ［３］周汉钦，潘大建，范芝兰，等．优质籼型香稻粤航１号的选育及其应用［Ｊ］．中国稻米，２００６（１）：１９． ［４］周汉钦，何昆明，潘大建，等．应用空间诱变技术选育香稻新品种粤航１号［Ｊ］．广东农业科学，２００３ （５）：２—４． ［５］安利峰，胜利．硒的功能及其相关疾病［Ｊ］．国外医学：医学地理分册，２００５，２６（２）：５６～５７． ［６］朱善良硒的生物学作用及其研究进展［Ｊ］．生物学通报，２００４，３９（６）：６—８． ［７］沈桂芳．中国航天诱变育种搭载试验综述［Ｍ］．福州：航天育种高层论坛论文选编．２００５：１０． ［８］温贤芳．我国空间诱变育种研究的进展［Ｍ］．福州：航天育种高层论坛论文选编．２００５：１０． ［９］赵则胜．初能性稻米［Ｊ］．上海农业学报，２００２，１８（增刊）：１—４． ［１０］赵则胜．特种稻米的开发［Ｍ］．上海：上海教育出版社，２００３． Ａｎａｌｙｓｉｓ ｔｈｅ Ｃｏｎｔｅｎｔｓ ｏｆ Ｔｒａｃｅ Ｅｌｅｍｅｎｔｓ ｉｎ Ｔｈｒｅｅ Ｖａｒｉｅｔｉｅｓ ｏｆ Ｒｉｃｅ ｂｙ Ｓｐａｃｅ Ｂｒｅｅｄｉｎｇ ＷＥＮＧ Ｚｈｉｑｉａｎｇ，ＣＡＩ Ｒｕｏｂｉｎ （Ｓｅｃｏｎｄ Ａｆｉｆｌｉａｔｅｄ Ｈｏｓｐｉｔａｌ ｏｆ Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ Ｍｅｄｉｃａｌ Ｃｏｌｌｅｇｅ，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ ５１０２６０，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｅｘｐｌｏｒｅ ｔｈｅ ｃｈａｎｇｅｓ ｏｆ ｔｈｅ ｒｉｃｅ ｖａｒｉｅｔｉｅｓ ｑｕａｌｉｔｙ ｂｙ ｓｐａｃｅ ｂｒｅｅｄｉｎｇ ｔｏ ｄｅｖｅｌｏｐ ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ ｒｉｃｅ，ｔｈｒｅｅ ｖａｒｉｅｔｉｅｓ ｏｆ ｒｉｃｅ ｂｙ ｓｐａｃｅ ｂｒｅｅｄｉｎｇ ａｎｄ ｔｈｅｉｒ ｐａｒｅｎｔａｌ ｖａｒｉｅｔｙ ｗｅｒｅ ｓｅｌｅｃｔｅｄ ｔｏ ｄｅｔｅｒｍｉｎｅ ｔｈｅ ｃｏｎｔｅｎｔ ｏｆ ｔｒａｃｅ ｅｌｅｍｅｎｔｓ Ｚｎ，Ｆｅ，Ｃｕ，Ｍｎ，Ｓｅ，ａｎｄ ｃｏｍｐａｒｅｄ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｏｎｅ，Ｊｉｎｇ —ｘｉａｎｇ ８９（ｎｏｎ—ｓｐａｃｅ ｂｒｅｅｄｉｎｇ）．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ｉｎ ｎｏｒｍａｌ ｐｌａｎｔｉｎｇ，ｔｏ ｃｏｍｐａｒｅ Ｙｕｅ—ｈａｎｇ １ ａｎｄ ｈｉｓ ｐａｒｅｎｔ，ｔｈｅ ｃｏｎｔｅｎｔ ｏｆ Ｓｅ ｗａｓ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ｓｉｇｎｉｉｆｃａｎｔｌｙ（Ｐ＜０．０１）．Ｉｎ ｔｒｅａｔ ｂｙ ａｐｐｌｙｉｎｇ Ｓｅ— ｆｅｒｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ Ｆｕｘｉｋａｎｇ，ｔｈｅ ｃｏｎｔｅｎｔ ｏｆ Ｓｅ ｗａｓ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ，ｃｏｍｐａｒｅｄ ｗｉｔｈ ｉｔｓｅｌｆ ｉｎ ｎｏｒｍａｌ ｐｌａｎｔｉｎｇ ａｎｄ ｉｎ ｔｒｅａｔ ｂｙ ａｐｐｌｙｉｎｇ Ｓｅ—ｆｅｒｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ Ｆｕｘｉｋａｎｇ（Ｐ＜０．０１）．Ｔｏ ｃｏｍｐａｒｅ Ｈａｎｇ—ｘｉａｎｇ— ｎｕｏ ａｎｄ ｈｉｓ ｐａｒｅｎｔ，ｉｎ ｎｏｒｍａｌ ｐｌａｎｔｉｎｇ，’ｔｈｅ ｃｏｎｔｅｎｔ ｏｆ Ｓｅ ｗａｓ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ｓｉｎｉｇｉｆｃａｎｔｌｙ（Ｐ＜０．０１）． Ｃｏｍｐａｒｅｄ ｗｉｔｈ ｉｔｓｅｌｆ ｉｎ ｎｏｒｍａｌ ｐｌａｎｔｉｎｇ ａｎｄ Ｓｅ—ｆｅｒｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ Ｆｕｘｉｋａｎｇ，ｔｈｅ ｃｏｎｔｅｎｔ ｏｆ Ｓｅ ｗａｓ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ｓｉｇｎｉｉｆｃａｎｔｌｙ（Ｐ＜０．０ １）．Ｔｏ ｃｏｍｐａｒｅ Ｈａｎｇ—ｘｉａｏ—ｚｈａｎ ａｎｄ ｈｉｓ ｐａｒｅｎｔ，ｉｎ ｎｏｒｍａｌ ｐｌａｎｔｉｎｇ，ｔｈｅ ｃｏｎｔｅｎｔ ｏｆ Ｓｅ ｗａｓ ｄｅｃｒｅａｓｅｄ ｓｉｎｉｇｉｆｃａｎｔｌｙ（Ｐ＜０．Ｏ１）．Ｂｕｔ ｉｎ ｔｒｅａｔ ｂｙ ａｐｐｌｙｉｎｇ Ｓｅ—ｆｅｒｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ Ｆｕｘｉｋａｎｇ，ｔｈｅ ｃｏｎｔｅｎｔ ｏｆ Ｓｅ ｗａｓ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ｎｏｎ—ｓｉｇｎｉｉｃａｎｔｌｙ，ｃｏｍｐａｒｅｄ ｗｉｔｆｈ ｈｉｓ ｐａｒｅｎｔ ｉｎ ｎｏｒｍａｌ ｐｌａｎｔｉｎｇ（Ｐ＞０．０５）．Ｔｈｅ ｃｏｎｔｅｎｔ ｏｆ Ｆｅ，Ｚｎ ｉｎ ｔｒｅｅ ｒｉｃｅ ｖａｒｉｅｔｉｅｓ ｂｙ ｓｐａｃｅ ｂｒｅｅｄｉｎｇ，ｃｏｍｐａｒｅｄ ｗｉｔｈ ｔｈｅｉｒ ｐａｒｅｎｔｓ，ｗａｓ ｄｅｃｒｅａｓｅｄ ｓｉｎｉｇｉｆｃａｎｔｌｙ（Ｐ＜０．０１）．Ｉｔ ｃｏｎｃｌｕｄｅｓ ｔｈｅｒｅ ａｒｅ ｓｏｍｅ ｄｉｓｔｉｎｃｔｉｏｎｓ ｉｎ ｔｒｅｅ ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ ｒｉｃｅ ｖａｒｉｅｔｉｅｓ ｂｙ ｓｐａｃｅ ｂｒｅｅｄｉｎｇ ｉｎ ｖａｒｉｅｔｉｅｓ ａｎｄ ｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ．Ｔｈｅ ａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｂｉｏ—ｅｎｒｉｃｈｍｅｎｔ ｏｆ ｓｅｌｅｎｉｕｍ ｉｎ Ｙｕｅ—ｈａｎｇ １ ｒｉｃｅ ｉｓ ｍｏｒｅ ｓｔｒｏｎｇｅｒ ｔｈａｎ Ｈａｎｇ—ｘｉａｎｇ—ｎｕｏ．Ｈａｎｇ ｘｉａｏ ｚｈａｎ．Ｙｕｅ—ｈａｎｇ １ ｉｓ ｍｏｒｅ ｅｌｉｇｉｂｌｅ ｔｏ ｄｅｖｅｌｏｐ ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ ｒｉｃｅ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｓｐａｃｅ ｂｒｅｅｄｉｎｇ；ｒｉｃｅ；ｎｕｔｉｔｉｒｏｎ；ｔｒａｃｅ ｅｌｅｍｅｎｔ
