不同皮色對不同色色稻和普通米礦質元素含量的影響

在中國豐富多樣的水稻物種資源中，有許多有價值的彩色米資源，主要集中在云南、廣西、湖南和貴州。就種皮的顏色而言,按糙米帶色程度可分為烏黑、紅黑、紫紅、紅褐、紅、褐、黃和綠8個等級,其中以黑米稻和紅米稻占多數(shù)。帶色糙米除具有一些天然色素外,還富含礦質元素等營養(yǎng)成分。礦質元素在人體中具有重要的生理功能,對維護人體健康起著積極的作用。同時,Fe、Zn和Mn等礦質元素是人體必需微量元素,在人體內無法合成,只能從食物中攝取。因此,有色稻米種質的發(fā)掘與利用已成為功能稻米研究的熱點。目前,有關有色稻米種質資源評價、色素基因、以及相關遺傳研究,主要涉及常見的黑米和紅米,其他顏色有色稻米研究較少。對不同顏色稻米的營養(yǎng)特性進行評價和相關遺傳研究,對實現(xiàn)有色稻米種質創(chuàng)新意義重大。本研究在相同環(huán)境下,比較分析有色稻米和普通稻米Fe、Zn、Cu和Mn等礦質元素及黑、褐、紅、綠和黃等5種不同顏色稻米4種礦質元素含量,研究礦質元素含量與稻米種皮顏色的關系,為有色稻米種質資源的發(fā)掘與利用提供理論依據(jù)。1材料和方法1.1插裝田間試驗在云南省彌勒縣棚普鎮(zhèn)同田種植27份有色稻米和34份普通稻米。田間插秧規(guī)格16.7cm×26.7cm,10行區(qū),行長5m,田間試驗及水肥管理正常。成熟后,及時收獲脫粒。經晾曬干燥后,保存于通風良好的陰涼處,放置3個月后,用作分析原料。1.2采用水稻fe、zn、cu和mn法測定了不同礦質元素的含量1.2.1納米顆粒的制備種子于室溫下平衡水分72h,用礱谷機(SatakeThu35B,Satake,日本)碾成糙米脫殼后,用旋風式磨粉機(LMT63L2,Brabender,德國)磨成粉,備用。1.2.2樣品的制備和溶解用干灰化法處理樣品。準確稱取5g米粉放入30ml瓷坩鍋中,然后置于可調電爐上,置于通風櫥中緩緩加熱,進行碳化,直至不再冒煙為止。將瓷坩鍋放入馬弗爐內,先以低溫加熱,逐漸升高溫度至600℃,保溫2h,直至樣品完全變?yōu)榘咨?。冷卻后取出,加入5ml蒸餾水和HCl1∶1的溶液進行溶解,并轉入50ml容量瓶中,用去離子水定容,搖勻,待測。用原子吸收分光光度法(AAS)測定米粉中Fe、Zn、Cu和Mn的含量。2結果與分析2.1平均礦質元素含量通過對27份有色稻米和34份普通稻米Fe、Zn、Cu和Mn含量分析,結果表明(表1):有色米和普通米Fe、Zn、Cu和Mn等礦質元素含量依次為Zn>Fe>Cu>Mn,4種礦質元素含量在有色稻米和無色稻米間差異均達顯著水平(表2),其中,Fe、Zn和Cu差異均達極顯著水平。有色稻米4種礦質元素含量均高于無色稻米,有色稻米Fe、Zn、Cu和Mn含量(單位:mg/kg,下同)平均為8.198、10.844、6.550和6.363;無色稻米為7.114、8.838、5.622和5.481。由此可知,有色稻米富Fe、Zn、Cu和Mn等礦質元素。2.1稻米價格和顏色的變化對fe、zn、cu和mn含量的影響通過對黑、褐、紅、綠和黃等5種不同顏色稻米Fe、Zn、Cu和Mn含量分析,結果表明(表3):不同顏色稻米Fe含量高低依次為黑>綠>褐>紅>黃,Zn含量依次為綠>紅>黑>褐>黃,Cu含量依次為黑>褐>紅>黃>綠,Mn含量依次為褐>黑>紅>黃>綠,Fe和Mn含量在不同顏色稻米間差異均達極顯著水平,而Zn和Cu差異不顯著(表4)。由此可知,Fe和Mn含量與有色米種皮顏色密切相關,而Zn和Cu含量與種皮顏色關系不大。通過對不同顏色稻米的Fe、Zn、Cu和Mn含量比較,結果表明:黑米Fe含量最高,為9.710mg/kg,Mn含量僅次于褐米;褐米Mn含量最高,為8.247mg/kg,Fe含量與綠米的9.020mg/kg相差不大,為8.907mg/kg,明顯高于紅米7.556mg/kg和黃米6.756mg/kg;黃米Fe含量最低僅為6.756mg/kg,Mn含量較低,與綠米的4.490mg/kg相差不大,為4.990mg/kg;綠米Zn含量最高,為12.490mg/kg,但Cu含量最低,為4.540mg/kg;而紅米、黑米和褐米Zn含量相差不大,分別為10.804mg/kg、10.715mg/kg和10.657mg/kg,Cu含量也相差不大,分別為6.850mg/kg、6.690mg/kg和6.506mg/kg;黃米Zn含量最低,僅為9.020mg/kg,Cu含量較低,為5.794mg/kg,僅高于綠米。由此可知,黑米和褐米富Fe、Zn、Cu和Mn,綠米富Fe和Zn,紅米富Zn和Cu,黃米4種礦質元素含量較低,Fe、Cu和Mn均低于普通稻米。3稻米礦質元素含量與種子顏色的關系本研究在相同環(huán)境下,用AAS法測定了27份有色稻米和34份普通稻米中Fe、Zn、Cu和Mn等礦質元素含量。結果表明,不同基因型間礦質元素含量差異較大,與前人研究結果一致;4種礦質元素含量在有色稻米和無色稻米間差異均達顯著水平,有色稻米4種礦質元素含量明顯高于無色稻米,糙米礦質元素含量依次為Zn>Fe>Cu>Mn。曾亞文等用ICP-AES法測定了789份地方水稻糙米中的8種礦質元素,認為糙米元素含量依次為P>K>Mg>Ca>Zn>Fe>Cu>Mn,本研究結果與其一致,但兩種方法測定含量結果區(qū)別較大,估計與分析方法和樣品預處理不同有關。稻米中Fe、Zn、Cu和Mn等屬微量元素,分析檢測較為困難。目前,礦質元素含量的測定應用最廣泛的為原子光譜法,包括原子吸收光譜法(AAS)、原子熒光光譜法(AFS)和原子發(fā)射光譜法(AES)。通過不同方法對稻米礦質元素含量進行分析評價,有助于開展微營養(yǎng)種質資源發(fā)掘和利用,實現(xiàn)種質創(chuàng)新,并為下一步相關遺傳研究奠定基礎。有關水稻子粒礦質元素含量與種皮顏色的相關研究較少,Zeng等分析了653份云南稻資源糙米中8種礦質元素含量,認為K、Ca、Fe、Zn和Mn與米色有關。呂文英研究認為水稻子粒中礦質元素含量與米色有一定的遺傳相關,黑米中含量最高,其次為紅米。Koh等認為稻米礦質元素陽離子含量的增加,與黑米色素沉積性狀有關。張名位等以3種種皮顏色深淺不同的黑米稻為材料,開展黑米稻種皮色素含量的遺傳效應分析,認為種皮色素含量表現(xiàn)多基因控制的數(shù)量性狀遺傳,色素含量高種皮顏色深,色素含量低種皮顏色淺,水稻子粒中Fe和Mn含量與黑米色素含量表現(xiàn)為顯著正相關。本研究通過比較黑、褐、紅、綠和黃等5種不同顏色稻米4種礦質元素含量,研究Fe、Zn、Cu和Mn等礦質元素含量與稻米種皮顏色的關系。結果表明,Fe和Mn含量在不同顏色稻米間差異均達極顯著水平,而Zn和Cu含量差異不顯著。認為Fe和Mn含量與有色米種皮顏色密切相關,而Zn和Cu含量與種皮顏色關系不大。黑米Fe含量最高,褐米Mn含量最高,綠米Zn含量最高,而黃米4種礦質元素含量較低,Fe、Cu和Mn均低于普通稻米。裘凌滄等對9個黑米品種、33個紅米品種和210個普通水稻品種的礦質元素含量分析,認為黑米、紅米P、S含量明顯高于普通稻米。張名位研究表明,黑米的鐵和鋅的含量明顯高于普通稻米。韓龍植等認為黑糯米1568鐵和鋅含量較高,紅米1201鋅和硒含量較高,認為有色種皮是提高水稻營養(yǎng)特性的特殊性狀之一。本研究通過不同種皮顏色礦質