19份彩色小麥種質(zhì)資源微量營(yíng)養(yǎng)元素比較分析

摘要：彩色小麥因?yàn)楦缓鞣N微量營(yíng)養(yǎng)元素而成為解決隱性饑餓的研究熱點(diǎn)，為了對(duì)彩色小麥種質(zhì)資源中的微量營(yíng)養(yǎng)元素進(jìn)行全面的評(píng)價(jià)，對(duì)來(lái)自黃淮麥區(qū)的19個(gè)彩色小麥種質(zhì)資源和1個(gè)對(duì)照白粒小麥籽粒中的16種微量元素進(jìn)行了檢測(cè)。結(jié)果表明，參試彩色小麥各種微量元素的平均含量順序?yàn)殍Fgt;錳gt;鋅gt;鍶gt;銅gt;鉻gt;鎳gt;鉬gt;鈦gt;錫gt;砷gt;硒gt;釩gt;鈷gt;銀gt;鎘；19個(gè)彩色小麥籽粒中錳、砷、鈦、鈷、銅、鍶、鉬、鉻、鎘、錫、鐵共11個(gè)微量元素與對(duì)照白粒小麥差異顯著；大多數(shù)紫（黑）粒小麥的微量營(yíng)養(yǎng)元素都高于藍(lán)粒小麥和白粒小麥，藍(lán)粒小麥的銅、鋅、鍶、鉬、錫含量高于大部分紫（黑）粒小麥和白粒小麥，白粒小麥的鉬和錫含量最高；藍(lán)粒小麥砷含量普遍較低；中黑麥6號(hào)等11個(gè)彩色小麥種質(zhì)資源沒(méi)有檢測(cè)出鎘含量，是寶貴的抗鎘金屬污染的小麥種質(zhì)資源。以上結(jié)果可以為彩色小麥種質(zhì)資源微量營(yíng)養(yǎng)的科學(xué)利用和保障人類健康提供理論參考。

關(guān)鍵詞：彩色小麥；種質(zhì)資源；微量元素；比較分析

Comparative Analysis of Micronutrients in 19

Germplasm Resources of Color Wheat

ZHANG Zhengbin1，XU Ping1，LI Fengling2，ZHANG Jinpeng3，ZHANG Wensheng1，LI Furong1

（1Center for Agricultural Resources Research，Institute of Genetics and Developmental Biology，Chinese Academy of Sciences，Shijiazhuang 050022；2Beijing China-Agri Brains Sience amp; Technology Co.，Ltd.，Beijing 100049；

3Institute of Crop Sciences，Chinese Academy of Agricultural Sciences，Beijing 100081）

小麥?zhǔn)鞘澜绶N植面積最大且分布最廣的糧食作物，我國(guó)是小麥生產(chǎn)第一大國(guó)，其產(chǎn)量和營(yíng)養(yǎng)成分對(duì)保障我國(guó)糧食安全和民眾健康有重要的支柱作用。由于微量營(yíng)養(yǎng)攝入不足或營(yíng)養(yǎng)失衡而導(dǎo)致人群健康水平低下，影響經(jīng)濟(jì)發(fā)展，在國(guó)際上被稱為隱性饑餓[1]。近10年來(lái)，國(guó)際上發(fā)起了生物營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化挑戰(zhàn)項(xiàng)目，旨在利用生物育種技術(shù)培育出富含各種微量營(yíng)養(yǎng)的優(yōu)質(zhì)作物品種和功能性品種[2-3]。

世界衛(wèi)生組織確認(rèn)的人體必需的14種微量元素為鋅、銅、鐵、碘、硒、鉻、鈷、錳、鉬、釩、氟、鎳、鍶、錫[4]。砷、鎘是對(duì)人體有毒有害的微量元素[5]。研究表明，釩有減少膽固醇，降低血糖，防止齲齒，制造紅血球等功能[6]。鎳有增強(qiáng)胰島素、降低血糖和刺激生血機(jī)能的作用，能促進(jìn)紅細(xì)胞再生[7]。錳促進(jìn)人體骨骼生長(zhǎng)發(fā)育、維持正常的糖和脂肪代謝及腦功能，在維生素B1的作用過(guò)程中非常重要[8]。硒是抗癌元素，和花青素含量高度相關(guān)[9]。鈦能刺激人體吞噬細(xì)胞，使免疫力增強(qiáng)[10]。鈷是維生素B12的中心離子[11]。銅對(duì)于人體血液、中樞神經(jīng)和免疫系統(tǒng)，頭發(fā)、皮膚和骨骼組織，腦和肝、心等內(nèi)臟的發(fā)育有重要功能[12]。鋅對(duì)人體生長(zhǎng)發(fā)育、生殖遺傳、免疫、內(nèi)分泌等有重要作用[13]。鍶增進(jìn)人體骨骼健康和減少心血管等慢性疾病發(fā)生率[14]。鉬能夠保護(hù)心血管，促進(jìn)紅細(xì)胞發(fā)育，預(yù)防齲齒和腎結(jié)石等[15]。鉻是胰島素的協(xié)同因子，在人體糖和脂肪的代謝中起重要作用[16]。銀可以快速治療傷口愈合，作為抗菌劑被廣泛應(yīng)用[17]。錫具有促進(jìn)人體生長(zhǎng)發(fā)育、血紅蛋白的分解、機(jī)體組織生長(zhǎng)和創(chuàng)傷愈合的功能，可以抑制癌細(xì)胞的生成[18]。鐵參與人體內(nèi)氧的轉(zhuǎn)運(yùn)、交換和組織呼吸過(guò)程，維持機(jī)體正常造血功能[19]。利用砒霜（三氧化二砷）以毒攻毒，可以治療白血病[20]。鎘主要蓄積于動(dòng)物的肝臟和腎，能損害動(dòng)物的腎臟、免疫、神經(jīng)、心血管、骨骼和生殖系統(tǒng)等，并能誘導(dǎo)基因的異常表達(dá)，有致癌性[21]。

我國(guó)從20世紀(jì)50年代就有彩色小麥遺傳育種研究，到20世紀(jì)80年代，開(kāi)始了彩色小麥營(yíng)養(yǎng)元素測(cè)定分析。黑小麥76和普通白粒小麥相比，籽粒硒和鈣含量均高出3倍[22]。來(lái)源于黑麥和埃塞俄比亞地方品種的兩種類型的彩色小麥種質(zhì)資源，其籽粒的銅、鐵、錳、鋅4種有色微量元素含量均高于白粒對(duì)照普通小麥[23]。03Z4-439黑小麥籽粒有機(jī)鉻（三價(jià)鉻）含量為1.916mg/kg，超過(guò)普通白粒小麥約4倍，食用后能有效降低糖尿病人的血糖[24]。秦黑1號(hào)籽粒微量營(yíng)養(yǎng)元素鐵、鋅含量分別高達(dá)749mg/kg和135mg/kg，是普通白粒小麥的19.2倍和4.1倍，是一般黑小麥的10.6倍和4.9倍[25]。漯珍1號(hào)黑小麥籽粒鎂、硒、碘、錳含量比對(duì)照白粒小麥分別高796.15%、533.13%、61.94%和61.46%[26]。紫優(yōu)小麥系列籽粒鋅、鐵、鎂和鉀含量均比對(duì)照白粒小麥品種石家莊8號(hào)高100%[27]。

前人研究大多是對(duì)單個(gè)或者少數(shù)彩色小麥品種和微量營(yíng)養(yǎng)硒、鋅、鐵、銅、錳等在不同土壤營(yíng)養(yǎng)條件下進(jìn)行的分析，還難以全面評(píng)價(jià)彩色小麥種質(zhì)資源在微量營(yíng)養(yǎng)元素方面的差異和與普通白粒小麥相比在功能營(yíng)養(yǎng)方面的優(yōu)勢(shì)[28-30]。本文從黃淮麥區(qū)征集到19個(gè)彩色小麥種質(zhì)資源和1個(gè)當(dāng)?shù)卮竺娣e推廣的白粒小麥對(duì)照品種，在相同大田土壤營(yíng)養(yǎng)條件下種植，對(duì)收獲后的籽粒進(jìn)行了16種微量元素成分的檢測(cè)和比較分析，以期對(duì)彩色小麥種質(zhì)資源在功能營(yíng)養(yǎng)方面做出全面評(píng)價(jià)，推動(dòng)彩色功能營(yíng)養(yǎng)小麥的合理、科學(xué)、高效利用，為功能營(yíng)養(yǎng)農(nóng)業(yè)和食品產(chǎn)業(yè)化發(fā)展提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料 從黃淮麥區(qū)征集20個(gè)小麥種質(zhì)資源，包括19個(gè)彩色小麥和1個(gè)白粒小麥，其中9個(gè)是審定品種，11個(gè)是創(chuàng)新種質(zhì)資源（表1）。19個(gè)彩色小麥中有14個(gè)紫（黑）粒小麥，5個(gè)藍(lán)粒小麥。來(lái)自河北的彩色小麥種質(zhì)資源有12個(gè)，白粒普通小麥?zhǔn)?2為冀中南水地組區(qū)域試驗(yàn)對(duì)照品種，來(lái)自山東的彩色小麥有2個(gè)，來(lái)自陜西的彩色小麥有3個(gè)，來(lái)自河南和甘肅的彩色小麥各1個(gè)。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 2021年10月至2022年6月在中國(guó)科學(xué)院欒城農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)站對(duì)征集到的19個(gè)彩色小麥種質(zhì)和1個(gè)對(duì)照白粒小麥材料進(jìn)行大田人工點(diǎn)播，順序排列，行長(zhǎng)2m，行距20cm，4行區(qū)，株距5cm，每個(gè)材料中間空1行。成熟后全部收獲考種脫粒。播種前撒施內(nèi)蒙古銳林農(nóng)業(yè)科技有限公司生產(chǎn)的SC植物營(yíng)養(yǎng)餐（有機(jī)肥）600kg/hm2作為底肥并旋耕2次，其營(yíng)養(yǎng)成分為N-P-K=14-5-6，腐植酸含量≥10%，有機(jī)質(zhì)含量≥32%。播種前灌溉1次，拔節(jié)返青期用無(wú)人機(jī)飛防除草劑1次，全生育期不施用農(nóng)藥防治病蟲(chóng)害。

1.3 小麥籽粒微量元素的測(cè)定方法 收獲脫粒后將供試的20個(gè)小麥種質(zhì)籽粒樣品各取10g送至中國(guó)科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所農(nóng)業(yè)資源研究中心所級(jí)公共技術(shù)平臺(tái)，進(jìn)行鐵、錳、銅、鋅、鉬、鎘、砷、鉻、鈷、鎳、釩、硒、鍶、銀、錫和鈦共16種微量元素成分檢測(cè)。

樣品的前處理：稱取0.1g左右的樣品放入消解罐中，加入6mL的硝酸，蓋好蓋子后將消解罐放入微波消解儀中。消解完全結(jié)束后，將消解罐打開(kāi)并加入0.5mL的高氯酸進(jìn)行趕酸，最后用高純水將內(nèi)容物轉(zhuǎn)入50mL離心管中并定容至刻度，混勻。

上機(jī)測(cè)定：測(cè)定時(shí)用調(diào)諧液對(duì)電感耦合等離子體質(zhì)譜儀（ICP-MS，NexION 2000，Perkin Elmer，美國(guó)）進(jìn)行最優(yōu)化調(diào)諧，待調(diào)諧通過(guò)后方可進(jìn)行測(cè)定。進(jìn)樣采用兩路蠕動(dòng)泵進(jìn)樣，一路進(jìn)空白、標(biāo)準(zhǔn)系列、樣品溶液，另一路一直進(jìn)內(nèi)標(biāo)。測(cè)定采用的是KED碰撞模式的方法。測(cè)定結(jié)束后收集所有測(cè)得的數(shù)據(jù)，并且依據(jù)稱樣量來(lái)計(jì)算結(jié)果。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析 利用Microsoft Excel 2019和農(nóng)博士試驗(yàn)設(shè)計(jì)及統(tǒng)計(jì)分析軟件對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理和統(tǒng)計(jì)分析。用t測(cè)驗(yàn)分析了供試彩色小麥材料和對(duì)照白粒小麥微量元素性狀的差異顯著性。

2 結(jié)果與分析

2.1 釩、鎳、錳含量差異分析 由表2可以看出，中黑麥6號(hào)釩含量最高（0.055mg/kg），秦紫麥2號(hào)釩含量最低（0.009mg/kg），相差0.046mg/kg；所有供試材料釩含量平均值為0.031mg/kg，變異系數(shù)36.16%；19個(gè)彩色小麥釩含量與對(duì)照石麥22差異均不顯著；有9個(gè)紫（黑）粒小麥和2個(gè)藍(lán)粒小麥釩含量高于石麥22；中黑麥6號(hào)、紫優(yōu)11號(hào)、中紫麥3號(hào)、紫瑞9號(hào)和農(nóng)大5321藍(lán)的釩含量居前5位，分別比石麥22高96.43%、89.29%、39.29%、39.29%和35.71%。

紫瑞10號(hào)鎳含量最高（1.109mg/kg），方藍(lán)頭鎳含量最低（0.749mg/kg），相差0.360mg/kg；所有供試材料鎳含量平均值為0.920mg/kg，變異系數(shù)9.50%；19個(gè)彩色小麥鎳含量與石麥22差異均不顯著；有12個(gè)紫（黑）粒小麥和2個(gè)藍(lán)粒小麥鎳含量高于石麥22；紫瑞10號(hào)、紫優(yōu)11號(hào)、紫瑞6號(hào)、紫瑞36號(hào)和中黑麥6號(hào)的鎳含量居前5位，分別比石麥22高出25.31%、16.16%、15.03%、12.54%和10.06%。

紫瑞8號(hào)錳含量最高（56.543mg/kg），濟(jì)紫麥2號(hào)錳含量最低（30.760mg/kg），相差25.783mg/kg；所有供試材料錳含量平均值為41.511mg/kg，變異系數(shù)14.06%；19個(gè)彩色小麥錳含量與石麥22均差異極顯著；有12個(gè)紫（黑）粒和5個(gè)藍(lán)粒小麥錳含量高于石麥22；紫瑞8號(hào)、中紫麥3號(hào)、秦紫麥1號(hào)、濟(jì)藍(lán)麥1號(hào)和方藍(lán)頭的錳含量居前5位，分別比石麥22高出59.65%、36.22%、32.51%、30.40%和28.91%。

2.2 砷、硒、鈦含量差異分析 砷是一種有毒微量元素，砷含量低的小麥種質(zhì)資源有利于食品安全和人類健康。由表3可以看出，秦藍(lán)麥1號(hào)砷含量最低（0.012mg/kg），中黑麥6號(hào)砷含量最高（0.377mg/kg），相差0.365mg/kg；所有供試材料砷含量平均值為0.069mg/kg，變異系數(shù)是118.26%；19個(gè)彩色小麥砷含量與石麥22差異均極顯著；只有秦藍(lán)麥1號(hào)砷含量低于石麥22。

中黑麥6號(hào)硒含量最高（0.135mg/kg），紫優(yōu)11號(hào)硒含量最低（0.020mg/kg），相差0.115mg/kg；所有供試材料硒含量平均值為0.054mg/kg，變異系數(shù)53.07%；19個(gè)彩色小麥硒含量與石麥22差異均不顯著；有6個(gè)紫（黑）粒和1個(gè)藍(lán)粒小麥硒含量高于石麥22；中黑麥6號(hào)、紫瑞9號(hào)、秦紫麥1號(hào)、秦紫麥2號(hào)和紫瑞10號(hào)硒含量居前5位，分別比石麥22高154.72%、88.68%、77.36%、39.62%和26.42%。

隴紫麥2號(hào)鈦含量最高（1.109mg/kg），石麥22鈦含量最低（0.275mg/kg），相差0.834mg/kg；所有供試材料鈦含量平均值為0.599mg/kg，變異系數(shù)是38.12%；19個(gè)彩色小麥鈦含量都極顯著高于石麥22；隴紫麥2號(hào)、中紫麥3號(hào)、中黑麥6號(hào)、紫瑞6號(hào)和濟(jì)紫麥2號(hào)鈦含量居前5位，分別比石麥22（CK）高303.27%、274.18%、238.55%、209.09%和164.00%。

2.3 鈷、銅、鋅含量差異分析 由表4可以看出，紫瑞10號(hào)的鈷含量最高（0.046mg/kg），農(nóng)大5321藍(lán)和濟(jì)藍(lán)麥1號(hào)鈷含量最低（0.018mg/kg），相差0.028mg/kg；所有供試材料鈷含量平均值為0.026mg/kg，變異系數(shù)是24.70%；19個(gè)彩色小麥鈷含量與石麥22差異均極顯著；有12個(gè)紫（黑）粒和3個(gè)藍(lán)粒小麥鈷含量高于石麥22；紫瑞10號(hào)、紫瑞6號(hào)、中黑麥6號(hào)、中藍(lán)麥1號(hào)和秦紫麥1號(hào)鈷含量居前5位，分別比石麥22高109.09%、59.09%、45.45%、36.36%和31.82%。

秦藍(lán)麥1號(hào)銅含量最高（7.165mg/kg），濟(jì)紫麥2號(hào)最低（4.596mg/kg），相差2.569mg/kg，所有供試材料銅含量平均值為5.708mg/kg，變異系數(shù)是12.27%；19個(gè)彩色小麥銅含量與石麥22均差異顯著；有9個(gè)紫（黑）粒和4個(gè)藍(lán)粒小麥銅含量超過(guò)石麥22；秦藍(lán)麥1號(hào)、農(nóng)大5321藍(lán)、中紫麥3號(hào)、隴紫麥2號(hào)和紫瑞6號(hào)銅含量居前5位，分別比石麥22高34.33%、32.36%、22.20%、19.72%和16.03%。

所有供試材料鋅含量平均值是27.754mg/kg，變異系數(shù)是12.06%；19個(gè)彩色小麥鋅含量與石麥22差異均不顯著；有11個(gè)紫（黑）粒和4個(gè)藍(lán)粒小麥鋅含量高于石麥22；農(nóng)大5321藍(lán)、秦藍(lán)麥1號(hào)、中黑麥6號(hào)、紫優(yōu)5號(hào)和紫瑞6號(hào)鋅含量居前5位，分別比石麥22高25.55%、24.31%、16.60%、13.64%和12.95%。

2.4 鍶、鉬、鉻含量差異分析 由表5可以看出，方藍(lán)頭鍶含量最高（8.575mg/kg），冀資黑小麥1號(hào)鍶含量最低（5.237mg/kg），相差3.338mg/kg；所有供試材料鍶含量平均值是6.602mg/kg，變異系數(shù)是13.56%；19個(gè)彩色小麥鍶含量與石麥22差異均極顯著；有12個(gè)紫（黑）粒和5個(gè)藍(lán)粒小麥鍶含量高于石麥22；方藍(lán)頭、濟(jì)藍(lán)麥1號(hào)、中藍(lán)麥1號(hào)、秦紫麥2號(hào)和中紫麥3號(hào)鍶含量居前5位，分別比石麥22高52.80%、37.88%、36.32%、33.77%和29.13%。

石麥22鉬含量最高（0.976mg/kg），紫瑞36號(hào)鉬含量最低（0.478mg/kg），相差0.498mg/kg；所有供試材料鉬含量平均值是0.650mg/kg，變異系數(shù)是23.02%；19個(gè)彩色小麥鉬含量都極顯著低于石麥22。

紫瑞9號(hào)鉻含量最高（3.090mg/kg），石麥22鉻含量最低（1.568g/kg），相差1.522mg/kg；所有供試材料鉻含量平均值是2.240mg/kg，變異系數(shù)是19.79%；19個(gè)彩色小麥鉻含量都極顯著高于石麥22；紫瑞9號(hào)、紫優(yōu)11號(hào)、秦紫麥1號(hào)、濟(jì)紫麥2號(hào)和紫瑞6號(hào)鉻含量居前5位，分別比石麥22高97.07%、85.46%、75.45%、70.28%和69.52%。

2.5 銀、鎘、錫、鐵含量差異分析 由表6可以看出，中黑麥6號(hào)銀含量最高（0.038mg/kg），方藍(lán)頭品種中未檢測(cè)到銀；除方頭藍(lán)外，其余供試材料銀含量平均值是0.016mg/kg，變異系數(shù)是50.03%；19個(gè)彩色小麥銀含量與石麥22差異不顯著；有7個(gè)紫（黑）粒和3個(gè)藍(lán)粒小麥銀含量高于石麥22；中黑麥6號(hào)、秦紫麥2號(hào)、中紫麥3號(hào)、秦紫麥1號(hào)和紫瑞36號(hào)銀含量居前5位，分別比石麥22高171.43%、100.00%、50.00%、42.86%和28.57%。

鎘是有毒金屬元素，拒吸收鎘和鎘含量低的小麥品種有利于食品安全和人類健康。中黑麥6號(hào)、中紫麥3號(hào)、冀資黑小麥1號(hào)、石麥22、濟(jì)紫麥2號(hào)、秦紫麥2號(hào)、中藍(lán)麥1號(hào)、濟(jì)藍(lán)麥1號(hào)、紫優(yōu)5號(hào)、紫瑞6號(hào)和紫瑞9號(hào)共11個(gè)彩色小麥沒(méi)有檢測(cè)出鎘含量；有6個(gè)紫（黑）粒和3個(gè)藍(lán)粒小麥檢測(cè)出鎘含量，在0.009～0.016mg/kg之間，紫瑞10號(hào)最高，紫瑞36號(hào)最低，9個(gè)供試材料鎘含量與石麥22差異極顯著。

石麥22錫含量最高（0.475mg/kg），紫瑞8號(hào)錫含量最低（0.211mg/kg），相差0.264mg/kg；所有供試材料錫含量平均值是0.353mg/kg，變異系數(shù)是19.18%；19個(gè)彩色小麥錫含量都極顯著低于石麥22；除對(duì)照外，紫優(yōu)5號(hào)、秦藍(lán)麥1號(hào)、濟(jì)紫麥2號(hào)、中藍(lán)麥1號(hào)、農(nóng)大5321藍(lán)錫含量居前5位，分別比石麥22低9.47%、13.47%、15.58%、17.47%和18.11%。

紫瑞6號(hào)鐵含量最高（64.452mg/kg），石麥22鐵含量最低（38.410mg/kg），相差26.042mg/kg；所有供試材料鐵含量平均值是51.685mg/kg，變異系數(shù)是13.57%；19個(gè)彩色小麥鐵含量都極顯著高于石麥22；紫瑞6號(hào)、紫優(yōu)11號(hào)、秦紫麥1號(hào)、紫瑞10號(hào)和中黑麥6號(hào)鐵含量居前5位，分別比石麥22高67.80%、60.28%、58.72%、55.88%和47.81%。

3 結(jié)論

供試彩色小麥材料各種微量元素平均含量的順序是鐵gt;錳gt;鋅gt;鍶gt;銅gt;鉻gt;鎳gt;鉬gt;鈦gt;錫gt;砷gt;硒gt;釩gt;鈷gt;銀gt;鎘。中黑麥6號(hào)的釩、硒、銀和砷含量最高，紫瑞10號(hào)的鎳、鎘和鈷含量最高；紫瑞8號(hào)的錳、紫瑞9號(hào)的鉻、紫瑞6號(hào)的鐵、隴紫麥2號(hào)的鈦含量最高；秦藍(lán)麥1號(hào)的銅、農(nóng)大5321藍(lán)的鋅、方藍(lán)頭的鍶含量最高；白粒小麥?zhǔn)?2的鉬和錫含量最高。秦藍(lán)麥1號(hào)的砷含量最低，中黑麥6號(hào)、中紫麥3號(hào)、冀資黑小麥1號(hào)、石麥22、濟(jì)紫麥2號(hào)、秦紫麥2號(hào)、中藍(lán)麥1號(hào)、濟(jì)藍(lán)麥1號(hào)、紫優(yōu)5號(hào)、紫瑞6號(hào)和紫瑞9號(hào)共11個(gè)彩色小麥沒(méi)有檢測(cè)出鎘含量，是寶貴的抗鎘金屬污染的小麥種質(zhì)資源，應(yīng)該在砷和鎘污染地區(qū)示范推廣，減少砷和鎘對(duì)食品安全的影響和對(duì)人類健康的危害。大多數(shù)紫（黑）粒小麥的微量營(yíng)養(yǎng)元素都高于藍(lán)粒小麥和白粒小麥，藍(lán)粒小麥種質(zhì)資源在銅、鋅、鍶、鉬、錫含量較高于大部分紫（黑）粒小麥和白粒對(duì)照小麥。白粒小麥鈦、鉻和鐵含量最低。

4 討論

大多數(shù)谷物微量元素含量研究都重視鋅、硒、鉻等常見(jiàn)與人類健康關(guān)系密切的元素，但對(duì)于釩、鎳、鈦等微量元素在小麥等谷物中的含量研究少見(jiàn)報(bào)道[31-32]。一般低濃度的微量營(yíng)養(yǎng)元素能夠促進(jìn)植物生長(zhǎng)，高濃度的微量元素對(duì)植物、動(dòng)物及人類均會(huì)產(chǎn)生毒害作用。

本研究中紫粒小麥紫瑞8號(hào)錳含量最高，大多數(shù)彩色小麥錳含量高于白粒小麥，但也有少數(shù)彩色小麥如秦紫麥2號(hào)和濟(jì)紫麥2號(hào)錳含量低于白粒小麥，與李杏普等[23]“藍(lán)粒小麥錳含量最高”的結(jié)論略有不同。03Z4-439黑小麥有機(jī)鉻（三價(jià)鉻）含量超過(guò)普通白小麥約4倍[24]，本研究中的紫粒小麥鉻含量普遍較高，白粒小麥?zhǔn)?2鉻含量最低。

研究表明，在同一作物中，顏色較深的材料比顏色較淺的材料具有更高的硒和花色素苷濃度，因此色素作物富含硒可能是普遍現(xiàn)象[9]。本研究結(jié)果表明，只有少數(shù)7個(gè)彩色小麥硒含量高于對(duì)照白粒小麥，還有12個(gè)彩色小麥硒含量低于白粒小麥，特別是藍(lán)粒小麥硒含量相對(duì)較低。云南彩色小麥中微量元素鋅的含量均遠(yuǎn)高于普通白粒小麥[33]，與本研究結(jié)果相同。本文中紫（黑）粒小麥的鐵含量較高，與王康君等[34]研究結(jié)果相同，其中紫瑞6號(hào)、紫優(yōu)11號(hào)和紫瑞10號(hào)是富鐵小麥種質(zhì)資源，藍(lán)粒小麥鐵含量居中或者靠后。

在我國(guó)17個(gè)小麥主產(chǎn)省區(qū)采集分析1112份小麥樣品發(fā)現(xiàn)，我國(guó)小麥籽粒微量元素含量存在區(qū)域間變異，其中鐵、鋅含量普遍偏低，部分地區(qū)硼、鉬含量不足，而錳含量偏高，銅含量基本在推薦范圍內(nèi)[35]。本研究表明，11個(gè)彩色小麥籽粒鐵含量高于推薦量下限（50mg/kg），20個(gè)彩色小麥品種籽粒鐵含量均低于推薦量上限（140mg/kg）；錳含量全部都高于推薦錳含量下限（22mg/kg），只有紫瑞8號(hào)籽粒錳含量高于推薦量上限（50mg/kg）；所有彩色小麥品種籽粒銅、鋅、鉬含量都低于推薦量上限（10mg/kg）、（50mg/kg）、（2mg/kg），銅和鉬高于推薦量下限（3mg/kg）、（0.2mg/kg），但鋅卻低于推薦量下限（40mg/kg）。對(duì)來(lái)自北京、河北、河南、山東、山西和陜西6省市240個(gè)小麥品種和高代品系微量元素的研究表明，微量元素中，鐵平均含量最高，為41.9mg/kg，銅含量最低，為5.54mg/kg；不同地區(qū)品種籽粒中的礦物質(zhì)元素含量差別較大，北京和山東品種鐵、鋅、銅等微量元素含量較高，河北和山東品種鈣、鎂、磷等常量元素含量較高，河南品種大部分微量和常量元素含量都較低[36]。本研究表明，彩色小麥籽粒鐵平均含量最高，與以上研究結(jié)果相同；銅平均含量排第5名，鎘平均含量最低，與上述結(jié)果略有不同。國(guó)際小麥玉米改良中心對(duì)46個(gè)硬粒品種進(jìn)行微量營(yíng)養(yǎng)元素含量分析，結(jié)果表明，鐵的變化量為25.7～40.5mg/kg，鋅的變化量為24.8～48.8mg/kg。

本研究表明，20個(gè)彩色小麥鐵的變化量為38.410～64.452mg/kg，明顯高于硬粒小麥，鋅的變化量為18.098～33.217mg/kg，明顯低于硬粒小麥[37]。

本研究表明，秦藍(lán)麥1號(hào)砷含量最低，其次是對(duì)照白粒小麥品種石麥22，藍(lán)粒小麥砷含量普遍較低，是抗砷污染的優(yōu)異種質(zhì)資源，除了中黑麥6號(hào)和紫瑞6號(hào)砷含量超過(guò)食品砷限量標(biāo)準(zhǔn)外（0.10mg/kg）[38]，其余種質(zhì)資源砷含量低于0.085mg/kg。砷含量高的彩色小麥種質(zhì)資源也可以在砷污染嚴(yán)重的地區(qū)示范推廣，以吸取更多的土壤砷后再進(jìn)行無(wú)害化處理，用于改良砷污染的耕地。

鎘污染是我國(guó)小麥生產(chǎn)的一個(gè)重要問(wèn)題，已有研究篩選低鎘含量的小麥品種，以減少小麥生產(chǎn)中的鎘污染問(wèn)題[39]。本研究結(jié)果表明，中黑麥6號(hào)、中紫麥3號(hào)、冀資黑小麥1號(hào)、石麥22、濟(jì)紫麥2號(hào)、秦紫麥2號(hào)、中藍(lán)麥1號(hào)、濟(jì)藍(lán)麥1號(hào)、紫優(yōu)5號(hào)、紫瑞6號(hào)和紫瑞9號(hào)共11個(gè)彩色小麥沒(méi)有檢測(cè)出鎘含量，是珍貴的抗鎘污染的小麥種質(zhì)資源，所有彩色小麥含鎘量均遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（≤0.10mg/kg），有待在鎘污染土壤治理中廣泛應(yīng)用。

本研究首次研究了彩色小麥種質(zhì)資源釩、鎳、鈦、錫、鈷、鍶、鉬含量差異，檢測(cè)篩選出一些富含這些微量元素的彩色小麥種質(zhì)資源，將為這些微量元素的科學(xué)利用提供理論基礎(chǔ)和種質(zhì)資源。從以上研究結(jié)果來(lái)看，大多數(shù)彩色小麥的微量營(yíng)養(yǎng)元素高于白粒普通小麥，但并不是所有彩色小麥都符合這個(gè)規(guī)律，在利用彩色小麥時(shí)要對(duì)其微量營(yíng)養(yǎng)成分進(jìn)行檢測(cè)分析，根據(jù)當(dāng)?shù)赝寥罈l件，種植相應(yīng)的小麥品種，揚(yáng)長(zhǎng)避短，挖掘當(dāng)?shù)氐奈⒘吭毓δ軡摿筒煌噬←湹奈⒘繝I(yíng)養(yǎng)元素優(yōu)勢(shì)。同時(shí)，還可以開(kāi)發(fā)有不同營(yíng)養(yǎng)特色的功能營(yíng)養(yǎng)彩色小麥?zhǔn)称罚瑤?dòng)當(dāng)?shù)毓δ苻r(nóng)業(yè)的深入發(fā)展，打造功能營(yíng)養(yǎng)品種和深加工產(chǎn)業(yè)鏈，為“一村一品”品牌創(chuàng)建和鄉(xiāng)村振興做出重要貢獻(xiàn)。

致謝：感謝各位育種家為本項(xiàng)目提供的彩色小麥種質(zhì)資源。

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（收稿日期：2024-03-04）