《Ecological Genetics and Genomics》：Dimensional and Morphological Variability of Traditional Rice Cultivars in South India: Implications for Food Processing and Market Application
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传统稻种工程特性与尺寸属性研究：通过随机区组试验评估22个传统与商业稻种，分析长度、宽度、厚度等参数的方差，热图显示相关性，聚类分为四类，因子分析提取78.55%和19.26%主成分。
Jayanthi B|Harshini KK|Bhavadharani T|Sudharsana S
印度泰米尔纳德邦塞勒姆索纳文理学院生物技术系 - 636005
摘要：
本研究评估了不同水稻品种对传统南印度水稻的工程性能和尺寸特性的影响。采用随机区组设计实验，在相似条件下种植并评估了22个水稻品种。这些水稻品种的宽度、长度和厚度分别为1.90-3.14毫米、5.13-7.85毫米和0.94-2.96毫米。计算了平均直径、球形度（0.33-0.67）、长宽比（0.24-0.56）和表面积（12.66-36.75平方毫米）。热图显示了尺寸变量之间的变异性和相关性，皮尔逊相关性表明存在正相关关系。层次聚类将水稻品种分为四组，因子分析揭示了两个主要成分，分别解释了78.55%和19.26%的方差。这项研究为了解传统水稻的尺寸特性提供了宝贵见解，有助于食品加工设备的设计，并提升其在未来市场的应用潜力。
引言
大米（Oryza sativa L.）是主食，也是提供全球四分之一人均饮食能量的重要营养作物[1]。早期研究主要关注大米粒子的物理和品质属性。然而，尽管小麦也是主要粮食之一，并在不同地区的印度料理中具有重要的文化作用，但大米的质量问题也受到了世界其他地区的关注[2]。在该地区，农民种植当地水稻品种以维持生计[3]。然而，科学知识仍然不足。在印度，大米在人们的生计、粮食安全以及泰米尔纳德邦的当地烹饪中发挥着重要作用[4]。
世界各地都种植传统水稻品种，尤其是黑米，斯里兰卡、泰国、菲律宾和印度都有种植和消费黑米[5]。黑米最初在中国被培育。其他品种则在卡纳塔克邦、中央邦、泰米尔纳德邦、比哈尔邦等东北部地区种植，这些地区的生长条件较为恶劣，如干旱、水深和盐碱化[6],[7],[8]。彩色水稻品种的颜色源于米壳最外层存在的花青素[4]。人们种植水稻品种也是因为它们的营养价值和药用特性[9]。
在彩色大米中，传统品种含有最多的营养成分，这些成分与富含花青素和酚类的胚层相互作用。在印度许多地区，如马哈拉施特拉邦（帕特尼）、喜马偕尔邦的库卢河谷（贾图和马塔利）以及喀拉拉邦（马特），人们种植和消费各种红色水稻品种。在阿育吠陀医学中，红色大米被用作药物，因为它含有具有药用价值的花青素，可用于治疗消化不良、肌肉损伤和胃部问题，降低胆固醇水平并调节血液循环[1]。红色大米还用于制作发酵酵母（Monascus purpura）、红曲、醋等食品，以及化妆品生产。以往关于传统水稻品种的研究揭示了其营养价值[10]。红色水稻品种富含蛋白质、植物化学物质、维生素E、抗氧化剂和植物营养素，有助于维持健康的免疫系统和增强儿童的记忆力[9]。红色水稻品种中的氰苷3-葡萄糖苷和芍药苷3-葡萄糖苷具有抗癌作用[11]。黑米如Karuppu Kavuni的抗氧化性能优于浆果[12]。50克黑米可提供35%的抗氧化成分和所需营养[13]（Tan和Norhanizan，2017）。由于这些特性，人们将黑米作为早餐食用，如粥、多萨、伊迪利和阿帕姆等，以获取所需的营养[14]。
大米的经济价值体现在其品质的多样性上，它在传统菜肴的流行中起着基础性作用[15]。大米品质包括物理特性、烹饪特性、感官特性和工程特性。根据消费者偏好，每种品质特征都具有重要价值。对于食品工业和消费者而言，籽粒 elongation（延伸度）和长宽比等指标是关键品质指标[16]。消费者对特定水稻品种的满意度和偏好在很大程度上受到品种（基因型）差异的影响。尽管本研究未包含分子遗传学分析，但品种差异本身反映了潜在的基因型变异，这为基于物理化学和工程特性比较传统品种和商业品种提供了依据。了解谷物材料的物理特性也有助于设计适合的谷物加工技术，包括分选、干燥、加热、冷却、碾磨等操作[17]。本研究旨在验证以下假设：1）基因型是否对传统和商业水稻品种的物理化学和工程特性有影响。本研究选择了22个传统水稻品种（包括Poonkar、Semmuli Samba、Karungkuruvai）以及一些商业白米品种（如IR64、Basmati和MDU-6），以研究其物理化学和工程特性。本研究旨在探讨基因型是否影响在相似生长条件下种植和评估的传统和商业水稻品种的物理化学和工程特性。
部分摘录
植物材料
在本研究中，为了研究其物理化学和工程特性，选取了22个传统水稻品种。2024年11月从印度泰米尔纳德邦及周边地区的传统水稻种植者处收集了干燥的稻粒样本。购买了22个不同的水稻品种，其中包括4个商业品种（IR 64、MDU-6、ADT-39、改良型白米Ponni和Tirupathi Saram）以及一个来自北印度的Basmati品种。
单变量分析
传统水稻品种和商业水稻品种在尺寸特性上表现出广泛的变异。ANOVA分析表明这些差异具有统计学意义（p < 0.05；表1）。不同品种的粒径参数（如长度、宽度、厚度、平均直径、最大直径、长宽比、球形度、宽度、长度和表面积）存在显著差异。本研究结果与以往关于尺寸特性的研究数据一致
结论
本研究探讨了南印度地区传统水稻的价值和特性，促进了这些未被充分利用的国际水稻品种的推广，鼓励农民扩大种植面积。研究揭示了22个不同水稻品种的物理化学特性和尺寸特征，证实了消费者的高需求以及由此带来的农民收益。商业水稻品种明显优于传统品种
作者贡献声明
Harshini K K： 方法学。Bhavadharani T： 方法学。Jayanthi Balakrishnan： 写作——审稿与编辑、初稿撰写、可视化、验证、监督、软件使用、资源管理、项目协调、方法学研究、资金获取、数据分析、概念化。Sudharsana S： 写作——审稿与编辑
利益冲突声明
? 作者声明以下可能构成潜在利益冲突的财务利益和个人关系：B.Jayanthi博士表示获得了印度科技部的财政支持。B.JAYANTHI博士与索纳文理学院存在雇佣关系。如果还有其他作者，他们声明自己没有已知的财务利益或个人关系
