優質黑小麥新種質冀資麥3號的選育

長期以來，為滿足日益增加的人口對糧食的需求，小麥育種目標多偏重于高產，而對其籽粒中的營養元素含量關注較少。全球有40%以上的人口因從主食中攝取的微量營養素不足，導致身體健康受到威脅[1]。特別是發展中國家，人們正遭受著潛在性微量營養素缺乏癥的為害，并有逐漸加重的趨勢[2]，這給個人和整個社會醫療體系帶來了沉重的負擔。因此，提高糧食中的微量元素含量越來越受到各國政府和科學家們的重視。在此背景下，2004年5月我國啟動了Harvest Plus-China中國生物強化項目，選育出了營養強化的高鐵鋅小麥品種京東8號和中優9507等，初步解決了我國部分地區和人群的營養缺乏問題[3]。大量研究證明，黑小麥籽粒中的蛋白質、淀粉、多種維生素和礦質元素含量高于普通小麥[4～7]。目前我國培育出的黑小麥品種有富鐵黑小麥秦黑1號，富硒黑小麥76、農大3753和農大3677，以及富鉻黑小麥冀紫439等。但是，這些品種尚不能滿足人們生產和生活的需要。基于此，河北省農林科學院糧油作物研究所以富含微量元素、優質強筋為目標，成功培育出優質黑小麥新種質冀資麥3號。

1 材料與方法

1.1 親本材料

母本。漯珍一號為弱春性中熟黑小麥品種。其幼苗半匍匐，分蘗力強；株高75 cm左右；穗長方型，長芒，白殼，籽粒黑色；穗數465萬穗/hm2，穗長7.6 cm，穗粒數48粒，千粒重32 g左右；抗倒性強，中感白粉病；蛋白質含量高，營養品質好，富含微量元素，但是外觀和加工品質一般。

父本。藁8901由藁城市農科所選育而成，為半冬性中熟強筋小麥品種。其幼苗半匍匐，分蘗力強；株高82 cm左右；長方穗，短芒，白殼，穎殼上有茸毛；白粒，硬質；穗粒數32～36粒，千粒重38 g左右。

1.2 選育過程

2001年以漯珍一號為母本、藁8901為父本進行雜交。2002年在河北省農林科學院糧油作物研究所堤上實驗站種植F1代，混合脫粒。2003年點播F2代600株，在田間選擇分蘗力強、株高適中、株型緊湊、抗病性好的優良單株，收獲后選擇粒色深紫的單株。2004年對入選的優良單株按株系進行點播種植，選擇方法同F2代。2005～2006年按株系稀條播種植F4～F5代，選擇優良的株系。在整個選育過程中，每個世代都特別注重籽粒顏色的選擇。2007～2009年和2011年進行了農藝性狀和產量性狀鑒定。2016年對冀資麥3號申請了農業部的品種保護。

1.3 品質檢測方法

采用GB 5009.268—2016[8]中的電感耦合等離子體質譜法（ICP-MS），測定小麥籽粒中的礦質元素含量。采用GB 5009.124—2016[9]，測定小麥籽粒中的氨基酸含量。

2 選育結果

2.1 特征特性

冀資麥3號屬半冬性品種。其幼苗半匍匐，葉片綠色，生長健壯；分蘗力中等，成穗率較高，穗層整齊，成株株型緊湊；株高75～78 cm；穗長方形，長芒；粒色深紫，硬質，籽粒飽滿；穗粒數36粒，千粒重34.5～39.6 g。該品系抗倒性一般，感白粉病。

2.2 產量表現

在2007～2009年河北省農林科學院糧油作物研究所小麥資源室組織的產量試驗中，冀資麥3號3 a平均產量為6 048.3 kg/hm2。其中，2007年初級產量比較試驗中產量為6 505.5 kg/hm2，較對照漯珍一號增產7%；2008年產量比較試驗中產量為5 415.0 kg/hm2，較對照漯珍一號增產12.8%；2009年大區產量試驗中產量為5 586.0 kg/hm2，較對照漯珍一號增產14.6%。

在2011年河北省農林科學院糧油作物研究所小麥資源室組織的產量比較試驗中，冀資麥3號產量為6 687.0 kg/hm2，與對照欒02-1差異不顯著。

2.3 抗逆性

抗寒性。冀資麥3號自2007年出圃至今，一直在河北省農林科學院糧油作物研究所堤上試驗站種植，結果顯示，在小麥凍害等級3級及以上情況下均表現出較好的抗寒性。2016～2018年連續3 a在邯鄲市廣平縣和館陶縣冬播種植，也均表現出了較好的抗寒性。

抗病性。河北省農林科學院糧油作物研究所采用人工接種E20為主的混合菌系進行抗病性鑒定，冀資麥3號表現為感白粉病。

2.4 品質特性

2.4.1 礦質元素含量 2016年對河北省農林科學院糧油作物研究所堤上試驗站種植的冀資麥3號及其親本漯珍一號（母本） 和藁8901（父本） 進行了13種礦質元素含量檢測，結果（表1）顯示，冀資麥3號有11種元素含量高于2個親本，其中，鐵、銅、錳和硒含量較雙親高34.0%～82.6%，鈣和鎂含量較雙親高8.9%～9.4%，硼含量較母本高77.3%、較父本高463.2%，鈷、鋇和鈦含量較雙親高2～20倍。臨床研究證明，硒對人體健康有重要作用，中國營養學會推薦正常人體每日的硒攝入量為60～400μg[11]，但中國人均攝硒量普遍不足[12]。冀資麥3號硒含量高達123.74 μg/kg，將其作為主食食用，是一種高效、安全、經濟的補硒方式之一。

表1 冀資麥3號的礦質元素含量Table 1 Mineral elements contents of Jizimai No.3

在檢測礦質元素的同時，還檢測了鉛、砷和鎘3種重金屬的含量。結果顯示，冀資麥3號、漯珍一號和藁8901中3種重金屬含量均未超過《食品安全國家標準 食品中污染物限量》[10]中規定的限量值（鉛、砷、鎘的限量分別為0.2mg/kg、0.5mg/kg和0.1mg/kg）。

2.4.2 氨基酸含量 2013年河北省農林科學院糧油作物研究所品質檢測中心對冀資麥3號、漯珍一號和普通白粒小麥冀5265的16種氨基酸含量進行了檢測。結果（表2）顯示，與漯珍一號相比，冀資麥3號蘇氨酸含量提高了32.6%，絲氨酸含量提高了79.4%，其他氨基酸含量差異不明顯；與冀5265相比，冀資麥3號16種氨基酸含量均有所提升，其中，蛋氨酸和丙氨酸含量差異較小，纈氨酸、絲氨酸、谷氨酸和半胱氨酸含量分別提高了61.2%、55.2%、48.8%和49.1%，其他氨基酸含量均提高了12%以上。

表2 冀資麥3號的氨基酸含量 （mg/g）Table 2 Amino acid content of Jizimai No.3

2.4.3 加工品質 2010年河北省品質檢測中心對冀資麥3號的加工品質進行了檢測。結果顯示，該品種蛋白質含量16.5%，濕面筋含量37.5%，吸水量62%，面團穩定時間9.0 min，達到強筋小麥二級標準。

2.5 適應性

2007～2018年冀資麥3號在藁城、辛集和邯鄲（館陶縣和廣平縣）均表現高產穩定，特別是在中低肥力地塊種植表現突出。因此，該種質適宜在冀中南地區中低肥力地塊冬播種植。

冀資麥3號對光溫不敏感，適應性廣。2017年該種質種子未經過春化處理直接播種，在海南省的三亞和詹洲均能正常抽穗結實，并且長勢很好。據當地氣象部門記載，2017年12月三亞最低溫度為12℃，最高溫度為28℃；2018年1月最低溫度為15℃、最高溫度為29℃，2月最低溫度為13℃、最高溫度為31℃。三亞的氣溫不能滿足冬小麥春化階段所需要的低溫條件，因此說明，該品系在春化階段對溫度反應不敏感，適應性好。目前，該種質正在內蒙古地區進行產量試驗，如果產量不低于當地優質麥產量，表明其可以在春麥區推廣利用。