優(yōu)質(zhì)黑小麥新種質(zhì)冀資麥3號的選育

長期以來，為滿足日益增加的人口對糧食的需求，小麥育種目標(biāo)多偏重于高產(chǎn)，而對其籽粒中的營養(yǎng)元素含量關(guān)注較少。全球有40%以上的人口因從主食中攝取的微量營養(yǎng)素不足，導(dǎo)致身體健康受到威脅[1]。特別是發(fā)展中國家，人們正遭受著潛在性微量營養(yǎng)素缺乏癥的為害，并有逐漸加重的趨勢[2]，這給個人和整個社會醫(yī)療體系帶來了沉重的負擔(dān)。因此，提高糧食中的微量元素含量越來越受到各國政府和科學(xué)家們的重視。在此背景下，2004年5月我國啟動了Harvest Plus-China中國生物強化項目，選育出了營養(yǎng)強化的高鐵鋅小麥品種京東8號和中優(yōu)9507等，初步解決了我國部分地區(qū)和人群的營養(yǎng)缺乏問題[3]。大量研究證明，黑小麥籽粒中的蛋白質(zhì)、淀粉、多種維生素和礦質(zhì)元素含量高于普通小麥[4～7]。目前我國培育出的黑小麥品種有富鐵黑小麥秦黑1號，富硒黑小麥76、農(nóng)大3753和農(nóng)大3677，以及富鉻黑小麥冀紫439等。但是，這些品種尚不能滿足人們生產(chǎn)和生活的需要。基于此，河北省農(nóng)林科學(xué)院糧油作物研究所以富含微量元素、優(yōu)質(zhì)強筋為目標(biāo)，成功培育出優(yōu)質(zhì)黑小麥新種質(zhì)冀資麥3號。

1 材料與方法

1.1 親本材料

母本。漯珍一號為弱春性中熟黑小麥品種。其幼苗半匍匐，分蘗力強；株高75 cm左右；穗長方型，長芒，白殼，籽粒黑色；穗數(shù)465萬穗/hm2，穗長7.6 cm，穗粒數(shù)48粒，千粒重32 g左右；抗倒性強，中感白粉?。坏鞍踪|(zhì)含量高，營養(yǎng)品質(zhì)好，富含微量元素，但是外觀和加工品質(zhì)一般。

父本。藁8901由藁城市農(nóng)科所選育而成，為半冬性中熟強筋小麥品種。其幼苗半匍匐，分蘗力強；株高82 cm左右；長方穗，短芒，白殼，穎殼上有茸毛；白粒，硬質(zhì)；穗粒數(shù)32～36粒，千粒重38 g左右。

1.2 選育過程

2001年以漯珍一號為母本、藁8901為父本進行雜交。2002年在河北省農(nóng)林科學(xué)院糧油作物研究所堤上實驗站種植F1代，混合脫粒。2003年點播F2代600株，在田間選擇分蘗力強、株高適中、株型緊湊、抗病性好的優(yōu)良單株，收獲后選擇粒色深紫的單株。2004年對入選的優(yōu)良單株按株系進行點播種植，選擇方法同F(xiàn)2代。2005～2006年按株系稀條播種植F4～F5代，選擇優(yōu)良的株系。在整個選育過程中，每個世代都特別注重籽粒顏色的選擇。2007～2009年和2011年進行了農(nóng)藝性狀和產(chǎn)量性狀鑒定。2016年對冀資麥3號申請了農(nóng)業(yè)部的品種保護。

1.3 品質(zhì)檢測方法

采用GB 5009.268—2016[8]中的電感耦合等離子體質(zhì)譜法（ICP-MS），測定小麥籽粒中的礦質(zhì)元素含量。采用GB 5009.124—2016[9]，測定小麥籽粒中的氨基酸含量。

2 選育結(jié)果

2.1 特征特性

冀資麥3號屬半冬性品種。其幼苗半匍匐，葉片綠色，生長健壯；分蘗力中等，成穗率較高，穗層整齊，成株株型緊湊；株高75～78 cm；穗長方形，長芒；粒色深紫，硬質(zhì)，籽粒飽滿；穗粒數(shù)36粒，千粒重34.5～39.6 g。該品系抗倒性一般，感白粉病。

2.2 產(chǎn)量表現(xiàn)

在2007～2009年河北省農(nóng)林科學(xué)院糧油作物研究所小麥資源室組織的產(chǎn)量試驗中，冀資麥3號3 a平均產(chǎn)量為6 048.3 kg/hm2。其中，2007年初級產(chǎn)量比較試驗中產(chǎn)量為6 505.5 kg/hm2，較對照漯珍一號增產(chǎn)7%；2008年產(chǎn)量比較試驗中產(chǎn)量為5 415.0 kg/hm2，較對照漯珍一號增產(chǎn)12.8%；2009年大區(qū)產(chǎn)量試驗中產(chǎn)量為5 586.0 kg/hm2，較對照漯珍一號增產(chǎn)14.6%。

在2011年河北省農(nóng)林科學(xué)院糧油作物研究所小麥資源室組織的產(chǎn)量比較試驗中，冀資麥3號產(chǎn)量為6 687.0 kg/hm2，與對照欒02-1差異不顯著。

2.3 抗逆性

抗寒性。冀資麥3號自2007年出圃至今，一直在河北省農(nóng)林科學(xué)院糧油作物研究所堤上試驗站種植，結(jié)果顯示，在小麥凍害等級3級及以上情況下均表現(xiàn)出較好的抗寒性。2016～2018年連續(xù)3 a在邯鄲市廣平縣和館陶縣冬播種植，也均表現(xiàn)出了較好的抗寒性。

抗病性。河北省農(nóng)林科學(xué)院糧油作物研究所采用人工接種E20為主的混合菌系進行抗病性鑒定，冀資麥3號表現(xiàn)為感白粉病。

2.4 品質(zhì)特性

2.4.1 礦質(zhì)元素含量 2016年對河北省農(nóng)林科學(xué)院糧油作物研究所堤上試驗站種植的冀資麥3號及其親本漯珍一號（母本） 和藁8901（父本） 進行了13種礦質(zhì)元素含量檢測，結(jié)果（表1）顯示，冀資麥3號有11種元素含量高于2個親本，其中，鐵、銅、錳和硒含量較雙親高34.0%～82.6%，鈣和鎂含量較雙親高8.9%～9.4%，硼含量較母本高77.3%、較父本高463.2%，鈷、鋇和鈦含量較雙親高2～20倍。臨床研究證明，硒對人體健康有重要作用，中國營養(yǎng)學(xué)會推薦正常人體每日的硒攝入量為60～400μg[11]，但中國人均攝硒量普遍不足[12]。冀資麥3號硒含量高達123.74 μg/kg，將其作為主食食用，是一種高效、安全、經(jīng)濟的補硒方式之一。

表1 冀資麥3號的礦質(zhì)元素含量Table 1 Mineral elements contents of Jizimai No.3

在檢測礦質(zhì)元素的同時，還檢測了鉛、砷和鎘3種重金屬的含量。結(jié)果顯示，冀資麥3號、漯珍一號和藁8901中3種重金屬含量均未超過《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中污染物限量》[10]中規(guī)定的限量值（鉛、砷、鎘的限量分別為0.2mg/kg、0.5mg/kg和0.1mg/kg）。

2.4.2 氨基酸含量 2013年河北省農(nóng)林科學(xué)院糧油作物研究所品質(zhì)檢測中心對冀資麥3號、漯珍一號和普通白粒小麥冀5265的16種氨基酸含量進行了檢測。結(jié)果（表2）顯示，與漯珍一號相比，冀資麥3號蘇氨酸含量提高了32.6%，絲氨酸含量提高了79.4%，其他氨基酸含量差異不明顯；與冀5265相比，冀資麥3號16種氨基酸含量均有所提升，其中，蛋氨酸和丙氨酸含量差異較小，纈氨酸、絲氨酸、谷氨酸和半胱氨酸含量分別提高了61.2%、55.2%、48.8%和49.1%，其他氨基酸含量均提高了12%以上。

表2 冀資麥3號的氨基酸含量 （mg/g）Table 2 Amino acid content of Jizimai No.3

2.4.3 加工品質(zhì) 2010年河北省品質(zhì)檢測中心對冀資麥3號的加工品質(zhì)進行了檢測。結(jié)果顯示，該品種蛋白質(zhì)含量16.5%，濕面筋含量37.5%，吸水量62%，面團穩(wěn)定時間9.0 min，達到強筋小麥二級標(biāo)準(zhǔn)。

2.5 適應(yīng)性

2007～2018年冀資麥3號在藁城、辛集和邯鄲（館陶縣和廣平縣）均表現(xiàn)高產(chǎn)穩(wěn)定，特別是在中低肥力地塊種植表現(xiàn)突出。因此，該種質(zhì)適宜在冀中南地區(qū)中低肥力地塊冬播種植。

冀資麥3號對光溫不敏感，適應(yīng)性廣。2017年該種質(zhì)種子未經(jīng)過春化處理直接播種，在海南省的三亞和詹洲均能正常抽穗結(jié)實，并且長勢很好。據(jù)當(dāng)?shù)貧庀蟛块T記載，2017年12月三亞最低溫度為12℃，最高溫度為28℃；2018年1月最低溫度為15℃、最高溫度為29℃，2月最低溫度為13℃、最高溫度為31℃。三亞的氣溫不能滿足冬小麥春化階段所需要的低溫條件，因此說明，該品系在春化階段對溫度反應(yīng)不敏感，適應(yīng)性好。目前，該種質(zhì)正在內(nèi)蒙古地區(qū)進行產(chǎn)量試驗，如果產(chǎn)量不低于當(dāng)?shù)貎?yōu)質(zhì)麥產(chǎn)量，表明其可以在春麥區(qū)推廣利用。