王延訓(xùn),田紀(jì)春,楊明,彭莉
摘 要:山農(nóng)糯麥2號(hào)是山東農(nóng)業(yè)大學(xué)小麥品質(zhì)育種研究團(tuán)隊(duì)選育的紫粒糯質(zhì)高產(chǎn)小麥新品種,其3個(gè)Wx蛋白亞基全部缺失,胚乳直鏈淀粉含量幾乎為0,遺傳了父本山農(nóng)糯麥1號(hào)大穗、多粒、抗病、抗倒、落黃好等突出優(yōu)點(diǎn),2022年通過(guò)山東省農(nóng)作物品種審定委員會(huì)審定(魯審麥20226036)。該品種富含多種營(yíng)養(yǎng),比如花青素和膳食纖維,除了可以加工低糖面食、制作高檔紫糯水餃粉、紫糯面包粉、紫糯面條粉外,還適合保健、醫(yī)藥、釀酒等行業(yè)深化研究利用,對(duì)促進(jìn)我國(guó)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有重要而深遠(yuǎn)的意義。
關(guān)鍵詞:糯質(zhì);紫粒;山農(nóng)糯麥2號(hào);選育
文章編號(hào):1005-2690(2023)18-0036-03? ? ? ?中國(guó)圖書分類號(hào):S512.1? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼:B
當(dāng)小麥Waxy蛋白亞基的Wx-A1、Wx-B1和Wx-D1的3種Wx蛋白亞基全部缺失時(shí),胚乳中的直鏈淀粉含量幾乎為0,稱為糯小麥。因?yàn)榕葱←溸m宜于優(yōu)質(zhì)面條、饅頭、水餃、面包的面粉配粉、湯圓制作,適用于優(yōu)質(zhì)白酒、啤酒釀造等多行業(yè)的功能利用,糯小麥的育種及其開發(fā)和應(yīng)用引起了廣泛的關(guān)注。我國(guó)糯小麥的研究開始于20世紀(jì)90年代后期,比較有代表性的品種是2005年中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)劉廣田教授課題組育成的農(nóng)大糯麥1號(hào)(京審麥2005015)。農(nóng)大糯麥1號(hào)株高85 cm左右,抗倒性一般,單產(chǎn)水平在350 kg左右。近幾年,糯小麥育種越來(lái)越受到重視,尤其是在2017年原農(nóng)業(yè)部《主要農(nóng)作物品種審定標(biāo)準(zhǔn)》(國(guó)品審〔2017〕1號(hào)),將小麥品種首次分為高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)、綠色優(yōu)質(zhì)和特殊用途三大類。國(guó)家政策的出臺(tái)迎來(lái)了特殊用途小麥研究的春天。我國(guó)糯質(zhì)小麥育種研究風(fēng)靡一時(shí),但是因?yàn)閲?guó)內(nèi)外有關(guān)糯小麥的研究起步較晚,糯小麥資源的農(nóng)藝性狀普遍較差,缺點(diǎn)缺陷非常突出,近幾年國(guó)內(nèi)外育種家瞄準(zhǔn)糯小麥的農(nóng)藝性狀,制訂產(chǎn)量改良目標(biāo),先后培育出了適合山東、山西、河北、河南、四川、云南等不同生態(tài)型的糯質(zhì)小麥品種,但是這些品種仍然普遍存在產(chǎn)量較低、農(nóng)藝性狀較差的特點(diǎn),可規(guī)模轉(zhuǎn)化推廣的品種很少,很難適應(yīng)糯小麥產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需求。
山東農(nóng)業(yè)大學(xué)開展糯小麥的研究始于1995年,利用部分糯質(zhì)變體IKE、關(guān)東107(缺WxA1、Wx-B1)與內(nèi)鄉(xiāng)白火、江蘇白火麥(缺D型)、Sturdy (缺WxA1)、Satanta(缺WxB1)雜交,創(chuàng)造和篩選了大量的優(yōu)異資源。2000年成功配制了農(nóng)大糯麥1號(hào)(缺WxA1,WxB1和WxD1)與濰麥8號(hào)組合,在其分離后代中篩選山農(nóng)0828全糯高產(chǎn)個(gè)體,解決了糯質(zhì)和高產(chǎn)難以結(jié)合的矛盾,山農(nóng)0828于2018年通過(guò)山東省審定,定名為山農(nóng)糯麥1號(hào)。有關(guān)糯小麥的研究于2004年、2006年發(fā)表了《Waxy蛋白缺失小麥及正反交組合淀粉特性的研究》《糯性小麥育種的早期選擇》相關(guān)論文。山東農(nóng)業(yè)大學(xué)培育山農(nóng)糯麥1號(hào)農(nóng)藝性狀好,產(chǎn)量高,2020年農(nóng)業(yè)農(nóng)村部專家組實(shí)打驗(yàn)收,平均折合產(chǎn)量為10 424.4 kg/hm2左右;2022年農(nóng)業(yè)農(nóng)村部種植業(yè)管理司組織專家現(xiàn)場(chǎng)實(shí)打驗(yàn)收,折算平均產(chǎn)量11 859 kg kg/hm2,連續(xù)2年創(chuàng)國(guó)內(nèi)外糯小麥高產(chǎn)紀(jì)錄。
山農(nóng)糯麥2號(hào)是以高產(chǎn)多抗糯質(zhì)山農(nóng)0828(山農(nóng)糯麥1號(hào))作為高產(chǎn)供體和糯質(zhì)隱性突變基因受體,與黑小麥76有性雜交,高產(chǎn)糯質(zhì)山農(nóng)0828(山農(nóng)糯麥1號(hào))作為輪回親本,在分離后代中篩選出紫色全糯、高產(chǎn)個(gè)體,結(jié)合了紫色、糯質(zhì)和高產(chǎn)等重要農(nóng)藝性狀。紫粒顏色由種皮決定,種皮由親代的珠被細(xì)胞發(fā)育,紫色由母本黑小麥76遺傳而來(lái)。大穗高產(chǎn)性狀主要來(lái)源于山農(nóng)0828,很好地遺傳了父本親本濰麥8號(hào)的高產(chǎn)特性。黑小麥76由山西省農(nóng)科院作物所用藍(lán)粒小麥(藍(lán)l)作母本,與四倍體紫皮小麥雜交,后代再與紫粒小麥雜交后選育而成。紫粒小麥色素基因主要來(lái)源于二粒小麥、埃塞俄比亞四倍體小麥、賴草、偃麥草等。
1 選育過(guò)程
1.1 親本來(lái)源
該品種是山東農(nóng)業(yè)大學(xué)小麥品質(zhì)育種團(tuán)隊(duì)以黑小麥76作母本,以山農(nóng)糯麥1號(hào)(原代號(hào)山農(nóng)0828)作父本有性雜交,多年系譜選育而成的糯質(zhì)紫色特殊用途小麥新品種。母本黑小麥76由山西省農(nóng)科院作物所用藍(lán)粒小麥(藍(lán)l)作母本,與四倍體紫皮小麥雜交,后代再與紫粒小麥雜交后選育而成,1997年通過(guò)山西省審定。父本山農(nóng)糯麥1號(hào)由山東農(nóng)業(yè)大學(xué)選育,2018年獲山東省審定,具有高產(chǎn)品種濰麥8號(hào)的血緣[1]。
1.2 雜交選育過(guò)程
該品種2013年有性雜交,2015年獲得純合WX-A1、B1和D1突變亞基,籽粒為紫色,2016年株行種植,選取6個(gè)品系參加2017年和2018年品比試驗(yàn)。2019年秋種選擇產(chǎn)量性狀最好的一個(gè)品系定名山農(nóng)糯麥2號(hào),參加了山東農(nóng)業(yè)大學(xué)特殊用途品種第1年區(qū)域試驗(yàn),2020—2021年完成第2年區(qū)試,2021—2022年生產(chǎn)試驗(yàn),2022年獲山東省農(nóng)作物品種審定委員會(huì)審定(魯審麥20226036)。
2 特征特性
2.1 農(nóng)藝表現(xiàn)
冬性,幼苗半匍匐,株型半緊湊,葉色深綠,葉片較大,抗倒性好,熟相好。計(jì)算2年區(qū)域試驗(yàn)結(jié)果平均值:生育期234 d,與對(duì)照濟(jì)南17相當(dāng);株高84.2 cm,最大分蘗1 284萬(wàn)/hm2,有效穗486萬(wàn)/hm2,分蘗成穗率38.7%;穗長(zhǎng)方形,穗粒數(shù)45.6粒,千粒重43.9 g,容重772.9 g/L;長(zhǎng)芒、白殼、紫粒,籽粒半硬質(zhì)[2]。
2.2 抗逆鑒定
2022年中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所接種鑒定結(jié)果:中感葉銹病、條銹病、白粉病、紋枯病,高感赤霉病,越冬抗寒性好。
2.3 產(chǎn)量表現(xiàn)
2019—2020年區(qū)試6點(diǎn)試驗(yàn)、6點(diǎn)匯總,比對(duì)照濟(jì)南17增產(chǎn)4點(diǎn),6點(diǎn)平均產(chǎn)量8 062.5 kg/hm2,平均比對(duì)照濟(jì)南17增產(chǎn)1.46%,居試驗(yàn)品種第1位。2020—2021年區(qū)試6點(diǎn)試驗(yàn)、6點(diǎn)匯總,比對(duì)照濟(jì)南17增產(chǎn)4點(diǎn),6點(diǎn)平均產(chǎn)量7 705.5 kg/hm2,平均比對(duì)照濟(jì)南17增產(chǎn)4.5%,居試驗(yàn)品種第2位。該品種區(qū)試2年平均產(chǎn)量7 884 kg/hm2,比對(duì)照濟(jì)南17增產(chǎn)3.0%,分別位居試驗(yàn)第1位和第2位。
2021—2022年生產(chǎn)試驗(yàn)6點(diǎn)試驗(yàn)、6點(diǎn)匯總。山農(nóng)紫麥1號(hào)和山農(nóng)糯麥1號(hào)2個(gè)品種作為對(duì)照,相對(duì)山農(nóng)紫麥1號(hào)增產(chǎn)3.2%,比對(duì)照山農(nóng)糯麥1號(hào)減產(chǎn)2.1%。
2023年6點(diǎn)匯總,比對(duì)照山農(nóng)糯麥1號(hào)5點(diǎn)增產(chǎn),6點(diǎn)平均產(chǎn)量8 361 kg/hm2,平均比對(duì)照山農(nóng)糯麥1號(hào)增產(chǎn)4.0%。
3 品質(zhì)分析
3.1 分析結(jié)果
2022年經(jīng)農(nóng)業(yè)農(nóng)村部谷物品質(zhì)監(jiān)督檢驗(yàn)測(cè)試中心(北京)測(cè)試結(jié)果平均值:籽粒蛋白質(zhì)含量16.27%,濕面筋37.0%,沉淀值21.0 mL,吸水量77.4 mL/100 g,穩(wěn)定時(shí)間0.9 min,直鏈淀粉/粗淀粉小于0.03%。泰安市谷物功能物質(zhì)分析及高端食品研發(fā)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室測(cè)試功能營(yíng)養(yǎng)成分結(jié)果:鈣49.3 mg/100 g,鐵5.68 mg/100 g,鋅4.82 mg/100 g,鉀369 g/100 g,鎂141 mg/100 g,錳6.54 mg/100 g,磷361 mg/100 g,花青素含量4.6 mg/100 g,膳食纖維含量6.5 g/100 g。
3.2 市場(chǎng)前景分析
該品種籽粒紫色,花青素含量是普通小麥的3~5倍。大量科學(xué)研究證實(shí),花青素是純天然抗衰老的營(yíng)養(yǎng)補(bǔ)充劑,抗氧化性能比維生素E高出50倍,比維生素C高出20倍,能夠保護(hù)人體免受自由基的損傷?;ㄇ嗨啬軌?yàn)槿梭w帶來(lái)多種益處:預(yù)防多種與自由基有關(guān)的疾??;通過(guò)對(duì)彈性蛋白酶和膠原蛋白酶的抑制,使皮膚變得光滑而有彈性;增強(qiáng)動(dòng)脈、靜脈和毛細(xì)血管彈性,促進(jìn)血流和防止高血壓;增強(qiáng)免疫系統(tǒng)能力,緩解花粉病和其他過(guò)敏癥,具有抗炎功效;并增強(qiáng)關(guān)節(jié)柔韌性;促進(jìn)視網(wǎng)膜細(xì)胞中的視紫質(zhì)再生,預(yù)防近視;增強(qiáng)細(xì)胞活力,具有抗輻射的作用[3]。
該品種鈣、鐵、鎂、鋅、錳等功能營(yíng)養(yǎng)成分含量高,通過(guò)直接或配粉可以生產(chǎn)低糖生態(tài)粉、紫糯面粉、全麥糯面粉、高花青素面粉、彩糯高營(yíng)養(yǎng)粉、紫糯面包粉、紫糯水餃粉等。因?yàn)榕促|(zhì)小麥制粉或配粉持水力強(qiáng)、回生速度慢,能夠增加面制品的保鮮能力,可以大大豐富糯麥制品種類。通過(guò)糯麥制粉能夠替代糯米粉制作相應(yīng)的糯麥湯圓、糯麥炸糕等新型食品。通過(guò)紫糯麥配粉能夠制作膳食纖維面、苦蕎纖維面、高花青素面、兒童營(yíng)養(yǎng)面、中老年?duì)I養(yǎng)面、高花青素紫糯面、均衡營(yíng)養(yǎng)紫糯面、全麥面、糯麥配粉饅頭、糯麥配粉面包、糯麥配粉水餃等,對(duì)改善面條、饅頭、面包等食品的食用品質(zhì),延長(zhǎng)食品的貨架壽命,解決速凍水餃等冷凍面食品的開裂,增加產(chǎn)品的產(chǎn)量等方面具有重要意義[4]。糯麥??梢灾苯蛹庸こ筛甥溔省Ⅴr麥仁、麥片等食用,可為粘合劑、可降解塑料、生物制藥、農(nóng)業(yè)化學(xué)等行業(yè)提供新的淀粉來(lái)源,還可作為糯高粱、糯大米、糯玉米等糯性糧食的替代品,廣泛適用于優(yōu)質(zhì)白酒、啤酒釀造的重要原料。
有學(xué)者對(duì)糯小麥釀酒特性的研究發(fā)現(xiàn),實(shí)驗(yàn)室條件下,糯小麥出酒率高于普通小麥和粳高粱;在酒廠生產(chǎn)條件下,糯小麥白酒有相對(duì)較高的出酒率,且白酒評(píng)分高于其他對(duì)照組白酒;普通小麥添加糯小麥后釀造的白酒總酸、總酯、雜醇油含量降低;粳高粱添加糯小麥釀造的白酒總酸、雜醇、醛類物質(zhì)含量降低,酯類物質(zhì)含量提高,添加量為50%時(shí),釀造的白酒口感最佳。糯小麥在新型功能食品開發(fā)、淀粉工業(yè)原料來(lái)源增加、酒精工業(yè)應(yīng)用等方面具有廣闊的市場(chǎng)前景。
4 推廣利用應(yīng)注意的問題
4.1 混雜問題
糯小麥在種植、收儲(chǔ)過(guò)程中必須注意混雜問題。應(yīng)成方連片規(guī)?;N植,收獲前嚴(yán)格去雜,實(shí)行單機(jī)收獲、單場(chǎng)晾曬、單倉(cāng)儲(chǔ)存。嚴(yán)防播種混雜,收獲混雜、晾曬混雜和儲(chǔ)存混雜,避免糯性純度降低,影響糯小麥品質(zhì)。糯小麥混雜將造成無(wú)法回收到合格的糯質(zhì)小麥,缺少穩(wěn)定的高純度糯小麥原糧[5]。
4.2 訂單收購(gòu)
現(xiàn)階段,訂單收購(gòu)模式不完善是限制糯小麥成功應(yīng)用的重要原因。糯小麥淀粉黏度高,流變學(xué)特性差,農(nóng)民只能進(jìn)行簡(jiǎn)單的麥仁、湯圓等粗加工工作,其他食品加工制作較為困難,不能作為普通小麥廣泛應(yīng)用,必須由專業(yè)的公司企業(yè)采用加價(jià)訂單收購(gòu)的生產(chǎn)模式規(guī)模化種植、規(guī)?;召?gòu)、規(guī)模化利用[6]。
4.3 深化加工利用研究
糯小麥具有獨(dú)特的加工特性、營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)和多種功能利用價(jià)值,要加強(qiáng)糯小麥?zhǔn)称?、釀酒、造紙、醫(yī)藥、保健等多方面利用的深化研究,探尋適宜糯小麥加工利用的新方法、新用途,加速糯小麥真正實(shí)現(xiàn)規(guī)?;?、規(guī)?;召?gòu),促進(jìn)糯小麥的訂單生產(chǎn),才能實(shí)現(xiàn)真正意義上的大面積推廣種植利用,對(duì)促進(jìn)我國(guó)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有重要而深遠(yuǎn)的意義[7-9]。
4.4 加強(qiáng)糯麥制品工藝研究
糯小麥面筋和淀粉不容易分離,普通磨粉設(shè)施容易造成篩孔堵塞,磨粉出粉率極低,嚴(yán)重影響磨粉產(chǎn)量,增加磨粉成本。應(yīng)該加強(qiáng)糯麥磨粉工藝研究,提高磨粉質(zhì)量和產(chǎn)量。糯麥淀粉黏度高,食品加工制作較為困難,是影響糯麥新型食品開發(fā)的瓶頸問題,所以糯麥制品產(chǎn)業(yè)的發(fā)展應(yīng)加強(qiáng)產(chǎn)品生產(chǎn)工藝的研究,確保糯麥制品質(zhì)量和產(chǎn)量,提高社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益[10-11]。
5 結(jié)束語(yǔ)
本研究論述了山農(nóng)糯麥2號(hào)糯質(zhì)紫粒高產(chǎn)小麥新品種的選育過(guò)程,品質(zhì)及農(nóng)藝特性,規(guī)模化利用、規(guī)模化生產(chǎn)、規(guī)模化收購(gòu)等,以期為該品種的推廣利用提供科學(xué)支持。
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(編輯:郭志陽(yáng))