黑小麦新品种农大4218 紫的选育和功能分析

闫 勇 李保俊 王寒菊 郭 敏 张书奎 宋印明

（1.中国农业大学 北京 100193；2.河北省临西县农业农村局 河北临西 054900；3.河北省曲周县农业农村局 河北曲周 057250）

小麦是我国主要的粮食作物之一，近年来，随着人民生活水平的不断提高， 具有较高的营养价值和保健功能的彩色小麦倍受青睐。 彩色小麦（或称黑小麦）的籽粒颜色为紫色、紫黑色、蓝色和蓝紫色[1]。 研究发现彩色小麦富含花青素、蛋白质、维生素和微量营养元素等。 张正斌提出，针对彩色小麦进行生物营养强化育种是一个重要研究方向[2]，可以安全经济有效地提高小麦的营养成分。 也就是说， 运用传统育种方法进行彩色小麦资源挖掘与创制， 以及彩色小麦新品种选育， 是小麦生物强化育种的主要方法和途径。 农大4218 紫是由中国农业大学曲周实验站选育的紫色特用小麦新品种， 由组合京冬8 号/黑小麦76 经系谱法选育而成。 2017-2020 年该品种完成河北省特用小麦区域试验，2021 年9 月通过河北省农作物品种审定委员会审定 （审定编号： 冀审麦20219030）。

1 选育过程

2009 年 配 制 组 合 黑 小 麦76/京 冬8 号（F0）。2009-2010 年度 （F1）， 田间种植2 穗2 行， 编号为1063～1064，只收获种子，不作选择。 2010-2011 年度（F2），田间编号为2116，选择紫色黑小麦21 株，选择标准为籽粒饱满、 色泽鲜艳、 株高在80 cm 左右。2011-2012 年度（F3）将21 个单株种植成系统群，行号为3101～3121 。 其中上一年编号为3114 的品系表现抗寒性好、丰相佳，特别是植株的高度矮于2 个亲本，于是从该系中选黑色籽粒个体4 株，将红色籽粒和粒色分离者淘汰。 2012-2013 年度（F4），来源于上一年3114 系统的4 个单株，组成了F4代系统群。 系统群内的每一个系统株系种植2 行（双行区），田间行号4633～4634。 由于是冬春组合，抗寒性还有比较明显的差异（分离），所以在春季返青时，插棍标记抗寒性好的单株。 根据后期一系列的性状表现和抗寒性标记（插棍），在4633 株系（是上一年3114 株系的第3 株，表现突出）中选择11 个单株，全部是紫皮黑小麦。 经过进一步的室内淘汰，有7 株升级为5 代。2013-2014 年度 （F5）， 田间行号5132～5138。 其中4633~4635，本年行号为5136 的株系表现整齐一致，抗寒性、 丰产性好， 紫粒性状稳定一致， 从中当选8 株后，其余混收升级进入产量鉴定。 2014-2015 年度（F6），将优良品系分别种植10 行，田间行号（5136～5137）为6-4218 的表现整齐度高、籽粒深紫色、株高78 cm，茎秆质量好、抗倒性好。 2015-2016 年（F7），送6-4218 参加产量鉴定， 亩产为443.9 kg， 比衡4399减产2.6%。 品系6-4218 性状表现稳定，籽粒饱满。

2 选育结果

2015-2017 年经2 年异地试验， 品系6-4218 整齐度高、籽粒紫色泽鲜艳、产量稳定。 推荐参加河北省黑小麦区域试验，同时定名为农大4218 紫。

2.1 表观性状特征

该品种属半冬性中晚熟品种， 平均生育期236.3 d，比对照晚熟1.0 d。幼苗半匍匐，叶色深绿，叶片较小， 分蘖力中等偏强。 成株株型较紧凑， 株高80 cm 左右。 穗纺锤形，长芒，白壳，紫粒，硬质，较饱满。亩穗数48.9 万穗，穗粒数31.4 粒，千粒重34.5 g。熟相佳。 常年亩产在500 kg 左右。

2.1.1 产量表现 2017-2019 年度河北省特用小麦组区域试验，2 年区域试验平均亩产450.7 kg， 平均比对照增产5.5%， 在4 个参试品种中居第1 位。2019-2020 年度生产试验，平均亩产479.2 kg，比对照增产1.5%，6 个试验点中5 点增1 点减，在4 个参试品种中居第2 位。

2.1.2 抗寒性 抗寒性较好。 遵化国家农作物品种区域试验站抗寒性鉴定结果，2018-2019 年度越冬死茎率12.4%，对照品种死茎率8.9%；2019-2020 年度越冬死茎率0.4%，对照品种死茎率0.3%。

2.1.3 抗病性 河北省农林科学院植物保护研究所抗病性鉴定结果，2018-2019 年度高感条锈病、 白粉病、赤霉病，中抗叶锈病，感病纹枯病。

2.1.4 品质 2020 年河北省农作物品种品质检测中心测定，粗蛋白质（干基）14.8%，湿面筋（14%湿基）25.8%，吸水量57.6 mL/100 g，稳定时间16.7 min，拉伸面积97 cm2，最大拉伸阻力512 E.U.，容重804 g/L。农大4218 紫小麦蛋白质含量高，稳定时间达到强筋标准，是可以直接作为面包原材料的紫小麦品种。

2.2 特用品质指标

2020 年9 月农大4218 紫全麦粉送至农业农村部农产品质量监督检验测试中心（郑州）检测，检测编号：2020WA-0737。 比较农大4218 紫全麦粉与普通面粉中微量元素含量（表1）和氨基酸含量（表2）可知，农大4218 紫的锌、铁、钙、硒、铬元素含量分别为27.9 mg/kg、51.3 mg/kg、378 mg/kg、0.025 mg/kg、0.742 mg/kg，普通面粉济22 全麦粉的各元素含量分别对 应 为16 mg/kg、43.3 mg/kg、324 mg/kg、0.022 mg/kg、0.426 mg/kg； 农大4218 紫比普通面粉各元素含量分别高74.38%、18.48%、16.67%、13.64%、74.18%，其中锌和铬元素的含量明显比对照组高，增加74%以上，表明农大4218 紫富含丰富的微量元素，具有较高的营养价值。

表1 2020 年农大4218 紫全麦粉微量元素养分分析（单位：mg/kg）

由表2 可知， 农大4218 紫每100 g 全麦粉的赖氨酸、苏氨酸、异亮氨酸、苯丙氨酸和组氨酸含量分别为0.40 g、0.39 g、0.49 g、0.74 g、0.36 g，普通面粉济麦22 每100 g 5 种氨基酸含量分别为0.34 g、0.35 g、0.49 g、0.69 g、0.32 g。 4 种人体必需氨基酸中， 除异亮氨酸的含量与对照面粉相比无变化外， 农大4218紫赖氨酸、 苏氨酸和苯丙氨酸含量分别比普通全麦粉高17.65%、 11.43%、 7.25%， 其中赖氨酸的含量相比对照增加最多。 农大4218 紫全麦粉总氨基酸含量为13.19 g/100 g， 普通面粉济麦22 总氨基酸含量为11.98 g/100 g， 农大4218 紫比普通济麦22 全麦面粉高10.10%。 组氨酸为婴幼儿所必需， 对儿童视力发育有特定作用， 农大4218 紫小麦组氨酸含量为0.36 g/100 g， 普通面粉含量为0.32 g/100 g， 农大4218 紫比普通面粉高2.5%。 检测结果表明， 农大4218 紫全麦粉蛋白质含量高，4 种必需氨基酸及组氨酸含量显著高于普通面粉， 日常食用具有较高的营养价值。

表2 2020 年农大4218 紫全麦粉氨基酸含量分析（单位：g/100 g）

2021 年9 月农大4218 紫全麦面粉送交农业农村部农作物专用肥料重点实验室 （曲周实验站）检测，检测指标：磷、钾、钙、镁、铁、锰、铜、锌元素；检测仪器：微波消解仪，ICP。

由表3 可知，农大4218 紫面粉中磷、钾、钙、镁、铁、 锰、 铜、 锌元素含量均比市场销售的面粉高，分别高486.5%、308.0%、214.4%、753.2%、325.3%、939.0%、1 033.3%、42.7%。 人们最重视的钙、铁、锌元素在农大4218 紫中含量分别为548.95、49.21、24.17， 市场销售面粉的相应含量分别为174.60、11.57、16.94， 农大4218 紫分别比对照高214.4%、325.3%、42.7%，其中钙和铁元素农大4218 紫是普通市场面粉的3～4 倍， 表明该品种具有极高的微量元素含量和食用价值。

表3 2021 年农大4218 紫主要元素含量分析

3 产业发展分析

特用黑小麦品种农大4218 紫的功能性主要体现在： 紫粒小麦由于小麦果皮中的紫色花青素聚集于最外层的种皮，因而籽粒是紫色的，脱去麸皮磨出的面粉是白色的，全麦粉是紫褐色（巧克力色）的。 紫小麦种皮含有的天然色素花青素， 属于花色苷类黄酮类物质，具有抗氧化还原作用，可以不同程度地预防糖尿病和阻止不良细胞的发生和扩散[4]。同时紫小麦面粉富含硒、钙、铁、锌、硒等微量元素，可以作为特殊疾病人群补充微量元素的自然食物来源。

随着人们对食品多样化和营养安全的重视，功能性的食品会受到人们的更多青睐， 市场需求将越来越大。 据了解， 目前廊坊市大城县鼎祥农场魏付船，引进农大4218 紫和农大5321 蓝品种，已经开发了面粉、面条等产品，加工了黑小麦月饼等，2022 年8 月黑麦产品参加广交会，大受欢迎。 河南省许昌市建安区珑康家庭农场赵新芳引进了农大5321 蓝小麦，加工销售蓝麦面粉，产值效益比种植普通小麦高1 500 元/亩。

12 月14 日，中共中央、国务院印发了《扩大内需战略规划纲要（2022－2035 年）》，纲要在持续提升传统消费一节中提出倡导健康饮食结构，增加健康、营养农产品和食品供给，促进餐饮业健康发展。 特色黑小麦的选育和推广符合《纲要》中提出的增加营养农产品供给的要求，符合当下加快农村产业升级、延长农作物生产产业链、促进种植户增收等的需求，对推进农村一、三产业融合发展具有重要意义。