糯高粱育種要求性狀特征及研究進展

周忠宇，柳青山，周福平，張一中，張曉娟，邵 強

（山西省農業科學院高粱研究所，山西晉中030600）

糯高粱是我國名酒釀造必不可少的原料，如茅臺、五糧液、瀘州老窖等都以糯高粱為主要原料。用糯高粱米制成的各種食品，質軟糯香，風味獨特，倍受人們青睞。隨著我國國民經濟的增長、人民生活水平的提高，高粱的用途正發生著較大的改變，已由人們的日常食品轉變為主要的工業原料，尤其是釀酒原料[1-5]。為了配合高粱產業的發展，培育出符合市場需求的高粱雜交種，我國的高粱育種目標從“七五”開始就由原來單一的以食用為目標的高產育種逐步向多用途轉變，糯高粱的研究和開發也逐漸受到重視，從品種資源的收集到糯高粱品種的選育都取得了較大的發展。

筆者在查閱相關文獻的基礎上，總結出糯高粱育種要求的性狀特征，旨在為今后糯高粱育種的進一步研究提供理論依據，為提高糯高粱的產量奠定基礎。

1 糯高粱

1.1 糯高粱的特點

高粱籽粒中的淀粉是胚乳的主要成分，一般含量可達50%～70%；根據淀粉分子結構可分為直鏈淀粉和支鏈淀粉，其含量因品種而異。糯高粱胚乳的淀粉幾乎全由支鏈淀粉組成，遇碘呈紅色反應，遺傳上由1對隱性基因所控制（wxwx）。

唐玉明等[4-5]對全國有代表性的500余份高粱品種的籽粒品質進行了測試，包括山西省推廣的晉雜系統，河南省的鄭雜系統，遼寧省的遼雜系統、鐵雜系統，吉林省的吉雜系統及河北省的冀雜系統、四川省的糯高粱，把高粱品種分為粳質（紅粒）、粳質（白粒）、糯質（紅粒）、半粳半糯（紅粒）和四川的粳質（黃粒、褐粒、紅粒）、糯質（黃粒、褐粒、紅粒）、半粳半糯（黃粒、褐粒、紅粒）7類。分析表明，這7個類型的高粱品種間總淀粉含量差異不顯著，平均含量為61.50%～63.18%，說明北方雜交高粱及四川省高粱無論粳與糯，還是紅褐粒與白粒，其總淀粉含量都比較接近，無顯著差異，但在同一類型中，品種不同總淀粉含量變幅較大。

7種類型高粱的總淀粉含量雖然接近，但直鏈和支鏈淀粉所占的比例卻有明顯差異。北方粳質（白粒）高粱的直鏈淀粉平均含量最高達28.52%，比四川省的平均最高的粳質（黃粒、褐粒、紅粒）高7.57百分點；而北方糯質（紅粒）高粱支鏈淀粉平均含量最高為91.99%，四川省平均支鏈淀粉含量最高的糯質（黃粒、褐粒、紅粒）高粱為94.42%，比北方高粱高2.43百分點。四川省地方高粱品種中，糯高粱占70%以上，支鏈淀粉占90%以上，粒色普遍較深，多為黃、褐粒種。

1.2 糯高粱的組織結構及釀酒特性

糯高粱的籽粒飽滿、顏色淡紅，抗蟲性強，淀粉含量高，纖維含量低，其淀粉結構松軟，易于吸水，淀粉易膨脹暴露，曲酶的作用點多，易于糖化，發酵較為徹底，組成的糟醅感觀利朗，烤出的酒體醇香自然、綿甜凈爽。若糯高粱用于小曲酒釀造，與使用粳高粱相比，其溫水浸泡時間（蒸煮時間）短，輔料用量低，能源消耗低，糟醅殘余淀粉低，出酒率高，酒質優，若經貯陳老熟，其品質更佳。如國酒茅臺是用糯高粱通過特有的高溫制曲、高溫堆積、高溫發酵、高溫蒸餾、多次發酵、多次回酒而成，品質醬香突出，幽雅、細膩、醇厚、留香持久。五糧液通過糯高粱讓5種糧食的綜合效應馴化了窖泥微生物特有的區系，造就了五糧發酵特有的糟醅風格，長期循環發酵所構成的微生物代謝生態環境，讓五糧液具有了特有的糟香[6]。

糯高粱釀造的小曲清香型白酒，具有糟香（主要是乙酸乙酯為主體的香味物質）和含量適中的醇類、酸類、醛類等助香助味成分，是中國藥酒浸泡的最佳白酒。而且還是中國肉類腌臘制品、腌菜制作、釀造調味品制作，控酸、生香、提香的最佳白酒[7]。

2 糯高粱的品質性狀

2.1 淀粉含量

糯高粱的淀粉含量在60%～70%之間，支鏈淀粉占總淀粉的90%以上。研究表明，總淀粉含量及支鏈淀粉與直鏈淀粉含量的比率與籽粒出米率、適口性及出酒率和風味有重要關系[5，8]。

2.2 單寧含量

北方糯高粱一般單寧含量較低，粒色較淡，紅褐粒種在1%以下；而四川省糯高粱單寧含量普遍較高，比北方紅粒高0.5～1.5百分點。這一結果澄清了釀酒界過去“北方高粱釀酒效果不如四川高粱好的原因是北方高粱單寧含量高”的誤解。

2.3 蛋白質含量

蛋白質含量除與品種有關外，還受天氣和施氮水平的影響。同一品種，種植年份不同，施氮量不同，其蛋白質含量有一定差異。研究表明，除白粒種蛋白質含量較高外（平均為9.76%），紅褐粒種，北方糯高粱與四川省高粱接近（8.7%左右）。

2.4 粒質量與角質率

北方糯高粱千粒質量多在20 g以上，對27份北方糯高粱統計，均值為21.13 g；四川高粱多為極小粒種，千粒質量為15 g左右。

角質也稱玻璃質，一般認為，其含量低的釀酒效果好。目前，單獨對高粱籽粒角質率的研究較少。宋高友等[8]研究認為，角質率與賴氨酸、蛋白質含量、出米率、千粒質量顯著正相關，與單寧含量顯著負相關。鑒于F1的角質含量大約比雙親平均值低10%，可根據育種目標，選擇相應的角質含量低的親本材料。

3 糯高粱的育種目標及現狀

3.1 糯高粱的育種目標

在糯高粱的育種目標研究上，張文毅[9]認為，要有較高的淀粉含量和單寧含量，較低的蛋白質和脂肪含量。宋高友等[8]認為，應培育粳糯型高粱。丁國祥等[10]研究認為，名酒的產量和風味除與得天獨厚的氣候、土壤、水質和釀酒工藝有關外，高粱籽粒的品質也是十分重要的因素。經研究，糯高粱育種的具體目標主要應考慮幾點：產量為6 500～7 500 kg/hm2，總淀粉含量在70%以上，支鏈淀粉含量占總淀粉含量的90%以上，蛋白質含量7%～9%，單寧含量0.5%～1.5%，脂肪含量在4%以下，角質率低于50%，抗絲黑穗病、炭疽病和紋枯病，中矮稈（株高1.5～2.4 m），中熟（生育期115～125 d），中散穗型，紅褐色中粒種（千粒質量 20～28 g）。

3.2 糯高粱選育方法

糯高粱的選育方法與普通高粱基本相似。選擇粳性不育系、糯性恢復系等品種資源，或者糯性不育系、粳性恢復系等品種資源，在進行配合力測定的同時，篩選優質高產系，組配雜交種。收集糯性紅高粱品種進行產量鑒定，或直接利用或轉育成新的糯質不育系、恢復系。

丁國祥等[11]用四川省農科院水稻高粱研究所選育的18A等4個糯高粱不育系與35R等5個糯高粱恢復系按Griffing方法Ⅱ配成20份組合，估算了糯高粱籽粒總淀粉含量、支鏈淀粉含量和直鏈淀粉含量的配合力。結果表明，同一親本不同品質性狀的配合力不同，同一品質性狀不同親本的配合力也不同。在釀酒品質性狀的雜種優勢利用上，選育優質釀酒高粱組合應選擇總淀粉含量及支鏈淀粉含量一般配合力高的親本。

宋高友等[8]采用糯（A）×糯（R）、糯（A）×粳（R）、粳（A）×糯（R）3種雜交類型組合共239份，逐個分析了千粒質量、穗粒質量、蛋白質、賴氨酸、淀粉、直鏈淀粉、支鏈淀粉和單寧等指標的雜交優勢。認為粳×糯組配方法較易獲得籽粒淀粉含量高且淀粉中支鏈淀粉比例高的雜交種。

丁國祥等[11]用糯質恢復系 4R，21R，35R，58R，60R和糯質不育系32A，68A，70A，72A，按不完全雙列雜交方法，配制20個雜交組合進行研究。結果表明，糯質高粱雜種1代存在明顯雜種優勢，穗粒質量、穗粒數、千粒質量、株高、穗長具有正向優勢，而生育期表現負向優勢，穗粒質量優勢最強，組合間優勢變異最小，但糯質雜交種產量低于粳質雜交種，比目前四川省生產上種植的青殼洋高粱增產顯著。糯質高粱親本主要性狀對雜種1代存在不同程度的正向影響，提高親本的千粒質量和穗粒數對選配高產糯質組合時特別重要。

3.3 糯高粱的育種現狀

目前，國內多家育種機構已育成一批品質好、產量高、抗病蟲和適應能力強的糯高粱新品種[12]，如山西省農業科學院高粱研究所育成了晉糯1號、晉糯2號[13]，四川省農業科學院水稻高粱研究所育成了瀘糯1號、瀘糯2號、瀘糯3號、瀘糯9號[14-15]，遼寧省農業科學院育成了遼粘2號、遼粘3號[16-17]，貴州省旱糧研究所育成了黔高7號、黔高8號[16]，湖南省農業科學院高粱研究中心育成了湘兩優糯粱1號[18]等適宜于各生態區種植的糯高粱品種，為糯高粱的大面積生產及產業化經營奠定了基礎。

隨著農業種植結構體制調整力度的加大和釀造業的快速發展，選育并推廣專用型釀酒糯高粱新品種勢在必行。這對于推進我國種植業的結構調整和大幅度提高農民收入以及向高效、優質、可持續發展農業轉變都有著重要意義。

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