Multifaceted analysis on mechanism and characteristics of high-temperature damage of rice

水稻高温损伤机理及特征多层面分析

• 批准号: 22K05604
• 负责人: 大坪 研一
• 金额: $ 2.58万
• 依托单位: Nigata University of Phermacy and Applied Life Sciences
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K05604/
• 关键词: 玄米; 高温障害; 完全粒; 乳白粒; 糊化特性; 物性値; α-アミラーゼ活性; プロテアーゼ活性; 米; 理化学特性; 食味; 外観品質

近年の気候温暖化により、米粒におけるデンプン粒結合型デンプン合成酵素やデンプン分枝酵素遺伝子の発現抑制と、デンプン分解酵素の発現誘導が活発化し、白未熟粒の発生が増加し、外観および品質の低下等の高温登熟障害が頻発している。高温障害と米の食味特性を関連付ける研究は少なく、多面的理化学特性による解析は殆ど行われていない。本研究では、高温登熟障害について、米の外観品質、理化学特性の視点から、高温障害度の評価法の開発を行うとともに、各品種の食味特性と高温耐性度を理化学的測定によって評価し、今後の高温耐性品種の開発に貢献することを目的とした。2020年産のブランド玄米54品種を試料とし、各試料米を完全粒(整粒)と乳白粒（被害粒）に分画し、内在性のデンプン分解酵素活性とデンプン特性および理化学特性値(糊化特性)との関連を調べた。即ち、各試料米の糊化特性値とα-アミラーゼ活性を測定し、品種ごとの糊化特性値を説明変数、α-アミラーゼ活性の乳白粒と完全粒の比率を目的変数として高温障害程度の推定式を作成し、未知試料の検定を行い、有意性を確認した。この推定式は高温障害米の簡易な加工適性の評価方法として有用と期待される。さらに、2020年産の全国のブランド米19試料を完全粒と乳白粒に分画し、市場に流通している高温障害粒の割合を30%と想定し、完全粒100%と30%乳白粒混合米の米飯物性値、遊離糖含量、アミノ酸含量、酵素活性を比較した。その結果、乳白粒のアミロース含量は低下傾向を示し、α-アミラーゼ活性は有意な増加傾向を示し、糊化特性値の最高粘度、Consistencyは低下傾向を示し、プロテアーゼ活性、L-グルタミン酸含量、L-アミノ酸含量、オリゴ糖含量(D-グルコース、麦芽糖、ショ糖)は高くなる傾向が示された。米飯物性値では、乳白粒混合米が完全粒に比べて、硬さ、こし、粘り、付着の低下傾向を示した。

近年来，由于气候变暖，水稻籽粒中淀粉粒结合淀粉合酶和淀粉分支酶基因的表达受到抑制，淀粉分解酶的表达被激活，导致白未熟粒的发生增多，经常出现外观和品质下降等高温熟成问题。将高温损伤与大米口感特性联系起来的研究很少，几乎没有进行多方面物理和化学特性的分析。本研究将从水稻的外观品质和理化特性的角度出发，开发一种评价高温成熟损伤程度的方法，并通过物理指标评价各品种的口感特征和高温耐受性。和化学测量的目的是为未来耐高温品种的开发做出贡献。以2020年生产的54个品种的品牌糙米为样品，将每个样品米分级为全粒（分选粒）和乳白粒（破损粒），并测定内源淀粉分解酶活性、淀粉性质和理化性质值​​（糊化）特性进行了分析）。即测定各大米样品的糊化性值和α-淀粉酶活性，并以各品种的糊化性值作为解释变量，得到乳白色米粒与具有α-淀粉酶活性的整粒米的比例为作为确定高温损伤程度的客观变量，建立了估计公式，并对未知样品进行了测试，并确认了显着性。该估算公式有望作为评估高温损伤稻米加工适宜性的简单方法。此外，我们将全国各地2020年生产的19个品牌大米样品分为粗粮和乳白粮，并假设市场上高温损坏谷物的比例为30%，并混合100%粗粮比较了30%乳粮的物理特性、游离糖含量、氨基酸含量和酶活性。结果，乳白粒的直链淀粉含量呈下降趋势，α-淀粉酶活性呈显着上升趋势，糊化特性的最高粘度和稠度呈下降趋势，蛋白酶活性、L-谷氨酸含量和L-谷氨酸含量呈下降趋势。 -氨基酸含量和低聚糖含量（D-葡萄糖、麦芽糖、蔗糖）有增高的趋势。就米饭的物理特性而言，与全麦米相比，乳白杂粮米的硬度、劲度、粘性和附着力有下降的趋势。