野生二粒小麦优异基因向普通小麦转移的研究

文/ 李平1 宋小双1 伍碧华2

粮食作物小麦在世界上栽培面积较广、总产量较高，在我国的重要性仅次于水稻。因此，小麦在我们国家的粮食安全中占有举足轻重的地位，由此，小麦的品质也就显得尤其重要了。而且小麦的品质是否优良是一个非常复杂的问题，它受到很多因素的影响，根据由于小麦的用途不同，判断其品质是否优良也就有了不同的标准。但无论哪种标准，都是建立在两种性质的鉴定，也就是具备哪些营养成分的营养性和在其加工过程中所表现出来的加工性。

1 概述

小麦在加工过程中一般要先制成面粉，然后再加工成面包、馒头等食品。但要想把小麦磨成面粉，就要提高小麦的成粉性，方便进行进一步的食品加工。这就要求小麦便于破碎、易研磨、出面粉比例高、灰分含量低等条件。此外，小麦不饱满会影响到小麦的面粉产率，小麦籽粒的硬度对小麦在磨粉过程中也具有举足轻重的作用。

我们通常说小麦是否有营养，主要是根据蛋白质含量来确定的，但我通过研究发现，这种标准并不完善。小麦里面除含有蛋白质以外，还含有水分、淀粉、铁、锌、脂肪等物质，都是我们人类身体所必需的物质。这里尤其要说明的是，由于我国多数地区人们存在不同程度地体内铁摄入量不足的现象，因此铁是一种非常重要的微量元素，锌和蛋白质含量的高低也在确定小麦营养价值上有很重要的参照价值。

面粉在用于制作各种食品时，要求具有不同的物理性质和化学性质。也就是在加工过程中有的要求面粉中蛋白质含量高一些，弹性好一些，可用于制作面包。而蛋白质含量低，吸水力低，筋力弱，粘性较大的面粉适宜做饼干。面粉延伸性好，筋力适中的面粉适宜加工成面条，这种面粉加工成的面条有弹性，口感好。而蛋白质含量中等偏上，面筋含量也不是太高的面粉最适合加工成馒头。由此可以得出，要想加工出的食品性质优良，对小麦的性质要清楚才可以，不同的小麦性质用于不同的食品制作，在判断到底用于制作哪种食品时，面筋及蛋白质的质量和含量起决定因素。

2 微量元素

最新科学研究表明，某些无机物质虽然在我们的身体中含量非常小，但对维持我们身体正常的生命活动，保证我们的身体健康却非常重要。我们每天吃的面粉里面含有很多元素，有些是必须的，有些是非必须的。我们身体必须的那些元素是指那些对维持生物体正常生命活动所必不可少的元素。如：Fe，Zn，Ca，Mg， Cu等无机元素。段玉梅等在2004年研究发现，Fe是血红蛋白和肌红蛋白中氧的携带者；Zn是组成多种酶的重要成分。Klevay等认为Zn/Cu比值增大，可以使体内胆固醇代谢紊乱，产生高胆固醇血症，促进动脉硬化的发生，导致高血压与冠心病。非必需元素指那些对生命体正常生命活动无明显帮助的元素，如：Li、Rb、B、Br等。

3 远缘杂交育种

新品种选育采用的技术和方法主要是进行远缘杂交，实际上就是采用转基因技术进行的育种。近年来，小麦品种的改良与发展受种内遗产资源匮乏的影响越来越严重。而与小麦亲缘关系较近的种、属中有大量优异基因，是小麦品质改良的强大资源库。李振声院士认为，远缘杂交作为小麦遗传改良中优良性状的来源已引起越来越多人的重视，并且已经成为近代小麦育种研究的一个热点问题，目前已取得了引人注目的成就。小麦远缘杂交育种技术和理论研究在近30年有了长足地发展，主要是在外源优质基因的染色体工程、转移方法和检测等方面有了快速深入的发展。远缘杂交在作物育种中来越受到重视；远缘杂交方法，主要用于合成双二倍体或异附加系、易位系、异代换系等，从而培育出新物种或新品种。我们从事远缘杂交，主要目的是利用野生种和野生近缘植物资源的高品质特性、抗逆性和抗病虫性，将这些有益基因转入栽培品种，从而获得性状优良的品种或新的作物。

4 研究的可行性

野生二粒小麦属于小麦属，是四倍体种，染色体数28条，染色体组型为AABB。穗扁平，株高一般80～90厘米，穗长9厘米左右，每小穗2～3花，结实两粒，籽粒较长，两端稍尖，蛋白质含量高达24%以上，铁和锌的含量高于普通小麦，且抗条锈病、散黑穗病。

我们在研究过程中选用四川推广面积较广的品种川农16作为研究材料，它是由川育12和小麦新材料87-429杂交而成，由四川省农作物品种审定委员会于2002年审定通过，它的面粉非常适合于制作饼干。

川农16株型矮健紧凑，分蘖力强，成熟率高，群体穗容量大，千粒重达43克，穗层整齐，成熟落黄好，易脱粒，籽粒色泽好，平均株高85厘米；对条锈病、白粉病和赤霉病为中等抗性；国家和四川省进行过两级区试，均比对照产量高出10%以上；在农业部谷物品质监督检验测试中心，对川农16的蛋白质和湿面筋进行了测定，分别达到11.99%和23.7%，非常适合于制作饼干。并且增产效果非常明显，省级区试均比对照区增产，国家级区试有85%的区域实现了增产。表明这个品种稳产性好，适应范围广。适宜在四川、重庆、贵州、云南等省市的多数地区推广，也适宜在陕西、湖北、河南等省部分地区推广。

普通小麦的A、B染色体来源于野生二粒小麦，我们的实验结果证实，野生二粒小麦蛋白质含量很高，有些高达25%以上，与普通小麦杂交易成功。因此，我们随机选用D1和D97两种野生二粒材料作为父本，川农16作为母本进行远缘杂交，以期获得高产、优质的小麦新品种。通过选育，今得到F8代株系，对其田间性状，细胞学情况进行观察，籽粒中的蛋白质、微量元素进行测定，以期为加快育种进程提供帮助。

作者单位

1 伊犁州高级技工学校 新疆伊犁 835000

2 四川农业大学 四川成都 611130