青稞蛋白質含量的研究進展

李健

摘 要 青稞籽粒蛋白質含量是影響青稞籽粒最終用途的關鍵品質指標之一，高蛋白質含量的青稞品種適宜食用，中低蛋白質含量的青稞品種適宜釀造。基于此，綜述了青稞種質資源的蛋白質含量變幅、種類及占比，影響青稞蛋白質含量的環境因素和遺傳因素，為優質青稞品種的選育和栽培提供參考。

關鍵詞 青稞;蛋白質;影響因素

中圖分類號：S512.3 文獻標志碼：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2019.35.062

青稞（Hordeum vulgare var. nudum Hk. f.），又稱裸大麥，屬于禾本科（Gramineae）、小麥族（Triticeae）、大麥屬（Hordeum），一年生草本植物，是藏區重要的糧食作物、釀酒原料和牲畜越冬飼料。隨著藏區交通條件的改善和旅游業的蓬勃發展，糌粑、青稞酒、青稞啤酒、青稞茶等特色農產品的需求量顯著增加，也激發了特色農產品加工業對優質青稞原料的需求。根據市場需求，選育專用型青稞品種成為滿足市場需求，推動青稞種植業結構優化，提升青稞種植業效益的可行途徑。蛋白質含量是青稞重要的品質指標之一，蛋白質含量高的青稞品種適合用于特色食用加工;蛋白質含量適中或較低的青稞品種則適宜用于釀造青稞啤酒[1]。基于此，綜述了青稞蛋白質含量的相關研究進展。

1 青稞的蛋白質含量與種類

近年來，研究人員對不同產地青稞種質的蛋白質含量進行測定，結果表明，青稞的蛋白質含量略低于小麥和燕麥，但高于其他糧食作物。王建林等[2]收集西藏、青海、四川、甘肅等地7個生態區的83份青稞種質并檢測其蛋白質含量，結果表明，參試青稞種質的蛋白質含量變幅為6.10%～14.43%，平均值為10.59%。徐菲等[3]檢測了來自西藏、青海、四川、甘肅、云南的青稞種質38份，其蛋白質含量的變異范圍為8.41%～15.16%，均值為11.82%。這些研究結果表明，與高蛋白質大麥種質Hiproly及其衍生品種蘇農3號相比，青稞的蛋白質含量仍然有較大的提升空間[4]。

青稞蛋白質按照溶解度的不同分為清蛋白、球蛋白、醇溶蛋白和谷蛋白。劉新紅[5]的研究表明，21份青稞種質的4種蛋白質平均占比分別為20.48%、10.99%、21.04%、31.91%;與小麥相比，青稞的醇溶蛋白比小麥略低，但谷蛋白的含量卻較小麥高。王洪偉等[6]的研究表明，青稞醇溶蛋白與谷蛋白的比例為1∶2.820，而小麥醇溶蛋白與谷蛋白的比例為1∶1.494;青稞與小麥醇溶蛋白的分子量均在30～40 kD，但小麥的帶譜分布范圍較青稞寬。根據分子量的不同，小麥谷蛋白分為高分子量谷蛋白和低分子量谷蛋白，高分子量谷蛋白的占比雖為谷蛋白總量的10%左右，但對小麥的加工品質有決定性的影響。小麥高分子量谷蛋白的條帶數和總量均高于青稞高分子量谷蛋白，這也許也是青稞無法形成面筋的重要原因。

2 影響青稞蛋白質含量的環境因素

根據青稞的最終用途，選擇適宜的種植區域和栽培技術是種植優質青稞的重要環節。目前，環境因子對大麥籽粒蛋白質含量影響的研究較多，由于青稞是裸大麥，因此對青稞而言，關于大麥的研究結果也具有較高的參考價值。

2.1 氮肥

齊軍倉等[7]的研究表明，施氮量對青稞蛋白質含量存在顯著影響，施氮量的增加有利于提高青稞籽粒的蛋白質含量。王爽等[8]的研究表明，當施氮量為純氮0 kg·hm-2、112.5 kg·hm-2和225 kg·hm-2時，大麥品種揚飼麥3號和Naso Nijo的蛋白質含量隨施氮量的增加呈現逐漸上升的趨勢;進一步分析發現，施氮量的增加對籽粒清蛋白含量和球蛋白含量的影響不顯著;但是對醇溶蛋白和谷蛋白含量的影響非常明顯。徐壽軍等[9]的研究表明，在0 kg·hm-2、90 kg·hm-2、180 kg·hm-2、270 kg·hm-2 4個施氮水平上，大麥籽粒的蛋白質含量隨著施氮量的增加呈現出先升高后降低的趨勢。

2.2 鉀肥

胡志橋等[10]研究了鉀肥施用量對啤酒大麥甘啤4號品質性狀的影響。研究結果表明，使用一定量的鉀肥可以顯著提高甘啤4號的粗蛋白含量。

2.3 播種期

徐壽軍等[9]設置3月23日、4月8日和4月23日3個播種期，研究了播種期對啤酒大麥籽粒蛋白質含量的影響。結果表明，隨著播期的推遲，大麥籽粒的蛋白質含量有所增加。

2.4 海拔

隨著海拔的升高，氣溫逐漸降低，太陽輻射強度增加，晝夜溫差變大，因此，海拔是影響作物品質的重要因素。孟亞雄等[11]的研究表明，隨著海拔的升高，參試大麥品種的生育期顯著延長，其籽粒的蛋白質含量呈現逐漸降低的趨勢。

3 影響青稞蛋白質含量的遺傳因素

青稞就是裸大麥，因此對于青稞而言，影響大麥蛋白質含量的遺傳因素有很高的參考價值。2012年，Jin等[12]利用1 618個DArT標記對61份西藏野生大麥種質進行籽粒蛋白質含量的全基因組關聯分析。結果表明，與籽粒蛋白質含量相關的標記主要分布在1H、2H、5H和6H染色體上，44個標記與籽粒球蛋白、醇溶蛋白和谷蛋白含量相關，僅有5個位點與清蛋白、球蛋白、醇溶蛋白和谷蛋白含量相關。2013年，Cai等[13]對59個大麥栽培種和99個西藏野生大麥種質的蛋白質含量進行全基因組關聯分析。結果表明，大麥蛋白質含量主要受遺傳因素的影響，其基因或QTL位點分布在大麥1H、2H、3H、5H、6H和7H染色體上，其中一個QTL位點對蛋白質含量的表型解釋率達到40%，該位點包含大麥HvNAM1基因所在位點。通過對參試大麥種質HvNAM1、HvNAM2基因的測序分析，結果顯示，HvNAM1基因的序列多態性與參試大麥種質的蛋白質含量無關，但HvNAM2基因第二內含子序列的SNP位點與參試大麥種質的蛋白質含量相關。

參考文獻：

[1] 巨苗苗，費希同，林源，等.不同種源大麥籽粒功能成分及蛋白質含量變異分析[J].安徽農學通報，2014（17）：39-40.

[2] 王建林，鐘志明，馮西博，等.青藏高原青稞蛋白質含量空間分異規律及其與環境因子的關系[J].中國農業科學，2017，50（6）：969-977.

[3] 徐菲，黨斌，楊希娟，等.不同青稞品種的營養品質評價[J].麥類作物學報，2016，36（9）：1249-1257.

[4] 王顯萍.青海省青稞品質育種現狀與方向[J].青海農林科技，2009（3）：26-29.

[5] 劉新紅.青稞品質特性評價及加工適宜性研究[D].西寧：青海大學，2014.

[6] 王洪偉，武菁菁，闞建全.青稞和小麥醇溶蛋白和谷蛋白結構性質的比較研究[J].食品科學，2016，37（3）：62-67.

[7] Qi J C， Zhang G P， Zhou M X. Protein and hordein content in barley seeds as affected by nitrogen level and their relationship to beta-amylase activity[J].Journal of Shihezi University，2006，43（1）：102-107.

[8] 王爽，李贏，呂超，等.施氮量和密度對大麥籽粒蛋白質含量及組分的影響[J].分子植物育種，2019（11）：3788-3793.

[9] 徐壽軍，張鳳英，劉志萍，等.播種期和氮肥用量對春大麥灌漿期籽粒蛋白質和游離氨基酸含量的影響[J].麥類作物學報，2017，37（12）：1611-1618.

[10] 胡志橋，郭天文，賴麗芳，等.施鉀對河西綠洲灌區啤酒大麥產量和品質的影響[J].麥類作物學報，2008，28（6）：1028-1030.

[11] 孟亞雄，趙向田，馬小樂，等.海拔對啤酒大麥產量和品質的影響[J].麥類作物學報，2016，36（9）：1258-1263.

[12] Jin X， Wei K， Zhang G. A genome-wide association analysis of quantitative trait loci for protein fraction content in Tibetan wild barley[J].Biotechnology letters，2012，34（1）：159-165.

[13] Cai S， Yu G， Chen X， et al. Grain protein content variation and its association analysis in barley[J]. BMC Plant Biology，2013，13：35.

（責任編輯：趙中正）