施磷量对稻米脂类代谢及食味品质的影响

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为探明施磷量对稻米脂类合成和积累的影响及与品质的关系,本试验以2个水稻品种(南粳9108和IR72)为试验材料,分别在2019和2020年,设置P0(0 kg/hm~2)、P1(45 kg/hm~2)、P2(90 kg/hm~2)和P3(135 kg/hm~2)4个施磷水平。测定分析籽粒脂类含量、游离脂肪酸含量、脂肪酸组分、脂类合成关键酶活性、脂类合成过程中重要中间产物的含量、蛋白质含量、产量及稻米的加工品质、外观品质和食味品质。结果如下:1、随施磷量的增加,南粳9108和IR72籽粒脂类和游离脂肪酸含量(FFA)增加,在2019年P3处理下,南粳9108和IR72的脂类含量较P0分别增加9.2%和8.3%,FFA含量较P0分别增加26%和43.2%,在2020年P3处理下,南粳9108和IR72的脂类含量则分别增加11.8%和8.0%,FFA含量分别增加31.5%和38%。说明施磷量为135 kg/hm~2时南粳9108和IR72籽粒脂类和游离脂肪酸含量最高。2、随施磷量的增加,南粳9108和IR72籽粒脂类合成关键酶乙酰辅酶A羧化酶(ACCase)、脂肪酸合酶(FAS)、3-磷酸甘油脱氢酶(3-GPD)、磷脂酸磷酸酯酶(PPase)和甘油-3-磷酸酰基转移酶(GPAT)的活性增加,在施磷量为135 kg/hm~2时ACCase、FAS、3-GPD、PPase和GPAT的活性最高;随施磷量的增加,磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPCase)的活性先增后降,在施磷量为90kg/hm~2时PEPCase的活性最高。增施磷肥脂类合成起始底物丙酮酸(PYR)的含量变化不明显,但增施磷肥显著提高了籽粒丙二酸单酰辅酶A(MCA)和磷脂酸(PA)的含量,脂类合成代谢更加活跃;增施磷肥蛋白质和草酰乙酸(OAA)含量先增后降,在施磷量为90 kg/hm~2时蛋白质和OAA含量最高,当施磷量从90 kg/hm~2增加到135 kg/hm~2时稻米脂类代谢及含量提升,而蛋白质含量开始下降,因此在施磷量为135 kg/hm~2条件下相对于蛋白质更有利于脂类积累。3、增加施磷量对南粳9108和IR72籽粒各脂肪酸组分影响不明显,但随施磷量的增加籽粒不饱和脂肪酸(UFA)含量增加,饱和脂肪酸(SFA)含量降低。南粳9108和IR72的UFA含量P3处理较P0处理分别增加2.46和0.68百分点,南粳9108和IR72的SFA含量P3处理较P0处理分别降低2.46和0.68百分点。在施磷量为135 kg/hm~2时稻米不饱和脂肪酸含量最高,而饱和脂肪酸含量最低。4、随施磷量的增加,南粳9108和IR72的食味值、外观和口感增加,尤其食味值显著增加,南粳9108的食味值、外观、口感、粘度和平衡大于IR72。南粳9108和IR72的峰值粘度和崩解值随施磷量的增加显著增加,最终粘度、消减值和糊化温度随施磷量的增加显著降低。IR72的峰值黏度、最低粘度、最终粘度、消减值、峰值时间和糊化温度大于南粳9108,崩解值则小于南粳9108。说明增施磷肥能提高稻米的食味品质,在施磷量为135 kg/hm~2时稻米食味品质最优。5、随施磷量的增加,南粳9108和IR72的穗粒数、结实率、千粒重和产量呈先增后降的变化趋势,施磷量为90 kg/hm~2时穗粒数、结实率、千粒重和产量最高,但与施磷量135 kg/hm~2时差异不显著。南粳9108和IR72随施磷量的增加糙米率、精米率和整精米率呈先增后降的变化趋势,施磷量为90 kg/hm~2时南粳9108和IR72的糙米率、精米率和整精米率最高。综上,可通过增施磷肥来提高稻米脂类合成关键酶(ACCase、FAS、3-GPD、PPase和GPAT)的活性,增加脂类合成过程重要中间产物(MCA和PA)的含量,增强脂类合成代谢,调节籽粒蛋白质和脂类积累之间的竞争,进而调节稻米脂类含量和脂肪酸组分,改善稻米的食味品质。当施磷量为135 kg/hm~2时稻米脂类和不饱和脂肪酸含量最高,蛋白质和饱和脂肪酸含量最低,稻米食味品质最佳。
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