高花青素小麥新品種山農藍麥1 號的選育及功能營養分析

王延訓 孫美芝 田紀春，3 楊 明 彭 莉

（1 山東天澤泰田種業科技有限公司，泰安 271000；2 山東省萊州市農業技術推廣中心，煙臺 261400；3 山東華田農業科技有限公司，泰安 271604）

一般認為小麥籽粒顏色常常受到環境條件，如淋雨、光照、溫度、澆水和施肥等外在因素的影響，但主要還是由遺傳基因決定[1-2]。藍色籽粒小麥屬于特殊用途彩色小麥品種，富含天然花色苷和蛋白質，大量研究表明花色苷可以作為輻射防護劑及抗發炎劑，能夠改善或治療糖尿病引起的視網膜病變和乳房囊腫，還能夠治療由毛細血管脆弱引發的微循環疾病[3-5]。彩色小麥富含有益人體的微量元素，鋅、鈣、鎂、鐵、錳、鉀等含量都大大高于普通小麥，經常性有意識地食用彩色小麥制品，能對人體起到進補和食療保健作用[6-7]。研究認為藍粒小麥籽粒呈藍色主要因為籽粒糊粉層中富含藍色的花色苷類化合物，藍粒小麥色素基因來源于長穗偃麥草、野生一粒小麥，天藍偃麥草中也有藍色籽粒小麥存在，國內外著名專家學者均從長穗偃麥草與普通小麥的雜交后代中獲得了藍色籽粒小麥，并證明了長穗偃麥草的4E 染色體攜帶有藍色糊粉層基因[10-11]。一粒小麥的染色體攜有藍色糊粉層基因，由一粒小麥衍生出的Bloukorn 系列，是普通小麥的4A 或4B 染色體被一粒小麥的一對染色體代換后形成的[10-12]。據報道已經定位的小麥藍色糊粉層基因有Ba1和Ba2，前者來源于長穗偃麥草的4E 染色體；后者位于長穗偃麥草4A 染色體長臂上，與SSR 分子標記Xcdo1387-4A、Xmwg677-4A和Xbcd1092-4A緊密連鎖[9]。

山農藍麥1 號是山東農業大學利用藍矮敗育成的特殊用途藍色籽粒小麥新品種。1972 年山西省太谷縣的高忠麗發現“太谷核不育”小麥不育植株，在20 世紀90 年代，中國農業科學院劉秉華研究員等帶領團隊將太谷核不育基因Ms2和矮稈基因Rht10連鎖到4D 染色體短臂上，培育出獲國家科技進步一等獎的矮敗小麥，并在育種界廣泛應用。四川的田寧、蒲宗君等人將藍粒性狀基因導入矮敗小麥中，于1997 年育成了藍矮敗，其表現為藍粒、矮稈且花藥敗育，可以在種子播種前明顯區分可育與不育。但是藍矮敗為偏春性，不能在我國冬麥區或半冬性麥區推廣應用。2008 年山東農業大學小麥品質育種研究團隊引進了藍矮敗，為了將偏春性的藍矮敗轉育成冬性或半冬性、適宜黃淮麥區生產種植的種質，研究團隊利用自育或強冬性種質做了大量的回交轉育組合，成功轉育、篩選、鑒定培育出了特殊用途藍色籽粒小麥新品種山農藍麥1 號。本文對山農藍麥1 號的遺傳背景、選育過程、特征特性和主要功能營養成分等方面進行了闡述，以期為該品種的推廣利用提供參考。

1 遺傳背景及創制過程

1.1 品種來源山農藍麥1 號是山東農業大學以四川農業大學提供的藍矮敗小麥為母本，以自育含有長穗偃麥草基因的PH85-16 為父本有性雜交，采用系譜法結合分子標記選育而成。藍矮敗小麥是利用藍粒太谷核不育硬粒小麥和普通小麥雜交、回交產生的藍粒可育株，再與劉秉華研究員團隊的矮敗材料雜交、回交轉育而成的。PH85-16 是山東農業大學小麥品質育種研究室選育而成的高產、優質、多抗、冬小麥品系。

1.2 育種過程2009 年進行有性雜交，2010 年種植收獲雜交F1，2011 年在F2籽粒中獲得藍粒可育株，2012-2015 年F3～F5分離世代采用系譜法選育加分子標記輔助選擇，2015 年通過產量鑒定選育出產量接近普通小麥的11 個藍粒新品系，2016 年進行了11 個品系的產量比較試驗。2017 年秋種選擇產量性狀最好的1 個品系參加了山東農業大學特殊用途小麥品種自主試驗第1 年區域試驗，2019 年完成了第2 年區域試驗，2020 年完成生產試驗，獲山東省審定（魯審麥20206033），定名為山農藍麥1 號。

2 品種特征特性

2.1 農藝表現該品種為半冬性，幼苗半匍匐，株型較緊湊，葉色深綠，抗倒伏，熟相較好。山東省特殊用途小麥品種自主試驗2 年度區域試驗中，平均生育期232d，熟期和對照品種濟南17 相當；株高80.0cm，每hm2最大分蘗數1264.5 萬個，有效穗數561 萬穗，分蘗成穗率40.6%；穗長方形，穗粒數38.5 粒，千粒重40.5g，容重784.3g/L；長芒、白殼、藍粒，籽粒角質，高抗穗發芽。

2.2 抗逆鑒定2019 年委托中國農業科學院植物保護研究所接種鑒定，表現為中抗白粉病、慢條銹病，中感赤霉病和紋枯病，高感葉銹病。抗寒性鑒定委托河北省遵化市國家農作物品種區域試驗站完成，表現為越冬抗寒性中等。

2.3 產量試驗在2017-2019 年2 年度山東農業大學特殊用途小麥品種自主區域試驗中，每hm2平均產量7327.5kg，比對照品種濟南17 增產2.0%；2019-2020 年度生產試驗中，平均產量7533.0kg，比對照品種濟南17 增產2.1%。

3 主要功能營養成分分析

2019-2022 年度山農藍麥1 號分別經農業農村部谷物品質監督檢驗測試中心（泰安）、作物生物學國家重點實驗室（泰安）、泰安市谷物功能物質分析及高端食品研發重點實驗室測試，籽粒蛋白質含量18.9%，濕面筋含量44.2%，沉淀值24.0mL，吸水率60.3mL/100g，穩定時間0.6min，面粉白度74.5。

山農藍麥1 號主要營養品質指標檢測結果（表1）顯示：維生素C 含量3.47mg/100g，維生素E 含量1.68mg/100g，維生素B1 含量0.256mg/100g，維生素B2 含量0.242mg/100g，維生素B6 含量0.396mg/100g，表現比普通小麥高15%～50%。鈣、鐵、鋅、鉀、鎂、錳含量分別比普通小麥高12%～130%。

表1 山農藍麥1 號小麥品種主要功能營養成分測定結果 （mg/100g）

花青素是一大類主要的水溶性植物色素，主要以糖苷的形式存在，其結構為2-苯基并吡喃，能清除人體內的自由基，具有抗氧化、抑菌、降低血壓、降低血脂、降低血糖、增強人體免疫性功能[2，6-7]。普通小麥抗氧化功能性活性成分花青素含量一般為1mg/100g 左右，山農藍麥1 號花青素含量大幅度高于普通小麥，是普通小麥的4～5 倍。張敏敏等[8]對近25 年我國審定的彩色小麥農藝性狀及品質特性進行分析，根據各主成分的特征向量，計算出56 個彩色小麥品種的主成分因子得分，再以每個主成分的貢獻率為權重，構建出了不同彩色小麥品種的綜合評價模型：F=0.29Y1+0.21Y2+0.18Y3。在56 個彩色小麥品種中，綜合得分較高的品種為山農藍麥1 號，其F值最高（1.02）。聚類分析在距離為12.5 時將56 個彩色小麥分為4 個類群，其中山農藍麥1 號屬于綜合性狀好的第1 類群，品質聚類屬于高品質品種。該研究與山農藍麥1 號多年生產表現和品質測定結果一致。

4 結語

隨著社會和科學水平的發展，小麥從高產育種過度到品質育種，人們的需求從吃飽進入到吃好。小麥作為人類的主要糧食作物，滿足了大多數人的溫飽需求和飲食喜好，品質優良的小麥品種可以加工出花樣繁多的食品類型供給不同喜好的人群享用，但是在滿足人們溫飽需求和色香味等品質需求的同時也帶來了高糖、高脂、高蛋白等問題，導致了多種健康風險。缺鐵性貧血和缺鋅引發的營養不良、生長發育遲緩、免疫力弱、智力低下和內分泌、心腦血管疾病，一系列與微量元素缺乏有關的病癥日趨嚴重，國內外對食品營養的關注日趨加強。吃飽、吃好并不等于吃得健康，要吃出營養、吃出健康，品種自身含有豐富而全面、均衡的營養素尤為重要，高產品種和優質品種遠遠不能滿足人們正常的營養需求，培育和開發利用高營養小麥新品種意義重大。2017 年《中共中央 國務院關于深入推進農業供給側結構性改革加快培育農業農村發展新動能的若干意見》提出“加強新食品原料、藥食同源食品開發和應用”。同年，農業農村部《主要農作物品種審定標準》（國品審〔2017〕1 號）將小麥品種首次分為“高產穩產、綠色優質和特殊用途”三大類。2018 年山東省印發的國民營養計劃（2018-2030 年）通知指出，構建以營養需求為導向的現代食品產業體系，著力發展低血糖指數食品，改善國民微量營養缺乏狀況。以上均說明功能性小麥品種的選育已經成為社會發展需求的新類型，“農業-營養-健康”已經成為政府倡導的新理念。山東農業大學培育的山農藍麥1 號籽粒富含花青素、多種微量元素和維生素E、維生素B，適宜功能性食品的加工利用。該品種的推廣和集約化種植，可以為農民、食品加工者和銷售商提高利潤。通過特色小麥形成特色產業，加強功能性食品的開發和應用，可以滿足我國消費者日益增長的對食品營養、功能性及健康性的需求，尤其是可以提升微量營養元素的有效供給，具有廣闊的市場和巨大的社會及經濟效益。