黑小麥新品種農(nóng)大4218 紫的選育和功能分析

閆 勇 李?？?王寒菊 郭 敏 張書(shū)奎 宋印明

（1.中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué) 北京 100193；2.河北省臨西縣農(nóng)業(yè)農(nóng)村局 河北臨西 054900；3.河北省曲周縣農(nóng)業(yè)農(nóng)村局 河北曲周 057250）

小麥?zhǔn)俏覈?guó)主要的糧食作物之一，近年來(lái)，隨著人民生活水平的不斷提高， 具有較高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和保健功能的彩色小麥倍受青睞。 彩色小麥（或稱黑小麥）的籽粒顏色為紫色、紫黑色、藍(lán)色和藍(lán)紫色[1]。 研究發(fā)現(xiàn)彩色小麥富含花青素、蛋白質(zhì)、維生素和微量營(yíng)養(yǎng)元素等。 張正斌提出，針對(duì)彩色小麥進(jìn)行生物營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化育種是一個(gè)重要研究方向[2]，可以安全經(jīng)濟(jì)有效地提高小麥的營(yíng)養(yǎng)成分。 也就是說(shuō)， 運(yùn)用傳統(tǒng)育種方法進(jìn)行彩色小麥資源挖掘與創(chuàng)制， 以及彩色小麥新品種選育， 是小麥生物強(qiáng)化育種的主要方法和途徑。 農(nóng)大4218 紫是由中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)曲周實(shí)驗(yàn)站選育的紫色特用小麥新品種， 由組合京冬8 號(hào)/黑小麥76 經(jīng)系譜法選育而成。 2017-2020 年該品種完成河北省特用小麥區(qū)域試驗(yàn)，2021 年9 月通過(guò)河北省農(nóng)作物品種審定委員會(huì)審定 （審定編號(hào)： 冀審麥20219030）。

1 選育過(guò)程

2009 年 配 制 組 合 黑 小 麥76/京 冬8 號(hào)（F0）。2009-2010 年度 （F1）， 田間種植2 穗2 行， 編號(hào)為1063～1064，只收獲種子，不作選擇。 2010-2011 年度（F2），田間編號(hào)為2116，選擇紫色黑小麥21 株，選擇標(biāo)準(zhǔn)為籽粒飽滿、 色澤鮮艷、 株高在80 cm 左右。2011-2012 年度（F3）將21 個(gè)單株種植成系統(tǒng)群，行號(hào)為3101～3121 。 其中上一年編號(hào)為3114 的品系表現(xiàn)抗寒性好、豐相佳，特別是植株的高度矮于2 個(gè)親本，于是從該系中選黑色籽粒個(gè)體4 株，將紅色籽粒和粒色分離者淘汰。 2012-2013 年度（F4），來(lái)源于上一年3114 系統(tǒng)的4 個(gè)單株，組成了F4代系統(tǒng)群。 系統(tǒng)群內(nèi)的每一個(gè)系統(tǒng)株系種植2 行（雙行區(qū)），田間行號(hào)4633～4634。 由于是冬春組合，抗寒性還有比較明顯的差異（分離），所以在春季返青時(shí)，插棍標(biāo)記抗寒性好的單株。 根據(jù)后期一系列的性狀表現(xiàn)和抗寒性標(biāo)記（插棍），在4633 株系（是上一年3114 株系的第3 株，表現(xiàn)突出）中選擇11 個(gè)單株，全部是紫皮黑小麥。 經(jīng)過(guò)進(jìn)一步的室內(nèi)淘汰，有7 株升級(jí)為5 代。2013-2014 年度 （F5）， 田間行號(hào)5132～5138。 其中4633~4635，本年行號(hào)為5136 的株系表現(xiàn)整齊一致，抗寒性、 豐產(chǎn)性好， 紫粒性狀穩(wěn)定一致， 從中當(dāng)選8 株后，其余混收升級(jí)進(jìn)入產(chǎn)量鑒定。 2014-2015 年度（F6），將優(yōu)良品系分別種植10 行，田間行號(hào)（5136～5137）為6-4218 的表現(xiàn)整齊度高、籽粒深紫色、株高78 cm，莖稈質(zhì)量好、抗倒性好。 2015-2016 年（F7），送6-4218 參加產(chǎn)量鑒定， 畝產(chǎn)為443.9 kg， 比衡4399減產(chǎn)2.6%。 品系6-4218 性狀表現(xiàn)穩(wěn)定，籽粒飽滿。

2 選育結(jié)果

2015-2017 年經(jīng)2 年異地試驗(yàn)， 品系6-4218 整齊度高、籽粒紫色澤鮮艷、產(chǎn)量穩(wěn)定。 推薦參加河北省黑小麥區(qū)域試驗(yàn)，同時(shí)定名為農(nóng)大4218 紫。

2.1 表觀性狀特征

該品種屬半冬性中晚熟品種， 平均生育期236.3 d，比對(duì)照晚熟1.0 d。幼苗半匍匐，葉色深綠，葉片較小， 分蘗力中等偏強(qiáng)。 成株株型較緊湊， 株高80 cm 左右。 穗紡錘形，長(zhǎng)芒，白殼，紫粒，硬質(zhì)，較飽滿。畝穗數(shù)48.9 萬(wàn)穗，穗粒數(shù)31.4 粒，千粒重34.5 g。熟相佳。 常年畝產(chǎn)在500 kg 左右。

2.1.1 產(chǎn)量表現(xiàn) 2017-2019 年度河北省特用小麥組區(qū)域試驗(yàn)，2 年區(qū)域試驗(yàn)平均畝產(chǎn)450.7 kg， 平均比對(duì)照增產(chǎn)5.5%， 在4 個(gè)參試品種中居第1 位。2019-2020 年度生產(chǎn)試驗(yàn)，平均畝產(chǎn)479.2 kg，比對(duì)照增產(chǎn)1.5%，6 個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)中5 點(diǎn)增1 點(diǎn)減，在4 個(gè)參試品種中居第2 位。

2.1.2 抗寒性 抗寒性較好。 遵化國(guó)家農(nóng)作物品種區(qū)域試驗(yàn)站抗寒性鑒定結(jié)果，2018-2019 年度越冬死莖率12.4%，對(duì)照品種死莖率8.9%；2019-2020 年度越冬死莖率0.4%，對(duì)照品種死莖率0.3%。

2.1.3 抗病性 河北省農(nóng)林科學(xué)院植物保護(hù)研究所抗病性鑒定結(jié)果，2018-2019 年度高感條銹病、 白粉病、赤霉病，中抗葉銹病，感病紋枯病。

2.1.4 品質(zhì) 2020 年河北省農(nóng)作物品種品質(zhì)檢測(cè)中心測(cè)定，粗蛋白質(zhì)（干基）14.8%，濕面筋（14%濕基）25.8%，吸水量57.6 mL/100 g，穩(wěn)定時(shí)間16.7 min，拉伸面積97 cm2，最大拉伸阻力512 E.U.，容重804 g/L。農(nóng)大4218 紫小麥蛋白質(zhì)含量高，穩(wěn)定時(shí)間達(dá)到強(qiáng)筋標(biāo)準(zhǔn)，是可以直接作為面包原材料的紫小麥品種。

2.2 特用品質(zhì)指標(biāo)

2020 年9 月農(nóng)大4218 紫全麥粉送至農(nóng)業(yè)農(nóng)村部農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)測(cè)試中心（鄭州）檢測(cè)，檢測(cè)編號(hào)：2020WA-0737。 比較農(nóng)大4218 紫全麥粉與普通面粉中微量元素含量（表1）和氨基酸含量（表2）可知，農(nóng)大4218 紫的鋅、鐵、鈣、硒、鉻元素含量分別為27.9 mg/kg、51.3 mg/kg、378 mg/kg、0.025 mg/kg、0.742 mg/kg，普通面粉濟(jì)22 全麥粉的各元素含量分別對(duì) 應(yīng) 為16 mg/kg、43.3 mg/kg、324 mg/kg、0.022 mg/kg、0.426 mg/kg； 農(nóng)大4218 紫比普通面粉各元素含量分別高74.38%、18.48%、16.67%、13.64%、74.18%，其中鋅和鉻元素的含量明顯比對(duì)照組高，增加74%以上，表明農(nóng)大4218 紫富含豐富的微量元素，具有較高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。

表1 2020 年農(nóng)大4218 紫全麥粉微量元素養(yǎng)分分析（單位：mg/kg）

由表2 可知， 農(nóng)大4218 紫每100 g 全麥粉的賴氨酸、蘇氨酸、異亮氨酸、苯丙氨酸和組氨酸含量分別為0.40 g、0.39 g、0.49 g、0.74 g、0.36 g，普通面粉濟(jì)麥22 每100 g 5 種氨基酸含量分別為0.34 g、0.35 g、0.49 g、0.69 g、0.32 g。 4 種人體必需氨基酸中， 除異亮氨酸的含量與對(duì)照面粉相比無(wú)變化外， 農(nóng)大4218紫賴氨酸、 蘇氨酸和苯丙氨酸含量分別比普通全麥粉高17.65%、 11.43%、 7.25%， 其中賴氨酸的含量相比對(duì)照增加最多。 農(nóng)大4218 紫全麥粉總氨基酸含量為13.19 g/100 g， 普通面粉濟(jì)麥22 總氨基酸含量為11.98 g/100 g， 農(nóng)大4218 紫比普通濟(jì)麥22 全麥面粉高10.10%。 組氨酸為嬰幼兒所必需， 對(duì)兒童視力發(fā)育有特定作用， 農(nóng)大4218 紫小麥組氨酸含量為0.36 g/100 g， 普通面粉含量為0.32 g/100 g， 農(nóng)大4218 紫比普通面粉高2.5%。 檢測(cè)結(jié)果表明， 農(nóng)大4218 紫全麥粉蛋白質(zhì)含量高，4 種必需氨基酸及組氨酸含量顯著高于普通面粉， 日常食用具有較高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。

表2 2020 年農(nóng)大4218 紫全麥粉氨基酸含量分析（單位：g/100 g）

2021 年9 月農(nóng)大4218 紫全麥面粉送交農(nóng)業(yè)農(nóng)村部農(nóng)作物專用肥料重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 （曲周實(shí)驗(yàn)站）檢測(cè)，檢測(cè)指標(biāo)：磷、鉀、鈣、鎂、鐵、錳、銅、鋅元素；檢測(cè)儀器：微波消解儀，ICP。

由表3 可知，農(nóng)大4218 紫面粉中磷、鉀、鈣、鎂、鐵、 錳、 銅、 鋅元素含量均比市場(chǎng)銷售的面粉高，分別高486.5%、308.0%、214.4%、753.2%、325.3%、939.0%、1 033.3%、42.7%。 人們最重視的鈣、鐵、鋅元素在農(nóng)大4218 紫中含量分別為548.95、49.21、24.17， 市場(chǎng)銷售面粉的相應(yīng)含量分別為174.60、11.57、16.94， 農(nóng)大4218 紫分別比對(duì)照高214.4%、325.3%、42.7%，其中鈣和鐵元素農(nóng)大4218 紫是普通市場(chǎng)面粉的3～4 倍， 表明該品種具有極高的微量元素含量和食用價(jià)值。

表3 2021 年農(nóng)大4218 紫主要元素含量分析

3 產(chǎn)業(yè)發(fā)展分析

特用黑小麥品種農(nóng)大4218 紫的功能性主要體現(xiàn)在： 紫粒小麥由于小麥果皮中的紫色花青素聚集于最外層的種皮，因而籽粒是紫色的，脫去麩皮磨出的面粉是白色的，全麥粉是紫褐色（巧克力色）的。 紫小麥種皮含有的天然色素花青素， 屬于花色苷類黃酮類物質(zhì)，具有抗氧化還原作用，可以不同程度地預(yù)防糖尿病和阻止不良細(xì)胞的發(fā)生和擴(kuò)散[4]。同時(shí)紫小麥面粉富含硒、鈣、鐵、鋅、硒等微量元素，可以作為特殊疾病人群補(bǔ)充微量元素的自然食物來(lái)源。

隨著人們對(duì)食品多樣化和營(yíng)養(yǎng)安全的重視，功能性的食品會(huì)受到人們的更多青睞， 市場(chǎng)需求將越來(lái)越大。 據(jù)了解， 目前廊坊市大城縣鼎祥農(nóng)場(chǎng)魏付船，引進(jìn)農(nóng)大4218 紫和農(nóng)大5321 藍(lán)品種，已經(jīng)開(kāi)發(fā)了面粉、面條等產(chǎn)品，加工了黑小麥月餅等，2022 年8 月黑麥產(chǎn)品參加廣交會(huì)，大受歡迎。 河南省許昌市建安區(qū)瓏康家庭農(nóng)場(chǎng)趙新芳引進(jìn)了農(nóng)大5321 藍(lán)小麥，加工銷售藍(lán)麥面粉，產(chǎn)值效益比種植普通小麥高1 500 元/畝。

12 月14 日，中共中央、國(guó)務(wù)院印發(fā)了《擴(kuò)大內(nèi)需戰(zhàn)略規(guī)劃綱要（2022－2035 年）》，綱要在持續(xù)提升傳統(tǒng)消費(fèi)一節(jié)中提出倡導(dǎo)健康飲食結(jié)構(gòu)，增加健康、營(yíng)養(yǎng)農(nóng)產(chǎn)品和食品供給，促進(jìn)餐飲業(yè)健康發(fā)展。 特色黑小麥的選育和推廣符合《綱要》中提出的增加營(yíng)養(yǎng)農(nóng)產(chǎn)品供給的要求，符合當(dāng)下加快農(nóng)村產(chǎn)業(yè)升級(jí)、延長(zhǎng)農(nóng)作物生產(chǎn)產(chǎn)業(yè)鏈、促進(jìn)種植戶增收等的需求，對(duì)推進(jìn)農(nóng)村一、三產(chǎn)業(yè)融合發(fā)展具有重要意義。