四川地方小麦品种品质分析

  陈华萍^{1, 2}  , 魏育明¹  , 郑有良¹

（¹四川农业大学小麦研究所; ²四川农业大学生命科学与理学学院，四川雅安 625014）

摘  要:  以67份四川小麦地方品种为试验材料，测定其19个品质指标并进行品质评价，旨在为小麦品质改良提供信息。结果表明：蛋白质和赖氨酸含量偏低，湿面筋含量、沉降值和面筋指数较高, 粉质仪参数——形成时间、稳定时间和评价值偏低，面团流变学特性差。但也发现一些优质或专用小麦材料。其中，蛋白质含量>14%的一份，湿面筋含量>40%的10份,沉降值>40ml的29份,中筋和弱筋小麦分别为7份和5份, 德阳天绿场小麦、南部棒槌麦、酉阳光头、安岳红小麦和蓬溪红花光头麦5份材料具有相对较好的综合品质。相关分析表明，蛋白质含量、干湿面筋含量、沉降值、形成时间、稳定时间和评价值两两间简单相关（极）显著，蛋白质含量与湿面筋含量间和沉降值与稳定时间间偏相关显著。蛋白质含量与总淀粉含量间简单相关为极显著负相关，偏相关不显著。总淀粉含量与支链淀粉含量间简单相关和偏相关均极显著，总淀粉含量与直链淀粉含量间简单相关不显著，偏相关极显著，直链淀粉含量与支链淀粉含量间简单相关和偏相关均为极显著负相关。因此，在小麦育种早代进行蛋白质含量、沉降值和直链淀粉含量的选择为好。

关键词:  地方小麦； 品质性状；相关分析 ； 评价

Analysis on Quality Characters of Sichuan Wheat Landraces

CHEN Hua-ping ^1,2 , WEI Yu-ming¹ , ZHENG You-liang ¹

(¹Triticeae Research Institute, Sichuan Agricultural University, Dujiangyan 611830;

² College of Life Science and Science, Sichuan Agricultural University, Ya’an 625014)

Abstract：   Nineteen quality parameters of 67 Sichuan wheat landraces were investigated and analyzed in this udy. The result indicated that protein content and lysine content of all the varieties were commonly low, while wet gluten content, sedimentation value and gluten index were higher. Farinogram-development time, stability time and valorimeter value were generally low, and dough rheological properties were not very perfect. Among all the 67 wheat landraces, protein content of 1 exceeded 14%, wet gluten content of 10 exceeded 40%, sedimentation value of 29 exceeded 40ml, and 7 varieties were of middle gluten and 5 were of weak gluten. Five landraces, including Deyangtian lvchangxiaomai, Nanbubangchuimai ,Youyangguangtou, Anyuehongxiaomai and Pengxihonghuaguangtoumai could be considered to be perfect based on their general quality characters. The correlation analysis indicated that the simple correlations between protein content, dry or wet gluten content, sedimentation value, development time, stability time and valorimeter value were significant or great significant; Partial correlations between protein content and wet gluten content and between sedimentation value and stability time were also significant. Protein content was simply negatively correlated to total starch content at a level of 0.01, while partial correlation between them was not significant. Both simple correlations and partial ones between total starch content and amylopectin content were negatively significant at a level of 0.01. Simple correlation between total starch content and amylose content was not significant, while partial correlation between them was great significant. Amylose content was negatively related to amylopectin content at a level of 0.01 based on both simple correlations and partial ones. Therefore, it was reasonable to choose protein content, sedimentation value and amylose content as primary evaluation indexes in the early generations of wheat breeding.

Key words:  Wheat landrace; Quality character; Correlation analysis; Evaluation

 

小麦品质好坏直接关系到面粉生产和食品工业的发展。我国小麦品质改良工作起步很晚，直到80年代才逐步提上日程。在农业部主持下，我国分别于1986年、1990年和1994年对全国优选小麦进行了3次品质检测和品质评价 ^[1，2，3] 。李鸿恩等对2万多份小麦种质进行了蛋白质、赖氨酸、沉降值和硬度等品质性状的分析鉴定^[4] 。河北农业大学对2000余份国内外小麦种质资源进行了连续5年的蛋白质含量测定和连续2年的出粉率、干湿面筋含量和沉降值等项目的测定，筛选出一批优质资源^[5]。随着对小麦品质改良工作的开展，还进行了若干品质性状的遗传、生理、品质与环境互作等问题的研究以及品质性状的配合力分析^{[6 ，7]}。但是，针对四川小麦地方品种品质性状研究的尚不多。本文选用67份四川小麦地方品种测定其19个品质指标，并对主要品质进行评价和简单相关以及偏相关分析，旨在为小麦品质改良提供信息。

1  材料和方法

1.1 材料

    供试材料为67份四川小麦地方品种，由四川农业大学小麦研究所提供。2003—2004年种植于四川农业大学小麦育种试验地。每行播20粒、行长2m、行距0.2m、株距0.1m、每小区3行。

1.2  品质测定方法

    每份材料收获的籽粒分别用德国Brabender 公司Quadramat Junior实验小磨磨粉，过100目网筛备用。干、湿面筋含量采用瑞典Perten公司生产的2200型洗面筋仪按IS05531-1978方法测定。沉降值采用SDS法按GB/T15685-1995测定。面团流变学特性采用Brabender 公司粉质仪按AACC54-21方法测定。粗蛋白含量采用微量凯氏定氮法按GB/T5511-1985测定。赖氨酸含量采用HP1100型高效液相色谱仪按NY/T56-1987农业部颁标准《谷物籽粒氨基酸测定方法》测定。总淀粉含量采用旋光法测定，按NY/T11—1985农业部颁标准《谷物籽粒粗淀粉测定方法》分析 。直、支链淀粉含量采用KI-I₂体系的混合标准曲线法测定^[8]。脂肪含量采用重量法测定^[8]，还原糖和非还原糖含量按GB/T5513-1985测定。

1.3  统计分析

所有数据处理按唐启义的DPS分析软件进行^[9]。

2   结果与分析

2.1  性状变异分析

19个品质性状测定结果见表1，因基因型不同，每个性状都有一定的变幅，变幅的大小因性状的不同而不同。在小麦品质性状中，变化幅度最大的是公差指数（42.00~127.00），最小的是赖氨酸含量（0.19%-0.46%）。在籽粒营养品质中，总淀粉含量占小麦籽粒重的56.82%~67.32%，蛋白质含量占9.54%~14.76%，小于总淀粉；可溶性糖、脂肪含量更小，分别占小麦籽粒重的0.70%~1.76%和0.58~2.83%。

 

表 1 品质性状的平均值、变幅和变异系数

Table 1 The coefficient of variation (CV), range and mean of qualitative characters

 

性状Characters	平均值Mean	变幅Range	变异系数(%) CV
蛋白质含量(%) Protein content	11.67	9.54~14.76	9.03
赖氨酸含量(% )Lysine content	0.30	0.19~0.46	21.95
湿面筋含量(%) Wet gluten content	35.37	24.53~44.68	19.45
干面筋含量(%) Dry gluten content	12.58	8.62~17.08	14.96
面筋指数Gluten index	63.09	45.88~83.06	15.70
沉降值(ml) Sedimentation value	36.93	17.00~58.40	25.26
形成时间(min) Development time	1.57	0.20~3.50	59.47
稳定时间(min) Stability time	2.74	0.70~6.00	43.07
断裂时间(min) Breakdown time	2.93	0.20~7.40	52.88
评价值Valorimeter value	29.30	2.00~74.00	52.88
公差指数(BU) Mechanical tolerance index	78.75	42.00~127.00	30.51
吸水率(%) Water absorption ratio	60.58	57.20~62.60	1.74
总淀粉含量(%) Total starch content	63.03	56.82~67.32	3.04
直链淀粉含量(%) Amylose content	24.32	21.88~28.03	49.43
支链淀粉含量(%) Amylopectin content	38.71	30.43~43.68	58.02
脂肪含量(%) Fat content	1.53	0.58~2.83	38.81
可溶性糖含量(%) Soluble sugar content	1.04	0.70~1.76	21.09
还原糖含量(%) Reducing sugar content	0.18	0.09~0.37	35.07
非还原糖含量(%)  Non-reducing sugar content	0.85	0.57~1.52	24.99

 

从变异系数来看，形成时间、稳定时间、断裂时间、评价值、直链淀粉和支链淀粉含量的变异系数很大，均在40%以上，湿面筋含量、沉降值、公差指数和赖氨酸含量，其品种间差异也较大。表明试验材料在这些性状间存在着较为丰富的变异类型，选择的范围较大。可见，对这些品质进一步改良的潜力还很大。吸水率和总淀粉含量的变异系数最小，说明品种间差异较小，是最稳定的性状，其余性状变异系数居中，是相对稳定的性状。这些性状的差异均由各自的遗传基础所决定。

2.2主要品质性状评价

根据现行国家标准优质小麦—强筋小麦品质标准（GB/T17892-1999）、优质小麦—弱筋小麦品质标准（GB/T17893-1999）和专用小麦品种品质标准（GB/T17320-1998），对供试材料的品质性状进行对照分析(表2)，没有发现强筋小麦，但安岳红小麦、合江黄花麦、安岳冬麦、乐至红花麦、资中大黄袍、大邑白花麦和开县罗汉麦7个品种，其蛋白质含量、沉降值、湿面筋含量和稳定时间值达到了中筋小麦要求，富顺二棱须须麦、泸县和尚麦、巴中坨麦、仪陇坨麦和万源红花麦5个品种达到了弱筋小麦要求，表明地方小麦品种中潜在专用小麦资源。

表2 单项指标分析

Table 2 The single index analysis

注：-代表无。Note: - represented no

2.2.1蛋白质和赖氨酸   供试品种的籽粒蛋白质含量偏低，平均值为11.67%。其中，有58个品种其蛋白质含量达到弱筋小麦要求，占供试材料的86.57%，但中江罗汉麦品种其蛋白质含量>14%达到了强筋小麦二级蛋白质含量要求（表1，表2）。供试品种的赖氨酸含量也偏低，平均值为0.30%，没有发现高赖氨酸材料（含量﹥0.50%），但隆昌须须白麦子、合川河房小麦、富顺大脑壳、温江白须麦、灌县白花千麦，大邑白花麦 和开县罗汉麦7个品种，其赖氨酸含量(在.40%~0.46%范围）相对较高（表1）。

2.2.2 沉降值   沉降值平均为36.93ml,有15个品种达到强筋小麦沉降值（≥45ml）要求(表1，表2)。如果以沉降值﹥40ml作为优质标准，则有29个材料，占供试材料的43.28%。丰都蒲扇麦、江津红花麦、安岳红小麦、蓬溪红花光头、酉阳光头和南部棒槌麦6个品种，其沉降值﹥50ml。其中，南部棒槌麦沉降值（58.40ml）最高。

2.2.3 面筋   面筋是一种蛋白质复合物，1745年由意大利科学家Beccari发现^[10]，面筋含量和面筋指数是反映面筋质量优劣、评价小麦面粉品质的两个同等重要因素，前者决定面筋的量，后者决定面筋的质^[11]。供试材料的湿面筋含量和面筋指数均较高，分别为35.37%和63.09（表1）。48个品种湿面筋含量达到强筋小麦要求（≥32%），占参试材料的71.64 %。其中，安岳红小麦、篷溪红花麦等10个品种湿面筋含量﹥40%，安岳女儿麦和大邑白花麦两材料，其湿面筋含量（44.68 %）最高。合川河房小麦、德阳天绿场小麦和三台白麦子其面筋指数（﹥80）均较高。其中，德阳天绿场小麦面筋指数（83.06）最高（表2）。

2.2.4面团流变学特性    粉质仪测定指标是面团流变学特性的反映，与面包烤烘品质呈显著正相关^[12]。稳定时间值的大小反映面团内在质量的优劣，而评价值是粉质仪指标的综合反映^[13]。供试材料的稳定时间和评价值都很低，平均为2.74min和29.30（表1） 。供试材料中没有发现稳定时间值达到强筋小麦的品种，但酉阳光头、蓬溪红花光头和德阳天绿场小麦三品种其稳定时间（在5.00min~6.00min范围）相对较高。

2.2.5直链淀粉  以往研究表明，馒头、面条的食用品质与直链淀粉含量呈负相关 ^[13，14] ，一些直链淀粉含量较低的小麦品种或面粉，在面条软度、粘性、光滑性、口感和综合评分等品质参数上有较好表现^[15]。供试材料直链淀粉含量平均为24.32%（表1），其中南部棒槌麦（21.88%）和壁山蜂六麦（21.94%）两份材料其直链淀粉含量最低，其余材料直链淀粉含量在22%以上。

2.3 性状间相关分析

以下就对小麦营养品质和加工品质起主要作用的13个品质性状进行简单相关和偏相关分析（表3）。

2.3.1简单相关分析   面筋指数或脂肪含量与各性状间简单相关不显著。蛋白质含量、沉降值、干面筋含量、湿面筋含量、形成时间、稳定时间和评价值两两间其简单相关达显著或极显著正相关水平，表明这些性状能很好地协调一致。但是总淀粉或支链淀粉含量与蛋白质、沉降值、干面筋含量和湿面筋含量两两间简单相关呈显著或极显著负相关，表明总淀粉或支链淀粉含量的增加，将显著地降低蛋白质、沉降值、干面筋含量和湿面筋含量；总淀粉含量与直链淀粉含量间其简单相关为正、相关不显著，却与支链淀粉含量呈极显著正相关，直链淀粉含量与支链淀粉含量呈极显著负相关。由此表明，增加任一淀粉组分都会增加总淀粉含量，降低直链淀粉含量可显著地提高支链淀粉含量。可溶性糖含量与蛋白质含量、干面筋含量和湿面筋含量呈显著负相关，而与其余性状相关不显著，表明可溶性糖含量的增加将会降低蛋白质、干面筋和湿面筋含量。

2.3.2  偏相关分析  蛋白质含量与湿面筋含量、稳定时间与沉降值或干面筋含量之间以及脂肪与评价值间其偏相关达显著正相关水平，表明蛋白质含量与湿面筋含量、稳定时间与沉降值或干面筋含量之间以及脂肪与评价值间能协调一致。但稳定时间与湿面筋含量间其偏相关呈显著负相关，表明增加湿面筋含量会减少稳定时间。进一步分析表明，湿面筋含量与干面筋含量间以及形成时间、稳定时间和评价值两两间、评价值和可溶性糖含量间其偏相关呈极显著正相关。总淀粉含量与直链淀粉含量或支链淀粉含量间其偏相关呈极显著正相关（1.000），而直链淀粉含量与支链淀粉含量间其偏相关呈极显著负相关（-1.000）。其余性状间其偏相关不显著。

3        讨论

3.1四川地方小麦品种与国内小麦种质资源主要品质性状比较

李宗智研究了小麦品质性状的遗传，认为进行品质育种应在大量种质资源中筛选优质材料^[16]。李鸿恩等的研究表明，我国北部麦区蛋白质含量高于南部地区,其中四川属低蛋白含量区，蛋白质含量平均为11.19%，赖氨酸含量以大于0.50%为高赖氨酸优质源筛选标准，则四川优质种质资源在蛋白质和赖氨酸上的筛选率为零^[4]。本研究发现了一个材料其蛋白质含量达到国家强筋二级要求，而赖氨酸含量与李鸿恩等的研究结果一致。李鸿恩等的研究还表明，全国小麦沉降值由南向北有增高趋势，以沉降值≥40ml为优质材料筛选标准，几乎难以从四川省筛选优质源 ^[4] ，但本研究却发现了29份材料，说明在四川小麦地方品种中潜在部分优质资源。

第2次全国小麦品质检测表明，湿面筋含量高低变化趋势仍然是北方品种高于南方^[2]。在南方麦区，四川送检小麦品种湿面筋含量（25.90%）高于安徽（25.40%）、江苏（23.10%）却低于云南（26.90%）、河南（27.20%）和湖北（29.90%）。本研究却发现有10份材料其湿面筋含量（>40%）远超过南方麦区送检品种平均值。说明在四川小麦地方品种中潜在着湿面筋含量高的优质小麦种质。

全国小麦粉质仪测定表明，在南方麦区，河南省送检小麦品种其形成时间（3.50）、稳定时间（4.60）和评价值（46.80）最高，四川送检品种形成时间（2.30）、稳定时间（3.10）和评价值（37.30）居中^[2]，而本次供试材料其形成时间（1.57 min）、稳定时间（2.74 min）和评价值（29.30）较低，表明四川地方小麦其面团流变学特性差。但也发现酉阳光头、德阳天绿场小麦和蓬溪红花光头麦其形成时间（依次为3.20 min、3.50 min和3.00 min）、稳定时间（依次为5.50 min、6.00 min和5.00 min）和评价值（依次为50、74.00和60.00）相对较高，这3个品种在稳定时间和评价值上都明显高于河南送检小麦品种平均值。

进一步研究发现，德阳天绿场小麦、南部棒槌麦、酉阳光头麦、安岳红小麦和蓬溪红花光头麦5份材料其综合品质相对较好。除德阳天绿场小麦其沉降值（44.40 ml）、湿面筋含量（31.18%）接近强筋小麦外，其余品种远超过了强筋小麦要求；除酉阳光头麦其蛋白质含量属弱筋小麦外，其余品种都达到了中筋小麦要求；虽上述各品种其稳定时间值（在3.00~6.00范围）属弱筋小麦，但有相对较高的值。

3.2 品质性状相关性比较

小麦品质性状间的相关分析，国内外已有许多研究[^{12，17~ 22]}。本研究表明，蛋白质含量与干湿面筋含量以及湿面筋与干面筋含量之间简单相关极显著，这一结论与前人^{[12，16，23]}的研究结果一致。吕惠珠等^[12]、赵俊晔等^[22]的研究表明蛋白质含量与沉降值间呈显著相关，杨学举等^[23]、李宗智等^[16]的研究结果为蛋白质含量与沉降值间相关不显著，而本研究的结果跟吴东兵等^[20]的一致，都认为蛋白质含量与沉降值间其简单相关达极显著水平，因此，蛋白质含量与沉降值间的相关性有待进一步研究。王恕等研究了面筋指数与蛋白质含量的关系，认为面筋指数与蛋白质含量间没有明显关系^[21]，本研究与王恕等的研究结果一致。沉降值与形成时间、稳定时间两两间其简单相关极显著，这一结论也与前人^[23，24]的研究结果一致。本研究还表明，蛋白质含量与总淀粉、支链淀粉含量间其简单相关呈极显著负相关，与直链淀粉呈负相关、不显著。但赵俊晔等的研究则为，蛋白质含量与直链淀粉含量呈显著负相关，与总淀粉含量呈负相关、不显著，与支链淀粉含量呈正相关、不显著^[22]。研究结论的不一致，可能是研究材料不同所致。许多研究还表明，直链淀粉含量对面条有负向作用，直链淀粉含量过高的小麦面粉制成的馒头体积小，韧性差，制成的面条易断，而直链淀粉含量适中或偏低时，制成的馒头，面条具有较好的韧性和食用品质^[25，26]。Moss和Oda等也认为，小麦育种早代选择低直链淀粉可能是有利的^[27]。另外，因蛋白质含量、湿面筋含量、沉降值和稳定时间两两间其简单相关（极）显著，且蛋白质含量与湿面筋含量间以及沉降值与稳定时间之间偏相关极显著，而且已报道沉降值的遗传力较高，可用于早代大量品系的筛选^[28]，再虑及蛋白质含量不仅与营养品质直接相关，又与加工品质有关^[16]，因此育种早代以蛋白质含量、沉降值和直链淀粉含量作为选择指标为好。

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