高類黃酮小麥品種山農(nóng)101 的創(chuàng)制及其利用前景分析

王延訓(xùn) 田紀(jì)春，2 楊明 彭莉

（1 山東天澤泰田種業(yè)科技有限公司，泰安 271000；2 山東農(nóng)業(yè)大學(xué)，泰安 271018）

類黃酮是多酚類物質(zhì)，具有抗氧化、抗炎和抗病毒特性[1-2]。人體自由基被認(rèn)為是導(dǎo)致退行性疾病以及加速老化的根本原因，類黃酮可以像抗氧化劑一樣保護(hù)人體細(xì)胞免受自由基損害，有助于保持毛細(xì)血管和結(jié)締組織健康[3]。類黃酮還有助于改善胰島素敏感性，高類黃酮飲食可以達(dá)到藥食同源的作用。組胺具有負(fù)責(zé)流淚、流鼻涕，以及與不同種類過(guò)敏有關(guān)的堵塞、呼吸困難與哮喘，在過(guò)敏反應(yīng)過(guò)程中，類黃酮可以幫助阻止釋放組胺[4-5]。人們還在研究類黃酮對(duì)預(yù)防心臟病、癌癥、中風(fēng)以及白內(nèi)障的潛在好處，已有研究證明類黃酮可以促進(jìn)一氧化氮合成，改善血管彈性，使血液流動(dòng)更容易，降低血小板凝結(jié)，防止心臟病發(fā)作和中風(fēng)。

小麥?zhǔn)俏覈?guó)主要的口糧作物，也是食品加工花樣繁多、成品增值最大的糧食品類。培育高類黃酮小麥新品種，是適應(yīng)我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民生活水平的不斷提高，由吃飽、吃好，到吃健康的重大轉(zhuǎn)變，這對(duì)小麥的提質(zhì)增效，品種源頭創(chuàng)新具有重要的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)意義[6-7]。2017 年我國(guó)發(fā)布的《主要農(nóng)作物品種審定標(biāo)準(zhǔn)》，首次提出了特殊用途品種的新類型，使我國(guó)的農(nóng)作物育種導(dǎo)向發(fā)生了重大變化，特殊用途品種類型的功能性小麥迎來(lái)了前所未有的發(fā)展機(jī)遇。高類黃酮小麥新品種是特殊用途功能小麥的重要類型之一。山東農(nóng)業(yè)大學(xué)小麥品質(zhì)育種研究團(tuán)隊(duì)，有關(guān)類黃酮的研究起始于2004 級(jí)趙善倉(cāng)博士的課題，并先后發(fā)表了《超高效液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜法測(cè)定小麥籽粒中麥黃酮》等多篇論文[8-10]，歷時(shí)16年培育出了山農(nóng)101（區(qū)試代號(hào)：山農(nóng)黃酮麥1 號(hào)），2020 年通過(guò)山東省農(nóng)作物品種審定委員會(huì)審定（魯審麥20206035），是我國(guó)第一個(gè)通過(guò)審定的高類黃酮小麥新品種。該品種可加工外觀淡黃、富含營(yíng)養(yǎng)的健康食品，具有很大的開發(fā)利用價(jià)值。本文從該品種的親本遺傳背景、區(qū)域和生產(chǎn)試驗(yàn)產(chǎn)量及類黃酮含量等品質(zhì)測(cè)試結(jié)果及利用前景方面進(jìn)行了分析，以期為該品種的推廣應(yīng)用提供科學(xué)支撐。

1 品種遺傳背景及創(chuàng)制過(guò)程

1.1 親本及系譜山農(nóng)101 組合為藁城9411/山農(nóng)01-35。母本藁城9411 是原河北省藁城市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所選育的高代材料，是用8901 作母本、安農(nóng)8455 作父本多年選育的穩(wěn)定品系，2003 年通過(guò)河北省審定，命名為白硬冬2 號(hào)。父本山農(nóng)01-35 是山東農(nóng)業(yè)大學(xué)小麥品質(zhì)育種研究團(tuán)隊(duì)選育的高代材料，用核生2 號(hào)作母本、PH82-2-2 作父本雜交，在第6 代穩(wěn)定后，用作育種中間材料利用的優(yōu)異品系。山農(nóng)101 系譜圖見圖1。

圖1 山農(nóng)101 系譜圖

1.2 品種創(chuàng)制過(guò)程小麥籽粒中類黃酮含量的測(cè)定數(shù)據(jù)很少，且不同研究測(cè)定的結(jié)果差異很大，Abdel-Aal等[11]、Knievel等[12]分別報(bào)道了藍(lán)粒、紫粒小麥全粉中類黃酮含量分別為0.212mg/g、0.095mg/g。山東農(nóng)業(yè)大學(xué)小麥品質(zhì)育種研究團(tuán)隊(duì)在前期小麥種質(zhì)廣泛征集鑒定篩選的基礎(chǔ)上，2002 年根據(jù)小麥種質(zhì)色素性狀基因解析，采用有性雜交方法獲得（藁城 9411/山農(nóng)01-35）F1，2003 年獲得F2、2004 年獲得F3、一直到2010 年獲得F9，通過(guò)單穗傳法獲得181 個(gè)株系的重組自交系（RIL）群體。2011 年（F10）至2013 年（F12）利用該群體進(jìn)行了小麥類胡蘿卜素和其他色素的的基因定位，在色素主效基因及其分子標(biāo)記開發(fā)同時(shí)，2014-2016 年鑒定出44 個(gè)高類黃酮小麥品系并進(jìn)行了2 年的產(chǎn)量比較試驗(yàn)和類黃酮分子標(biāo)記跟蹤篩選，并且把藁城9411/山農(nóng)01-35組合中44 個(gè)高類黃酮含量的品系，委托山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)與檢測(cè)技術(shù)研究所測(cè)定，類黃酮平均含量0.391mg/g，變幅在0.076～0.952mg/g，其中山農(nóng)101 含量最高，達(dá)到0.952mg/g。根據(jù)測(cè)定結(jié)果選送山農(nóng)101（山農(nóng)黃酮麥1 號(hào)）參加了2017-2018 年度特殊用途小麥區(qū)域試驗(yàn)，因產(chǎn)量明顯高于對(duì)照山農(nóng)紫麥1 號(hào)，2018-2019 年度同時(shí)晉級(jí)到區(qū)域試驗(yàn)和生產(chǎn)試驗(yàn)。2019 年山農(nóng)101 重復(fù)測(cè)定類黃酮含量為1.013～1.058mg/g，為最低樣本DH81 的15.11 倍，為44 個(gè)高代品系平均含量的2.59 倍，是一般小麥品種的3～5 倍。該品種2020 年完成試驗(yàn)程序，獲山東省農(nóng)作物品種審定委員會(huì)審定。

2 品種特征特性

2.1 農(nóng)藝性狀冬性，幼苗半匍匐，株型半緊湊，葉色綠，旗葉上舉，較抗倒伏，熟相好。2 年區(qū)域試驗(yàn)結(jié)果平均：生育期233d，株高82.8cm，最大分蘗數(shù)1480.5 萬(wàn)/hm2，有效穗數(shù)612 萬(wàn)穗/hm2，分蘗成穗率43.1%，穗長(zhǎng)方形，穗粒數(shù)35.8 粒，千粒重42.9g，頂芒、白殼、白粒，籽粒硬質(zhì)。

2.2 抗逆鑒定2019 年中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所利用條銹菌、葉銹菌、白粉菌混合優(yōu)勢(shì)小種和赤霉病菌、紋枯病菌強(qiáng)致病力菌株在田間對(duì)山農(nóng)101 進(jìn)行人工接種抗病性鑒定：中感條銹病，高感白粉病、葉銹病、赤霉病和紋枯病。2018 年河北農(nóng)業(yè)大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院抗寒性鑒定：死莖率平均為11.3%，死株率平均為1.1%，越冬抗寒性好。

2.3 冬春性鑒定2019 年由山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物研究所冬春性鑒定，根據(jù)錯(cuò)期播種試驗(yàn)，結(jié)合對(duì)照的抽穗情況，供試材料山農(nóng)101 鑒定為冬性品種。

2.4 類黃酮及主要品質(zhì)參數(shù)2019 年山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)與檢測(cè)技術(shù)研究所測(cè)定：類黃酮含量1.013mg/g，比普通小麥品種高3～5 倍。2019年經(jīng)農(nóng)業(yè)農(nóng)村部谷物及制品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)測(cè)試中心（泰安）測(cè)試結(jié)果：容重816g/L，硬度指數(shù)70，籽粒蛋白質(zhì)14.09%，出粉率65.9%，濕面筋36.0%，面筋指數(shù)83，沉淀值37.0mL，吸水率62.2mL/100g，形成時(shí)間5.1min，穩(wěn)定時(shí)間7.6min，面粉白度75.0。

3 產(chǎn)量試驗(yàn)結(jié)果

2017-2018 年度參加特殊用途小麥區(qū)域試驗(yàn)，6點(diǎn)匯總，每hm2平均產(chǎn)量7071.6kg，比山農(nóng)紫麥1號(hào)（CK1）增產(chǎn)6.41%，比冀糯200（CK2）增產(chǎn)3.52%，居試驗(yàn)品種第1 位；2018-2019 年度續(xù)試，6 點(diǎn)匯總，平均產(chǎn)量8183.4kg，比山農(nóng)紫麥1 號(hào)（CK1）增產(chǎn)4.19%，比冀糯200（CK2）增產(chǎn)4.68%，居試驗(yàn)品種第1 位；2 年區(qū)域試驗(yàn)，平均產(chǎn)量7627.5kg，比山農(nóng)紫麥1 號(hào)（CK1）增產(chǎn)5.3%，比冀糯200（CK2）增產(chǎn)4.1%。2018-2019 年度晉級(jí)生產(chǎn)試驗(yàn)，平均產(chǎn)量8058kg/hm2，比山農(nóng)紫麥1 號(hào)（CK1）增產(chǎn)4.3%，比冀糯200（CK2）增產(chǎn)4.2%。

4 利用前景分析

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)和農(nóng)產(chǎn)品未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)進(jìn)入新的發(fā)展時(shí)期，繼高產(chǎn)、綠色之后，功能農(nóng)業(yè)被認(rèn)為是第三個(gè)發(fā)展階段，消費(fèi)需求和農(nóng)產(chǎn)品市場(chǎng)結(jié)構(gòu)將發(fā)生重大變化[6-7]。抓住人們更加關(guān)注健康的新需求機(jī)遇，開展從“功能品種—健康食品”的全產(chǎn)業(yè)鏈研發(fā)工作具有重要的意義。人類對(duì)類黃酮物質(zhì)的最初研究始于1664 年，Robert Boyle在植物色素成分中第一次發(fā)現(xiàn)了類黃酮化合物，之后的多個(gè)世紀(jì)以來(lái)，類黃酮物質(zhì)對(duì)人類營(yíng)養(yǎng)健康的影響備受關(guān)注。現(xiàn)代醫(yī)學(xué)研究表明：小麥黃酮具有降低心肌耗氧量，使冠脈、腦血管流量增加，抗心律失常，軟化血管、降血糖、降血脂，抗氧化、抗衰老，以及增強(qiáng)機(jī)體免疫力的功能，被譽(yù)為21 世紀(jì)的新型抗癌維生素[3，13]。動(dòng)物飼喂研究證明，類黃酮具有改善小鼠的學(xué)習(xí)記憶，抗氧化，保護(hù)糖尿病動(dòng)物的神經(jīng)功能，保護(hù)腎缺血等藥理活性。類黃酮成分最集中的是被子植物，但是作為人類的主食谷物類作物，包括水稻、小麥和玉米等類黃酮物質(zhì)含量相對(duì)較少。通過(guò)培育高類黃酮作物新品種，生產(chǎn)功能性食物，使人們?cè)谡ｏ嬍持芯湍芗皶r(shí)獲得維持免疫系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)所需的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，提高自身的免疫力，具有重要的社會(huì)意義和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

黃酮醇、花青素以及原花青素是谷物籽粒中的主要類黃酮化合物。一般來(lái)說(shuō)，作物籽粒中的類黃酮含量與種子顏色深度呈正相關(guān)，黑色和紫色籽粒類黃酮含量比淺色籽粒高，主要的雜糧作物（高粱和玉米）類黃酮含量高于主食作物（水稻和小麥）。人體自身不能合成的類黃酮物質(zhì)，必須通過(guò)外界攝入，小麥作為人類重要的糧食作物，高類黃酮小麥品種山農(nóng)101 的審定和推廣應(yīng)用具有重要的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)意義。近幾年研究團(tuán)隊(duì)以該品種為基礎(chǔ)成果，研制配比出了高類黃酮水餃粉、高類黃酮饅頭粉、高類黃酮面包粉、高類黃酮面條粉等，在高類黃酮小麥資源創(chuàng)制、品種培育和高端功能食品產(chǎn)業(yè)應(yīng)用方面起到了引領(lǐng)作用。山農(nóng)101 是少有的高產(chǎn)高類黃酮小麥新品種，具有極大的開發(fā)利用價(jià)值和應(yīng)用前景。2020 年山農(nóng)101 授權(quán)山東天澤泰田種業(yè)科技有限公司獨(dú)家經(jīng)營(yíng)，近幾年在山東省定單種植2 萬(wàn)hm2以上，與山東富世康面粉廠、萊州宏源面粉廠合作用該品種研發(fā)的高類黃酮面粉粉色黃亮，加工的食品口感筋道、麥味自然。以該品種為主要原料，加強(qiáng)藥食同源食品的開發(fā)和應(yīng)用，具有廣闊的市場(chǎng)和巨大的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。