富含6種花青素紫黑色小麥新品系14γ-z-22的選育

吉克呷呷，謝三作，吉瓊芳，辜義芳，楊德琪

（涼山彝族自治州農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院，四川 涼山 615000）

隨著生活水平的日益提高，人們在吃飽吃好的基礎(chǔ)上，對吃得健康的要求也越來越高。彩色小麥作為一種具有豐富營養(yǎng)的新型小麥品種，其富含花青素、微量營養(yǎng)元素等物質(zhì)，具有抗炎、抗癌、降血脂和降低心血管疾病發(fā)生率等作用，受到越來越多的關(guān)注［1-2］。

隨著彩色小麥受關(guān)注度的提升，彩色小麥的品種審定也呈增加趨勢，近25 年來，共審定了61 個彩色小麥品種，其中河南、山東、河北、山西4 個省份審定的彩色小麥品種最多，占總品種數(shù)的77%，產(chǎn)業(yè)化發(fā)展也做得最好［3-4］。彩色小麥是生物強化育種的良好種質(zhì)資源，更是小麥實現(xiàn)主食功能化的良好途徑。

為培育出優(yōu)質(zhì)特色小麥品種，為涼山州特殊生態(tài)區(qū)域的小麥產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供新的發(fā)展方向，提高小麥附加值，助力鄉(xiāng)村振興，涼山彝族自治州農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院（原涼山州西昌農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所）小麥誘變育種課題組于2000 年應(yīng)用從河南省南陽市農(nóng)業(yè)科學(xué)院引進的紫小麥作母本組配雜交組合，開啟了彩色小麥培育工作。于2005 年培育出2 個產(chǎn)量性狀較優(yōu)的紫黑色小麥品系05γ-485、05γ-486［5-6］。課題組應(yīng)用60 多年來的小麥誘變育種實踐成果，采取60Coγ 輻射誘變和常規(guī)雜交育種相結(jié)合的方式，大量組配雜交組合，并將雜交干種子進行輻射誘變后，在田間開展后代選育，以期培育出花青素含量種類多且含量較高的彩色小麥新種質(zhì)和新品系（種），為培育優(yōu)質(zhì)彩色小麥品種奠定基礎(chǔ)。

課題組經(jīng)過多年的努力，已成功培育出花青素總含量達111.255 mg/kg，且同時含天竺葵色素、矢車菊色素、飛燕草色素、芍藥色素、牽牛花色素和錦葵色素6 種植物花青素的小麥新品系紫黑色小麥14γ-z-22。

1 親本來源

1.1 母本

選用經(jīng)60Coγ 射線20 KR 輻照后育成品種94γ-430 在田間自然獲得的藍色小麥經(jīng)系統(tǒng)選育獲得的品系08γ-（54）作母本。

1.2 父本

選用從河南省南陽市農(nóng)業(yè)科學(xué)院周中普團隊處引進的紫色小麥與白粒小麥雜交的干種子，經(jīng)60Coγ 射線20 KR 輻照后經(jīng)5 個世代系統(tǒng)選育的紫色小麥穩(wěn)定品系05γ-485 作父本。

2 選育方法及過程

2009 年3 月，以藍色小麥品系08γ-（54）為母本、紫色小麥品系05γ-485 為父本進行雜交，獲得的雜交干種子經(jīng)60Coγ 射線20 KR 輻照處理，獲得M0代種子；M0代種子進行室內(nèi)細沙育苗，待M0代長到2 葉1 心時移栽到?jīng)錾揭妥遄灾沃蒉r(nóng)業(yè)科學(xué)研究院安寧鎮(zhèn)試驗基地大田種植，M1代全部收獲，單穗脫粒裝袋保存；2010 年11 月條播種植M2代，在田間選擇株型緊湊、分蘗力強、株高適中，重點選擇籽粒顏色呈紫黑色的穗，獲得28 穗，進行單穗脫粒裝袋保存；2011 年11 月，入選的穗按穗系進行條播種植M3，田間選擇方法同M2代，獲選的穗進行室內(nèi)單穗脫粒，并用刀片切開鑒定籽粒橫切面，選留籽粒種皮、糊粉層帶有顏色的穗，入選32 穗，并單穗脫粒裝袋保存；2012—2013 年按穗系進行條播種植M4～M5代，按目標選擇優(yōu)良穗系，編號收獲，進行單穗脫粒，人工剔除顏色不一致的籽粒，選留基本一致的紫黑色籽粒；2014 年獲得田間表現(xiàn)基本一致的穗行，收獲進行單穗脫粒；2015 年按穗行繼續(xù)種植M6代，田間表現(xiàn)一致穩(wěn)定成系，命名為14γ-z-22。

3 選育結(jié)果

3.1 特征特性

14γ-z-22 為春性中熟種。幼苗半匍匐，葉片綠色，分蘗力中等，成穗率較高，株型較緊湊，株高78.0 cm 左右，穗長方形，長芒，穗長12.5 cm 左右，穗粒數(shù)54.4 粒左右，千粒重43.4 g 左右，籽粒飽滿、紫黑色、硬質(zhì)、卵圓形。

3.2 產(chǎn)量表現(xiàn)

14γ-z-22 參加2019—2020 年度小麥穩(wěn)定品系比較試驗，13.3 m2的產(chǎn)量為8.15 kg，折合產(chǎn)量為6 112.5 kg/hm2。

3.3 抗病性

2019 年10 月，紫黑色小麥14γ-z-22 送四川省農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院植物保護所進行抗病性接種鑒定，鑒定結(jié)果顯示，高感條銹病、赤霉病，中抗白粉病。2019—2020 年度課題組開展的小麥穩(wěn)定品系比較試驗中進行詳細的田間病害觀察記載，中感條銹病，未見白粉病和赤霉病發(fā)生。

3.4 品質(zhì)特性

3.4.1 加工品質(zhì)

2019 年將14γ-z-22 籽粒送往農(nóng)業(yè)農(nóng)村部谷物及制品質(zhì)量監(jiān)督檢驗測試中心（哈爾濱）進行加工品質(zhì)檢測。結(jié)果（見表1）顯示，容重776 g/L，粗蛋白（干基）含量12.9%，濕面筋（以14%水分計）含量為26.0%，吸水量為0.653 mL/g，面團穩(wěn)定時間為1.1 min。蛋糕比容評分26 分，蛋糕總評分81 分，餅干總評分82 分。

表1 14γ-z-22加工品質(zhì)和礦物質(zhì)元素含量

3.4.2 礦物質(zhì)元素含量

2019 年，將14γ-z-22 籽粒送往農(nóng)業(yè)農(nóng)村部谷物及制品質(zhì)量監(jiān)督檢驗測試中心（哈爾濱）進行鐵、鋅、硒、鈣4 種礦物質(zhì)元素含量檢測，結(jié)果（見表1）顯示，鐵24.5 mg/kg、鋅38.5 mg/kg、硒0.058 mg/kg、鈣310 mg/kg。

3.4.3 花青素種類及含量

紫黑色小麥14γ-z-22 與棕色小麥19γ-z-26、藍色小麥20γ-z-15、紫色小麥05γ-485（父本）課題組育成的4 個彩色小麥穩(wěn)定品系送至農(nóng)業(yè)農(nóng)村部谷物及制品質(zhì)量監(jiān)督檢驗測試中心（哈爾濱）進行花青素含量檢測，分別檢測上述小麥樣品中飛燕草色素、矢車菊色素、矮牽牛花色素、天竺葵色素、芍藥素和錦葵色素6 種花青素的含量。

花青素含量檢測結(jié)果（見表2）顯示，紫黑色小麥14γ-z-22 花青素種類全且總含量遠高于其他3 個檢測小麥。從花青素種類來看，紫黑色小麥14γz-22 檢測出含飛燕草色素、矢車菊色素、矮牽牛花色素、天竺葵色素、芍藥素和錦葵色素6 種花青素，而棕色小麥19γ-z-26、藍色小麥20γ-z-15、紫色小麥05γ-485 中均只含部分花青素種類，其中棕色小麥19γ-z-26 僅檢測出含矢車菊色素1 種花青素，藍色小麥20γ-z-15 檢測出芍藥素、飛燕草色素、矢車菊色素3 種花青素，紫色小麥05γ-485檢測出芍藥素、矢車菊色素、矮牽牛色素3 種花青素；從花青素總含量來看，紫黑色小麥14γ-z-22的花青素總含量達到了111.255 mg/kg，是其紫色小麥（父本）05γ-485 的8.9 倍，是棕色小麥19γz-26 的35.4 倍，是藍色小麥20γ-z-15 的2.8 倍；從單類花青素含量來看，僅有紫黑色小麥14γ-z-22 檢測出含錦葵色素和天竺葵色素，且其余4 種花青素的含量均高于其他3 個彩色小麥，其中，芍藥素是藍色小麥20γ-z-15 的10.7 倍、紫色小麥（父本）05γ-485 的4.5 倍，飛燕草色素是藍色小麥20γ-z-15 的1.9 倍，矢車菊色素是棕色小麥19γz-26 的15.2 倍、藍色小麥20γ-z-15 的2.1 倍，矮牽牛色素含量是紫色小麥（父本）05γ-485 的11.9 倍。

表2 紫黑色小麥14γ-z-22與3個彩色小麥的花青素檢測結(jié)果 單位：mg/kg

3.4.4 氨基酸含量

2021 年將紫黑色小麥14γ-z-22 籽粒送往農(nóng)業(yè)農(nóng)村部谷物及制品質(zhì)量監(jiān)督檢驗測試中心（哈爾濱）進行了17 種氨基酸檢測。結(jié)果（見表3）顯示，紫黑色小麥14γ-z-22 氨基酸總量為9.77%，其中賴氨酸含量0.29%。

表3 紫黑色小麥14γ-z-22氨基酸含量 單位：%

4 結(jié)束語

彩色小麥的花青素檢測結(jié)果顯示，紫黑小麥14γ-z-22 花青素總含量最高，是其余3 個彩色小麥的數(shù)倍或數(shù)十倍，其次是藍色小麥20γ-z-15，排在第3 的是紫色小麥05γ-485，最低的是棕色小麥19γ-z-26；紫黑小麥14γ-z-22 含6 種花青素，為含花青素種類最多的，其次是藍色小麥20γ-z-15和紫色小麥05γ-485，含3 種，棕色小麥19γ-z-26 僅含1 種。

從花青素的總含量和種類來看，紫黑色小麥含量最高、種類也最多，藍色小麥和紫色小麥的總含量和種類次之，棕色小麥總含量最低、種類也最少。說明彩色小麥籽粒顏色越深，花青素含量和種類越多。

根據(jù)紫黑色小麥14γ-z-22 的抗病性接種鑒定結(jié)果顯示，高感條銹病和赤霉病，經(jīng)試驗其產(chǎn)量為6 112.5 kg/hm2。結(jié)合多年的彩色小麥品種培育歷程，彩色小麥的抗病性和產(chǎn)量較普通白粒小麥要差一些，要想實現(xiàn)彩色小麥的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，質(zhì)優(yōu)的同時要兼顧產(chǎn)量，在彩色小麥育種過程中，抗病性的改良和產(chǎn)量的提高仍是重點。