| 单词 | 小麦品质遗传改良 |
| 释义 | 【小麦品质遗传改良】 小麦是世界上种植面积最广、总产量最多、营养价值最高、总贸易额最大的粮食作物；又由于小麦面粉含有其他谷物所欠缺的面筋，特别适宜制面包和馒头，还可制面条、饼干及糕点等多种多样食品，以适应各国、各地区、各民族人民的不同需要。小麦品质的差异在很大程度上影响其经济价值，在谷物中小麦品质遗传改良(育种)的需要特别突出。以面包为主食的发达国家对有关研究开展较早，进展较快，成就较大，我国则从80年代初才开始广泛研究，十几年来已初见成效。 小麦品质包括子粒的磨粉品质、面粉的食品加工品质以及营养品质三个基本内容。对磨粉品质的要求是。麦粒通过碾磨的出粉率高，所磨出的面粉洁白而灰分低，磨粉简便而耗能少等。对面粉的食品加工品质的要求则因食品种类而异，如用于烘烤成具有体积大、松软富弹性、包心孔隙小而均匀、美观适口的优质面包，则要求面粉有较高的蛋白质和面筋含量、较高的吸水率和较强的面筋力等；用于压制优质面条的面粉，也要求其面筋含量较高、强度较大；用于烤制饼干的面粉，则要求其蛋白质含量和吸水率都较低。对营养品质，则要求面粉中含有较多的蛋白质及人体所能利用的赖氨酸等。对小麦品质性的的遗传改良，也和对小麦产量及其他性状的选育一样，可以利用已有品种材料中的各该性状的遗传变异，或利用通过杂交、诱变等所产生的遗传变异从中通过性状鉴定，并按要求标准进行选择和培育，从而育成优质的新品种。小麦品质遗传改良与其他性状选育的最基本差异就在于着重品质性状的鉴定和选育。磨粉品质的直接鉴定，是以适量样品的麦粒通过正规磨粉工序的表现为根据的，这固然较准确，但不适用于选育过程对大量小样品的鉴定；采用特制的小型的或微型的磨粉机进行测试，可以部分满足选育的要求。在一般选育过程，可以根据麦粒外观性状进行间接的相关鉴定和选择。粒大而整齐的、粒型较短而腹沟较浅的、质地较硬、皮较薄、容重较大的麦粒，其磨粉品质往往较好。食品加工品质最后都要通过正规的或模拟的加工程序对所制成的食品形象和适口性进行直接鉴定；而在选育过程中则需要借助各种仪器和试剂，测定与食品成品性状有密切关系的面粉物化特性和面团的韧性、伸展性、弹性等流变学特性，作间接鉴定。营养品质则主要通过对样品的蛋白质及其中的赖氨酸的含量测试而鉴定。在各品质性状中，以面包为主食的发达国家对烘烤品质的鉴定方法技术的研究进展较早、对烘烤品质的遗传改良取得成效显著。各种食品加工品质都与面粉中的面筋的含量与性质、蛋白质的含量及组成、淀粉性质及α－淀粉活性等的差异有关。其中面筋的含量与性质是关键性的。面筋含量的测定可用手工或借助仪器进行，近来已有小型自动测定仪可以对小样品作快速测定。面筋性质主要表现在面粉的吸水力、面团的流变学特性上，这些特性可以用专门的仪器来测定，应用得最广泛的为德国布拉本德Brabender Fainograph(粉质仪)，在美国多用Mixogaph(和面仪)，还有Extersograph(拉抻仪)，Alveograph(吹泡示功仪)等。除了这些物理方法外，采用物理化学方法则具有微量、简便、快速的优点，更便于选育早期应用；应用最广泛的有Pelshenke法和Zeleny法(或称沉淀测定法)。由于这样的测定结果能综合反映面筋的量和质，并能较准确地反映供试材料有关品质性状的遗传差异，在各种小麦品质育种中得到有效的应用。70年代末，阿克斯福德(Axford))等改进Zeleny法为SDS沉淀值测定法，后经比较试验结果都认为，此法可能成为小麦育种中对面筋品质筛选的最佳方法。对淀粉性质可借助德国Brabender的Fermentograph(发面仪)的鉴定面团发酵时形成CO2的能力。对α－淀粉酶的活性，一般都采用降落值(Fallinf Number)仪进行测定。对蛋白质含量的测定，在标准的凯氏定氮法的基础上所制的各种微量、快速、自动化的仪器更便于育种上应用。UDY染色法也适于小麦育种上应用；较近研制的近红外线反射光谱仪，特别便于对小麦育种早代大量材料的快速测定。对蛋白质中赖氨酸含量的测定，已广泛使用的有各种型号的自动化氨基酸分析仪和离子交换色谱法；较近提出的染料结合赖氨酸法(DBL)，测定简便快速，在育种上很有采用价值。对蛋白质组分的深入鉴定研究，对小麦品质改良提供了更有效的依据。面粉和面筋的蛋白质中大部分是麦谷蛋白和麦醇蛋白。1983年佩恩(Payne)等报导，前者使面团具有弹性，后者使面团具有可延伸性，所以这两种蛋白的含量和比例对食品加工品质有重要影响。国内外研究结果表明，增大麦谷蛋白的比例有助于改进食品加工品质。1985年Lasztly等报导，麦谷蛋白中的赖氨酸含量为麦醇蛋白的2．45倍，所以提高麦谷蛋白含量也就会提高蛋白质中的赖氨酸含量，也就会提高其营养品质。在麦谷蛋白中，高分子量麦谷蛋白亚基(HMN-Gs)与烘烤品质有密切关系。在英国剑桥植物育种研究所的小麦品质育种计划中，用具有不同的高分子量麦谷蛋白基的基本杂交，并采用SDS沉淀值法和SDS-PAGE凝胶电泳对其后代进行选择，使编码在不同基因位点上的优质高分子量亚基集中到一起，以实现蛋白品质的逐步改良。佩思(1988)、刘广田和许明辉(1990)、马传喜和吴兆苏(1991)、赵和等，在我国也开展了有关高分子量麦谷蛋白亚基的研究，可望陆续对品质育种提供有价值的参考依据。许多国家都发现，小麦随着品种产量遗传潜力的提高，其品质有所降低，特别是蛋白质含量。通过适当的亲本选配和杂交后代的选育，可以育成兼具高产和优质的新品种。在美国的高蛋白品种Atlas与烘烤品质优良的品种Comamche杂交，又以其F1与另一优质品种Lancer杂交，从而育成了高产优质的新品种Lancota。对产量与品质这两种复杂性状及其间的不利相关关系，其协调改良的适当策略应该是多亲本杂交和轮回选择。以我国所特有的太谷核核不育基因为遗传改良工具，可能易于取得成效。在小麦品质改良中，除了广泛筛选和利用普通小麦中的优质资源外，还应从近缘植物，特别是野生植物中发掘优异资源加以利用。1977年，贝茨(Bates)等在美国堪萨斯州所育成的高产优质品种Plainsman含有山羊草的优质基因；1976年韦尔斯(Wells)和考利(Cowley)报导，在南达科他州所育成的SD69103、Hund和Flex3个高蛋白质品种，其优质性状都是来源于长穗冰草。顶芒山羊草的染色体2M具有高蛋白基因，可以导入小麦以提高小麦蛋白含量而保护其原有产量。1983年(Avivi)报道，以色列野生二粒小麦中有千粒重50g而蛋白质含量高达26%以上的类型。1983年劳(law)及佩思((Payne)报导，利用这样的类型为杂交亲本，很有希望产生高产优质的新基因型。由此看来，异种属植物中存在着丰富的优质资源，尚有待进一步发掘和研究利用。诱发变异也是小麦品质改良的有效手段之一。早在60年代，在印度用γ射线和紫外线相继照射墨西哥红粒品种Sonora64的种子，从而育成了琥珀色子粒的新品种Sharbati-Sonora，其子粒蛋白质和赖氨酸含量都得到显著提高。这是最典型的成功事例。在我国和其他国家也分别都有通过诱变而改进品质性状的事例，但是成为大面积推广的品种数目却很少。这可能由于诱变使其个别品质性状得到改善，而其他品质性状或有关产量、抗性等性状并没得到相应改良或保持，甚至劣化。因此，在采取诱变的方法改良品质时，除了需要较大的诱主群体和精细而连续的鉴定选择外，还需要结合杂交育种以利各性状的综合改良。中国在小麦产量、抗病性等的选育方面的成就很大，促进了我国小麦生产稳定发展，从1983年开始，我国小麦总产量已上升为世界第1位。但同时我国还是小麦进口大国，其主要原因之一就是我国小麦的品质大都较差，不适于制作优质面包等要求较高的食品。80年代初开始，我国小麦品质改良已得到广泛重视和深入研究，并逐步取得成效。今后需要在坚持提高产量潜力的基础上改良品质，在品质性状中则以食品加工品质为主，着重提高面筋和蛋白质的含量和品质。不同地区都应该根据条件和需要确定相应的品质指标。在选育的途径和方法上，还要进一步加强优质资源的筛选和研究利用，特别是国外优质品种材料的引进和研究利用，注意亲本的选配和杂种早代的品质性状鉴定，深入到蛋白质组分和高分子量麦谷蛋白亚基的分析，以提高品质育种的效率。【参考文献】：1 吴光兆．小麦的品质育种．小麦育种学．北京：农业出版社，1990，317～3482 刘广田，许明辉．普通小麦胚乳高分子量谷蛋白亚基的变异和遗传．谷类作物品质性状遗传研究进展．南京：江苏科学技术出版社，1990．154～1573 许明辉，刘广田，张树榛．普通小麦胚乳高分子量谷蛋白亚苗与烘烤品质的关系．谷类作物品质性状遗传研究进展．南京：江苏科学技术出版社，1990．162～1654 马传喜，吴兆苏．小麦高分子量谷白亚基的品种间变异及其杂种表现．分类作物品质性状遗传研究进展．南京：江苏科学技术出版社，1990，1581615 李宗智．冬小麦若干品质性状遗传与相关的研究．作物学报，1990，16(1)：8～186 万富世，王光瑞，李宗智．我国小麦品质现状及其改良目标初探．中国农业科学，1989，22(3)：14～317 Blackman I A，P I，Payne Grain qualify In Lupton，F G H．(ed)，Wheat Breeding：Its Scientific Basis，Chapman and Hall，London Clk，1987，455～4858 Payne P I，et al．The hish-molecular-weifht subunits of qlutenin：classicl genetics，molecular senetics and the relationship to bread-making quality Prcc，6th Intern Wheat Genet，Symp．，1983，827～8349 Flavell R B，et al．Genetie variaticn in wheat HMW glutenin Subunits and molecular basis of bread-makinq quality，Bio／Technolsy，1989，7(12)：1281～1285(江苏农学院吴兆苏撰) |
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