王冬梅,于經川,馮燁宏,殷巖,李林志,嚴美玲,趙倩,辛慶國,丁曉義,姜鴻明,孫曉輝
(煙臺市農業科學研究院,山東煙臺 265500)
小麥是全世界最重要的糧食作物,為人們提供約21%的食物熱量和20%的蛋白質[1]。小麥是唯一含有面筋的作物,其品質優劣不但影響其商業價值,而且是優質食品加工生產的原料基礎,決定著加工食品的質量[2]。隨著生活水平的提高和生活節奏的加快,人們對食品的種類和質量提出了更高要求,居民飲食由家庭自制向著購買半成品、成品方向過渡,因而對優質小麥的需求不斷增長。
中國的小麥品質研究起步于20世紀80年代,當時隨著溫飽問題的解決,品質研究逐步得到重視,籌建相對完善的品質分析實驗室,大體摸清了中國小麥的品質狀況,建起品質評價體系,也提出全國品質區劃方案[3]。1999年國家冬小麥品種區試開始進行品質分析,主要包括容重、蛋白質含量、濕面筋含量、沉淀指數、吸水量和穩定時間,2002年增加拉伸面積和最大拉伸阻力,2008年又增加籽粒硬度指數[4]。與此同時由于產業結構調整,品質改良成為小麥育種的重要目標[5,6],經過小麥育種者的辛勤努力,先后育成豫麥34[7]、鄭麥 9023[8]、鄭麥 366[9]、西農 979[10]和皖麥38[11]等一批高產優質兼顧的強筋主推品種,實現產量和品質的同步提升,中國小麥的整體加工品質得到顯著提高。
蒲艷艷等[12]在分析中國小麥蛋白質品質現狀及存在問題基礎上,探討了優質小麥選育的方法和建議。郭世華等[13]認為,小麥品質性狀為數量性狀且比較復雜,受基因型和環境共同影響。山東是中國小麥的主產省,其產量高低和品質優劣對中國的糧食安全和飲食生活起到至關重要的作用。本研究以1999—2018年山東省審定的125個品種為材料,對其籽粒粗蛋白含量、濕面筋含量、沉降值、吸水量和穩定時間5項指標進行分析,以期為今后優質強筋小麥品種的選用推廣和品質改進提供一定參考。
以1999—2018年山東省審定的125個小麥品種為材料,其品質性狀數據來源于山東省小麥品種審定公告、山東省農業農村廳應用數據庫、中國知網和第一種業網,具體見表1。組別類型有水地品種90個,旱地品種24個,晚播早熟品種8個,紫小麥1個,糯小麥1個,紫糯小麥1個。其中山東農業大學育成25個,煙臺市農業科學研究院12個,山東省農業科學院11個,泰安市農業科學研究院9個,淄博市農業科學研究院、濟寧市農業科學研究院、山東良星種業有限公司、泰安市汶農種業有限責任公司均為4個,臨沂市農業科學院、聊城市農業科學研究院、菏澤市科源種業有限公司、淄博禾豐種業科技有限公司、郯城縣種子公司均為3個,青島農業大學、山東省青豐種子有限公司、濰坊市農業科學院、泰安市泰山區瑞豐作物育種研究所、濟南永豐種業有限公司、濟寧紅地種業有限責任公司、濱州黑馬種業有限公司、山東鑫豐種業有限公司、濟南鑫瑞種業科技有限公司、石家莊市藁城區農業科學研究所均為2個,菏澤市農業科學院、菏澤市豐川農業科學技術研究所、菏澤市菏豐種業有限公司、菏澤市牡丹區農業技術推廣站、鄄城縣種子公司、萊州市農業科學院、山東洲元種業股份有限公司、泰安市泰山區久和作物研究所、肥城市良種示范繁育農場、濱州泰裕麥業有限公司、陽信縣種子公司、山東鑫星種業有限公司、山東愛農種業有限公司、蒼山農墾實業總公司、山東圣豐種業科技有限公司、江蘇省徐淮地區徐州市農業科學院、河北省邯鄲市農業科學院均為1個。

表1 小麥審定品種基本情況
125 個小麥品種間的品質性狀類型豐富,差異很大(表2)。其中,籽粒粗蛋白含量變幅為10.70% ~17.84%,平均值為 13.67%,變異系數8.59%;濕面筋含量變幅為 27.30% ~45.70%,平均值為33.68%,變異系數8.87%;沉降值變幅為12.70~54.80 mL,平均值為32.16 mL,變異系數 22.66%;吸水量變幅為 52.40% ~74.30%,平均值為61.10%,變異系數5.98%;穩定時間變幅為 0.80~31.00 min,平均值為 5.40 min,變異系數 90.02%。
濕面筋含量和吸水量的平均值較高,達到強筋標準;籽粒粗蛋白含量的平均值居中,達到中強筋標準;沉降值和穩定時間的平均值較低,僅達到中筋標準。吸水量的變異系數最小,表明品種間吸水量的差異較小;籽粒粗蛋白含量的變異系數居中,表明品種間該指標差異中等;沉降值和穩定時間的變異系數大,兩指標品種間差異較大,存在著豐富的變異類型,可以選擇的范圍較寬。

表2 品質性狀指標表現
根據中華人民共和國國家質量監督檢驗檢疫總局和中國國家標準化管理委員會2013年發布并實施的小麥品種品質分類中華人民共和國國家標準(GB/T 17320—2013),籽粒粗蛋白含量達到強筋、中強筋、中筋和弱筋標準的品種分別為49、42、19、15個,分別占品種總數的 39.2%、33.6%、15.2%、12.0%(表3);濕面筋含量達到強筋、中強筋、中筋和弱筋標準的品種分別為114、9、2、0個,占品種總數的 91.2%、7.2%、1.6%、0;沉降值達到強筋、中強筋、中筋和弱筋標準的品種分別為 14、20、45、46個,占品種總數的 11.2%、16.0%、36.0%、36.8%;吸水量達到強筋、中強筋、中筋和弱筋標準的品種分別為80、20、12、13個,占品種總數的 64.0%、16.0%、9.6%、10.4%;穩定時間達到強筋、中強筋、中筋和弱筋標準的品種分別為23、9、57、36個,占品種總數的18.4%、7.2%、45.6%、28.8%。

表3 125個品種的國家小麥品質達標情況
將22個強筋和中強筋品種的品質指標列于表4。可以看出,5項指標全部達到強筋標準的有濟南17、濟麥44、藁優9415、淄麥12、泰山27共5個品種,占比4.0%。藁優5766和洲元9369除了沉降值,濟麥229和煙農19除了吸水量,其余4項指標均達到強筋標準;濟麥20的4項指標均達到中強筋標準,穩定時間達到強筋標準(14.9 min),以上5個品種的品質接近強筋標準,占所有品種的4.0%。5項指標全部達到中強筋標準的有泰麥一號、泰科麥33、山農25、山農111、齊民6號、齊民8號、科信9號、陽光10、紅地166、濰麥7號、淄麥28、愛麥1號共12個品種,占比9.6%。
5項指標全部達到中筋標準的品種有濟麥19、濟麥21、濟麥22、濟麥60、濟寧12、濟寧16、濟寧 17、良星 66、良星 77、山農 15、山農 18、山農21、山農22、山農24、山農28、山農31、山農32、山農36、優麥2號、煙農21、煙農5286、煙農0428、煙農999、齊麥2號、齊民9號、鑫麥296、鑫瑞麥38、鑫星169、萊州 95021、菏麥 20、裕田麥 119、汶農5號、濰麥8號、太麥198、圣麥102、臨麥9號、聊麥16、紅地176、徐麥36、黑馬1號共40個品種,占比32.0%。由于所有品種的濕面筋含量均超過26%,所以沒有一個達到標準的弱筋品種;有63個品種的品質介于中筋和弱筋之間,占所有品種的50.4%。

表4 強筋和中強筋品種的品質性狀指標表現
本研究表明,山東省1999—2018年審定小麥品種的品質總體水平為中等偏弱,其中濕面筋含量和吸水量較高,籽粒蛋白質含量中等,沉降值和穩定時間較低;沒有達到標準的弱筋品種,強筋和中強筋品種比例較低。這與胡衛國[14]、張東旭[15]等對黃淮麥區和北部冬麥區以及李碩碧等[16]對陜西省小麥品質性狀分析的結果相一致。趙雙鎖等[17]研究了2007年河南省小麥水地區試品種(系)的品質,結果為蛋白質、濕面筋含量和沉淀值半數以上達到強筋標準,但吸水量和穩定時間偏低,導致小麥綜合品質較差。趙莉等[18]研究發現,近年來育成小麥品種的蛋白質含量不低,但品質性狀不夠協調,中筋或中弱筋類型偏多。王輝等[19]對全國冬小麥7區79個品種(系)的品質性狀分析表明,面筋蛋白質質量差是冬小麥品質改良的關鍵所在。造成中國小麥品質中筋偏弱的原因除了優質種質資源較少[20,21]、各主要產麥區所用親本單一[22-25]、14+15、5+10等優質亞基出現的頻率較低外[26-28],還與 1BL/1RS易位系[29]的廣泛應用有關。1BL/1RS易位致使 1RS的編碼谷蛋白基因丟失而攜帶1RS的編碼黑麥堿基因,引起面筋蛋白組分發生數量和質量變化,使得面團耐揉性減弱、面團發黏,加工品質變差,面包體積變小[30];1BL/1RS易位也引起小麥面條品質變劣[31]。提高小麥品質應盡量避免使用1BL/1RS易位系作為雜交親本。
總之,山東省1999—2018年審定小麥品種的濕面筋含量和吸水量較高,籽粒粗蛋白含量中等,沉降值和穩定時間較短。由此認為蛋白質和濕面筋含量不再是制約山東強筋和中強筋品質提升的主要因素,品質性狀間不夠協調是導致山東審定小麥品種中筋偏弱、強筋和中強筋品種不足的重要原因。山東小麥品質改良的重點是提高沉降值和穩定時間,加強優質種質資源的收集和有效利用,提高優質亞基比例,促進各品質性狀的平衡發展;在綜合考慮雜交親本遺傳背景的基礎上,應結合優質HMW-GS定向選擇和品質篩選,提高育種成效。