优质黑小麦新种质冀资麦3号的选育

长期以来，为满足日益增加的人口对粮食的需求，小麦育种目标多偏重于高产，而对其籽粒中的营养元素含量关注较少。全球有40%以上的人口因从主食中摄取的微量营养素不足，导致身体健康受到威胁[1]。特别是发展中国家，人们正遭受着潜在性微量营养素缺乏症的为害，并有逐渐加重的趋势[2]，这给个人和整个社会医疗体系带来了沉重的负担。因此，提高粮食中的微量元素含量越来越受到各国政府和科学家们的重视。在此背景下，2004年5月我国启动了Harvest Plus-China中国生物强化项目，选育出了营养强化的高铁锌小麦品种京东8号和中优9507等，初步解决了我国部分地区和人群的营养缺乏问题[3]。大量研究证明，黑小麦籽粒中的蛋白质、淀粉、多种维生素和矿质元素含量高于普通小麦[4～7]。目前我国培育出的黑小麦品种有富铁黑小麦秦黑1号，富硒黑小麦76、农大3753和农大3677，以及富铬黑小麦冀紫439等。但是，这些品种尚不能满足人们生产和生活的需要。基于此，河北省农林科学院粮油作物研究所以富含微量元素、优质强筋为目标，成功培育出优质黑小麦新种质冀资麦3号。

1 材料与方法

1.1 亲本材料

母本。漯珍一号为弱春性中熟黑小麦品种。其幼苗半匍匐，分蘖力强；株高75 cm左右；穗长方型，长芒，白壳，籽粒黑色；穗数465万穗/hm2，穗长7.6 cm，穗粒数48粒，千粒重32 g左右；抗倒性强，中感白粉病；蛋白质含量高，营养品质好，富含微量元素，但是外观和加工品质一般。

父本。藁8901由藁城市农科所选育而成，为半冬性中熟强筋小麦品种。其幼苗半匍匐，分蘖力强；株高82 cm左右；长方穗，短芒，白壳，颖壳上有茸毛；白粒，硬质；穗粒数32～36粒，千粒重38 g左右。

1.2 选育过程

2001年以漯珍一号为母本、藁8901为父本进行杂交。2002年在河北省农林科学院粮油作物研究所堤上实验站种植F1代，混合脱粒。2003年点播F2代600株，在田间选择分蘖力强、株高适中、株型紧凑、抗病性好的优良单株，收获后选择粒色深紫的单株。2004年对入选的优良单株按株系进行点播种植，选择方法同F2代。2005～2006年按株系稀条播种植F4～F5代，选择优良的株系。在整个选育过程中，每个世代都特别注重籽粒颜色的选择。2007～2009年和2011年进行了农艺性状和产量性状鉴定。2016年对冀资麦3号申请了农业部的品种保护。

1.3 品质检测方法

采用GB 5009.268—2016[8]中的电感耦合等离子体质谱法（ICP-MS），测定小麦籽粒中的矿质元素含量。采用GB 5009.124—2016[9]，测定小麦籽粒中的氨基酸含量。

2 选育结果

2.1 特征特性

冀资麦3号属半冬性品种。其幼苗半匍匐，叶片绿色，生长健壮；分蘖力中等，成穗率较高，穗层整齐，成株株型紧凑；株高75～78 cm；穗长方形，长芒；粒色深紫，硬质，籽粒饱满；穗粒数36粒，千粒重34.5～39.6 g。该品系抗倒性一般，感白粉病。

2.2 产量表现

在2007～2009年河北省农林科学院粮油作物研究所小麦资源室组织的产量试验中，冀资麦3号3 a平均产量为6 048.3 kg/hm2。其中，2007年初级产量比较试验中产量为6 505.5 kg/hm2，较对照漯珍一号增产7%；2008年产量比较试验中产量为5 415.0 kg/hm2，较对照漯珍一号增产12.8%；2009年大区产量试验中产量为5 586.0 kg/hm2，较对照漯珍一号增产14.6%。

在2011年河北省农林科学院粮油作物研究所小麦资源室组织的产量比较试验中，冀资麦3号产量为6 687.0 kg/hm2，与对照栾02-1差异不显著。

2.3 抗逆性

抗寒性。冀资麦3号自2007年出圃至今，一直在河北省农林科学院粮油作物研究所堤上试验站种植，结果显示，在小麦冻害等级3级及以上情况下均表现出较好的抗寒性。2016～2018年连续3 a在邯郸市广平县和馆陶县冬播种植，也均表现出了较好的抗寒性。

抗病性。河北省农林科学院粮油作物研究所采用人工接种E20为主的混合菌系进行抗病性鉴定，冀资麦3号表现为感白粉病。

2.4 品质特性

2.4.1 矿质元素含量 2016年对河北省农林科学院粮油作物研究所堤上试验站种植的冀资麦3号及其亲本漯珍一号（母本） 和藁8901（父本） 进行了13种矿质元素含量检测，结果（表1）显示，冀资麦3号有11种元素含量高于2个亲本，其中，铁、铜、锰和硒含量较双亲高34.0%～82.6%，钙和镁含量较双亲高8.9%～9.4%，硼含量较母本高77.3%、较父本高463.2%，钴、钡和钛含量较双亲高2～20倍。临床研究证明，硒对人体健康有重要作用，中国营养学会推荐正常人体每日的硒摄入量为60～400μg[11]，但中国人均摄硒量普遍不足[12]。冀资麦3号硒含量高达123.74 μg/kg，将其作为主食食用，是一种高效、安全、经济的补硒方式之一。

表1 冀资麦3号的矿质元素含量Table 1 Mineral elements contents of Jizimai No.3

在检测矿质元素的同时，还检测了铅、砷和镉3种重金属的含量。结果显示，冀资麦3号、漯珍一号和藁8901中3种重金属含量均未超过《食品安全国家标准 食品中污染物限量》[10]中规定的限量值（铅、砷、镉的限量分别为0.2mg/kg、0.5mg/kg和0.1mg/kg）。

2.4.2 氨基酸含量 2013年河北省农林科学院粮油作物研究所品质检测中心对冀资麦3号、漯珍一号和普通白粒小麦冀5265的16种氨基酸含量进行了检测。结果（表2）显示，与漯珍一号相比，冀资麦3号苏氨酸含量提高了32.6%，丝氨酸含量提高了79.4%，其他氨基酸含量差异不明显；与冀5265相比，冀资麦3号16种氨基酸含量均有所提升，其中，蛋氨酸和丙氨酸含量差异较小，缬氨酸、丝氨酸、谷氨酸和半胱氨酸含量分别提高了61.2%、55.2%、48.8%和49.1%，其他氨基酸含量均提高了12%以上。

表2 冀资麦3号的氨基酸含量 （mg/g）Table 2 Amino acid content of Jizimai No.3

2.4.3 加工品质 2010年河北省品质检测中心对冀资麦3号的加工品质进行了检测。结果显示，该品种蛋白质含量16.5%，湿面筋含量37.5%，吸水量62%，面团稳定时间9.0 min，达到强筋小麦二级标准。

2.5 适应性

2007～2018年冀资麦3号在藁城、辛集和邯郸（馆陶县和广平县）均表现高产稳定，特别是在中低肥力地块种植表现突出。因此，该种质适宜在冀中南地区中低肥力地块冬播种植。

冀资麦3号对光温不敏感，适应性广。2017年该种质种子未经过春化处理直接播种，在海南省的三亚和詹洲均能正常抽穗结实，并且长势很好。据当地气象部门记载，2017年12月三亚最低温度为12℃，最高温度为28℃；2018年1月最低温度为15℃、最高温度为29℃，2月最低温度为13℃、最高温度为31℃。三亚的气温不能满足冬小麦春化阶段所需要的低温条件，因此说明，该品系在春化阶段对温度反应不敏感，适应性好。目前，该种质正在内蒙古地区进行产量试验，如果产量不低于当地优质麦产量，表明其可以在春麦区推广利用。