新方法為小麥育種帶來決定性優(yōu)勢

小麥?zhǔn)鞘澜缟献钪匾霓r(nóng)作物之一。近幾十年來，許多小麥新品種被培育出來。它們不僅比老品種的產(chǎn)量高很多，而且對害蟲和不斷變化的氣候條件也不那么敏感。除此之外，烘焙特性也得到了改善。

在過去，用小麥粉烘焙的面包的香味（即氣味和味道）從來都不重要，因此在育種、栽培過程中不被考慮，也不是貿(mào)易中的決定性因素。其中一個(gè)原因是，分析不同面包的香味很費(fèi)時(shí)?，F(xiàn)在，德國杜塞爾多夫大學(xué)、霍恩海姆大學(xué)等機(jī)構(gòu)的科學(xué)家主導(dǎo)的一項(xiàng)綜合性研究，利用分子生物學(xué)方法，對古老小麥品種和現(xiàn)代小麥品種制成面包的香味潛力以及其它特性進(jìn)行了預(yù)測。相關(guān)論文日前發(fā)表于《國際食品研究》。

為了比較德國3個(gè)地區(qū)的18個(gè)古老小麥品種和22個(gè)現(xiàn)代小麥品種的不同香味，研究小組用每個(gè)品種的小麥粉制作了面團(tuán)，使用相同的配方，然后烘焙。所有120份面粉樣品的代謝物圖譜均采用7200 GC-QTOF采集。測試人員首先根據(jù)外部參數(shù)，如面團(tuán)彈性、面包大小等，進(jìn)行比較。接下來，按照預(yù)先確定的程序評估面包的氣味和味道。測試人員用一般的術(shù)語描述了面包是多么芳香或平淡，再使用新方法進(jìn)行詳細(xì)評估。

研究的目的是量化遺傳因素和環(huán)境因素對面包香味、品質(zhì)特性的影響；評估現(xiàn)代小麥品種烘焙的面包與老品種烘焙的面包在香味方面是否存在差異；比較基因組學(xué)和代謝組學(xué)方法在小麥育種計(jì)劃中預(yù)測面包香味和品質(zhì)特征的效率。

參與研究的烘焙大師海納·貝克說，“我制作并品嘗了很多用不同小麥品種制作的面包，其在形狀、香味甚至顏色上的差異非常明顯?！?/p>

“過去人們以為用現(xiàn)代小麥品種生產(chǎn)的面包和用老品種生產(chǎn)的面包一樣乏味，但事實(shí)證明并非如此，面包的氣味和味道因使用的小麥品種的不同而不同?！被舳骱Ｄ反髮W(xué)杰出教授弗里德里希·隆金說。

香味的潛在差異是由不同的小麥品種引起的，還是由種植該種小麥的地點(diǎn)引起的？這項(xiàng)研究另一個(gè)值得注意的發(fā)現(xiàn)是，種植小麥的土壤對面包烘焙效果和口感的影響幾乎與小麥品種一樣大。這反映了不同土壤性質(zhì)、不同營養(yǎng)和礦物質(zhì)含量的土壤，都影響了小麥籽粒的組成。

“研究的一個(gè)關(guān)鍵是，我們發(fā)現(xiàn)了基于結(jié)合代謝產(chǎn)物和SNP基因分型譜的新方法，可以用來分析面包的質(zhì)量。”杜塞爾多夫大學(xué)植物數(shù)量遺傳學(xué)和基因組學(xué)研究所教授本杰明·斯蒂赫說。他和馬克斯·普朗克分子植物生理學(xué)研究所的研究人員一起測定了面粉中的代謝產(chǎn)物，并進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析。

結(jié)果證明，結(jié)合代謝產(chǎn)物和SNP基因分型譜可以更好地預(yù)測面包品質(zhì)，而不僅僅是SNP基因分型譜。為了培育一個(gè)可最終投放市場的小麥新品種，必須定期生產(chǎn)大量作物——每年幾千株，再對其進(jìn)行分析，以確定其特性。而這種新方法為作物育種帶來了決定性的優(yōu)勢，育種者可以很快辨別出哪些作物能生產(chǎn)出質(zhì)量更好的面包。該研究帶來了為消費(fèi)者提高小麥質(zhì)量的可能性。