王慧 张从合 严志 申广勒 周桂香 杨韦 方玉 黄艳玲 庞战士 李方宝

（1 安徽荃银高科种业股份有限公司/农业农村部杂交稻新品种创制重点实验室，合肥 230088；2 上海中科荃银分子育种技术有限公司，上海 200233；第一作者：qygkwh@163.com；*通讯作者：zhangch7201@vip.sohu.com）

水稻是世界上最重要的粮食作物之一，也是我国人民的主要口粮。伴随着人类工业化程度加速，全球平均气温不断升高，极端高温天气频繁发生[1]，特别是长江中下游地区水稻生长季节经常遭遇异常高温天气，对水稻产量和品质造成了严重的影响[2]。高温热害已经成为水稻生产的主要自然灾害之一，成为限制水稻安全生产的瓶颈。

针对当前水稻高温热害日益严重的现状，国内外开展了大量的水稻耐热性研究和资源筛选工作。赵森等[3]通过田间分期播种与人工气候室高温处理相结合，筛选出IRAT109、260 和L4-34 等耐高温品种。杨梯丰等[4]从来自11个国家的27个水稻品种（系）中鉴定筛选出赣香糯和N22 等耐热品种。查中萍等[5]以80个国内外水稻核心种质资源和自选恢复系为材料，筛选出广陆矮15、80B、WD-16343 等耐热种质资源或品种。黎毛毛等[6]对江西省早稻材料进行耐热性鉴定，筛选出香优早、早香玉、莲香早等耐高温品种。马廷臣等[2]对国际水稻研究所耐热圃材料进行鉴定分析，筛选出WAB96-1-1、N22、DULAR、IR36 等 8个 耐热材 料 。THITISAKSAKUL 等[7]研究表明，开花期和灌浆结实期对温度最为敏感，灌浆期遇高温将严重影响稻米淀粉的理化特性，进而影响稻米品质。沈泓等[8]研究得出，灌浆期高温导致稻米外观和加工品质以及蒸煮食味品质变差。张桂莲等[9]研究表明，抽穗结实期不同时段高温对稻米品质影响存在显著差异。因此，研究高温条件下稻米主要品质性状的变化规律，筛选耐高温优质水稻品种，是在温室效应大环境下培育具有稳定优质性状水稻品种的一个重要方向。

荃211S 是安徽荃银高科种业股份有限公司（以下简称“荃银高科”）利用安徽省农业科学院选育的高异交率、抗倒力好、配合力强的两系不育系1892S 为母本，与荃银高科自育的高产、优质、耐高温、育性稳定的不育系03S 杂交后经系谱法选择，结合对稻米品质关键基因的逐代检测和筛选，最终培育出的优质抗倒高配合力中籼两系不育系[10]。2012 年经农业农村部稻米及制品质量监督检验测试中心检测，荃211S 米质各项指标均达到国家《优质稻谷》标准1 级[10]。目前，以荃211S 为母本已选育出一批优质、广适、高产、耐高温的荃两优系列杂交稻新品种（以下简称“荃两优系列品种”）通过审定，并迅速成为长江中下游地区杂交中籼主栽品种。本研究通过分析荃两优系列品种的耐热性、高温胁迫对荃两优系列品种主要品质的影响以及品种耐热性与主要品质性状的相关性，为荃两优系列优质杂交稻品种的选育、推广应用和进一步改良提供科学依据，并为耐高温优质水稻品种的选育奠定基础。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验共选用14个水稻品种，包括13个荃两优系列品种和1个耐高温对照品种丰两优4 号（详见表1），种子均由荃银高科提供。

表1 荃两优系列品种的耐热性比较

1.2 测定项目及方法

1.2.1 耐热性

利用智能温室对供试的14 份材料进行高温胁迫处理，具体参照DB34/T3484-2019《一季籼稻品种耐热性鉴定技术规程》进行。

2020 年 5 月 7 日播种，6 月 1 日移栽，每个品种栽8 盆，每盆4 株，其中4 盆在抽穗期（30%以上稻穗开始抽出）放入玻璃温室进行高温胁迫连续处理5 d（7∶00—9∶30，32.5 ℃；9∶31—14∶00，40.0 ℃；14∶01—17∶00，36.5 ℃；17∶01—21∶00，32.0 ℃；21∶01—7∶00，29.0 ℃），并对处于高温处理时期的稻穗进行标记；另4 盆作为对照在自然条件下生长。高温处理结束后，所有植株均在自然条件下生长至成熟。抽穗20 d 后，从每个品种高温处理（带有标记）和自然生长的样本中各取20个单穗，调查结实率，进行耐热性综合评价。

相对耐热系数（HT）=鉴定品种高温结实率/耐热对照品种高温结实率，其中：HT≥1.1，耐热性强，1 级；0.9≤HT＜1.1，耐热性较强，3 级；0.7≤HT＜0.9，耐热性一般，5 级；0.5≤HT＜0.7，耐热性较弱，7 级；HT＜0.5，耐热性弱，9 级。

1.2.2 稻米品质

对高温处理下带有标记的稻穗以及自然条件下生长的植株进行收获，晾干，使稻谷水分降至13.5%以下，放置3个月后参照NY/T 593-2013《食用稻品种品质》规定的检测方法测定糙米率、整精米率、垩白度、胶稠度等品质指标；通过分光光度计法测定直链淀粉含量；通过碱消值法测定糊化温度。3 次重复，取平均值。

1.3 数据处理

试验数据均在Excel 中进行整理和计算，利用DPS统计分析软件进行相关性分析。

2 结果与分析

2.1 荃两优系列品种的耐热性鉴定

从表1 可见，13个荃两优系列品种中耐热性达3级以上的有11个，占比84.6%，表明荃两优系列品种整体耐热性较强，与品种在实际生产中的耐热性表现相一致。

2.2 高温胁迫对荃两优系列品种主要品质指标的影响

2.2.1 高温胁迫对加工品质和外观品质的影响

高温胁迫对加工品质的整精米率影响最大。由图1A 可见，高温胁迫对供试水稻品种的糙米率影响不大，除了荃两优华占之外，其他水稻品种的糙米率下降幅度均在1.0个百分点以内，与自然条件处理相比差异不显著。而高温胁迫使供试水稻品种的整精米率普遍降低（图1B），其中，荃两优95 占和荃两优136 下降幅度最大，在3.0个百分点以上，与自然条件处理相比差异达到极显著水平；荃两优069、荃两优1606、荃两优8238、丰两优4 号和荃两优华占5个品种整精米率下降1.9～3.0个百分点，与自然条件处理相比差异达到显著水平；另外7个品种下降幅度在1.9个百分点以内，与自然条件处理相比差异不显著。

高温胁迫使供试水稻品种外观品质的垩白度普遍上升（图1C），其中，荃两优532、荃两优851、荃两优洁丰丝苗、荃两优879 和荃两优2118 等5个品种升幅在1.0个百分点以内，与自然条件处理相比差异不显著；荃两优136、荃两优95 占、荃两优1606 和荃两优华占上升幅度较大，与自然条件处理相比差异达极显著水平。可见，抽穗期高温对稻米垩白的形成具有促进作用。

图1 高温胁迫对荃两优系列水稻品种加工品质和外观品质的影响

2.2.2 高温胁迫对荃两优系列品种蒸煮食味品质的影响

从图2A 可以看出，高温胁迫导致稻米直链淀粉含量下降，下降幅度超过2.5个百分点的品种有4个，分别为荃两优8238、荃两优136、荃两优95 占和丰两优4号，与自然条件处理相比差异达到极显著水平，其中，荃两优136 降幅最大，超过3.0个百分点；下降幅度小于1.0个百分点的品种有3个，分别为荃两优丝苗、荃两优532 和荃两优851。

图2 高温胁迫对荃两优系列水稻品种蒸煮食味品质的影响

从图2B 可以看出，高温胁迫后除了荃两优丝苗碱消值未发生明显变化外，其余品种均有所降低，荃两优532、荃两优851 和荃两优087 降幅较小，与自然条件处理相比差异不显著；荃两优华占、荃两优95 占和荃两优136 降幅较大，与自然条件处理差异达极显著水平。

由图2C 可知，经过抽穗期高温胁迫处理后，各品种胶稠度除了荃两优532 上升之外，其余均降低，其中，荃两优95 占和荃两优136 降幅超过10 mm，与自然条件处理相比差异达到极显著水平。

2.3 荃两优系列品种耐热性与主要品质指标变化的相关性分析

荃两优系列水稻品种相对耐热系数与经过高温胁迫处理后主要米质指标的相关性分析结果（表2）表明，相对耐热系数与整精米率、碱消值呈极显著正相关，与胶稠度呈显著正相关，表明水稻品种耐热性越强，品种整精米率、碱消值和胶稠度越高，米质越好；相对耐热系数与垩白度呈极显著负相关；相对耐热系数与糙米率和直链淀粉含量相关关系较小，未达到显著水平。

表2 荃两优系列水稻品种耐热性与主要品质性状（高温胁迫）的相关分析

荃两优系列水稻品种相对耐热系数与高温胁迫处理后主要米质性状变幅的相关分析结果（表3）表明，供试水稻品种相对耐热系数与整精米率、垩白度、直链淀粉含量、碱消值、胶稠度的高温处理后变幅均呈极显著负相关，表明品种耐热性越强，整精米率、垩白度、直链淀粉含量、碱消值、胶稠度等经过高温胁迫后的主要米质指标变化越小；相对耐热系数与糙米率的变幅相关性较小，未达到显著水平。

表3 荃两优系列水稻品种耐热性与高温处理后主要品质性状变幅的相关分析

3 讨论与结论

高温对全球主要粮食作物特别是水稻生产造成了极大威胁，环境高温不仅会降低水稻产量同时也会影响水稻品质。近年来国内外对高温如何影响水稻产量和品质做了大量的研究工作，对水稻抽穗扬花期耐高温种质资源也做了大量筛选工作[2-9]。优质两系不育系荃211S 在选育过程中就有目的性的进行耐高温筛选，旨在提升不育系的耐高温性，其选育的杂交稻品种耐高温性水平普遍较强，同时，不同杂交稻品种之间的耐热性又存在差异，可能与不同恢复系的耐热性遗传背景相关。本研究得出，参试的13个荃两优系列杂交稻品种中耐热性达3 级以上的品种有11个，占比84.6%，荃两优丝苗、荃两优532、荃两优851 的耐热性达到1 级。

众所周知，稻米品质的优劣主要受遗传因素控制，但是环境因素也有重要影响[9，11-12]。关于温度对稻米品质的影响，以往研究得出，高温对糙米率、精米率、整精米率、垩白粒率、垩白度、透明度、直链淀粉含量、糊化温度、胶稠度等均有影响[2,9,13-15]。本研究结果表明，高温胁迫对荃两优系列水稻品种的糙米率影响较小，但降低了整精米率，提高了垩白度，这与张桂莲等[9，13，15]的研究结果基本一致，表明高温使淀粉粒之间的排列发生变化，胚乳透明度降低。关于温度对蒸煮食味品质的影响，LIN 等[16]研究认为，高温导致直链淀粉含量下降，盛婧等[14]持相反的观点。而马廷臣等[2]认为，不同品种高温处理后直链淀粉含量、糊化温度和胶稠度变化趋势不同。本研究发现，荃两优系列品种经高温胁迫后直链淀粉含量普遍降低，这与LIN 等[15]观点相一致。在本研究中，高温处理后供试品种碱消值和胶稠度降低，与张桂莲等[8]和张国发等[15]的研究结果基本一致。

荃两优系列水稻品种的耐热性与经过高温胁迫后品种的整精米率、碱消值呈极显著正相关，与胶稠度呈显著正相关，与垩白度呈极显著负相关，品种耐热性与糙米率和直链淀粉含量相关性较小，表明水稻品种耐热性越强，其整精米率、碱消值和胶稠度越高，而糙米率和直链淀粉含量因品种而异。同时，本研究还得出，不同品种对高温反应存在差异，耐热性强的荃两优水稻品种经过高温胁迫处理后，整精米率、垩白度、直链淀粉含量、碱消值、胶稠度等主要米质指标的变幅小于高温相对敏感的水稻品种，表明高温对耐热性强的荃两优优质水稻品种的品质影响较小。本研究结果与荃两优系列品种在长江中下游的耐热性表现及推广面积快速上升的实践结果相一致。