功能性小麦新品种及其研发利用

|专栏主持：田纪春|

山东农业大学：田纪春教授

田纪春：男，博士，山东农业大学农学院二级教授，博士生导师，国务院政府特殊津贴专家。先后任农业部谷物品质监督检验测试中心（泰安）常务主任、山东省小麦工程技术研究中心副主任、国家农作物品种审定委员会第一、二届小麦专业委员会委员，山东省农作物品种审定委员会第三、四、五届常委会委员。现任美国谷物化学家协会会员、《分子植物育种》和《粮油食品科技》期刊编委、全国优质小麦产业联盟常务理事和专家委员会委员、国家粮食和物资储备局优质粮食联盟（滨州）理事、山东农业生态环保协会副会长兼任绿色优质小麦专业委员会会长、山农农技协会常务理事兼任粮食作物专业委员会会长、山东华通集团公司农业板块首席科学家等。

专注小麦遗传育种40年，主持包括国家“973”和5项国家自然科学基金在内的国家及省部级课题32项。连续16年任山东省良种工程小麦首席专家，带领山东“超级小麦育种”团队育成审定品种65个，累计推广10亿多亩，社会经济效益巨大。自主育成国家和省审小麦新品种18个。其中，30年前、20年前和10年前分别育成我国第一个优质面包小麦品种PH82-2-2，第一个高白度馒头小麦品种山农优麦3号和多抗高产新品种山农20，分别获国家发明二等奖、山东省发明三等奖、国家科技进步二等奖及国家发明专利银奖。近10年率先在全国开展特殊用途和功能性小麦新品种选育，育成我国第一个高麦黄酮和高色素含量的新品种山农101和山农蓝麦1号，山东第一个糯小麦新品种山农糯麦1号，第一个河南专设的抗赤霉病区组审定的新品种山农981,并与面粉加工企业合作，进行功能性食品研发和产业化。获国家发明专利8项，植物新品种权12项。

培养博、硕士研究生89名，发表科研论文316篇，其中SCI 61篇，CNKI他引5382次。出版专著和教材10部，其中《优质小麦》和《谷物品质测试理论与技术》分别为国内最早介绍小麦品质基础知识和新仪器新方法的专著；2部英文专著是目前唯一由国内作者撰写、由Springer 出版的国外发行的小麦分子育种专著。先后被评为山东省优秀教师、山东省优秀知识分子标兵、山东省专业技术拔尖人才和齐鲁最美科技工作者。

|专栏主持：邓志英|

山东农业大学：邓志英教授

邓志英：女，博士，教授，研究生导师。现任农业农村部谷物品质监督检验测试中心（泰安）副主任、山东农业大学农学院种子科学与工程系系主任。主要从事作物遗传育种、产量品质形成分子机理及谷物品质检测分析领域的研究工作。先后主持国家自然科学基金、山东省自然科学基金、山东省重点研发计划等项目10多项。获国家科技进步二等奖、山东省科技进步二等奖及山东省高等学校优秀科研成果奖三等奖、中国专利奖银奖等多项。主编出版教材1部，副主编和第二主编出版中英文专著2部，参编1部，发表学术论文70多篇。参加选育国审及省审小麦新品种多个。授权发明专利4项，培养研究生15名。

|项目背景|

本专栏主要介绍“功能性小麦新品种及其研发利用”方面的内容。随着工业化、城镇化、人口老龄化进程加快和新冠疫情猖獗，人们更加关心膳食营养和身体健康，本栏目首次提出的“功能性品种”就是由“吃饱”“吃好”向“吃健康”转变的品种新类型。例如，高黄酮和高色素小麦品种有抗氧化、清除自由基、调节人体有益代谢，增强机体器官免疫力的作用；高抗性淀粉和低醇溶性蛋白品种，可满足高血糖和面粉过敏人群的需要。一个功能性品种可以形成一类功能性食品，多个功能性品种可以形成我国功能性食品产业，推动我国整个食品业的发展。近几年国内外提倡的“营养导向型农业”和“功能性食品”都是国外首先提出的，但“功能性小麦品种”则是本专栏主持根据我国食物发展需求首先提出和定义，并进行了有关功能性成分研究和新品种培育，且已有高黄酮、高色素等审定的功能性品种，是处于世界领先水平的科技创新成果。

|专栏介绍|

本专栏主持田纪春教授带领其科研团队专注小麦育种40多年，指导博士生15年前就开展了抗性淀粉、麦黄酮和植酸等小麦功能性成分的研究。现推出6篇代表性论文，主要涉及功能性小麦的概念及研究进展、富含矿质元素的小麦种质及品种选育、Wx蛋白差异与面条品质特性、小麦植酸含量及其遗传特性等方面的最新研究成果。《功能性小麦品种的概念、类别和发展前景》，提出了继高产优质品种后培育“功能性小麦品种”的育种目标，首次定义了“功能性小麦品种”的概念和主要内涵，阐明了小麦含有的主要功能性物质，介绍了新育成的“麦黄酮” “高抗性淀粉”“低醇溶蛋白”等6种功能性小麦新品种（系）的营养特性和农艺状况；结合“健康中国2030”规划等国家战略，进行了功能性小麦品种及其食品发展的展望并提出了具体发展建议。《不同颗粒结合型淀粉合成酶I亚基组合对小麦淀粉含量及面条品质的影响分析》，针对淀粉特性对优质面条品质影响的问题，研究了不同Wx蛋白亚基组合类型对直、支链淀粉及干、湿面条质构特性的影响，为优质面条的加工和生产提供了理论依据。《富含有益矿质元素小麦种质资源的筛选及育种利用》，针对市场上自然营养强化原材料缺乏的问题，利用电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）分析了不同年份不同环境下小麦种质材料的有益矿质元素和重金属含量，以期筛选出高有益矿质元素、低重金属含量的优异种质资源，为富含有益矿质元素功能性小麦新品种的培育及研发奠定基础。《小麦籽粒植酸含量聚类及相关基因位点研究》针对谷物食品中植酸影响有益矿质元素吸收的问题，分析了不同小麦种质资源材料中植酸含量的差异及其遗传机制，为功能性低植酸小麦新品种的培育及研发供了理论依据。《小麦高代育种品系的蛋白质含量和淀粉组分与面粉糊化特性相关性分析》，针对面制食品加工过程中内含物互作对加工品质的影响，分析了小麦高代育种品系的淀粉组分、蛋白含量和面团品质之间的相关性，为优质小麦新品种的选育提供参考。《特殊颜色谷物研究进展和小麦相关新品种创制》详细介绍了谷物中花青素、麦黄酮、类胡萝卜素三种色素的生物合成途径和主要功能；除聚焦彩色小麦外，还介绍了紫薯、紫稻米和紫玉米等谷物有色品种的色素种类和营养功能；对检测功能性色素的代谢组差异及培育有色谷物品种都有重要的参考价值。阅读专栏文章详见P1-P49。

田纪春教授在田间介绍功能性小麦农艺性状和高产栽培技术

拍摄地点：田纪春教授实验温室 拍摄时间：2021年2月12日

|专栏文章作者代表|

胥倩，女，教授，博士生导师，2008年博士毕业于中科院上海生命科学研究院，2010年赴澳大利亚CSIRO从事博士后研究，2015年至今在山东农业大学农学院工作，任作物生物学国家重点实验室课题组长，主要研究代谢组学在农作物品质改良中的应用。主持国家重点研发计划子课题、国家自然科学基金项目，以第一作者或通讯作者在Plant Cell、JXB、MPP等发表SCI论文12篇，总影响因子超过60。授权国家发明专利3项，国际专利1项。

专栏作者：陈广凤博士

陈广凤，女，博士，山东德州学院生态与资源环境学院教师，主要从事小麦遗传育种和分子设计育种。主持和参加山东省自然科学基金项目、山东省高等学校科研发展计划项目和国家自然科学基金面上项目等多项。在 Euphytica、Journal of genetics、Journal of Integrative Agriculture等发表论文10余篇。参编“Genetic Analyses of Wheat and Molecular Marker Assisted Breeding”和《小麦主要性状的遗传解析及分子标记辅助育种》专著两部。2011和2013年获德州市科学技术一、二、三等奖各1项，参与授权发明专利2项。

2021年2月