高類黃酮小麥品種山農101 的創制及其利用前景分析

王延訓 田紀春，2 楊明 彭莉

（1 山東天澤泰田種業科技有限公司，泰安 271000；2 山東農業大學，泰安 271018）

類黃酮是多酚類物質，具有抗氧化、抗炎和抗病毒特性[1-2]。人體自由基被認為是導致退行性疾病以及加速老化的根本原因，類黃酮可以像抗氧化劑一樣保護人體細胞免受自由基損害，有助于保持毛細血管和結締組織健康[3]。類黃酮還有助于改善胰島素敏感性，高類黃酮飲食可以達到藥食同源的作用。組胺具有負責流淚、流鼻涕，以及與不同種類過敏有關的堵塞、呼吸困難與哮喘，在過敏反應過程中，類黃酮可以幫助阻止釋放組胺[4-5]。人們還在研究類黃酮對預防心臟病、癌癥、中風以及白內障的潛在好處，已有研究證明類黃酮可以促進一氧化氮合成，改善血管彈性，使血液流動更容易，降低血小板凝結，防止心臟病發作和中風。

小麥是我國主要的口糧作物，也是食品加工花樣繁多、成品增值最大的糧食品類。培育高類黃酮小麥新品種，是適應我國經濟發展和人民生活水平的不斷提高，由吃飽、吃好，到吃健康的重大轉變，這對小麥的提質增效，品種源頭創新具有重要的社會和經濟意義[6-7]。2017 年我國發布的《主要農作物品種審定標準》，首次提出了特殊用途品種的新類型，使我國的農作物育種導向發生了重大變化，特殊用途品種類型的功能性小麥迎來了前所未有的發展機遇。高類黃酮小麥新品種是特殊用途功能小麥的重要類型之一。山東農業大學小麥品質育種研究團隊，有關類黃酮的研究起始于2004 級趙善倉博士的課題，并先后發表了《超高效液相色譜串聯質譜法測定小麥籽粒中麥黃酮》等多篇論文[8-10]，歷時16年培育出了山農101（區試代號：山農黃酮麥1 號），2020 年通過山東省農作物品種審定委員會審定（魯審麥20206035），是我國第一個通過審定的高類黃酮小麥新品種。該品種可加工外觀淡黃、富含營養的健康食品，具有很大的開發利用價值。本文從該品種的親本遺傳背景、區域和生產試驗產量及類黃酮含量等品質測試結果及利用前景方面進行了分析，以期為該品種的推廣應用提供科學支撐。

1 品種遺傳背景及創制過程

1.1 親本及系譜山農101 組合為藁城9411/山農01-35。母本藁城9411 是原河北省藁城市農業科學研究所選育的高代材料，是用8901 作母本、安農8455 作父本多年選育的穩定品系，2003 年通過河北省審定，命名為白硬冬2 號。父本山農01-35 是山東農業大學小麥品質育種研究團隊選育的高代材料，用核生2 號作母本、PH82-2-2 作父本雜交，在第6 代穩定后，用作育種中間材料利用的優異品系。山農101 系譜圖見圖1。

圖1 山農101 系譜圖

1.2 品種創制過程小麥籽粒中類黃酮含量的測定數據很少，且不同研究測定的結果差異很大，Abdel-Aal等[11]、Knievel等[12]分別報道了藍粒、紫粒小麥全粉中類黃酮含量分別為0.212mg/g、0.095mg/g。山東農業大學小麥品質育種研究團隊在前期小麥種質廣泛征集鑒定篩選的基礎上，2002 年根據小麥種質色素性狀基因解析，采用有性雜交方法獲得（藁城 9411/山農01-35）F1，2003 年獲得F2、2004 年獲得F3、一直到2010 年獲得F9，通過單穗傳法獲得181 個株系的重組自交系（RIL）群體。2011 年（F10）至2013 年（F12）利用該群體進行了小麥類胡蘿卜素和其他色素的的基因定位，在色素主效基因及其分子標記開發同時，2014-2016 年鑒定出44 個高類黃酮小麥品系并進行了2 年的產量比較試驗和類黃酮分子標記跟蹤篩選，并且把藁城9411/山農01-35組合中44 個高類黃酮含量的品系，委托山東省農業科學院農業質量標準與檢測技術研究所測定，類黃酮平均含量0.391mg/g，變幅在0.076～0.952mg/g，其中山農101 含量最高，達到0.952mg/g。根據測定結果選送山農101（山農黃酮麥1 號）參加了2017-2018 年度特殊用途小麥區域試驗，因產量明顯高于對照山農紫麥1 號，2018-2019 年度同時晉級到區域試驗和生產試驗。2019 年山農101 重復測定類黃酮含量為1.013～1.058mg/g，為最低樣本DH81 的15.11 倍，為44 個高代品系平均含量的2.59 倍，是一般小麥品種的3～5 倍。該品種2020 年完成試驗程序，獲山東省農作物品種審定委員會審定。

2 品種特征特性

2.1 農藝性狀冬性，幼苗半匍匐，株型半緊湊，葉色綠，旗葉上舉，較抗倒伏，熟相好。2 年區域試驗結果平均：生育期233d，株高82.8cm，最大分蘗數1480.5 萬/hm2，有效穗數612 萬穗/hm2，分蘗成穗率43.1%，穗長方形，穗粒數35.8 粒，千粒重42.9g，頂芒、白殼、白粒，籽粒硬質。

2.2 抗逆鑒定2019 年中國農業科學院植物保護研究所利用條銹菌、葉銹菌、白粉菌混合優勢小種和赤霉病菌、紋枯病菌強致病力菌株在田間對山農101 進行人工接種抗病性鑒定：中感條銹病，高感白粉病、葉銹病、赤霉病和紋枯病。2018 年河北農業大學生命科學學院抗寒性鑒定：死莖率平均為11.3%，死株率平均為1.1%，越冬抗寒性好。

2.3 冬春性鑒定2019 年由山東省農業科學院作物研究所冬春性鑒定，根據錯期播種試驗，結合對照的抽穗情況，供試材料山農101 鑒定為冬性品種。

2.4 類黃酮及主要品質參數2019 年山東省農業科學院農業質量標準與檢測技術研究所測定：類黃酮含量1.013mg/g，比普通小麥品種高3～5 倍。2019年經農業農村部谷物及制品質量監督檢驗測試中心（泰安）測試結果：容重816g/L，硬度指數70，籽粒蛋白質14.09%，出粉率65.9%，濕面筋36.0%，面筋指數83，沉淀值37.0mL，吸水率62.2mL/100g，形成時間5.1min，穩定時間7.6min，面粉白度75.0。

3 產量試驗結果

2017-2018 年度參加特殊用途小麥區域試驗，6點匯總，每hm2平均產量7071.6kg，比山農紫麥1號（CK1）增產6.41%，比冀糯200（CK2）增產3.52%，居試驗品種第1 位；2018-2019 年度續試，6 點匯總，平均產量8183.4kg，比山農紫麥1 號（CK1）增產4.19%，比冀糯200（CK2）增產4.68%，居試驗品種第1 位；2 年區域試驗，平均產量7627.5kg，比山農紫麥1 號（CK1）增產5.3%，比冀糯200（CK2）增產4.1%。2018-2019 年度晉級生產試驗，平均產量8058kg/hm2，比山農紫麥1 號（CK1）增產4.3%，比冀糯200（CK2）增產4.2%。

4 利用前景分析

隨著我國經濟和農產品未來發展趨勢，農業生產進入新的發展時期，繼高產、綠色之后，功能農業被認為是第三個發展階段，消費需求和農產品市場結構將發生重大變化[6-7]。抓住人們更加關注健康的新需求機遇，開展從“功能品種—健康食品”的全產業鏈研發工作具有重要的意義。人類對類黃酮物質的最初研究始于1664 年，Robert Boyle在植物色素成分中第一次發現了類黃酮化合物，之后的多個世紀以來，類黃酮物質對人類營養健康的影響備受關注。現代醫學研究表明：小麥黃酮具有降低心肌耗氧量，使冠脈、腦血管流量增加，抗心律失常，軟化血管、降血糖、降血脂，抗氧化、抗衰老，以及增強機體免疫力的功能，被譽為21 世紀的新型抗癌維生素[3，13]。動物飼喂研究證明，類黃酮具有改善小鼠的學習記憶，抗氧化，保護糖尿病動物的神經功能，保護腎缺血等藥理活性。類黃酮成分最集中的是被子植物，但是作為人類的主食谷物類作物，包括水稻、小麥和玉米等類黃酮物質含量相對較少。通過培育高類黃酮作物新品種，生產功能性食物，使人們在正常飲食中就能及時獲得維持免疫系統正常運轉所需的營養物質，提高自身的免疫力，具有重要的社會意義和經濟價值。

黃酮醇、花青素以及原花青素是谷物籽粒中的主要類黃酮化合物。一般來說，作物籽粒中的類黃酮含量與種子顏色深度呈正相關，黑色和紫色籽粒類黃酮含量比淺色籽粒高，主要的雜糧作物（高粱和玉米）類黃酮含量高于主食作物（水稻和小麥）。人體自身不能合成的類黃酮物質，必須通過外界攝入，小麥作為人類重要的糧食作物，高類黃酮小麥品種山農101 的審定和推廣應用具有重要的社會和經濟意義。近幾年研究團隊以該品種為基礎成果，研制配比出了高類黃酮水餃粉、高類黃酮饅頭粉、高類黃酮面包粉、高類黃酮面條粉等，在高類黃酮小麥資源創制、品種培育和高端功能食品產業應用方面起到了引領作用。山農101 是少有的高產高類黃酮小麥新品種，具有極大的開發利用價值和應用前景。2020 年山農101 授權山東天澤泰田種業科技有限公司獨家經營，近幾年在山東省定單種植2 萬hm2以上，與山東富世康面粉廠、萊州宏源面粉廠合作用該品種研發的高類黃酮面粉粉色黃亮，加工的食品口感筋道、麥味自然。以該品種為主要原料，加強藥食同源食品的開發和應用，具有廣闊的市場和巨大的社會經濟效益。