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特色小麦运黑161的选育经过及特征特性

2019-01-14蔡岳宋昱于章龙

现代农业科技 2019年23期
关键词:特征特性

蔡岳 宋昱 于章龙

摘要    运黑161是由山西省农业科学院棉花研究所特色小麦课题组以黑小麦品种漯珍1号为母本,黑小麦中间材料5041为父本选育而出的黑小麦新品种。本文总结了运黑161的选育过程,并根据2017—2018年连续2年的区试试验和品质分析结果,对其主要农艺性状表现进行总结,并对品质性状进行分析。该品种品质优良,富含微量元素锌和硒,具有良好的营养价值和保健功能。最后论述了选育体会,以期为后续研究提供参考。

关键词    特色小麦;运黑161;选育经过;特征特性

中图分类号    S512.1.035        文献标识码    A

文章編号   1007-5739(2019)23-0037-02                                                                                     开放科学(资源服务)标识码(OSID)

Abstract    Yunhei 161 is a new black wheat cultivar bred by Characteristic Wheat Research Group in the Cotton Research Institute,Shanxi Academy of Agricultural Sciences,using the Luozhen 1 as the female parent and 5041 as the male parent. The breeding process of Yunhei 161 was summarized,and the main agronomic and quality traits were analyzed,based on the results of regional trials and quality analysis for two consecutive years from 2017 to 2018.The variety had good quality,which was rich in trace elements zinc and selenium,and had good nutritional value. Finally,the breeding experience was discussed to provide reference for the follow-up research.

Key words    characteristic wheat;Yunhei161;breeding process;quality;characteristic

运黑161是山西省农业科学院棉花研究所特色小麦课题组成功选育的黑小麦新品种,其采用远缘材料与常规小麦进行有性杂交,同时进行后代系统选择,结合回交转育和聚合创制抗病方法,历经10余年成功选育出的一个黑小麦新品种,于2018年10月通过山西省品种审定委员会审定,审定编号为晋审麦20180015,山西省农业科学院棉花研究所拥有完全知识产权。

运黑161粒色紫黑,接近于黑色,苗壮叶浅,大穗大粒,钙、碘等含量较高,适合面粉、麦仁、蛋糕、饼干加工,属于黑色食品加工范畴,且产量与白小麦相当;缺陷是株高偏高,栽培时应注意灌溉时期,预防倒伏。

1    选育经过

1.1    选育目的和育种目标

《国家创新驱动发展战略山西行动计划(2014—2020年)》[1]对现代农业发展有如此指导:“开展动植物优异特色新种质、新材料创制和新品种选育。研究良种、良田、良法配套技术和农机农艺融合技术、设施农业集成技术、畜牧业高效生产技术、动植物生物安全技术及应对农业灾害技术。开发区域特色小杂粮、畜牧、果蔬、中药材等绿色无公害生产、贮运物流及精深加工关键技术。”因此,选育出适宜山西南部麦区种植的黑小麦新品种,不仅满足对普通小麦的饮食需求,同时增强保健功能,长期摄入黑小麦加工食品对Ⅱ型糖尿病、肥胖、心血管疾病以及结肠癌等慢性疾病具有预防作用[2-4]。故选育营养品质与加工品质均好、产量高且适合不同加工需求的专用黑小麦品种,既可以满足生产需要,又为山西省专用黑小麦种质资源的发展填补了空白。

1.2    亲本来源及选育过程

亲本组合:漯珍1号×5041,系谱号:99乌-9-1-1-21。

漯珍1号[5-6]是河南省豫中农作物品种展览中心选育的黑色小麦品种,该品种籽粒为紫红色,其蛋白质、脂类和灰分含量较普通小麦分别高23.26%、11.26%和8.26%;且氨基酸种类比较齐全,必需氨基酸与非必需氨基酸质量平均高于普通小麦23%左右;矿物质元素含量比较丰富,尤其在硒、锰与碘含量上具有突出优势。

5041是山西省农业科学院棉花研究所选育的黑小麦中间材料,该品种粒色深蓝,硒含量较高,为营养价值较高的黑小麦品系。

2004年利用紫粒资源材料漯珍1号与5041进行田间杂交,采用系谱法连续选育,结合粉质仪、面筋指数法等育种手段,2010—2011年株系提纯,2012年参加本组预备试验,2013年参加本组品比试验,2014—2016年进行多点鉴定及展示示范试验。

2    特征特性

2.1    历年区域试验产量表现

2017—2018年参加山西省南部水地特殊冬小麦区试,6个测试点区试结果显示,运黑161产量水平为4 948.5~5 868.0 kg/hm2,平均产量5 408.25 kg/hm2,较对照运黑28增产8.28%,达极显著水平;6个测试点中增产点率100%,居参试品种的第1位;平均穗数524.25万穗/hm2,穗粒数40.3粒,千粒重42.15 g(表1)。

2.2    农艺性状表现

运黑161属于冬性品种,全生育期243 d,叶色浅绿,秆、穗发白,分蘖能力较强,株型半紧凑,株高80~90 cm,茎秆较粗,韧性较好。后期茎、叶无蜡质,旗叶窄长,穗层较整齐,熟相较好。穗纺锤形,白壳、短芒、紫黑粒,籽粒角质,饱满度好。平均穗数524.25万穗/hm2,穗粒数40.3粒,千粒重42.15 g。

2.3    品质分析

从表2可以看出,2018年山西省南部水地区试混合样品质分析结果(哈尔滨)显示,运黑161容重786 g/L,蛋白质16.59%,湿面筋35%,沉淀指数60.5 mL,吸水量63.3 mL/100 g,面团形成时间7.5 min,稳定时间6 min,弱化度123 F.U,粉质质量指数101 mm,最大拉伸阻力497 E.U,延伸性160 mm,硒含量0.11 mg/kg,锌含量39.6 mg/kg。

2017年山西省南部水地区试混合样品质分析结果(哈尔滨),容重812 g/L,蛋白质16.93%,湿面筋35.9%,沉淀指数41.8 mL,吸水量60 mL/100 g,面团形成时间5.7 min,稳定时间6.6 min,弱化度104 F.U,粉质质量指数102 mm,最大拉伸阻力395 E.U,延伸性142 mm,总膳食纤维11.2%,硒含量0.23 mg/kg,锌含量29.8 mg/kg。

2.4    适宜区域

适宜在山西省南部中熟冬麦区水地种植。

3    高产栽培技术要点

施足底肥,适期播种,播期以9月底至10月初为宜,有节水灌溉的条件下,播量112.5~150.0 kg/hm2,常规年份浇2次水,特殊年份加灌开花水可保证高产。注意防治蚜虫、叶锈病、白粉病和纹枯病等病虫害。

4    选育研究体会

作为小麦家族中的新秀,黑小麦种质资源不多,亲本材料贫乏,育成的品种也较少,适用专用型的品种更少。在选育运黑161的过程中,利用不同地区、不同来源、不同遗传背景的紫粒、蓝粒种质资源,采用HMW-GS分离鉴定技术及结合粉质仪、面筋指数法作为品质育种辅助手段,根据不同加工用途,通过杂交改良,异地加带,连续定向选育多种优质基因聚合的黑小麦新类型。

我国黑小麦的选育是从20世纪80年代末开始,生产上主要推广的品种有漯珍1号、紫麦76号、运黑28、秦黑1号等,种质资源及推广应用品种较少,产量水平相对白麦较低,所以开展专用黑小麦种质资源创新与利用的研究十分必要。通过广泛收集不同地区、不同来源、不同遗传背景的紫粒、蓝粒种质资源,挖掘、利用优质、抗病、高产白粒小麦和糯性小麦材料为亲本与紫粒、蓝粒小麦进行杂交,导入优良基因,提高产量潜力,缩小黑、白小麦间产量差距,选育与白粒小麦产量相当或超出白粒小麦产量,适于不同加工需求的专用型黑小麦和糯黑小麦新品种(系),筛选出特有营养元素(富硒、碘、钙)的黑小麦新品种(系)。

加强黑小麦应用基础研究,创新种质资源,既要解决一些目前研究的问题,同时也要做一些超前研究,以便使黑小麦选育得到迅速发展与壮大。遗传学上,研究不同来源的紫粒、蓝粒杂交后代营养品质遗传和Wx基因缺失的糯性黑小麦的遗传,同时还要进行染色体定位及基因定位等方面的研究;病理学上,加强其抗病性的研究,尤其对锈病、白粉病、黄矮病及多种病害的研究;食品加工上,着重研究黑粒小麦加工品质的改良,选择适于不同加工需求专用型材料,拓宽食品深加工范围,提高其附加值;育种上,选育适合山西省南部地区,产量稳定、品质优良且营养丰富具有高硒、高碘等专用黑小麦新品种;栽培上,合理种植密度,减少农药与化肥使用量,同时提高有机肥、生物肥使用量,适时适量灌溉,种植出有机绿色产品[7]。

根据不同加工用途,选用不同地区、不同来源、不同遗传背景的种质资源与本地选育中间材料或品种进行杂交、回交等技术,尤其注重远缘材料的收集、利用,使不同颜色的特色小麦之间基因重组,定向选择高产、抗旱、抗病、优质等优良基因聚合的新种质,育成高营养专用型特色小麦和糯性小麦新品种(系)。如黑馒头、面条、饺子等,要求中高筋力、粒色深,并有一定延展性的品种。制作蛋糕、饼干及烫面制品则选用筋力较低或没有直链淀粉的糯麦品种(系)[8]。加工麦片、麦仁等要求籽粒圆、色深且淀粉糊化度高的品种(系)。

通过对黑小麦、糯性黑小麦的抗性鉴定、产量比较、品质测定,培育与功能性食品加工相配套的黑小麦新品系和适合营养配粉的糯性黑小麦新品系。

利用HMW-GS分离鉴定技术及面筋指数法作为品质育种辅助手段,改善黑小麦蛋白质含量与质量,进一步提高营养品质。通过室内试验,筛选出特有营养元素(富硒、碘、钙)和缺失Wx基因的糯性黑小麦品系,满足特色食品加工需求的黑小麦新品种(系)。

制定相应的标准化生产程序,以保证其产量和品质的稳定性和优良性。良种技术与栽培技术相结合,良种与良法相结合,使育成的新品种(系)能得到充分的表现与发挥。

黑、糯小麦具有很高的营养保健价值,全国各地对其研究开发方兴未艾,目前尚未实现大规模产业化,因而黑、糯小麦开发利用前景广阔[9]。深入开展黑、糯特用小麦新品种选育和配套栽培技术研究,可以优先掌握该产业核心技术[10],为该产业发展提供技术支持和保障。黑小麦品种选育不仅要立足当前,更要放眼长远。既要将现有的新品系和后代材料加快、加大生产示范和品质测试分析,尽快选育出产量高、营养好、专用的新品种,用于生产和开发利用;还要建立长效的资源配置和育种体系,为黑小麦的长远发展奠定基础。

5    參考文献

[1] 山西省人民政府关于印发国家创新驱动发展战略山西行动计划(2014—2020年)的通知[J].山西政报,2014(5):10-18.

[2] 燕雯,张正茂,阿尔哈力合·叶热仙巴依.西农黑大穗黑小麦营养特性与蒸煮食品加工品质评价[J].食品科学,2012(19):146-150.

[3] 于章龙,刘瑞,宋昱,等.运黑系列黑小麦营养品质分析[J].麦类作物学报,2018(5):558-562.

[4] 蔡云汐,王淑娥,马晓,等.完全法黑小麦粉对高脂血症大鼠血脂水平的影响[J].卫生研究,2018(2):322-324.

[5] 刘光利,刘骏,简俊涛,等.黑小麦研究现状及其发展制约因素分析[J].农业科技通讯,2018(2):28-29.

[6] 闫树平,王光禄,王怀恩,等.黑小麦的营养价值及选育情况[J].现代农业科技,2016(4):47-49.

[7] 李延明.黑小麦研究现状及优质高产栽培技术探析[J].农民致富之友,2015(23):29.

[8] 于章龙,宋昱,谢三刚,等.冷水法制作糯性黑小麦粉汤圆品质的研究[J].食品科技,2016(2):200-204.

[9] 王梅娟,潘玉雷.富铬黑小麦冀紫439的营养价值及市场前景[J].河北农业,2018(1):8-9.

[10] 王飞航.黄土高原成功试种彩色小麦新品种[EB/OL].(2019-06-22)[2019-07-19].https://baijiahao.baidu.com/s?id=163700596194507706 4&wfr=spider&for=pc.

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