佟良　鄒智超　單笛郭一萍　遲彩霞

（1.綏化學院信息工程學院；2.綏化學院食品與制藥工程學院　黑龍江綏化　152061）

東北春小麥品質性狀分析及研究進展

佟良1鄒智超1單笛1郭一萍1遲彩霞2

（1.綏化學院信息工程學院；2.綏化學院食品與制藥工程學院黑龍江綏化152061）

東北是中國最大的產(chǎn)糧基地，其小麥種植面積很廣。小麥的品質和產(chǎn)量直接關系到農(nóng)業(yè)經(jīng)濟和食品行業(yè)的發(fā)展。小麥的蛋白質和淀粉是小麥國際貿易和品質評價中的基本指標。解決這一問題的關鍵點是品種的改良。通過對小麥品質性狀的主要影響因素、小麥蛋白質性狀、淀粉性狀及其它性狀間的相關關系和存在的主要問題進行研究。以國內外發(fā)表的論文為基礎，分析了東北小麥品質現(xiàn)狀和存在問題，給出了優(yōu)質小麥選育的方法建議，以期為優(yōu)質小麥改良提供參考。

春小麥；品質性狀；影響因子；進展

小麥蛋白質品質是目前研究最為廣泛和深入的小麥品質指標。中國從20世紀80年代開始通過育種來改善小麥品質，基因和環(huán)境是影響小麥品質的主要因素，中國土地遼闊，環(huán)境的差異導致小麥品種多樣，總體水平差。高白度、強筋和蛋白質含量等主要性狀成為育種和評價小麥品質的重要指標。通過分析小麥品質檢測數(shù)據(jù)，探討東北小麥品質年度之間以及區(qū)域之間變化規(guī)律，為小麥科研、技術推廣和加工等產(chǎn)業(yè)環(huán)節(jié)提供信息參考。

一、東北春小麥的品質分析

東北是我國重要的春小麥主產(chǎn)區(qū)，也是國內區(qū)劃的中筋或強筋麥產(chǎn)業(yè)帶的主栽地，但是強筋麥的品種比較少，強筋、高抗、高產(chǎn)類小麥新品種是東北地區(qū)未來小麥育種目標[1]。

（一）面食加工品質主要取決于小麥中蛋白質質量。清蛋白和谷蛋白是蛋白質中的可溶性蛋白，約占蛋白質的10%左右，大量存在于胚、種子表皮和糊粉層中。許多研究表明清蛋白氨基酸組成相對比較平衡，賴氨酸、色氨酸和蛋氨酸含量較高，清蛋白與谷蛋白、拉伸長度、面包評分呈顯著負相關。但是小麥制粉后，胚、種子表皮脫離，導致小麥面粉中清蛋白和球蛋白含量過低，面粉中主要是醇溶蛋白和谷蛋白兩種蛋白質，清蛋白和球蛋白營養(yǎng)價值雖高，由于面粉中含量很少，對蛋白質的加工品質作用微小。醇溶蛋白和谷蛋白也是非常重要的兩種蛋白，他們是組成面筋的主要成分，兩者數(shù)量和比例關系決定著面筋質量。醇溶蛋白和谷蛋白貯藏蛋白質，約占小麥籽粒蛋白質的80%左右，蛋白質中45%左右為醇溶蛋白，40%左右為谷蛋白。醇溶蛋白富有粘性、延展性和膨脹性。谷蛋白決定面筋的彈性，面包的烘烤品質與其在面粉、面筋中的含量和質量有關。醇溶蛋白和谷蛋白不能被水、鹽等溶解，易溶于乙醇等有機溶劑。不能被水、鹽等溶解的蛋白質數(shù)量與面團強度和面包烘烤品質之間存在著很好的正相關，對小麥品種品質具有重要影響[2]。

（二）小麥的淀粉含量也決定食品加工品質，小麥中淀粉含量一般在65%左右，按淀粉特性分A型和B型，按分子結構分為直鏈淀粉和支鏈淀粉。姚大年[2]等研究表明，直鏈淀粉含量負向反映面條品質。王琳等[3]選取172份春小麥種質資源對其籽粒抗性淀粉含量與干、濕面筋含量、峰值黏度、直鏈淀粉含量等8個品質性狀進行了相關性分析，其中直鏈淀粉含量極顯著正相關于抗性淀粉含量；抗性淀粉含量不顯著負相關于干、濕面筋含量；抗性淀粉含量正相關于峰值黏度其余5個性狀。

（三）民間傳統(tǒng)美食中食品的色澤是多樣，但高白度仍然是人們對色澤的主要追求[4]。影響麥類食品色澤的主要因素有氧化酶類、黃色素等因素[5]。2014年郭強、楊淑萍等人利用新開發(fā)的與LOX相關的分子標記對春小麥脂肪氧化酶活性基因進行了多態(tài)性分析和標記分析，結論顯示黑龍江省小麥品種中缺少LOX高活性組合型(Xwmc312-235/Ta LOX-B1a），并得出結論俄羅斯小麥品種以LOX低活性組合型為主[6，7]。2015年楊淑萍等人利用與PPO活性有關的2個位點連鎖的3對STS分子標記，對比俄引小麥和黑龍江小麥，分析表明兩個位點所呈現(xiàn)出的5種不同等位基因存在明顯的差別[8]。

二、東北小麥品質性狀的主要影響因素

（一）氣候條件對小麥品質的影響。氣候對小麥品質有重要影響。干旱和充足的陽光可以提高小麥中蛋白質和面筋含量。在不同年份種植相同小麥品種出現(xiàn)的品質變化就是氣候變化引起的。1914年著名學者Leclerc在其文章中指出對小麥品質的影響氣候比土壤更顯著。1951年莊巧生在其文章中指出影響小麥品質的最主要3個因素是氣候、土壤、品種。三個因素中氣候最為重要，氣候中以溫度和水分最為重要。東北春小麥3個月生長周期中前旱后澇的氣候條件，直接影響小麥的品質和產(chǎn)量。

1.溫度、光照的影響。在籽粒灌漿期間，雨量、空氣濕度、溫度、水份都會影響蛋白質含量和淀粉的含量，這個時期的低溫高濕環(huán)境會降低籽粒N的吸收速度，碳水化合物的積累速度大于籽粒的N吸收速度，降低籽粒中蛋白質的含量。高溫低濕環(huán)境中籽粒的N吸收速度大于碳水化合物的積累速度，提高籽粒中蛋白質含量。籽粒灌漿期間的高溫能促進含N物質的大量積累，因而蛋白質的合成速度大于淀粉的合成速度。成熟前15～25天內的土壤溫度和日最高氣溫直接影響蛋白質含量。32℃是小麥蛋白含量和溫度正負相關性的臨界溫度[9]。小麥生育后期，光照充足的條件下，小麥產(chǎn)量增加，蛋白含量會有所降低。最強烈的短波光照射能增加小麥植株氮的積累提高籽粒蛋白質的含量。

2.降水量、水分和土壤的的影響。土壤含水量偏高可使根系活力降低，造成土壤中硝酸根離子下移，不利于小麥籽粒蛋白質生成。降水量過大和土壤含水量過高會導致小麥籽粒中蛋白質含量降低。水分過多致使面筋彈性降低，導致面包烘烤品質下降。這也是栽培在旱地的小麥蛋白質含量較高的原因[9,10]。土壤熟化度和小麥品質呈顯著相關性，土壤熟化度越高的土質種植的小麥品質越好。東北是世界三大黑土地之一，土質肥沃，土壤熟化度非常高。優(yōu)質的土壤資源非常適合培育優(yōu)質小麥。

（二）人為生態(tài)因子的影響。

1.茬口、播期、播量對小麥籽粒品質的影響。小麥種植茬口以休閑地最好，連作麥田最差，好的茬口同小麥的產(chǎn)量、品質呈顯著正相關。

東北是溫帶季風氣候，其氣候特點只適合種植春小麥，并且一年只能種植一茬。晚播可明顯改善小麥品質性狀，春播期間隨著播期的推遲，籽粒蛋白質含量逐漸增加，面粉拉伸力逐漸增大，但籽粒產(chǎn)量明顯下降，致使蛋白質產(chǎn)量下降。因此，要做到優(yōu)質、高產(chǎn)并重，播期不宜推遲過長，以適播期的下限為宜。在一定范圍內，播量與產(chǎn)量呈顯著正相關，產(chǎn)量的增減同蛋白質含量相反，且播量對產(chǎn)量的影響遠大于對籽粒蛋白質的影響[10]。

2.收獲期的影響。春小麥成熟期一般可分為乳熟、蠟熟和完熟三個時期，其中蠟熟期可分為蠟熟初期、蠟熟中期和蠟熟末期。蠟熟末期是春小麥收獲的最佳時期，這時春小麥產(chǎn)量最高，品質最好，是最適合面粉加工的收獲期。蠟熟末期之后，籽粒中營養(yǎng)物質倒流回枝葉，完熟后越遲收，籽粒蛋白質含量越低，品質下降。

3.施肥的影響。在一定范圍內，隨施氮量增加，小麥籽粒蛋白質含量和干濕面筋的含量也增加。施氮肥時期對小麥品質也有重要影響，在揚花期追氮肥籽粒蛋白質含量、干濕面筋含量可明顯提高，因此，生產(chǎn)上實施“氮肥后移”施肥技術[9,10]。季書勤等研究發(fā)現(xiàn)，在小麥生育中后期，要想改善小麥籽粒品質，施肥一般在拔節(jié)孕穗期。如果在拔節(jié)孕穗期水氮配合使用效果最佳[11]。此外，要獲得強筋優(yōu)良品質小麥，抽穗期保持旗葉高氮含量是一個重要因素。

葉面噴磷也是改善小麥品質的重要途徑。但由于施磷使產(chǎn)量提高過快，可能降低蛋白質含量。在有充足的氮、磷條件下供應鉀肥也可以改善小麥品質。氮磷鉀配施是培養(yǎng)高產(chǎn)優(yōu)質小麥的一條重要途徑。

4.灌水的影響。一般情況下，灌水可提高產(chǎn)量降低籽粒蛋白質含量。干旱會使籽粒產(chǎn)量降低進而降低蛋白質產(chǎn)量。在干旱年份，適當施加水肥可以使小麥的產(chǎn)量和品質同步提高。任何條件下， 肥料都能促進小麥籽粒蛋白質形成。王紹中等[12]研究表明，隨濕潤條件增加，氨基酸總量逐漸下降，而非必需氨基酸占氨基酸總量的比例呈逐漸上升趨勢。

三、東北小麥品質的改良措施

近年來，盡管國家不斷提高對小麥作物的投入，但相對玉米等作物小麥競爭力不斷下降。入世以后，進口優(yōu)質小麥對中國市場的沖擊導致農(nóng)戶種植小麥的動力不足。為提高小麥作物的競爭力，高品質小麥品種的培育至關重要。鑒于以上問題我們提出以下改進措施。

（一）加大小麥基因工程的投入，定位影響小麥品質性狀的遺傳基因在染色體上的位置，進而通過人工培育出具有高蛋白，抗倒伏，抗疾病等高品質小麥良種。

（二）生活條件的提高，人們對食物的要求逐漸提高，傳統(tǒng)的面食已無法滿足大眾的需求。色、香、味、美俱佳的食材成為大眾選購的目標。鑒于此點，可傾向培育具有高白度、高面筋等品質小麥。

（三）氣候對小麥品質影響很大，東北春小麥3個月生長周期中前旱后澇的氣候條件，直接影響小麥的品質和產(chǎn)量。溫度和水分是最主要的影響因素，可根據(jù)情況確定小麥的播種期和人工灌溉，提高小麥的品質。

（四）種植小麥的茬口選擇隔年茬口土質，在一定范圍內小麥播量不宜過多，氮磷鉀肥料配施及蠟熟末期收獲小麥。

四、結論

影響春小麥品質的主要因素包括遺傳基因，環(huán)境和人為因素。定位影響春小麥品質基因到染色體上對于培育優(yōu)質春小麥品種至關重要。通過控制茬口，播期，施肥，灌溉，收獲期可有效的提高春小麥的品質。

[1]何中虎，林作楫，王龍俊，等.中國小麥品質區(qū)劃的研究[J].中國農(nóng)業(yè)科學，2002，35(4)：359-364.

[2]姚大年，李保云，朱金寶，等.小麥品種主要淀粉性狀及面條品質預測指標的研究 [J].中國農(nóng)業(yè)科學，1999，32(6)：81-88.

[3]王琳，王瑩，等.春小麥抗性淀粉含量與其它品質相關性狀的相關分析[J].分子植物育種，2012，10(6)：668-674.

[4]胡瑞波，田紀春，鄧志英，等.中國白鹽面條色澤影響因素的研究[J].作物學報，2006，32(9)：1338-1343.

[5]孫道杰，何中虎，等.小麥全麥粉黃色素相關基因研究[J].西北植物學報，2006，26（4）：655-660.

[6]郭強，張宏紀，張舉梅，等.俄引春小麥脂肪氧化酶活性基因的標記分析[J].黑龍江農(nóng)業(yè)科學，2014(5)：20-25.

[7]楊淑萍，張宏紀，劉文林，等.黑龍江春小麥脂肪氧化酶活性基因多態(tài)性分析 [J].核農(nóng)學報，2014，28(11)：1972-1977.

[8]楊淑萍，張宏紀，張舉梅，等.俄引與黑龍江春小麥多酚氧化酶活性基因類型的比較 [J].核農(nóng)學報，2015，29(12)：2268-2275.

[9]薛盈文，于立河，郭偉.影響小麥品質的因素及改善小麥品質的途徑[J].黑龍江八一農(nóng)墾大學學報，2005，17(3)：32-38.

[10]李登明，秦海英.略述影響小麥品質的因素[J].內蒙古科技與經(jīng)濟，1999(4)：51-52.

[11]季書勤，趙淑章，呂鳳榮，等.水氮配合對強筋小麥產(chǎn)量和品質的影響及其相關性分析[J].中國農(nóng)學通報，2003，19 (1)：36-38.

[12]王紹中，章練紅，徐雪林，等.環(huán)境生態(tài)條件對小麥品質的影響研究進展[J].華北農(nóng)學報，1994，9(S1)：141-144.

[責任編輯鄭麗娟]

S512

A

2095-0438（2016）11-0145-03

2016-04-22

佟良(1979-)，男，黑龍江慶安人，綏化學院信息工程學院講師，碩士，研究方向：應用統(tǒng)計學。

2015黑龍江省大學生創(chuàng)新訓練計劃項目(201510236029)。