山东省审定彩色小麦品种农艺性状和品质分析及改良方向研究
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Analysis of Agronomic Traits and Quality Characteristics of Colored Wheat Varieties Approved in Shandong Province and Research on Improvement Direction
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通讯作者:
收稿日期: 2024-07-26 修回日期: 2024-09-26 网络出版日期: 2025-03-13
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Received: 2024-07-26 Revised: 2024-09-26 Online: 2025-03-13
作者简介 About authors
马强,主要从事农作物种子管理工作,E-mail:
李延坤为共同第一作者,主要从事农作物种子管理工作,E-mail:
彩色小麦品种具有天然特殊营养成分和有利于人体健康的功能,对于提高种植农户收益和促进公众健康具有重要意义。以近5年山东省审定的20个彩色小麦品种为研究对象,利用变异系数分析对审定品种指标中的6个农艺性状和6个品质性状进行综合评价,通过与山东省同期审定的高产组和优质组品种同类指标比较,提出彩色小麦品种产量和品质性状的改良方向。结果表明,在产量性状方面,彩色小麦生育期、株高、穗数、穗粒数、千粒重和产量的变异系数范围为1.23%~10.67%,其中穗数与穗粒数的变异系数较大,彩色小麦品种较同期审定的高产组品种生产试验减产15.4%;在品质性状方面,彩色小麦籽粒容重、蛋白质含量、湿面筋含量、沉淀值、吸水率和稳定时间的变异系数范围为1.10%~50.48%,其中籽粒容重性状较稳定,面团稳定时间变异最大。单位面积有效穗数低和面团稳定时间短分别是彩色小麦产量和品质的主要限制因素,彩色小麦产量改良的重点是培育高成穗率和穗数多的品种,品质改良的重点是创制高面团稳定时间的种质资源,培育强筋彩色小麦品种。
关键词:
Colored wheat varieties have natural special nutritional components and beneficial functions for human health, which are of great significance for improving the income of farmers and promoting public health. Taking 20 colored wheat varieties approved in Shandong Province in recent five years as materials, the comprehensive evaluation of six agronomic traits and six quality traits was carried out by using variation coefficient analysis. In addition, the improvement direction of yield and quality traits of colored wheat varieties was put forward by comparing with the same indexes of high-yield group and high-quality group wheat varieties examined and approved during the same period in Shandong Province. In terms of yield traits, the variation coefficients of growth period, plant height, grain number per spike, 1000-grain weight and yield of colored wheat ranged from 1.23% to 10.67%, and the coefficient of variation of spikes and grains per spike is larger. The yield of colored wheat varieties was reduced by 15.4% compared with that of high-yield group varieties. In terms of quality traits, the variation coefficients of grain bulk density, protein content, wet gluten content, sedimentation value, water absorption and stabilization time ranged from 1.10% to 50.48%. Among them, the grain bulk density were relatively stable, and the variation of dough stability time was the largest. Therefore, low effective spike per unit area and short dough stability time were the main limiting factors for yield and quality in colored wheat respectively. Yield improvement of colored wheat should focus on developing varieties with high spike formation percentage and high spike number, and quality improvement should create germplasm resources with long dough stability time and breed strong-gluten colored wheat varieties.
Keywords:
本文引用格式
马强, 李延坤, 王桂娥, 文婷婷, 张天雨, 田纪春, 王延训.
Ma Qiang, Li Yankun, Wang Gui’e, Wen Tingting, Zhang Tianyu, Tian Jichun, Wang Yanxun.
随着我国经济社会发展和生活水平提高,人们的饮食也从“吃饱”、“吃好”向“吃健康”转变[1]。自2014年起,世界粮农组织与世界卫生组织开始将营养过剩和隐性饥饿作为关注新焦点,提出“营养导向性农业”的概念[2-
1 材料与方法
1.1 试验材料
材料信息来源于山东省2018-2022年审定的20个彩色小麦品种的审定公告(表1),每个品种进行2年区域试验,1年生产试验,相关试验数据由山东省种子管理总站提供。系统分析20个彩色小麦品种的农艺性状和品质指标,并与山东省同期审定的95个高产组品种和27个优质组品种进行对比分析。
表1 2018-2022年山东省审定的彩色小麦品种及育种单位
Table 1
| 序号Number | 品种Variety | 审定编号Approval number | 粒色Grain color | 育种单位Breeding unit |
|---|---|---|---|---|
| 1 | 山农紫糯2号 | 鲁审麦20186029 | 紫色 | 山东农业大学 |
| 2 | 济紫麦1号 | 鲁审麦20196022 | 紫色 | 山东省农业科学院作物研究所 |
| 3 | 泰科黑麦1号 | 鲁审麦20196023 | 紫色 | 泰安市农业科学研究院 |
| 4 | 山农蓝麦1号 | 鲁审麦20206033 | 蓝色 | 山东农业大学 |
| 5 | 爱民蓝麦1号 | 鲁审麦20206036 | 蓝色 | 淄博爱民种业有限公司 |
| 6 | 济紫麦2号 | 鲁审麦20216044 | 紫色 | 山东省农业科学院作物研究所 |
| 7 | 济紫麦4号 | 鲁审麦20216045 | 紫色 | 山东省农业科学院作物研究所 |
| 8 | 济蓝麦1号 | 鲁审麦20216046 | 蓝色 | 山东省农业科学院作物研究所 |
| 9 | 山农蓝麦11 | 鲁审麦20216047 | 蓝色 | 山东农业大学 |
| 10 | 泰科紫麦2号 | 鲁审麦20216048 | 紫色 | 泰安市农业科学研究院 |
| 11 | 彩麦08 | 鲁审麦20216049 | 紫黑 | 山东彩麦农业科技有限公司 |
| 12 | 德紫麦1号 | 鲁审麦20226028 | 紫色 | 德州市农业科学研究院 |
| 13 | 鲁粮2号 | 鲁审麦20226029 | 紫色 | 山东农业大学 |
| 14 | 青研紫麦1号 | 鲁审麦20226030 | 紫色 | 青岛市农业科学研究院 |
| 15 | 泰科紫麦3号 | 鲁审麦20226031 | 紫色 | 泰安市农业科学研究院 |
| 16 | 济儒麦22 | 鲁审麦20226032 | 紫色 | 济宁市农业科学研究院 |
| 17 | 烟紫麦1号 | 鲁审麦20226033 | 紫色 | 烟台市农业科学研究院 |
| 18 | 邦泰紫麦1号 | 鲁审麦20226034 | 紫色 | 山东中农天泰种业有限公司 |
| 19 | 彩麦07 | 鲁审麦20226035 | 紫黑 | 山东彩麦农业科技有限公司 |
| 20 | 山农糯麦2号 | 鲁审麦20226036 | 紫色 | 山东农业大学 |
1.2 数据处理
采用Microsoft Excel 2017进行数据整理,采用SPSS软件进行数据分析。
2 结果与分析
2.1 山东省审定的彩色小麦品种农艺性状分析
2.1.1 农艺性状和产量性状变异
表2 2018-2022年山东省审定彩色小麦主要农艺性状
Table 2
| 序号 Number | 品种 Variety | 审定年份 Approved year | 生育期 Growth period (d) | 株高 Plant height (cm) | 穗数 Spikes (×104/hm2) | 穗粒数 Grains per spike | 千粒重 1000-grain weight (g) | 产量Yield (kg/hm2) | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 区域试验 Regional test | 生产试验 Production test | ||||||||
| 1 | 山农紫糯2号 | 2018 | 234 | 88.3 | 439.5 | 46.1 | 44.0 | 7369.5 | 7368.0 |
| 2 | 济紫麦1号 | 2019 | 232 | 79.3 | 654.0 | 35.7 | 36.0 | 7782.0 | 8029.5 |
| 3 | 泰科黑麦1号 | 2019 | 233 | 84.0 | 612.0 | 36.1 | 44.9 | 7738.5 | 7792.5 |
| 4 | 山农蓝麦1号 | 2020 | 232 | 80.0 | 561.0 | 38.5 | 40.5 | 7327.5 | 7533.0 |
| 5 | 爱民蓝麦1号 | 2020 | 233 | 71.4 | 586.5 | 41.4 | 45.2 | 7267.5 | 8425.5 |
| 6 | 济紫麦2号 | 2021 | 231 | 86.1 | 654.0 | 35.3 | 40.7 | 7960.5 | 7735.5 |
| 7 | 济紫麦4号 | 2021 | 231 | 88.2 | 604.5 | 34.3 | 41.2 | 7731.0 | 7608.0 |
| 8 | 济蓝麦1号 | 2021 | 232 | 90.0 | 640.5 | 33.6 | 35.2 | 7525.5 | 7506.0 |
| 9 | 山农蓝麦11 | 2021 | 232 | 87.9 | 508.5 | 39.4 | 42.4 | 7405.5 | 7246.5 |
| 10 | 泰科紫麦2号 | 2021 | 232 | 93.6 | 639.0 | 38.2 | 36.6 | 7813.5 | 7540.5 |
| 11 | 彩麦08 | 2021 | 229 | 78.6 | 612.0 | 38.2 | 41.4 | 7948.5 | 8283.0 |
| 12 | 德紫麦1号 | 2022 | 231 | 80.5 | 619.5 | 40.6 | 40.4 | 8599.5 | 8925.0 |
| 13 | 鲁粮2号 | 2022 | 232 | 84.4 | 496.5 | 41.6 | 43.0 | 8017.5 | 8341.5 |
| 14 | 青研紫麦1号 | 2022 | 231 | 88.2 | 597.0 | 39.2 | 39.0 | 8128.5 | 8524.5 |
| 15 | 泰科紫麦3号 | 2022 | 225 | 84.7 | 601.5 | 40.8 | 39.3 | 8544.0 | 8448.0 |
| 16 | 济儒麦22 | 2022 | 231 | 79.0 | 597.0 | 37.7 | 42.1 | 8347.5 | 8664.0 |
| 17 | 烟紫麦1号 | 2022 | 231 | 82.2 | 673.5 | 36.8 | 36.8 | 7524.0 | 8602.5 |
| 18 | 邦泰紫麦1号 | 2022 | 222 | 75.2 | 655.5 | 33.2 | 42.8 | 8679.0 | 9136.5 |
| 19 | 彩麦07 | 2022 | 228 | 80.3 | 658.5 | 36.1 | 42.3 | 8038.5 | 8184.0 |
| 20 | 山农糯麦2号 | 2022 | 234 | 84.2 | 486.0 | 45.6 | 43.9 | 7884.0 | 8361.0 |
表3 2018-2022年山东省审定彩色小麦主要农艺性状的变异系数
Table 3
| 性状Trait | 最小值Min. | 最大值Max. | 平均值Mean | 标准偏差SD | 变异系数CV (%) |
|---|---|---|---|---|---|
| 生育期Growth period (d) | 222.0 | 234.0 | 230.8 | 2.84 | 1.23 |
| 株高Plant height (cm) | 71.4 | 93.6 | 83.3 | 5.25 | 6.30 |
| 穗数Spikes (×104/hm2) | 439.5 | 673.5 | 594.9 | 63.48 | 10.67 |
| 穗粒数Grains per spike | 33.2 | 46.1 | 38.4 | 3.47 | 9.03 |
| 千粒重1000-grain weight (g) | 35.2 | 45.2 | 40.9 | 2.88 | 7.05 |
| 区域试验产量Yield of regional test (kg/hm2) | 7267.5 | 8679.0 | 7881.6 | 413.00 | 5.24 |
| 生产试验产量Yield of production test (kg/hm2) | 7246.5 | 9136.5 | 8112.8 | 530.22 | 6.54 |
7个主要性状变异系数从大到小依次为穗数>穗粒数>千粒重>生产试验产量>株高>区域试验产量>生育期,20个彩色小麦品种的生育期和产量表现相对稳定,变异系数较小;而穗数和穗粒数的变异系数较大,变异潜力较大。
2.1.2 产量性状与高产组同类指标的比较
为深入了解彩色小麦产量水平的限制因素,将2018- 2022年山东省审定彩色小麦与同期审定的95个高产小麦品种的产量及其3个构成因素进行对比分析。彩色小麦品种区域试验平均产量7671.0 kg/hm2,与同期审定的高产组品种(8980.5 kg/hm2)相差1309.5 kg/hm2,减产17.3%;生产试验平均产量7879.5进一步分析造成彩色小麦品种低产的原因(表5),发现在5个年份中穗数与高产组品种差异最为明显,彩色小麦品种较高产组品种低5.9%~ 47.4%,平均降低17.2%;穗粒数则各有高低,彩色小麦品种较高产组品种差值百分比在-12.4%~ 16.7%,平均值比高产组品种高2.8%;千粒重之间的差异较小,彩色小麦品种较高产组品种差值百分比在-8.8%~4.6%,平均值比高产组品种低3.3%。kg/hm2,与同期审定的高产组品种(9103.5 kg/hm2)相差1206 kg/hm2,减产15.4%;说明彩色小麦品种的产量水平与高产组品种有较大差距(表4)。
表4 2018-2022年山东省审定彩色小麦产量与同期高产组品种的对比分析
Table 4
| 年份 Year | 区域试验产量Yield of regional test (kg/hm2) | 生产试验产量Yield of production test (kg/hm2) | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| CW | HYV | POD (%) | CW | HYV | POD (%) | ||
| 2018 | 7369.5 | 8991.0 | -22.0 | 7368.0 | 8599.5 | -16.7 | |
| 2019 | 7761.0 | 8725.5 | -12.4 | 7911.0 | 9409.5 | -18.9 | |
| 2020 | 7297.5 | 9138.0 | -25.2 | 7980.0 | 8746.5 | -9.6 | |
| 2021 | 7731.0 | 9178.5 | -18.7 | 7653.0 | 9106.5 | -19.0 | |
| 2022 | 8194.5 | 8869.5 | -8.2 | 8577.0 | 9654.0 | -12.6 | |
| 平均Mean | 7671.0 | 8980.5 | -17.3 | 7897.5 | 9103.5 | -15.4 | |
CW:山东省审定彩色小麦;HYV:山东省同期审定高产小麦品种;POD:差值百分比。下同。
CW: colored wheat approved by Shandong Province; HYV: high-yield wheat varieties approved by Shandong Province during the same period; POD: percentage of difference. The same below.
表5 2018-2022年山东省审定彩色小麦3个产量构成因素与同期高产组品种的对比分析
Table 5
| 年份 Year | 穗数Spikes (×104/hm2) | 穗粒数Grains per spike | 千粒重1000-grain weight (g) | ||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| CW | HYV | POD (%) | CW | HYV | POD (%) | CW | HYV | POD (%) | |||
| 2018 | 439.5 | 648.0 | -47.4 | 46.1 | 38.4 | +16.7 | 44.0 | 42.0 | +4.6 | ||
| 2019 | 633.0 | 670.5 | -5.9 | 35.9 | 35.6 | +0.8 | 40.5 | 42.4 | -4.7 | ||
| 2020 | 574.5 | 654.0 | -13.8 | 40.0 | 36.4 | +9.0 | 42.9 | 43.7 | -1.9 | ||
| 2021 | 610.5 | 667.5 | -9.3 | 36.5 | 36.6 | -0.3 | 39.6 | 43.1 | -8.8 | ||
| 2022 | 598.5 | 657.0 | -9.8 | 34.6 | 38.9 | -12.4 | 41.1 | 43.5 | -5.8 | ||
| 平均Mean | - | - | -17.2 | - | - | +2.8 | - | - | -3.3 | ||
2.2 山东省审定的彩色小麦品种品质性状分析
2.2.1 品质性状变异
表6 2018-2022年山东省审定彩色小麦主要品质性状
Table 6
| 序号 Number | 品种 Variety | 籽粒容重 Grain bulk density (g/L) | 蛋白质含量 Protein content (%) | 湿面筋含量 Wet gluten content (%) | 沉淀值 Sedimentation value (mL) | 吸水率 Water absorption rate (%) | 稳定时间 Stability time (min) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 山农紫糯2号 | 781.4 | 15.4 | 45.7 | 22.0 | 73.2 | 1.1 |
| 2 | 济紫麦1号 | 788.6 | 14.8 | 34.3 | 40.5 | 62.7 | 6.3 |
| 3 | 泰科黑麦1号 | 799.0 | 14.7 | 38.2 | 37.5 | 66.3 | 4.2 |
| 4 | 山农蓝麦1号 | 784.3 | 18.9 | 44.2 | 24.0 | 60.3 | 0.6 |
| 5 | 爱民蓝麦1号 | 775.0 | 15.1 | 36.7 | 39.1 | 56.3 | 5.3 |
| 6 | 济紫麦2号 | 765.8 | 14.7 | 40.1 | 31.0 | 63.7 | 4.1 |
| 7 | 济紫麦4号 | 781.1 | 14.2 | 33.1 | 44.0 | 57.8 | 6.9 |
| 8 | 济蓝麦1号 | 783.3 | 14.4 | 37.4 | 39.0 | 59.9 | 4.0 |
| 9 | 山农蓝麦11 | 791.8 | 14.5 | 33.7 | 41.0 | 61.7 | 7.2 |
| 10 | 泰科紫麦2号 | 793.5 | 14.8 | 34.9 | 33.0 | 62.1 | 4.6 |
| 11 | 彩麦08 | 788.3 | 14.5 | 40.0 | 23.0 | 63.8 | 2.4 |
| 12 | 德紫麦1号 | 782.6 | 14.8 | 35.0 | 33.0 | 63.7 | 3.1 |
| 13 | 鲁粮2号 | 778.0 | 15.4 | 42.9 | 32.0 | 63.8 | 3.3 |
| 14 | 青研紫麦1号 | 790.1 | 16.4 | 44.9 | 32.0 | 64.7 | 3.6 |
| 15 | 泰科紫麦3号 | 788.0 | 16.4 | 36.8 | 26.0 | 70.1 | 1.8 |
| 16 | 济儒麦22 | 787.8 | 15.7 | 37.4 | 36.0 | 64.4 | 5.7 |
| 17 | 烟紫麦1号 | 804.7 | 13.7 | 31.3 | 42.0 | 62.1 | 8.1 |
| 18 | 邦泰紫麦1号 | 781.6 | 15.4 | 36.8 | 36.5 | 65.9 | 5.8 |
| 19 | 彩麦07 | 789.2 | 12.8 | 29.3 | 23.0 | 61.8 | 3.8 |
| 20 | 山农糯麦2号 | 772.9 | 16.3 | 37.0 | 21.0 | 77.4 | 0.9 |
6个主要品质性状中,变异系数从大到小依次为稳定时间>沉淀值>湿面筋含量>蛋白质含量>吸水率>籽粒容重(表7)。虽然有2个糯小麦品种的吸水率明显偏高,但20个彩色小麦品种的籽粒容重和吸水率表现相对稳定,变异系数较小;稳定时间和沉淀值的变异系数较大,变异潜力高。
表7 2018-2022年山东省审定彩色小麦主要品质性状的变异系数
Table 7
| 性状Trait | 最小值Min. | 最大值Max. | 平均值Mean | 标准偏差SD | 变异系数CV (%) |
|---|---|---|---|---|---|
| 籽粒容重Grain bulk density (g/L) | 765.8 | 804.7 | 785.4 | 8.65 | 1.10 |
| 蛋白质含量Protein content (%) | 12.8 | 18.9 | 15.1 | 1.22 | 8.06 |
| 湿面筋含量Wet gluten content (%) | 29.3 | 45.7 | 37.5 | 4.33 | 11.55 |
| 沉淀值Sedimentation value (mL) | 21.0 | 44.0 | 32.8 | 7.20 | 21.97 |
| 吸水率Water absorption rate (%) | 56.3 | 77.4 | 64.1 | 4.79 | 7.47 |
| 稳定时间Stability time (min) | 0.6 | 8.1 | 4.1 | 2.09 | 50.48 |
2.2.2 品质性状与优质组品种同类指标的比较
为明确山东省审定彩色小麦品质性状的改良方向,将其与山东省同期审定的27个优质组品种的品质性状进行对比分析。结果(表8)表明,与同期审定的优质小麦品种相比,5个年份的彩色小麦蛋白质含量比优质组品种高0.7%~15.9%,平均高7.7%;湿面筋含量比优质组品种高7.7%~27.4%,平均高16.0%;吸水率与优质组品种相比各有高低,差值百分比在-7.7%~12.0%,平均比优质组品种高3.8%;沉淀值则比优质组品种低5.6%~80.0%;稳定时间与优质组品种相差最大,差值百分比在-2718.2%~-105.6%,平均比优质组品种低712.4%。
表8 2018-2022年山东省审定彩色小麦品质性状与同期优质组品种的对比分析
Table 8
| 年份 Year | 蛋白质含量 Protein content (%) | 湿面筋含量 Wet gluten content (%) | 沉淀值 Sedimentation value (mL) | 吸水率 Water absorption rate (%) | 稳定时间 Stability time (min) | ||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| CW | HQV | POD (%) | CW | HQV | POD (%) | CW | HQV | POD (%) | CW | HQV | POD (%) | CW | HQV | POD (%) | |||||
| 2018 | 15.4 | 14.8 | +3.9 | 45.7 | 33.2 | +27.4 | 22.0 | 39.6 | -80.0 | 73.2 | 64.4 | +12.0 | 1.1 | 31.0 | -2718.2 | ||||
| 2019 | 14.8 | 13.4 | +9.5 | 36.2 | 33.4 | +7.7 | 39.0 | 41.2 | -5.6 | 64.5 | 62.4 | +3.3 | 5.3 | 10.9 | -105.6 | ||||
| 2020 | 17.0 | 14.3 | +15.9 | 40.5 | 33.2 | +18.0 | 31.6 | 44.4 | -40.5 | 58.3 | 62.8 | -7.7 | 3.0 | 12.5 | -316.7 | ||||
| 2021 | 14.5 | 14.4 | +0.7 | 36.5 | 32.5 | +11.0 | 35.2 | 40.2 | -14.2 | 61.5 | 62.3 | -1.3 | 4.9 | 11.6 | -136.7 | ||||
| 2022 | 15.2 | 13.9 | +8.6 | 36.8 | 30.9 | +16.0 | 31.3 | 43.5 | -39.0 | 66.0 | 60.0 | +9.1 | 4.0 | 15.4 | -285.0 | ||||
| 平均Mean | - | - | +7.7 | - | - | +16.0 | - | - | -35.9 | - | - | +3.8 | - | - | -712.4 | ||||
HQV:山东省同期审定优质小麦品种。
HQV: high-quality wheat varieties approved by Shandong Province during the same period.
综合分析发现,在对食品加工品质具有重要作用的沉淀值上,彩色小麦比同期审定的优质组品种低35.9%;作为判断小麦强筋与弱筋关键品质指标之一的面团稳定时间[19],彩色小麦5个年份间仅为1.1~5.3 min,而同期审定的优质组品种则为11.6~ 31.0 min,上述差距严重影响了彩色小麦食品加工的利用范围,也是面粉口感较差的主要原因。因此,彩色小麦品质改良方向是创制沉淀值高且面团稳定时间长的种质资源,选育和审定强筋品种。
3 讨论
3.1 彩色小麦产量和品质性状的改良方向
彩色小麦天然富含高于普通色粒小麦的花色苷(花青素)及钙、铁、锌、铬、硒等有益矿质元素,营养价值高且具有重要保健功能,是理想的优质天然食品新资源。其不仅产业化开发前景广阔,也是拓展与补充普通小麦遗传多样性的关键种质资源,对小麦营养品质的改良与提升意义重大。在我国,彩色小麦已有30余年的培育历史,但目前所育成的大部分彩色小麦品种产量仍较低,影响农民种植效益和积极性,严重制约了彩色小麦资源的推广应用[20]。本研究发现,山东省近5年审定的彩色小麦相比于同期审定的高产组品种平均产量水平低15%以上。通过对产量及其3个构成因素的进一步分析发现,彩色小麦与高产小麦穗数相差最大,而穗粒数和千粒重则相差较小,因此穗数偏少可能是彩色小麦低产的原因。彩色小麦品种的产量改良工作应注重创制高分蘖成穗资源,培育穗数多的品种,或通过优化栽培措施提高成穗率,保障彩色小麦的单位面积产量。加工品质方面,审定的彩色小麦品种与同期优质组小麦相比,其蛋白质含量和湿面筋含量较高,但沉淀值和稳定时间明显偏低,这与赵海滨等[21]关于沉淀值与面团稳定时间密切相关的研究结论一致,也表明彩色小麦在传统加工品质指标的协同性上与普通小麦存在明显差异,有待进一步研究。研究[17]表明,彩色小麦的高产、粒色、优质营养和抗逆等性状分别由不同的基因所控制,可以通过聚合育种培育出产量水平高、加工品质优、营养价值好的“三位一体”新品种,实现协同遗传改良。此外,审定公告显示,彩色小麦重要的功能性成分,如矿质元素和各类色素等多项营养品质指标,在审定品种间差异较大,且功能性成分标识不统一、数据不完备,导致难以深入分析,反映出对重要指标检测要求的重视程度不足,未来应加强重视。
3.2 重视彩色小麦品种的审定和推广
随着“产量育种”与“品质育种”向“营养功能育种”转型,小麦育种领域愈发重视“功能性小麦品种”的选育[1,22]。在功能性小麦育种中,除通过“生物强化”提升锌、铁等微量元素含量以应对“隐性饥饿”的富锌、铁、硒小麦品种外,彩色小麦育成的新品种较多,是重要的功能性小麦类型[13,23]。我国现行小麦审定标准[9]规定,小麦新品种包括“高产品种”、“绿色优质品种”和“特殊用途品种”(仅注明糯小麦和彩色小麦)3类。前两类为当前传统主推品种,特殊用途品种虽具功能性小麦的某些特征,但其概念更广,更注重营养健康及人体代谢调节功能,由我国科学家依据国内食物发展需求率先提出并深入研究,已有多个审定品种可供推广[1]。彩色小麦品种因其种皮或糊粉层含有花色苷(花青素),籽粒呈现五彩缤纷的颜色,同时花色苷作为具有保健功效的活性成分,可保护人类免受多种疾病侵袭,具有抗氧化、抗癌、提高视力和预防老年疾病等特殊功能[16]。此外,彩色小麦与富锌、铁小麦之间遗传耦合性高[23],是锌、铁、硒和钙等人体必需微量营养元素的富集品种,具有重要的生理功能。“健康中国2030”规划纲要[24]明确提出合理膳食是健康的根基,倡导开发营养健康食品,彩色小麦育种及其产业化将在保障粮食安全和促进人类健康中发挥愈加重要的作用。
3.3 加强功能性农作物育种的政策法规和标准体系建设
我国历来有“药食同源”的理念与传统,主粮功能化推动了功能性食品的兴起,利用大田作物生产天然保健品,通过健康饮食增强人体免疫力,将是大农业迈向大健康的基础与桥梁,也是落实健康中国战略的关键举措。功能性食品及功能性作物育种的蓬勃发展,符合人们对健康美好生活的向往,因而亟需公众的认知与支持,以及政策法规等多层面的有力推动。山东省农业农村厅在《2021年全省小麦秋种技术意见》[25]中提出,要优化品种结构,积极扩大强筋小麦、糯小麦、紫小麦和富硒小麦等特色专用小麦的种植面积等,具有良好的政策效应。为进一步助推我国功能农业的发展,建议各级政府及主管部门通过制定具体的国民营养干预制度,编制相关功能性品种和食品的国家或行业标准,组织营养机理及遗传机制等专项研究,设立功能性食品和功能性农作物品种的商业标志,倡导全民营养饮食理念,并建立专门的检测鉴定实验室以保证功能性食品的稳定性和可靠性。在政策法规和金融财政等层面,积极推进功能性食品与功能性作物育种、产业化标准体系建设及全产业链开发,让紧密连接人民健康和种植农户收益的功能性农作物,在健康中国和乡村全面振兴等重大战略中发挥越来越重要的作用。
4 结论
彩色小麦的单位面积有效穗数低和面团稳定时间短,分别是其产量和品质性状的主要限制因素。产量改良的重点是培育成穗率高和穗数多的品种,品质改良的重点是创制高面团稳定时间的种质资源,培育强筋彩色小麦品种。
参考文献
Nutrition-sensitive interventions and programmes: how can they help to accelerate progress in improving maternal and child nutrition?
DOI:10.1016/S0140-6736(13)60843-0
PMID:23746780
[本文引用: 1]
Acceleration of progress in nutrition will require effective, large-scale nutrition-sensitive programmes that address key underlying determinants of nutrition and enhance the coverage and effectiveness of nutrition-specific interventions. We reviewed evidence of nutritional effects of programmes in four sectors--agriculture, social safety nets, early child development, and schooling. The need for investments to boost agricultural production, keep prices low, and increase incomes is undisputable; targeted agricultural programmes can complement these investments by supporting livelihoods, enhancing access to diverse diets in poor populations, and fostering women's empowerment. However, evidence of the nutritional effect of agricultural programmes is inconclusive--except for vitamin A from biofortification of orange sweet potatoes--largely because of poor quality evaluations. Social safety nets currently provide cash or food transfers to a billion poor people and victims of shocks (eg, natural disasters). Individual studies show some effects on younger children exposed for longer durations, but weaknesses in nutrition goals and actions, and poor service quality probably explain the scarcity of overall nutritional benefits. Combined early child development and nutrition interventions show promising additive or synergistic effects on child development--and in some cases nutrition--and could lead to substantial gains in cost, efficiency, and effectiveness, but these programmes have yet to be tested at scale. Parental schooling is strongly associated with child nutrition, and the effectiveness of emerging school nutrition education programmes needs to be tested. Many of the programmes reviewed were not originally designed to improve nutrition yet have great potential to do so. Ways to enhance programme nutrition-sensitivity include: improve targeting; use conditions to stimulate participation; strengthen nutrition goals and actions; and optimise women's nutrition, time, physical and mental health, and empowerment. Nutrition-sensitive programmes can help scale up nutrition-specific interventions and create a stimulating environment in which young children can grow and develop to their full potential.Copyright © 2013 Elsevier Ltd. All rights reserved.
Nutrition-sensitive agriculture: new term or new concept?
营养导向型农业的概念、发展与启示
DOI:10.3864/j.issn.0578-1752.2019.18.001
[本文引用: 1]
为解决全球面临的诸多营养与农业问题,探求营养、健康与农业发展之间的关系,自2013年以来,营养导向型农业的概念体系逐步发展完善,其政策措施也为全球推进营养导向型农业战略起到了重要的示范和引领作用。2013年前后为概念产生阶段,2014—2018年为概念发展阶段。营养导向型农业主要包括以食物供给为导向和以食物系统为导向两条主线。2017年FAO提出,营养导向型农业是一种以可持续的方式来满足居民膳食需求的新型农业范式或方案,旨在确保生产量足质优且价格合理、营养丰富、文化适宜、安全的各种食物,营养和健康是营养导向型农业的最终目标和衡量标准。为了实现这个目标,必须关注整个食物系统。同时在中国发展营养导向型农业需要考虑中国农业发展面临的诸多问题,包括农业发展的主要矛盾已由过去的总量不足转变为结构性矛盾;农产品品质家底不清,缺少农产品营养品质基准数据,缺乏完善的农产品质量法规体系等。营养导向型农业给新时代中国农业发展带来的启示:一是应以食物营养为导向,提高农产品营养质量,满足消费者对食物营养和健康的新需要;二是应以营养品质作为标尺,建立国家农产品营养成分基准数据库,完善相关法律及新时代食物与营养发展纲要的修改和制定。
Agronomic and physiological traits,and associated quantitative trait loci (QTL) affecting yield response in wheat (Triticum aestivum L.): a review.
富铁锌彩粒小麦营养品质与开发利用研究
DOI:10.13430/j.cnki.jpgr.2012.04.029 [本文引用: 2]
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