西藏青稞研究现状及品种遗传改良进展

吴宏亚 陈初红 胡 俊 毛浓文 张伯桥 马谈斌 陈秀兰 程顺和*

(1.江苏里下河地区农业科学研究所，江苏 扬州 225007;2.西藏拉萨市农业科学研究所，西藏 拉萨 850000)

青稞是禾本科大麦属的一种禾谷类作物，因其内外颖壳分离、籽粒裸露，又称裸大麦、仁大麦、元麦、米大麦等。目前，主要分布在我国西藏、青海、四川的甘孜州和阿坝州、云南的迪庆、甘肃的甘南等高寒地区［1］。青稞具有丰富的营养价值和突出的医药保健作用，是西藏四宝之首糌粑的主要原料。青稞在青藏高原上种植约有3500年的历史，是西藏最主要的农作物，也是藏族人民的主要口粮。青裸产量的丰欠直接关系到藏区政治稳定和经济建设。

1 青稞的经济价值

1.1 营养成分

青稞具有丰富的营养价值。据测定，青稞中β葡聚糖平均含量为3.66%～8.62%，膳食纤维含量为16%，其中不溶性纤维9.68%，可溶性疗效纤维6.37%，支链淀粉含量高达74%～78%。此外，富含如硫胺素、核黄素、尼克酸、维生素E等稀有营养成分，以及钙、磷、铁、铜、锌和微量元素硒等多种对人体健康有益的矿物元素。

1.2 医药保健作用

在高寒缺氧的青藏高原，为何不乏百岁老人，这与常食青稞和青稞突出的医疗保健功能是分不开的。据《本草拾遗》记载:青稞，下气宽中、壮精益力、除湿发汗、止泻。藏医典籍《晶珠本草》更把青稞作为一种重要药物，用于治疗多种疾病，具有提高机体防御能力、调节生理节律的作用。

1.2.1 β-葡聚糖。β-葡聚糖通过减少肠道黏膜与致癌物质的接触和间接抑制致癌维生物作用来预防结肠癌;通过降血脂和降胆固醇的合成预防心血管疾病;通过控制血糖防治糖尿病。

1.2.2 膳食纤维。膳食纤维具有清肠通便，清除体内毒素的良好功效，是人体消化系统的清道夫。

1.2.3 青稞支链淀粉。支链淀粉含大量凝胶黏液，加热后呈弱碱性，对胃酸过多有抑制作用。对病灶可起到缓解和屏障保护作用。

1.2.4 稀有营养成分。每100 g青稞面粉中含硫胺素(维生素 B1)0.32 mg，核黄素(维生素 B2)0.21 mg，尼克酸3.6 mg;维生素E0.25 mg。这些物质对促进人体健康发育均有积极的作用。

1.2.5 微量元素。青稞含有多种有益人体健康的无机元素钙、磷、铁、铜、锌和微量元素硒等矿物元素。硒是联合国卫生组织确定的人体必需的微量元素，而且是该组织目前唯一认定的防癌抗癌元素［3］。

2 青稞的种植区划

青稞是一种广适性、抗逆性强的麦类作物，西藏青稞垂直分布高差达3300 m，高限在岗巴县吉汝村，海拔高度达4750 m，低限在墨脱县，海拔1450 m以下［4］。到目前为止，西藏已经发现和报道的青稞变种有501个［5］，在海拔2500 m以下，只有54个变种，占总变种数的10.8%;在海拔4500 m以上，变种数更少，只有15种，占3.0%;而在海拔3000～4000 m的地段，变种数最多，其中海拔3500～4000 m有307个变种，占61.3%。

西藏青稞在长期的自然选择过程中形成了各具特色的品种类群。西藏传统的青稞产区大致可分为:冬青稞区，冬、春青稞兼种区，春青稞区和高寒早熟青稞区四大类［4］。

2.1 冬青稞区

位于藏东南、藏南边境的雅鲁藏布江、易贡藏布和察隅河的下游地区，包括察隅、墨脱县大部和波密县的易贡等地。海拔2400 m以下。年平均气温大于0℃的积温4000℃以上，最暖月平均气温18℃以上，并保持两个月左右。最冷月0℃以下的低温时间很短。平均初霜期在10月下旬以后，平均无霜期200 d，土壤无稳定的冻结层。年降水量700～1000 mm。年日照时数少于1800 h。农作物一年两熟或三熟，属暖热湿润气候类型。冬青稞地方品种穗密度为密穗或极密穗，芒形以长芒为主，部分为短芒或无芒;穗和芒以黄色为主，少数为紫色或黑色;籽粒以黄色为主，少数为绿、紫、黑或黑褐色。阶段发育特性以春性为主，部分为弱冬性;生育期偏短，一般于10月中、下旬播种，次年5月下旬至6月份收获。

2.2 冬、春青稞兼种区

传统的冬、春青稞兼种区位于雅鲁藏布江下游和易贡藏布、帕龙藏布、察隅河流域及金沙江、澜沧江、怒江中下游和藏南边境地区，包括察隅和墨脱县部分，米林、林芝、波密县大部，朗县、加查、工布江达县的沿江河谷地带，芒康和左贡县南部及贡觉县三岩、错那县勒布乡、亚东县下三乡、定结县陈塘乡、吉隆县江村、洛扎县拉康乡等。随着新的冬青稞品种的选育成功，在海拔3600 m左右的雅鲁藏布江流域的中下游和金沙江、澜沧江、怒江中下游，包括八宿、左贡、芒康、贡觉县大部，曲水、达孜、贡嘎、扎囊、乃东、隆子、加查等沿江河谷地带，冬青稞种植也较为广泛，甚至还有将春青稞冬种的习惯。海拔高度一般在2300～3600 m，有的地方低于2300 m。年平均气温7～11℃，大于0℃积温2800℃以上。最暖月平均气温17℃左右，冬季温度不很低，初霜期在10月中旬，无霜期超过130 d，土壤耕作层稳定解冻在2月中旬。年降水量500～930 mm，年日照时数1900～2700 h，个别地方只有1500 h左右，属温暖半湿润气候类型。这些地区以冬青稞为主，但在海拔2800 m以上的地方兼种春青稞。冬、春青稞地方品种的穗密度以密穗和极密穗居多，穗和芒的颜色多为黄色，部分为紫色，黑色的较少;籽粒颜色以黄色、绿色居多，紫色其次，红褐、黑和黑褐色等深色型品种相对较少。冬青稞的阶段发育特性以冬性为主，弱冬性和强冬性的较少;熟期类型以中熟居多，晚熟次之，早熟较少。一般于10月份播种，次年7月份收获。春青稞多属弱冬性，春性的较少。熟期类型以晚熟的居多，中熟次之，早熟较少。一般于3月份播种，有的地方于2月份播种，7～8月份收获。

2.3 春青稞区

传统的春青稞区位于横断山脉及金沙江、澜沧江、怒江中游的高山峡谷及上游，念青唐古拉山以南，雅鲁藏布江中、上游，拉萨河、年楚河、尼洋河、隆子河流域的河谷及山坡地带，包括昌都、拉萨、山南地区的大部分县，日喀则地区的部分县，以及阿里地区普兰、札达等县。海拔高度一般为3500～4100 m。年平均气温5～8℃，大于0℃积温2100～3100℃，最暖月气温12～17℃，最冷月气温0℃以下。初霜期在9月中旬至10月上旬，平均无霜期115 d，土壤耕作层稳定解冻在2月中下旬。年降水量270～490 mm，年日照时数超过2700 h。产区属温暖半干旱气候类型，农作物多为一年一熟，是西藏春青稞主产区。春青稞的穗密度以稀穗类型居多，密穗次之，极密穗较少;芒形以长芒类型居多，短芒次之，无芒较少，也有少数为钩芒类型;穗和芒的颜色以黄色居多，部分为紫色，黑色、黑褐色和红褐色相对较少。春青稞的阶段发育特性为春性，中熟和偏晚熟类型居多，早熟类型较少。一般于4～5月份播种，8～9月收获，一年一熟，也有少数海拔偏低地方，2～3月份播种，7月份收获。

2.4 高寒早熟青稞区

本区位于雅鲁藏布江中上游，冈底斯山东端南麓，喜马拉雅山北麓，念青唐古拉山南麓，怒江、澜沧江、金沙江上游，冈底斯山南麓的象泉河、孔雀河、狮泉河流域的河谷山地，包括日喀则地区南部多数县，山南地区的洛扎、措美、浪卡子县大部和错那县的错那乡，昌都地区的丁青、类乌齐县大部和江达县北部，那曲地区东部的索县、比如、巴青等县，阿里地区的日土、噶尔县大部和札达县部分山地。海拔高度一般为4000～4300 m。年平均气温1～4℃，大于0℃积温1400℃以上，土壤耕作层稳定解冻在5月中、下旬。年降水量170～580 mm，年日照时数2300～3400 h。为西藏农区与牧区的过渡地带，属半农半牧区，农作物一年一熟。春青稞品种以稀穗型占绝对优势，密穗或极密穗类型极少;芒形以长芒类型为主，其它芒形很少;穗和芒的颜色以紫色和黑色居多，籽粒颜色以紫、黑、黑褐等深色型居多，黄色的较少。此区的春青稞均属春性，多为早熟品种，中熟类型较少。一般5月份播种，8月下旬至9月份收获。

3 青稞的主要遗传性状研究现状

青稞是西藏人民的主要粮食作物，在当地发展青稞生产具有特殊的意义。为提高青稞育种的选择效果，有必要了解和掌握其主要性状的遗传特点。国内外有关青稞主要性状的遗传研究比较广泛。潘志芬等 (2007)研究表明:青藏高原栽培青稞具有丰富的遗传多样性，麦芽性状、淀粉性状、抗病性等重要农艺性状存在丰富的变异，是遗传育种的宝贵资源库。

3.1 青稞遗传力研究概况

遗传差异大是作物杂交育种中亲本选配的原则之一。青稞遗传力大小顺序依次为:株高、生育期、穗粒数、单株穗数、千粒重、单株产量;遗传变异大小顺序依次为:单株穗数、单株产量、穗粒数、株高、千粒重、生育期。遗传变异大的性状通过选择改进的程度也大。陈丽华等(2012)指出，单株穗数、千粒重、穗粒数是影响单株产量的主要因素。杨瑶君等(2000)研究表明，产量和有效穗具有较大或中等程度的遗传变异，应重点选择产量高、有效穗多的材料作亲本，在F2、F3代则侧重多穗型材料的选择。产量和每穗粒重的遗传变异潜力较大，每穗粒数和有效穗居中，千粒重最小。但栾运芳等(2009)研究表明西藏青稞产量主要受千粒重等可遗传的生态性状的影响。

3.2 青稞主要成分的研究概况

由于其分布地区所限，国内目前对青稞的研究主要是对青稞中β-葡聚糖功能特性的研究。西藏青稞β-葡聚糖含量为3.66%～8.62%之间，平均值为5.25%，是小麦的50倍。

因为研究手段和技术设备等多方面限制，青稞淀粉未能得到深入研究和利用。西藏青稞中淀粉含量平均值为55.97%，而且青稞淀粉成分独特，普遍含有74%～78%的支链淀粉。余美莲等 (1999)报道了用钢针 (冲击)研磨机和风选法分离裸大麦小颗粒和大颗粒淀粉的分离方法。史一一等 (2009)对利用碱性蛋白酶提取青稞淀粉工艺进行了研究;邹弈星等 (2008)对不同品种青稞的总淀粉含量和直链淀粉含量以及淀粉黏度性状进行了研究;郑学玲等 (2010)研究了青稞淀粉的理化性质，包括淀粉的颗粒形态、粒度分布及淀粉糊透明度、溶解度、膨胀力和糊化特性。张玉玉 (2010)对青稞淀粉提取工艺和青稞淀粉颗粒特性、糊特性及酶解特性等淀粉理化性状进行了研究。

许小丹 (1989)研究得出，西藏青稞籽粒粗蛋白质含量为7.68%～17.52%，平均为11.37%左右，低于燕麦和小麦但高于其他谷类作物。青稞中粗脂肪含量在1.18%～3.09%，平均为2.13%，比玉米和燕麦低但高于其他谷类物质。脂肪酸主要为亚油酸 (55%)，棕榈酸(21%)，以及油酸 (18%)，其油脂主要分布于糊粉层和胚中。可溶性纤维和总纤维均高于其他谷类作物。

少数学者对青稞主要微量元素等进行了研究。1989年，天津轻工业学院的许小丹对青海地区的青稞进行了研究，采用原子吸收分光光度法测得了部分微量元素的含量，采用气相色谱法对脂肪酸含量进行了测定;采用高效液相色谱法测定了水溶性维生素和脂溶性维生素的含量。

经检测，青稞中含有18种氨基酸，包括人体必需的8种氨基酸，对于补充机体每日必需氨基酸的需要有重要意义。尤其是谷物中缺乏的赖氨酸，其含量为0.36 g/100 g。现有许多学者利用青稞制作面条，结果发现青稞粉不能像小麦面粉一样形成面条，所以人们怀疑青稞中可能缺少面筋蛋白，也有人认为形成面筋的两种重要氨基酸 (谷氨酸和脯氨酸)含量之和必需占总氨基酸的60%以上。专家认为，原产自青藏高原的青稞，是一种真正意义上的绿色食物，是值得开发的谷类作物。

3.3 青稞抗病性研究概况

目前，西藏青稞抗病性研究资料较少，彭元馥 (1980)研究了青稞黑穗病的防治方法;袁维红等 (1991)对西藏青稞条纹病的发生与防治进行了研究;王海芸 (2012)对青稞主要病害及防治技术进行了研究;而近年来西藏曾大面积发生的青稞细菌性条斑病目前还没有任何研究进展，其防治技术还是完全照搬内地其他作物细菌性条斑病防治措施。

4 品种选育

据不完全统计，我国先后审定了几十个青稞品种，这些品种的优点主要表现在以下几个方面。

4.1 产量潜力明显提高

在最佳栽培环境下，青稞农家品种平均最高产量仅 282.9 kg/667 m2，初期育成品种产量313.5 kg/667 m2，20世纪80年代初育成品种产量368.3 kg/667 m2，90年代育成品种产量达421.6 kg/667 m2，而新近育成的品种产量可达500 kg/667 m2。

4.2 抗倒性和抗病性有了较大改善

以前西藏生产上的多数作物品种植株高大、株型松散、茎秆细软、群体生长不整齐、依靠主茎成穗，严重影响了品种产量潜力的发挥，也影响品种推广。新品种的选育克服了这些缺点。一般表现为株高适中、生长整齐、株型紧凑、分蘖成穗率有所提高、抗倒伏性状明显提高。

西藏青稞的主要病害有条纹病、条锈病和散黑穗病，且在生产上发病较为普遍。新品种的选育更加注重抗病育种亲本的选择，新选育的品种抗病性有了极大改善。

此外，西藏青稞品种普遍具有口紧，不易落粒;休眠期较长，成熟后遇雨水不易发芽，冬青稞耐寒性较强，春青稞较耐春寒，深色型品种多具有耐盐碱、耐旱等优良特性。有的品种由于成熟时穗子下垂、剑叶直立而有耐早霜的特点。

4.3 品质改良

以往西藏作物育种均以提高产量为主要目的，最近20多年来，品质改良成为主要目标之一。特别是藏青320由于籽粒蛋白质含量高的突出特点，受到群众普遍欢迎并迅速取代了生产上原有的杂合体农家品种和早期育成推广的品种。西藏青稞β-葡聚糖平均含量为6.57%，高于区外平均含量，是小麦平均含量的50倍。特别是新近育成的藏青25则是全球β-葡聚糖含量最高的大面积生产品种，其β-葡聚糖平均含量高达8.62%。

4.4 适应范围扩大，适应性增强

历史上种植的青稞农家品种适应范围很窄，往往一个品种仅限于一个自然村或乡，最大不出一个县范围内种植，在复杂、多变的生态条件下形成的多种品种生态特性 (特殊适应性)，造成相互引种的困难。青稞育成品种则克服了这一不足，绝大多数品种使用范围均超过一个县或较大江河流域，如藏青320、喜玛拉19等不但在全自治区各地广泛种植，而且还被引至周边省州。

5 青稞生产存在问题

5.1 种质资源匮乏

青稞是西藏人民的主要粮食作物，在西藏种植面积最大，分布最广，品种类型最多。随着当今科学技术的发展，西藏目前的种质贮藏条件、贮藏技术，尤其在青稞种质资源的研究方面已远远落后于国内外先进水平，在全自治区内没有形成规范的作物种质贮藏体系，相关种质资源的研究还处于低水平重复阶段。因此，虽然西藏作物种质资源丰富，但实际上可利用的特色种质资源还是相对比较匮乏。

5.2 研究基础薄弱

最近20多年来，青稞育种科研机构减少一半，技术人员流失三分之二，新品种选育速度明显放慢 (如拉萨市农科所专业技术人员只有十多人，还得兼顾农技推广工作)。最终导致青稞生产品种更换周期长，新品种推广慢，老品种混杂退化严重。目前主要种植的藏青320、喜马拉19等品种已推广应用了20多年。

5.3 产量水平不够突出

目前，为适应当地农民的粮草兼顾特点，主栽、主推的青稞品种 (一般株高110～130 cm)，穗下垂或半下垂、叶片大、茎秆脆软等形态特点，不但限制其单位面积成穗数的增加，而且不抗倒伏。目前西藏的河谷产区大面积倒伏已经非常严重，成为青稞持续增产的主要威胁［6］。因为农牧交错，燃料缺乏等使得秸秆还田几乎没有，导致土壤肥力逐年下降;受传统种植习惯的影响，现代植保措施不能完全应用，使大多数农田病虫害得不到有效控制，在青稞生产管理中不施肥、不灭草、不防病、不治虫的情况依然存在，另外青稞生产也未完全脱离广种薄收、二牛抬杠的原始落后状态，造成目前青稞产量水平不高。如西藏目前主推品种藏青320、喜马拉雅19号一般常年产量只有200～300 kg/667 m2。

5.4 品质不过硬

青稞品质在大麦生产及加工中占有重要地位，与人们生活密切相关。西藏青稞蛋白质含量低，面筋含量不高，所以制作的馒头等面食口感不太好［7］。根据对西藏五地市现有的生产品种青稞籽粒测定，蛋白质含量在9.6%～14.9%之间，平均含量11.3%。在氮肥丰富的河谷农区，蛋白质含量一般在12%左右，低于中国春大麦区(15.70%)、黄淮冬大麦区 (15.70%)、冬大麦区(13.42%)品种的含量标准，是中国裸大麦区(11.76%)中低蛋白含量地区。

6 今后研究工作

6.1 完善青稞育种及评价体系

青稞作为西藏传统作物在保障粮食安全和群众日常生活中占有十分重要的地位。近年来，全区科研管理部门和科研单位高度重视青稞育种工作，自治区科技厅将青稞育种列入“十二五”时期八个重大科技专项，着力为青稞产业发展提供种质资源保障。在青稞新品种选育、新品种示范推广、种质资源鉴定与创制等方面按照在优势学科领域优先实现突破的思路，积极完善青稞育种评价体系。

6.2 筛选和创造新资源

西藏青稞具有得天独厚的优势，给育种利用创造了条件，育种工作可通过冬春性杂交、类型间杂交、远缘杂交、品种间阶梯杂交、复交和聚合杂交等多种方式，筛选、创造选育出一批新资源。

6.3 辐照及太空诱变系选

辐照诱变及太空诱变育种周期短。诱变植物一般在第4代可稳定，少数在第3代就可稳定。比常规育种的第6代稳定提前2代，对缩短育种周期极为有利，可以节约许多人力物力。西藏青稞选育可利用辐照及太空诱变诱导生物体遗传性状发生变异，再通过选择，培育出新品种。

6.4 正确配制杂交组合

西藏的青稞品种具有前期生长缓慢、后期生长相对较快的特点，这既是地方品种对西藏春旱持续时间长的气候特点长期适应的结果，是地方品种抗春旱特性的具体表现，也是形成穗大粒多的因素。显然，这种自然形成的特性不是人为可轻易改变的，合理地利用这些地方种质资源，最重要的是要保留这些材料在适应性、抗病性、丰产性，尤其是适应性上的优势。而正确的亲本选用需要注意两点。一是本地资源的利用是青稞品种改良的基础。配制杂交组合要注意利用当地亲本的多样类型，通过多次组合 (杂交)，创造综合性状突出的材料。亲本应来自不同的生态区域，各自在性状、类型上差异大，组配杂交后，既有较大的遗传距离，亲和性又相对较好，各性状改进效果较好。二是立足本地优良材料，有针对性地导入外来优良性状，以弥补本地资源的某些缺陷，才能育出适应新情况的新品种。

6.5 加强各世代品质、抗性指标筛选

由于西藏育种条件和育种目标对性状的要求，稳定品系及新品种的鉴定一般分为三个过程:以全面考查优良株型，植株生育特性、抗性和产量性状表现的品系观察试验;以研究品系丰产性及其他性状表现的“品系产比试验”，以鉴定品种的适应性、丰产性及综合表现的区域试验等。从内容和程序上来看，青稞育种距系统化、规范化的要求还有较大距离。就具体育种工作发展需要来看，一方面以后要逐步加进抗病鉴定以及抗旱、抗冻鉴定的内容，二是要将鉴定与以前后代选择处理结合起来，三是将鉴定与其后的区试工作结合起来。

［1］强小林.西藏青稞研究的现状与发展 ［J］.西南农业学报，1991，4(1):109-114

［2］朱印酒.西藏青稞资源与分布特征 ［J］.西藏大学学报 (自然科学版)，2011，26(1):42-44

［3］百度百科 .青稞 ［EB/OL］.(2013-05-08)［2013 - 07 - 15］.http://baike.baidu.com/view/38369.htm.

［4］道客巴巴.西藏青稞、皮大麦种质资源 ［EB/OL］.(2012-03-05) ［2013-07-14］.http://www.doc88.com/p-501548621985.html.

［5］王建林，栾运芳，大次卓嘎，等.西藏栽培大麦变种组成和分布规律研究［J］.中国农业科学，2006(11):2163-2169

［6］强小林，巴桑玉珍，扎西罗布.青藏高原区域青稞生产性状调研考察初报 ［J］.西藏农业科技，2011，33(1):36-38

［7］赵慧芬，栾运芳，冯西博，等.浅析西藏青稞品质及其改良途径 ［J］.西藏科技，2008(3):18-21