[發明專利]一種提高稻米賴氨酸含量的灌溉方法

有效

• 申請號: 202210286801.3
• 申請日: 2022-03-22
• 公開（公告）號: CN114532185B
• 公開（公告）日: 2023-06-02
• 發明（設計）人: 楊建昌;沈洪歷;王志琴
• 申請（專利權）人: 揚州大學
• 主分類號: A01G25/00
• 分類號: A01G25/00;A01G22/22
• 代理公司: 揚州蘇中專利事務所(普通合伙) 32222
• 代理人: 沈志海

本發明涉及一種提高稻米賴氨酸含量的灌溉方法，根據水稻品種類型和抽穗后天數，確定土壤落干的土壤水勢指標，進行淺水?落干交替灌溉。該方法是依據淺水?落干交替灌溉對籽粒中賴氨酸合成關鍵酶活性的增強效應以及不同類型水稻品種在抽穗后不同時期對土壤水分響應的特點，按照品種類型和抽穗后的天數，確定土壤落干的土壤水勢指標，依此進行淺水?落干交替灌溉。本發明解決了以往難以通過灌溉技術提高稻米賴氨酸含量的技術瓶頸，可協同提高水稻產量和稻米賴氨酸含量。

技術領域

本發明涉及一種提高稻米賴氨酸含量的灌溉方法，屬于農業技術領域。

背景技術

在成熟水稻籽粒(種子)中，主要氨基酸有20種，包括賴氨酸、蘇氨酸、蛋氨酸(也稱甲硫氨酸)、色氨酸、苯丙氨酸、異亮氨酸、亮氨酸和纈氨酸等8種人體不能合成的必需氨基酸^[1-3]。其中，賴氨酸在參與人和動物體蛋白、酶、多肽和激素合成及提高機體免疫力等方面具有十分重要作用，其含量的高低決定了稻米蛋白質的營養價值，是衡量稻米營養品質的一個主要指標^[4-6]。目前，稻米賴氨酸含量平均為0.25g·g^-1氮，較世界衛生組織推薦的0.34g·g^-1氮的指標低36％^[6-9]。當人或動物攝取的賴氨酸較少時會引起其他氨基酸的吸收受阻，從而影響稻米蛋白質的有效利用，造成食物營養和膳食結構的不平衡，故賴氨酸被稱為第一限制性必需氨基酸^[9-11]。提高稻米賴氨酸等必需氨基酸含量，是我國乃至全世界發展優質稻米生產的重大需求，也一直是水稻育種和栽培的一個研究熱點和難點^[10-12]。

稻米賴氨酸含量既受遺傳控制，又受栽培措施的調節。通過遺傳工程手段增強水稻天冬氨酸激酶和二氫毗考琳酸合成酶基因表達，或通過轉基因技術將富含賴氨酸蛋白基因(LYSINE-RICH?PROTEIN)轉到水稻中，可以提高稻米賴氨酸含量，但這些材料在生產上應用仍需時日^[12-14]。灌溉是調控水稻產量和品質的一個主要栽培措施^[15-17]。蔡一霞等^[18]觀察到，無論是在高施氮量還是在低施氮量條件下，水稻灌漿期土壤水分脅迫均會降低雜交秈稻汕優63和粳稻武育粳3號稻米賴氨酸含量。陶進^[19]和Xu?et?al.^[20]的研究結果也顯示，結實期干濕交替灌溉會顯著降低各品種稻米中必需氨基酸和非必需氨基酸含量。目前，關于提高稻米賴氨酸含量，尤其是協同提高產量和稻米賴氨酸含量的灌溉技術，未見相關研究報告。

發明內容

本發明提供了一種提高稻米賴氨酸含量的灌溉方法，本發明主要是解決現有灌溉技術不能有效提高稻米賴氨酸含量特別是協同提高水稻產量和稻米賴氨酸含量的技術難題。其原理是依據稻米中賴氨酸合成關鍵酶活性受到水分狀況的調控，尤其在淺水-落干交替灌溉條件下能明顯得到增強，根據不同類型水稻品種在抽穗后不同時期對土壤水分響應的特點，確定有利于賴氨酸合成的灌溉指標，進行淺水-落干交替灌溉，可協同提高產量和稻米賴氨酸含量，改善稻米營養品質。

本發明的目的是這樣實現的，一種提高稻米賴氨酸含量的灌溉方法，包括以下步驟：

(1)抽穗后1天(全田有51％的稻穗露出劍葉葉鞘)至7天：

田間由2～3cm淺水層自然落干至離地表15～20cm深處的土壤水勢值，粳稻品種為-2.5kPa、秈稻品種為-5.0kPa、秈/粳雜交稻品種為-7.5kPa，田間再灌2～3cm淺水層，再自然落干，如此循環，土壤水勢值大于上述指標值，田間不灌水；

(2)抽穗后8天至14天：

田間由2～3cm淺水層自然落干至離地表15～20cm深處的土壤水勢值，粳稻品種為-5.0kPa、秈稻品種為-7.5kPa、秈/粳雜交稻品種為-10.0kPa，田間再灌2～3cm淺水層，再自然落干，如此循環，土壤水勢值大于上述指標值，田間不灌水；

(3)抽穗后15天至21天：