黑小麥新品種農大4218 紫的選育和功能分析

閆 勇 李?？?王寒菊 郭 敏 張書奎 宋印明

（1.中國農業大學 北京 100193；2.河北省臨西縣農業農村局 河北臨西 054900；3.河北省曲周縣農業農村局 河北曲周 057250）

小麥是我國主要的糧食作物之一，近年來，隨著人民生活水平的不斷提高， 具有較高的營養價值和保健功能的彩色小麥倍受青睞。 彩色小麥（或稱黑小麥）的籽粒顏色為紫色、紫黑色、藍色和藍紫色[1]。 研究發現彩色小麥富含花青素、蛋白質、維生素和微量營養元素等。 張正斌提出，針對彩色小麥進行生物營養強化育種是一個重要研究方向[2]，可以安全經濟有效地提高小麥的營養成分。 也就是說， 運用傳統育種方法進行彩色小麥資源挖掘與創制， 以及彩色小麥新品種選育， 是小麥生物強化育種的主要方法和途徑。 農大4218 紫是由中國農業大學曲周實驗站選育的紫色特用小麥新品種， 由組合京冬8 號/黑小麥76 經系譜法選育而成。 2017-2020 年該品種完成河北省特用小麥區域試驗，2021 年9 月通過河北省農作物品種審定委員會審定 （審定編號： 冀審麥20219030）。

1 選育過程

2009 年 配 制 組 合 黑 小 麥76/京 冬8 號（F0）。2009-2010 年度 （F1）， 田間種植2 穗2 行， 編號為1063～1064，只收獲種子，不作選擇。 2010-2011 年度（F2），田間編號為2116，選擇紫色黑小麥21 株，選擇標準為籽粒飽滿、 色澤鮮艷、 株高在80 cm 左右。2011-2012 年度（F3）將21 個單株種植成系統群，行號為3101～3121 。 其中上一年編號為3114 的品系表現抗寒性好、豐相佳，特別是植株的高度矮于2 個親本，于是從該系中選黑色籽粒個體4 株，將紅色籽粒和粒色分離者淘汰。 2012-2013 年度（F4），來源于上一年3114 系統的4 個單株，組成了F4代系統群。 系統群內的每一個系統株系種植2 行（雙行區），田間行號4633～4634。 由于是冬春組合，抗寒性還有比較明顯的差異（分離），所以在春季返青時，插棍標記抗寒性好的單株。 根據后期一系列的性狀表現和抗寒性標記（插棍），在4633 株系（是上一年3114 株系的第3 株，表現突出）中選擇11 個單株，全部是紫皮黑小麥。 經過進一步的室內淘汰，有7 株升級為5 代。2013-2014 年度 （F5）， 田間行號5132～5138。 其中4633~4635，本年行號為5136 的株系表現整齊一致，抗寒性、 豐產性好， 紫粒性狀穩定一致， 從中當選8 株后，其余混收升級進入產量鑒定。 2014-2015 年度（F6），將優良品系分別種植10 行，田間行號（5136～5137）為6-4218 的表現整齊度高、籽粒深紫色、株高78 cm，莖稈質量好、抗倒性好。 2015-2016 年（F7），送6-4218 參加產量鑒定， 畝產為443.9 kg， 比衡4399減產2.6%。 品系6-4218 性狀表現穩定，籽粒飽滿。

2 選育結果

2015-2017 年經2 年異地試驗， 品系6-4218 整齊度高、籽粒紫色澤鮮艷、產量穩定。 推薦參加河北省黑小麥區域試驗，同時定名為農大4218 紫。

2.1 表觀性狀特征

該品種屬半冬性中晚熟品種， 平均生育期236.3 d，比對照晚熟1.0 d。幼苗半匍匐，葉色深綠，葉片較小， 分蘗力中等偏強。 成株株型較緊湊， 株高80 cm 左右。 穗紡錘形，長芒，白殼，紫粒，硬質，較飽滿。畝穗數48.9 萬穗，穗粒數31.4 粒，千粒重34.5 g。熟相佳。 常年畝產在500 kg 左右。

2.1.1 產量表現 2017-2019 年度河北省特用小麥組區域試驗，2 年區域試驗平均畝產450.7 kg， 平均比對照增產5.5%， 在4 個參試品種中居第1 位。2019-2020 年度生產試驗，平均畝產479.2 kg，比對照增產1.5%，6 個試驗點中5 點增1 點減，在4 個參試品種中居第2 位。

2.1.2 抗寒性 抗寒性較好。 遵化國家農作物品種區域試驗站抗寒性鑒定結果，2018-2019 年度越冬死莖率12.4%，對照品種死莖率8.9%；2019-2020 年度越冬死莖率0.4%，對照品種死莖率0.3%。

2.1.3 抗病性 河北省農林科學院植物保護研究所抗病性鑒定結果，2018-2019 年度高感條銹病、 白粉病、赤霉病，中抗葉銹病，感病紋枯病。

2.1.4 品質 2020 年河北省農作物品種品質檢測中心測定，粗蛋白質（干基）14.8%，濕面筋（14%濕基）25.8%，吸水量57.6 mL/100 g，穩定時間16.7 min，拉伸面積97 cm2，最大拉伸阻力512 E.U.，容重804 g/L。農大4218 紫小麥蛋白質含量高，穩定時間達到強筋標準，是可以直接作為面包原材料的紫小麥品種。

2.2 特用品質指標

2020 年9 月農大4218 紫全麥粉送至農業農村部農產品質量監督檢驗測試中心（鄭州）檢測，檢測編號：2020WA-0737。 比較農大4218 紫全麥粉與普通面粉中微量元素含量（表1）和氨基酸含量（表2）可知，農大4218 紫的鋅、鐵、鈣、硒、鉻元素含量分別為27.9 mg/kg、51.3 mg/kg、378 mg/kg、0.025 mg/kg、0.742 mg/kg，普通面粉濟22 全麥粉的各元素含量分別對 應 為16 mg/kg、43.3 mg/kg、324 mg/kg、0.022 mg/kg、0.426 mg/kg； 農大4218 紫比普通面粉各元素含量分別高74.38%、18.48%、16.67%、13.64%、74.18%，其中鋅和鉻元素的含量明顯比對照組高，增加74%以上，表明農大4218 紫富含豐富的微量元素，具有較高的營養價值。

表1 2020 年農大4218 紫全麥粉微量元素養分分析（單位：mg/kg）

由表2 可知， 農大4218 紫每100 g 全麥粉的賴氨酸、蘇氨酸、異亮氨酸、苯丙氨酸和組氨酸含量分別為0.40 g、0.39 g、0.49 g、0.74 g、0.36 g，普通面粉濟麥22 每100 g 5 種氨基酸含量分別為0.34 g、0.35 g、0.49 g、0.69 g、0.32 g。 4 種人體必需氨基酸中， 除異亮氨酸的含量與對照面粉相比無變化外， 農大4218紫賴氨酸、 蘇氨酸和苯丙氨酸含量分別比普通全麥粉高17.65%、 11.43%、 7.25%， 其中賴氨酸的含量相比對照增加最多。 農大4218 紫全麥粉總氨基酸含量為13.19 g/100 g， 普通面粉濟麥22 總氨基酸含量為11.98 g/100 g， 農大4218 紫比普通濟麥22 全麥面粉高10.10%。 組氨酸為嬰幼兒所必需， 對兒童視力發育有特定作用， 農大4218 紫小麥組氨酸含量為0.36 g/100 g， 普通面粉含量為0.32 g/100 g， 農大4218 紫比普通面粉高2.5%。 檢測結果表明， 農大4218 紫全麥粉蛋白質含量高，4 種必需氨基酸及組氨酸含量顯著高于普通面粉， 日常食用具有較高的營養價值。

表2 2020 年農大4218 紫全麥粉氨基酸含量分析（單位：g/100 g）

2021 年9 月農大4218 紫全麥面粉送交農業農村部農作物專用肥料重點實驗室 （曲周實驗站）檢測，檢測指標：磷、鉀、鈣、鎂、鐵、錳、銅、鋅元素；檢測儀器：微波消解儀，ICP。

由表3 可知，農大4218 紫面粉中磷、鉀、鈣、鎂、鐵、 錳、 銅、 鋅元素含量均比市場銷售的面粉高，分別高486.5%、308.0%、214.4%、753.2%、325.3%、939.0%、1 033.3%、42.7%。 人們最重視的鈣、鐵、鋅元素在農大4218 紫中含量分別為548.95、49.21、24.17， 市場銷售面粉的相應含量分別為174.60、11.57、16.94， 農大4218 紫分別比對照高214.4%、325.3%、42.7%，其中鈣和鐵元素農大4218 紫是普通市場面粉的3～4 倍， 表明該品種具有極高的微量元素含量和食用價值。

表3 2021 年農大4218 紫主要元素含量分析

3 產業發展分析

特用黑小麥品種農大4218 紫的功能性主要體現在： 紫粒小麥由于小麥果皮中的紫色花青素聚集于最外層的種皮，因而籽粒是紫色的，脫去麩皮磨出的面粉是白色的，全麥粉是紫褐色（巧克力色）的。 紫小麥種皮含有的天然色素花青素， 屬于花色苷類黃酮類物質，具有抗氧化還原作用，可以不同程度地預防糖尿病和阻止不良細胞的發生和擴散[4]。同時紫小麥面粉富含硒、鈣、鐵、鋅、硒等微量元素，可以作為特殊疾病人群補充微量元素的自然食物來源。

隨著人們對食品多樣化和營養安全的重視，功能性的食品會受到人們的更多青睞， 市場需求將越來越大。 據了解， 目前廊坊市大城縣鼎祥農場魏付船，引進農大4218 紫和農大5321 藍品種，已經開發了面粉、面條等產品，加工了黑小麥月餅等，2022 年8 月黑麥產品參加廣交會，大受歡迎。 河南省許昌市建安區瓏康家庭農場趙新芳引進了農大5321 藍小麥，加工銷售藍麥面粉，產值效益比種植普通小麥高1 500 元/畝。

12 月14 日，中共中央、國務院印發了《擴大內需戰略規劃綱要（2022－2035 年）》，綱要在持續提升傳統消費一節中提出倡導健康飲食結構，增加健康、營養農產品和食品供給，促進餐飲業健康發展。 特色黑小麥的選育和推廣符合《綱要》中提出的增加營養農產品供給的要求，符合當下加快農村產業升級、延長農作物生產產業鏈、促進種植戶增收等的需求，對推進農村一、三產業融合發展具有重要意義。