[1]朱虹,于浩,李乾怡,等.功能型稻米研究进展[J].江苏农业科学,2026,54(3):34-40.
　Zhu Hong,et al.Research progress on functional rice[J].Jiangsu Agricultural Sciences,2026,54(3):34-40.
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功能型稻米研究进展()

《江苏农业科学》[ISSN:1002-1302/CN:32-1214/S]

卷:
第54卷
期数:
2026年第3期
页码:
34-40
栏目:
专论与综述
出版日期:
2026-02-05

文章信息/Info

Title:
Research progress on functional rice
作者:
朱虹1; 于浩2; 李乾怡1; 张弓2; 颜慧2; 姜晓红1; 章海风3; 李明珍4; 冯志明1; 陈宗祥1; 左示敏1
1.扬州大学农学院/江苏省作物基因组学和分子育种重点实验室/植物功能基因组学教育部重点实验室，江苏扬州 225009； 2.江苏省扬州市检验检测中心，江苏扬州 225002； 3.扬州大学旅游烹饪学院，江苏扬州 225127； 4.江苏省镇江禾下土农业科技有限公司，江苏镇江 212016
Author(s):
Zhu Hong; et al
关键词:
功能型稻米; 生理活性物质; 健康; 发展趋势
Keywords:
-
分类号:
S511.01
DOI:
-
文献标志码:
A
摘要:
近年来，我国国民饮食理念向食养均衡转变，营养供给能力显著提升，但 “营养过剩” 与 “营养缺乏” 问题逐渐突出，部分慢性疾病发病趋于大众化、年轻化。功能型稻米中富含多种有益成分，具有改善人体代谢、满足特定人群营养需求、预防和改善营养缺乏症以及降低环境污染物摄入风险等多种作用。以功能型稻米为代表的营养健康型食品用于疾病预防和辅助治疗的观念获得认可，功能型稻米的研究取得一定进展。本文系统介绍功能型稻米的类型及研究进展。重点阐述功能型专用稻米(高抗淀粉稻米、低谷蛋白稻米)、营养强化型稻米(特殊微量元素稻米、γ-氨基丁酸稻米、β-胡萝卜素稻米、花青素稻米)、环境友好型水稻(低镉、砷积累稻米) 等功能稻米的成分特性、调控机制以及新品种创制利用情况。介绍水稻胚乳在生物反应器研究领域中，针对疫苗抗原、免疫治疗以及治疗性肽/蛋白方面取得的成果。结合当前社会对功能稻米及其制品的多元需求状况以及功能稻米研究存在的问题，提出综合利用现代生物学技术挖掘未来功能基因、充分发掘功能稻米的功能潜力，并对创新加工技术以及绿色生产等发展方向进行探讨。
Abstract:
-

参考文献/References:

［1］张启发，黄恺，石秀娟，等. 用现代生命科学治理健康：“治未病” 理念新内涵初探［J］. 中国科学(生命科学)，2025，55(1)：177-184.
［2］刘霞，黄雅萍，卢旭，等. 抗性淀粉的结构性质与功能关系研究进展［J］. 食品与发酵工业，2020，46(18)：279-286.
［3］焦桂爱，唐绍清，罗炬，等. 水稻抗性淀粉突变体抗性淀粉结构的比较研究［J］. 中国水稻科学，2006，20(6)：645-648.
［4］Matsumoto K，Maekawa M，Nakaya M，et al. Wx/ae double-mutant brown rice prevents the rise in plasma lipid and glucose levels in mice［J］. Bioscience，Biotechnology，and Biochemistry，，2012，76(11)：2112-2117.
［5］Wang A Q，Jing Y H，Cheng Q，et al. Loss of function of SSIIIa and SSIIIb coordinately confers high RS content in cooked rice［J］. Proceedings of the National Academy of Sciences，2023，120(19)：e2220622120.
［6］Yang R F，Sun C L，Bai J J，et al. A putative gene sbe3-rs for resistant starch mutated from SBE3 for starch branching enzyme in rice (Oryza sativa L.)［J］. PLoS One，2012，7(8)：e43026.
［7］Mochizuki T，Hara S. Usefulness of the low protein rice on the diet therapy in patients with chronic renal failure［J］. Nihon Jinzo Gakkai Shi，2000，42(1)：24-29.
［8］Iida S，Amano E，Nishio T. A rice (Oryza sativa L.) mutant having a low content of glutelin and a high content of prolamine［J］. Theoretical and Applied Genetics，1993，87(3)：374-378.
［9］张莉萍，陈少龙，孟巧霞，等. 水稻低谷蛋白研究进展［J］. 农业科技通讯，2012(5)：7-8.
［10］Nishimura M，Kusaba M，Miyahara K，et al. New rice varieties with low levels of easy-to-digest protein，‘LGC-Katsu’ and ‘LGC-Jun’［J］. Breeding Science，2005，55(1)：103-105.
［11］周田田，唐兆成，李笑，等. 利用基因编辑技术创制低谷蛋白水稻种质［J］. 作物学报，2024，50(10)：2435-2446.
［12］Wakasa Y，Kawakatsu T，Ishimaru K，et al. Generation of major glutelin-deficient (GluA，GluB，and GluC) semi-dwarf Koshihikari rice line［J］. Plant Cell Reports，2024，43(2)：51.
［13］汤剑豪，白建江，万常照，等. 分子标记辅助选育聚合Lgc1和sbe3-rs基因的水稻新品系［J/OL］. 分子植物育种，2023：1-10(2023-09-01)［2025-03-10］. https：//kns.cnki.net/kcms/detail/46.1068.S.20230831.1410.012.html.
［14］Chen D G，Guo J，Chen K，et al. Pyramiding breeding of low-glutelin-content Indica rice with good quality and resistance［J］. Plants，2023，12(21)：3763.
［15］孙长峰，郭娜. 微量元素铁对人体健康的影响［J］. 微量元素与健康研究，2011，28(2)：64-66.
［16］王雪艳，左晓旭，舒小丽，等. 富铁水稻研究进展［J］. 核农学报，2005，19(5)：404-408.
［17］赵则胜，沈明泉，张纪樵，等. 乌贡一号品质分析及其开发应用的研究［J］. 上海农学院学报，1990，8(4)：281-284.
［18］Vasconcelos M，Datta K，Oliva N，et al. Enhanced iron and zinc accumulation in transgenic rice with the ferritin gene［J］. Plant Science，2003，164(3)：371-378.
［19］Goto F，Yoshihara T，Shigemoto N，et al. Iron fortification of rice seed by the soybean ferritin gene［J］. Nature Biotechnology，1999，17(3)：282-286.
［20］Masuda H，Usuda K，Kobayashi T，et al. Overexpression of the barley nicotianamine synthase gene HvNAS1 increases iron and zinc concentrations in rice grains［J］. Rice，2009，2(4)：155-166.
［21］梅忠，王治学，梅沙，等. 高锌水稻研究进展［J］. 核农学报，2016，30(8)：1515-1523.
［22］雷国方，杨树明，曾亚文，等. 粳型水稻高钙富锌新品系功米2号选育及栽培技术［J］. 农业科技通讯，2010(1)：138-139.
［23］Tan L T，Qu M M，Zhu Y X，et al. ZINC TRANSPORTER5 and ZINC TRANSPORTER9 function synergistically in zinc/cadmium uptake［J］. Plant Physiology，2020，183(3)：1235-1249.
［24］Johnson A A T，Kyriacou B，Callahan D L，et al. Constitutive overexpression of the OsNAS gene family reveals single-gene strategies for effective iron-and zinc-biofortification of rice endosperm［J］. PLoS One，2011，6(9)：e24476.
［25］Trijatmiko K R，Dueas C，Tsakirpaloglou N，et al. Biofortified indica rice attains iron and zinc nutrition dietary targets in the field［J］. Scientific Reports，2016，6：19792.
［26］Ahmed N，Deng L F，Narejo M U N，et al. Bridging agro-science and human nutrition：zinc nanoparticles and biochar as catalysts for enhanced crop productivity and biofortification［J］. Frontiers in Plant Science，2024，15：1435086.
［27］程迈妮，王智勇. 硒、有机硒与人类疾病与健康关系研究综述［J］. 食品安全导刊，2021(11)：44-47.
［28］刘百龙，郑天清，王威豪，等. 优质富硒水稻新品种中广122的选育［J］. 中国种业，2022(11)：91-92.
［29］邱桂如. 闽西地区富硒水稻品种(组合)筛选［J］. 福建农业科技，2022，53(8)：68-73.
［30］陈义轩，罗学芳，罗佳，等. 宜宾富砸杂交水稻品种筛选［J］. 四川农业科技，2016(4)：8-9.
［31］刘梦兰. 两种不同硒肥对水稻籽粒硒积累及品质相关性状的影响［D］. 扬州：扬州大学，2021.
［32］李瑶，王雷，孙鑫，等. γ-氨基丁酸生物学功能研究进展［J］. 农业与技术，2024，44(10)：12-14.
［33］Satoh H，Omura T. New endosperm mutations induced by chemical mutagens in rice Oryza sativa L.［J］. Japanese Journal of Breeding，1981，31(3)：316-326.
［34］Kim K H，Heu M H，Park S J. New matants for rice grain quality［J］. Korean Journal Crop Science，1991，36：197-203.
［35］朴钟泽，张建明，陆家安，等. 功能性水稻新品种巨胚粳1号选育及应用［J］. 中国稻米，2009，15(3)：34-35.
［36］Yang W B，Gao M J，Yin X，et al. Control of rice embryo development，shoot apical meristem maintenance，and grain yield by a novel cytochrome p450［J］. Molecular Plant，2013，6(6)：1945-1960.
［37］周露，沈贝贝，白苏阳，等. 以RNA干扰γ-氨基丁酸转氨酶1基因(OsGABA-T1)表达提高稻米γ-氨基丁酸(GABA)含量［J］. 作物学报，2015，41(9)：1305-1312.
［38］Akama K，Kanetou J，Shimosaki S，et al. Seed-specific expression of truncated OsGAD2 produces GABA-enriched rice grains that influence a decrease in blood pressure in spontaneously hypertensive rats［J］. Transgenic Research，2009，18(6)：865-876.
［39］Shimajiri Y，Oonishi T，Ozaki K，et al. Genetic manipulation of the γ-aminobutyric acid (GABA) shunt in rice：overexpression of truncated glutamate decarboxylase (GAD2) and knockdown of γ-aminobutyric acid transaminase (GABA-T) lead to sustained and high levels of GABA accumulation in rice kernels［J］. Plant Biotechnology Journal，2013，11(5)：594-604.
［40］Eggersdorfer M，Wyss A. Carotenoids in human nutrition and health［J］. Archives of Biochemistry and Biophysics，2018，652：18-26.
［41］Ye X，Al-Babili S，Klti A，et al. Engineering the provitamin A (β-carotene) biosynthetic pathway into (carotenoid-free) rice endosperm［J］. Science，2000，287(5451)：303-305.
［42］Paine J A，Shipton C A，Chaggar S，et al. Improving the nutritional value of Golden Rice through increased pro-vitamin A content［J］. Nature Biotechnology，2005，23(4)：482-487.
［43］Zhu Q L，Zeng D C，Yu S Z，et al. From golden rice to aSTARice：bioengineering astaxanthin biosynthesis in rice endosperm［J］. Molecular Plant，2018，11(12)：1440-1448.
［44］Yang Y，Cui B H，Tan Z W，et al. RNA sequencing and anthocyanin synthesis-related genes expression analyses in white-fruited Vaccinium uliginosum［J］. BMC Genomics，2018，19(1)：930.
［45］Hatier J B，Clearwater M J，Gould K S. The functional significance of black-pigmented leaves：photosynthesis，photoprotection and productivity in Ophiopogon planiscapus ‘Nigrescens’［J］. PLoS One，2013，8(6)：e67850.
［46］陈宇轩，熊富敏，李鲁华，等. 过表达TaPIN1-7B水稻籽粒的转录组及其功能分析［J/OL］. 分子植物育种，2024：1-17(2024-04-23)［2025-03-10］. https：//kns.cnki.net/kcms/detail/46.1068.S.20240423.1337.009.html.
［47］Zhu Q L，Yu S Z，Zeng D C，et al. Development of “purple endosperm rice” by engineering anthocyanin biosynthesis in the endosperm with a high-efficiency transgene stacking system［J］. Molecular Plant，2017，10(7)：918-929.
［48］Soiklom S，Siri-Anusornsak W，Petchpoung K，et al. Development of anthocyanin-rich gel beads from colored rice for encapsulation and in vitro gastrointestinal digestion［J］. Molecules，2024，29(1)：270.
［49］Xue W J，Zhang C B，Wang P P，et al. Rice vegetative organs alleviate cadmium toxicity by altering the chemical forms of cadmium and increasing the ratio of calcium to manganese［J］. Ecotoxicology and Environmental Safety，2019，184：109640.
［50］Uraguchi S，Kamiya T，Sakamoto T，et al. Low-affinity cation transporter (OsLCT1) regulates cadmium transport into rice grains［J］. Proceedings of the National Academy of Sciences，2011，108(52)：20959-20964.
［51］裴峰. 敲除OsNramp5基因创制低镉水稻新种质的研究［D］. 扬州：扬州大学，2022.
［52］Gui Y J，Teo J，Tian D S，et al. OsHMA3 overexpression works more efficiently in generating low-Cd rice grain than OsNramp5 knockout mutation［J］. BMC Research Notes，2025，18(1)：55.
［53］付琳. 氯化谷氨酸抑制水稻镉砷吸收转运机理研究［D］. 北京：中国农业科学院，2024：71.
［54］Hu S K，Zhou L，Wang J X，et al. Production of grains with ultra-low heavy metal accumulation by pyramiding novel Alleles of OsNramp5 and OsLsi2 in two-line hybrid rice［J］. Plant Biotechnology Journal，2024，22(10)：2921-2931.
［55］Xu X J，Sun S K，Gao A X，et al. Biofortifying multiple micronutrients and decreasing arsenic accumulation in rice grain simultaneously by expressing a mutant allele of OAS-TL gene［J］. The New Phytologist，2024，244(6)：2382-2395.
［56］张雪，王云鹏，乔钰，等. 生长因子FGF10转基因本氏烟草植株的获得及其表达分析［J］. 分子植物育种，2021，19(3)：859-866.
［57］Takagi H，Hiroi T，Yang L J，et al. Efficient induction of oral tolerance by fusing cholera toxin B subunit with allergen-specific T-cell epitopes accumulated in rice seed［J］. Vaccine，2008，26(48)：6027-6030.
［58］丁一，魏际华，张宁，等. 水稻胚乳细胞生物反应器研究进展［J］. 中国稻米，2017，23(3)：6-12.
［59］彭波，孙晓宇，邱静，等. 基于iTRAQ蛋白质组学的OsAAP6不同转基因水稻胚乳差异蛋白筛选［J］. 南方农业学报，2024，55(4)：1060-1069.
［60］Xu J J，Lei Y，Zhang X F，et al. Design of CoQ10 crops based on evolutionary history［J］. Cell，2025，188(7)：1941-1954.e15.

相似文献/References:

[1]夏秀东,王英,刘小莉,等.粉碎和干燥方法对蓝莓渣营养成分和生理活性物质的影响[J].江苏农业科学,2018,46(04):180.
　Xia Xiudong,et al.Effects of grinding and drying methods on nutrients and physiological active substances of blueberry promace[J].Jiangsu Agricultural Sciences,2018,46(3):180.

备注/Memo

备注/Memo:
收稿日期：2025-03-24
基金项目：江苏省农业科技自主创新资金［编号：CX(23)3001］；生物育种钟山实验室项目(编号：ZSBBL-KY2023-06-3)；江苏省研究生实践创新计划(编号：SJCX23_1978)。
作者简介：朱虹(1997—)，女，江苏泰州人，硕士研究生，主要从事功能型稻米研究。E-mail：1076235601@qq.com。
通信作者：陈宗祥，硕士，推广研究员，主要从事水稻抗病分子遗传与育种研究，E-mail：czx@yzu.edu.cn；左示敏，博士，教授，主要从事水稻抗病分子遗传与育种研究，E-mail：smzuo@yzu.edu.cn。
更新日期/Last Update: 2026-02-05