5個(gè)糯青稞新品種的選育及特性分析

涂 洋 ，李式昭 ，劉廷輝 ，伍 玲 *，朱華忠

（1.四川省農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物研究所/農(nóng)業(yè)農(nóng)村部西南地區(qū)小麥生物學(xué)與遺傳育種重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/糧油作物綠色種質(zhì)創(chuàng)新與遺傳改良四川省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，四川 成都 610066；2.甘孜藏族自治州農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所，四川 康定 626000）

青稞（Hordeum vulgare L.var.nudumHook.f.）屬于禾本科、小麥族、大麥屬，也稱裸大麥[1-2]，是我國(guó)青藏高原地區(qū)藏族人民的主要糧食作物[3]，具有耐瘠薄、適應(yīng)性強(qiáng)、生育期短等優(yōu)良特性[4]。

青稞籽粒含有65%～68%的淀粉、10%～17%的蛋白質(zhì)、4%～9%的β- 葡聚糖、2%～3%的游離脂質(zhì)和1.5%～2.5%的礦物質(zhì)[5-7]。青稞籽粒總膳食纖維含量為11%～20%，不溶性膳食纖維含量為11%～14%，可溶性膳食纖維含量為3%～10%[8-12]。食物中添加青稞不僅能改善口感，也能提高蛋白質(zhì)和β- 葡聚糖的含量[13-14]。β- 葡聚糖可以降低血液中的膽固醇和葡萄糖，增加飽腹感，從而降低患心臟病和Ⅱ型糖尿病的風(fēng)險(xiǎn)[13]。青稞含有較高的β- 葡聚糖以及其他營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，是用來加工成健康食品的原料之一，但目前與青稞相關(guān)的食品仍較少。糯青稞的食用性更佳，加工潛力更大。然而，糯青稞品種還較少，無法滿足市場(chǎng)增長(zhǎng)的需求，所以培育優(yōu)良的糯青稞新品種具有重要意義。

本研究中，我們利用從國(guó)際玉米小麥改良中心（CIMMYT）引進(jìn)的糯青稞品種K10 與國(guó)內(nèi)非糯青稞品種進(jìn)行雜交，通過系譜法+改良混合選擇法選育出5個(gè)食用糯青稞品種，并檢測(cè)籽粒中的淀粉、蛋白質(zhì)、氨基酸以及β- 葡聚糖含量，以期為這些品種的生產(chǎn)加工提供理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 親本及其來源

育成5個(gè)品種的親本組合及其登記號(hào)或品種權(quán)號(hào)見表1。K10 為從國(guó)際玉米小麥改良中心引進(jìn)的糯青稞；川農(nóng)大5號(hào)是四川農(nóng)業(yè)大學(xué)選育的二棱大麥，具有早熟、高產(chǎn)及抗倒伏性好等優(yōu)點(diǎn)[15]；浙08-46 是浙江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院選育的品系；阿青4號(hào)是阿壩藏族羌族自治州農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)研究所選育的品種，有豐產(chǎn)性好和抗病蟲強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)[16]；藏青85是西藏自治區(qū)農(nóng)牧科學(xué)院農(nóng)業(yè)研究所選育的多棱青稞品種[17]；30005-17 是筆者所在課題組的糯青稞品系，源自組合K10×阿青4號(hào)；川青糯12259 是筆者所在課題組育成的糯青稞品系，已經(jīng)完成品種權(quán)申請(qǐng)，正在進(jìn)行品種登記。

表1 5個(gè)糯青稞育成品種及其來源

1.2 選育方法

構(gòu)建雜交組合后，F(xiàn)1代種子混收，F(xiàn)2—F4代選擇優(yōu)穗或優(yōu)株混收或單收，在F5—F6代中選單株或單穗，形成優(yōu)良穩(wěn)定穗行或株行，再在4個(gè)生態(tài)點(diǎn)進(jìn)行2年的多點(diǎn)試驗(yàn)，最后進(jìn)行品種登記，育成品種選育詳細(xì)過程見表2。

表2 5個(gè)糯青稞選育過程

1.3 性狀調(diào)查與鑒定

康青糯1號(hào)在甘孜高原4個(gè)不同生態(tài)點(diǎn)進(jìn)行2年的多點(diǎn)試驗(yàn)，對(duì)照品種為康青6號(hào)；其他品種在四川盆地地區(qū)4個(gè)不同生態(tài)點(diǎn)進(jìn)行。川大麥15086和川大麥15087 的對(duì)照品種為竹豐99-4，川糯大麥15085 和川青糯 12259 的對(duì)照品種為川大麥15086，每點(diǎn)采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，3 次重復(fù)。各點(diǎn)適時(shí)記錄相關(guān)表型。5個(gè)品種均檢測(cè)了籽粒中的蛋白質(zhì)、直鏈淀粉、總淀粉、β- 葡聚糖含量，川糯大麥15085、川大麥 15086、川大麥 15087 和康青糯 1號(hào)還檢測(cè)了籽粒中氨基酸總量及天門冬氨酸、蘇氨酸、絲氨酸、谷氨酸、甘氨酸、丙氨酸、胱氨酸、纈氨酸、蛋氨酸、異亮氨酸、亮氨酸、酪氨酸、苯丙氨酸、組氨酸、賴氨酸、精氨酸、脯氨酸、色氨酸含量，這些均由四川省農(nóng)業(yè)科學(xué)院分析測(cè)試中心檢測(cè)，其中：色氨酸含量按照NY/T 57—1987《谷物籽粒色氨酸測(cè)定法》檢測(cè)，其他氨基酸含量以及氨基酸總量按照GB 5009.124—2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品中氨基酸的測(cè)定》檢測(cè)；蛋白質(zhì)含量按照GB 5009.5—2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品中蛋白質(zhì)的測(cè)定》檢測(cè)；淀粉含量按照NY/T 11—1985《谷物籽粒粗淀粉測(cè)定法》檢測(cè)，直鏈淀粉含量參照NY/T 2639—2014《稻米直鏈淀粉的測(cè)定分光光度法》檢測(cè)。對(duì)條銹病、白粉病、赤霉病、條紋病和黃矮病的抗病性由四川省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植保所分別按照NY/T 3060.8—2016《大麥品種抗病性鑒定技術(shù)規(guī)程第8 部分：抗條銹病》，NY/T 3060.2—2016《大麥品種抗病性鑒定技術(shù)規(guī)程第2 部分：抗白粉病》，NY/T 3060.3—2016《大麥品種抗病性鑒定技術(shù)規(guī)程第3 部分：抗赤霉病》，NY/T 3060.1—2016《大麥品種抗病性鑒定技術(shù)規(guī)程第1 部分：抗條紋病》和NY/T 3060.6—2016《大麥品種抗病性鑒定技術(shù)規(guī)程第6 部分：抗黃矮病》進(jìn)行鑒定。

2 結(jié)果與分析

2.1 植物學(xué)特征

川大麥15086：春性；幼苗半直立，分蘗力中等；成株葉片較窄、斜上舉，株型較緊湊，葉鞘蠟粉輕；穗二棱，長(zhǎng)直芒，芒有齒，小穗排列密度中等，成熟時(shí)褪色落黃好（圖1-a）。

川大麥15087：春性；幼苗半直立，分蘗力較強(qiáng)；成株葉片較窄、斜上舉，株型緊湊，葉鞘蠟粉重；穗二棱，長(zhǎng)直芒，芒有齒，小穗排列密度中等，成熟時(shí)褪色落黃好（圖1-b）。

康青糯1號(hào)：春性；幼苗半直立，分蘗力中等；成株莖稈綠色，葉耳、莖節(jié)白色，株型緊湊，葉鞘蠟粉輕；在甘孜州6月下旬、7月上旬抽穗，穗全抽出，穗頸彎垂，成穗率中等；8月中下旬成熟，成熟時(shí)褪色落黃好，穗長(zhǎng)方形，多棱穗，長(zhǎng)齒芒（圖1-c）。

川糯大麥15085：春性；幼苗半匍匐，分蘗力強(qiáng)；成株葉片較窄、斜上舉，株型較緊湊，葉鞘蠟粉較輕；穗二棱，長(zhǎng)芒，小穗排列密度中等，成熟時(shí)褪色落黃好（圖1-d）。

川青糯12259：春性；幼苗半直立，分蘗力較強(qiáng)；株型緊湊，葉鞘蠟粉重；穗全抽出，穗頸直立，成穗率高；中早熟，穗層整齊，穗長(zhǎng)方形，多棱密穗，短直芒，芒有齒，成熟時(shí)褪色落黃好（圖1-e）。

圖1 5個(gè)糯青稞品種成株期表現(xiàn)

2.2 產(chǎn)量及相關(guān)性狀

由表3 可知，平均產(chǎn)量從高到低依次是川大麥15087（4 620.00 kg/hm）2、川青糯12259（4 585.50 kg/hm）2、川大麥 15086（4 489.50 kg/hm2）、川糯大麥 15085（4 384.50 kg/hm2）、康青糯 1號(hào)（3 494.85 kg/hm2），較對(duì)照（CK）分別增產(chǎn) 8.18%、18.70%、5.80%、-4.01%和2.71%。川糯大麥15085、川大麥15086、川大麥15087、川青糯12259 以及康青糯1號(hào)的株高分別為 75.00、92.00、95.00、70.00、105.00 cm?？登嗯?1號(hào)適合在高原地區(qū)種植，生長(zhǎng)期在4—9月，生育期在110～115 d。另外4個(gè)品種適合在四川盆地種植，均是10月下旬播種，第2年4—5月成熟。多棱品種康青糯1號(hào)和川青糯12259 的穗粒數(shù)遠(yuǎn)高于二棱品種川糯大麥15085、川大麥15086 和川大麥15087。

表3 5個(gè)糯青稞品種產(chǎn)量及其相關(guān)性狀

2.3 抗病性

由表4 可知，2015年鑒定結(jié)果為：川糯大麥15085、川大麥15086 和川大麥15087 均高抗條銹病、中抗赤霉病和黃矮病，分別中感、中抗、中感白粉病及分別中抗、高抗、高抗條紋病。2017年鑒定結(jié)果為：川糯大麥 15085、川大麥15086 和川大麥15087 均高抗條銹病，中抗白粉病和黃矮病，中感赤霉病，分別中抗、高抗和高抗條紋病。2020年鑒定結(jié)果為：川青糯12259 和康青糯1號(hào)均中感赤霉病，中抗條紋病，分別高感和中抗條銹病，高感和中感白粉病，抗和中抗黃矮病。2021年鑒定結(jié)果為：川青糯12259 和康青糯1號(hào)均抗黃矮病，分別中感和高抗條銹病，高抗和中感白粉病，高感和中感赤霉病，高抗和中抗條紋病。

對(duì)每個(gè)品種進(jìn)行2 次抗病性鑒定，以抗性最差的那次結(jié)果代表該品種的抗病性（表4）。5個(gè)品種均抗條紋病和黃矮病，其中：川大麥15086 和川大麥15087 高抗條紋??；川糯大麥15085、川大麥15087 和康青糯1號(hào)均中感白粉病和赤霉病；川青糯12259 高感條銹病、白粉病和赤霉病。

表4 5個(gè)糯青稞品種抗病性鑒定

2.4 籽粒品質(zhì)

川糯大麥15085、川大麥15086、川大麥15087和康青糯1號(hào)的8種必需氨基酸和10種非必需氨基酸的含量見圖2。由圖2 可知，籽粒中必需氨基酸含量變幅為0.05%～1.11%，非必需氨基酸含量變幅為0.16%～4.26%，氨基酸總量變幅為10.90%～15.90%。其中：氨基酸總量和16種氨基酸（不包括色氨酸和酪氨酸）含量最高的均是川大麥15087；川糯大麥15085 的色氨酸含量最高，為0.17%；康青糯1號(hào)的酪氨酸含量最高，為0.41%。

圖2 糯大麥籽粒中氨基酸含量（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）

由圖3 可知，蛋白質(zhì)含量最高的是川大麥15087，為16.10%；支鏈淀粉含量、總淀粉含量以及支鏈淀粉含量/ 總淀粉含量最高的均是川大麥15086，分別為67.49%、69.14%和97.61%；川大麥15087、康青糯1號(hào)和川青糯12259 的β- 葡聚糖含量較高，分別為6.34%、6.38%和6.12%。

圖3 糯大麥籽粒中蛋白質(zhì)、支鏈淀粉、總淀粉和β-葡聚糖含量以及支鏈淀粉與總淀粉的比值

3 討論與結(jié)論

3.1 糯大麥產(chǎn)量

二棱青稞川糯大麥15085、川大麥15086 和川大麥 15087 的株高分別為 75.00、92.00、95.00 cm，穗粒數(shù)分別為 28.00、26.00、30.00 粒 /穗，千粒質(zhì)量在40 g 左右，與低海拔地區(qū)的部分品種相似[18]。川糯大麥15085 的株高偏矮，在抗倒伏上可能有更好的表現(xiàn)[19]。多棱青稞康青糯1號(hào)和川青糯12259 的株高分別為 105.00、70.00 cm，穗粒數(shù)分別為 50.00、60.00 粒/穗，千粒質(zhì)量分別為35.00、30.00 g。與部分多棱青稞品種[20]相比，康青糯1號(hào)的穗粒數(shù)較低，但是千粒質(zhì)量較高，表明其在生產(chǎn)中可以獲得較好的產(chǎn)量；川青糯12259 的株高較低，穗粒數(shù)和千粒質(zhì)量較高，表明該品種不僅具有較高產(chǎn)量，在抗倒伏方面也有較好表現(xiàn)。

康青糯1號(hào)是適合高原種植的青稞品種，甘孜州的種植時(shí)間一般為4—9月，四川盆地一般為10月末至翌年5月初，生育期相差30～40 d，這也是高原上青稞產(chǎn)量較低的主要原因之一。中國(guó)種業(yè)大數(shù)據(jù)平臺(tái)（http://202.127.42.47:6010/index.aspx）的數(shù)據(jù)表明，截至2022年8月，自2017年以來登記的大麥（青稞）品種共207個(gè)，其中糧用品種除筆者所在課題組選育的5個(gè)外共有44個(gè)；食用品種的平均產(chǎn)量最高為10 912.50 kg/hm2，最低為2 886 kg/hm2，平均為4 838.91 kg/hm2，共有28個(gè)品種的產(chǎn)量低于5 000 kg/hm2，約占64%。與小麥的產(chǎn)量相比，如2008—2018年四川省審定的小麥品種的平均產(chǎn)量為5 586 kg/hm2[21]，青稞的產(chǎn)量處于較低水平，表明青稞的生產(chǎn)潛力尚未充分開發(fā)，需要更多的高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)品種和配套的栽培方式來提升產(chǎn)量。

3.2 栽培技術(shù)要點(diǎn)

康青糯1號(hào)適宜在四川省甘孜州農(nóng)業(yè)區(qū)春播種植，適時(shí)播種，機(jī)條播，播深3～5 cm，底肥一道清，播量保證成苗22 萬株/667 m2左右，注意除草及防蚜蟲、黏蟲，蠟熟后期收獲。其余品種適宜于四川盆地種植，霜降前播種，底肥一道清，苗期（冬季）提早防治蚜蟲，預(yù)防病毒病的轉(zhuǎn)播。川青糯12259 對(duì)條銹病、白粉病和赤霉病的抗病性鑒定結(jié)果都是高感，生產(chǎn)中需要特別注意對(duì)條銹病、白粉病和赤霉病的防治。

3.3 糯性籽粒特性及其開發(fā)利用前景

籽粒中支鏈淀粉含量/ 總淀粉含量的變幅為92.57%～97.61%，表明它們均為糯性品種。氨基酸含量變幅在0.16%～4.26%，較之小麥，氨基酸含量相差不大[22-23]，但大麥籽粒中的β- 葡聚糖含量遠(yuǎn)高于小麥[24]。川大麥15087 的各類氨基酸含量均比較高，β- 葡聚糖含量為6.34%，在食品加工方面的潛力較高。

大麥籽粒營(yíng)養(yǎng)成分豐富，不僅含有各類氨基酸，還含有高纖維、高維生素、低脂肪等成分[25-27]。但青稞粉不能像小麥粉那樣形成面筋，阻礙了青稞面制品加工生產(chǎn)[28]。食用富含β- 葡聚糖的食物不僅能增強(qiáng)對(duì)礦物質(zhì)和益生菌等物質(zhì)的吸收[29]，還可以調(diào)節(jié)血糖水平以降低患糖尿病相關(guān)疾病的風(fēng)險(xiǎn)[30-34]。青稞已形成具有區(qū)域特色的青稞食品，如青稞酒、糌粑等[35-36]。隨著對(duì)青稞營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的認(rèn)識(shí)更深刻，加工利用也更加多樣化，對(duì)青稞的需求也在逐漸增加[37]。然而糯青稞品種還比較少，需要加強(qiáng)糯青稞育種，以滿足不斷增長(zhǎng)的市場(chǎng)需求。