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北方冬麥區新育成優質小麥品種面條品質相關性狀分析

2016-08-27 04:02孔欣欣張艷趙德輝夏先春王春平何中虎
作物學報 2016年8期
關鍵詞:易位黃色素面粉

孔欣欣張 艷趙德輝夏先春王春平何中虎,3,*

1河南科技大學農學院, 河南洛陽471003;2中國農業科學院作物科學研究所 / 國家小麥改良中心, 北京100081;3CIMMYT中國辦事處, 北京100081

北方冬麥區新育成優質小麥品種面條品質相關性狀分析

孔欣欣1,2張 艷2趙德輝2夏先春2王春平1,*何中虎2,3,*

1河南科技大學農學院, 河南洛陽471003;2中國農業科學院作物科學研究所 / 國家小麥改良中心, 北京100081;3CIMMYT中國辦事處, 北京100081

為了解近年北方冬麥區育成優質小麥品種的品質狀況, 2013—2014和2014—2015年度在山東濟寧和河北高邑統一種植52份優質品種(系)及6份國外代表性品種, 測定其磨粉品質、和面儀和混合實驗儀特性、淀粉糊化特性及面條品質, 并利用5個基因特異性標記分析基因型分布及其對品質性狀的影響。結果表明, 大部分品種為硬質、中強筋類型, 品種間出粉率、面粉a*值、b*值、黃色素含量、PPO活性、和面儀參數、混合實驗儀形成時間和穩定時間差異較大。和面儀 8 min帶寬和混合實驗儀穩定時間可作為預測面條品質的重要指標, 可分別解釋面條總分變異33.3%和34.4%。Ppo-A1a和Ppo-A1b頻率為41.4%和58.6%, 兩種基因型間PPO活性差異顯著(P < 0.05); Ppo-D1a 和Ppo-D1b頻率為51.7%和48.3%, 但PPO活性差異不顯著; Psy-A1a和Psy-A1b頻率為81.0%和19.0%, 兩種基因型間黃色素含量差異顯著(P < 0.05); 1BL/1RS易位和非易位品種頻率為13.8%和86.2%, 兩種基因型間面粉L*值、黃色素含量、和面儀衰落勢與8 min帶寬、混合實驗儀穩定時間等差異顯著(P < 0.05)。面條品質較好的品種包括Sunzell、石優17、鄭麥366、中麥895、周麥26、CA1004和石4185。本研究明確了58份小麥品種(系)的品質特征和基因型分布, 為優質小麥新品種選育和推廣提供了重要信息。

普通小麥; 品質性狀; 面條品質; 分子標記

小麥是我國第三大糧食作物, 了解最新育成品種的品質狀況對小麥育種和生產都具有重要指導意義[1]。磨粉品質是小麥加工品質的重要內容, 主要包括籽粒硬度、出粉率、面粉顏色等指標, 其中面粉及其制品顏色受黃色素和多酚氧化酶(polyphenol oxidase, PPO)等影響較大[2]。面團流變學特性是面團耐揉性和黏彈性的綜合表現[3], 和面儀(Mixograph)和混合實驗儀(Mixolab)是評價面團流變學特性的常用儀器, 能在一定程度上反映品種品質優劣。Mixolab近年開始在國內外廣泛應用, 能有效反映面粉加水后恒溫揉混、面團升溫后蛋白質弱化及淀粉糊化特性, 對面包、餅干、糕點和面條的品質特性具有很好預測作用[4-8]。面條是我國傳統主食之一,其品質主要受籽粒硬度、蛋白質含量、面粉色澤相關性狀、面筋質量及淀粉糊化參數影響, 面條品質遺傳改良已成為我國育種的主要目標[9-14]。因此, 明確最新育成品種品質特征及混合實驗儀參數等對面條品質的影響, 可為小麥品質改良提供理論依據。

分子標記技術的發展為準確快速鑒定品質性狀相關基因提供了可能。用PPO活性的基因特異性標記PPO18能檢測等位基因PPO-A1a和PPO-A1b[15],互補顯性標記 PPO16和 PPO29能檢測等位基因PPO-D1a和PPO-D1b[16]; 黃色素含量的基因特異性標記YP7A能檢測等位基因Psy-A1a和Psy-A1b[17]。上述基因特異性標記可作為面粉色澤改良的分子育種輔助工具[18-19]。H20能特異性檢測 1BL/1RS易位系[20], 1BL/1RS易位對面條品質有顯著負向影響, 能顯著提高黃色素含量, 但對淀粉特性影響不顯著[17,21-23]。利用基因特異性標記能快速明確品質性狀的基因型, 有助于了解品種品質狀況, 為品質改良提供基因型基礎。

改良小麥品質是我國育種和生產的重要目標,因此定期全面系統分析新育成品種品質特性具有重要意義。He等[24]對2000年前后國內育成的優質品種進行了面團流變學特性分析及面包、面條品質評價, Zhang等[25]對2003年前后我國北方冬麥區大面積推廣的19份優質品種品質特性進行系統分析, 唐建衛等[7]對 2005年前后 42份北方冬麥區育成的優質強筋品種及山東省主栽品種品質性狀進行研究。2011年至今, 北方冬麥區又相繼育成了一批優質品種(系), 但其品質資料來自不同地點樣品在不同實驗室的測定結果, 可比性差, 難以為育種單位、生產和面粉加工企業提供準確詳細的品種信息。因此,我們以兩年兩點試驗全面系統分析供試品種的磨粉品質、和面儀與混合實驗儀特性、淀粉糊化特性及面條品質, 為優質小麥新品種選育和生產提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試材料包括我國 1990—2010年育成的優質品種17份和2011年及以后育成的優質品種(系) 32份, 以及高產對照品種 3份、美國和澳大利亞代表性優質品種6份(表1), 其中1990—2010年育成品種濟麥20、豫麥34、鄭麥366具有較好的面包、面條品質, 中優206、師欒02-1、藁城8901、濟南17、新麥26為優質強筋麥。

2013—2014和2014—2015年度, 將所有品種種植于山東濟寧和河北高邑, 隨機區組設計, 2次重復, 小區面積6.0 m2, 行長4.0 m, 行距0.2 m, 6行區, 按當地常規管理。所有樣品無穗發芽, 收獲后統一磨粉。

1.2 品質參數測定方法

用單籽粒谷物特性測試儀(SKCS 4100 Perten Instruments AB, Sweden)測定籽粒硬度。用近紅外(NIR)分析儀(Foss 1241, Sweden)測定籽粒蛋白質含量(14%濕基)和水分。根據硬度值確定潤麥目標水分,硬質麥水分為 16.5%, 混合麥為 15.5%, 潤麥 16~18 h, 用Senior實驗磨(Brabender, Germany)制粉, 出粉率為65%左右。

用Minolta CR-310色度儀(Minolta Camera Co.,Ltd., Japan)測定面粉L*值、a*值和b*值。參照AACC 14-50 (AACC 2000)方法, 稍作修改, 測定黃色素含量, 即用水飽和正丁醇溶液提取后比色測定, 稱樣量為1 g, 提取液為5 mL, 振蕩時間為1 h, 測吸光度乘以常數 30.1即為結果。參照 Anderson等[26]的方法, 稍作修改, 測定PPO活性, 即稱樣量1 g, 提取液7.5 mL, 振蕩時間0.5 h。

表1 58份小麥品種來源、面筋類型、面條評分及分子標記檢測結果Table 1 Origin, gluten type, noodle score, and molecular marker results in 58 wheat cultivars

(續表1)

用和面儀 Mixograph (National, America), 按AACC 54-40A方法測定和面儀參數。用混合實驗儀Mixolab (Chopi Technologies, France)按操作手冊測定主要參數, 包括吸水率(面粉形成面團所需的適宜加水量)、形成時間(面粉從加水至曲線峰高所需時間)、穩定時間(面粉從加水至曲線第一次離開 1.05 Nm標線所需時間)、C2值(面團加熱后的蛋白質弱化值)、C3值(面團加熱過程中的淀粉糊化峰值)、C4值(淀粉糊化低谷值)、C5值(面團冷卻過程中的淀粉糊化最終值)。參照閻俊等[27]描述的方法, 用快速黏度分析儀(Super 3, Newport, Australia)測定淀粉糊化特性, 反應液參數修改為170 mg L-1AgNO3溶液25 mL。

面條制作與品質評價, 參照張艷等[28]方法, 評分系統為色澤15分、表觀狀況10分、軟硬度20分、黏彈性30分、光滑性15分、食味10分, 即總分為100分。以面條品質較好的商業面粉雪花粉(70分)為對照樣品, 將面條品質分為較好(≥70分)、一般(60.0~69.9分)和較差(<60分)三類。

1.3 基因組DNA提取及分子標記分析

從每個品種選 3粒大小均勻的種子, 粉碎后放入1.5 mL離心管, 按Lagudah等[29]描述的方法提取籽?;蚪M DNA。利用特異性分子標記(表 2)檢測Ppo-A1、Ppo-D1、Psy-A1的等位變異及1BL/1RS易位系。PCR體系20 μL, 含20 mmol L-1Tris-HCl (pH 8.4)、20 mmol L-1KCl、150 μmol L-1dNTPs、1.5 mmol L-1MgCl2、每條引物8 pmol、Taq DNA聚合酶1 U、模板DNA 50 ng。PCR程序見附表1。擴增產物經1.5%瓊脂糖凝膠電泳分離檢測, 緩沖液體系為 1× TAE,電壓 180 V, 電泳 30 min。用溴化乙錠(EB)染色,GelDoc XR System (Bio-Rad, America)掃描成像存入計算機。根據DNA檢測結果判斷品種基因型。

1.4 統計分析方法

用 Microsoft Excel 2010整理數據和作圖, 用SAS (Statistical Analysis System) V9.2軟件進行方差分析、基本統計量計算及品質性狀間相關分析, 并對不同基因型品質性狀進行多重比較(Duncan’s)。

2 結果與分析

2.1 品種的品質性狀

方差分析表明, 所有品質性狀基因型和環境間均差異顯著(P<0.01); 除出粉率、面粉 L*值、混合實驗儀 C3值外, 其他性狀基因型×環境互作間均差異顯著(P<0.01), 但磨粉品質、面粉顏色相關性狀、和面儀與混合實驗儀參數、淀粉特性參數、面條品質性狀(除面條表觀狀況和食味)基因型與基因型×環境互作均方的比值(>1.5)較高, 說明品質性狀受基因型、環境及基因型×環境互作的共同影響, 但基因型效應遠大于基因型×環境互作。

表2 基因特異性標記引物及擴增信息Table 2 Primers and amplification of gene-specific markers

由表 3和附表 3可知, 供試材料的籽粒硬度均值為 67.7, 其中 54份為硬質麥(硬度值≥60), 中麥629、中麥895、周麥26和周麥24為混合麥(40≤硬度值<60)。出粉率變幅為 57.8%~68.1%, 其中13CA66、農大3753、中優206和中麥1062出粉率較高, 達到 67%以上。品種間面粉 a*值、b*值、黃色素含量和PPO活性差異較大, 變異系數為14.3%~27.8%。黃色素含量較低的品種包括西農979、武農986、Livingston, 黃色素含量較高的品種包括西農509、中麥895; PPO活性較低的品種包括藁城8901、師欒02-1, PPO活性較高的品種包括周麥26、中麥895。

品種間和面儀參數差異均較大, 變異系數為26.4%~73.0%。按照和面儀峰值面積劃分, 34份為強筋類型(峰值面積≥135 %tq×min), 17份為中筋類型(100 %tq×min≤峰值面積<135 %tq×min), 7份為弱筋類型(峰值面積<100 %tq×min)。品種間混合實驗儀形成時間和穩定時間差異較大, 變異系數分別為26.2%和22.9%。RVA參數僅稀澥值在品種間差異較大, 變異系數為15.4%。根據和面儀峰值面積, 面筋強度較好(峰值面積≥180 %tq×min)的品種包括濟麥0860229、師欒 02-1、新麥 26、13CA66、Karl、西農509、GY12014、周麥24、中優206、12品404, 面筋強度較弱(峰值面積<70 %tq×min)的品種包括中麥895、周麥26、石4185。RVA峰值黏度較高(峰值黏度>3300 cP)的品種包括鄭麥366、周麥24、Sunzell、新麥26、周麥32、12品404、鄭5373、山農11-28、新麥28。其中濟麥0860229、13CA66、西農509、GY12014、12品404的峰值面積接近或好于1990—2010年育成的品種師欒02-1、新麥 26、周麥24、中優206 及國外品種Karl; 周麥32、12品404、鄭5373、山農11-28、新麥28的峰值黏度接近鄭麥366、周麥24、新麥26及Sunzell。

品種間面條品質性狀差異均較小, 總分變幅為60.9~71.4, 其中面條品質較好的品種(總分≥70)包括Sunzell (71.4分)、石優17 (71.0分)、鄭麥366 (70.9分)、中麥895 (70.9分)、周麥26 (70.9分)、CA1004 (70.7分)和石 4185 (70.3分), 其余品種面條品質總分為60.0~69.9。根據面條總分, 中麥895、周麥26、CA1004接近1990—2010年育成品種鄭麥366、石優17及國外品種Sunzell。

綜上所述, 供試品種大部分屬于硬質、中強筋類型, 品種間籽粒硬度、蛋白質含量、淀粉糊化參數(澥除稀值外)和面條品質差異較小, 出粉率、面粉a*值、b*值、黃色素含量、PPO活性、和面儀參數、混合實驗儀形成時間和穩定時間差異較大。

2.2 品質性狀間相關分析

2.2.1 面粉顏色性狀間相關分析 相關分析表明, 面粉b*值與黃色素含量呈極顯著正相關, r值為0.94, 可解釋黃色素含量變異88.4% (圖1)。面粉L*值與PPO活性呈極顯著正相關, r值為0.50, 可解釋PPO活性變異24.9%。說明面粉顏色受黃色素含量和PPO活性影響較大。由于面粉b*值測定簡單易行, 穩定性好, 因此其可作為預測黃色素含量的有效指標。

2.2.2 影響面條品質的因素分析 由表 4可知,面條食味與面粉a*值、b*值和黃色素含量極顯著相關, r值分別為-0.71、0.61和0.66; 面條軟硬度與峰值時間、峰值面積、衰落勢、8 min帶寬、形成時間和穩定時間呈極顯著負相關, r值為-0 . 7 3 ~ -0 . 5 6,其中衰落勢、8 m i n帶寬和穩定時間分別解釋面條軟硬度變異的4 5 . 7% 、5 3 . 7% 和4 7 . 5 % (圖2 -A , C , E); 面條光滑性與籽粒硬度、峰值面積、衰落勢、8 m i n帶寬、穩定時間和C 2值呈極顯著負相關, r值為-0 . 6 3 ~-0 . 5 1 ; 面條總分與衰落勢、8 m i n帶寬、形成時間和穩定時間呈極顯著負相關, r值為-0 . 5 9 ~-0 . 5 3 , 其中8 m i n帶寬和穩定時間分別解釋面條總分變異的3 3 . 3% 和3 4 . 4 % (圖2 -D , F); 面條黏彈性與峰值黏度和低谷黏度呈極顯著正相關, r值分別為0 . 5 9 和0 . 5 3 , 峰值黏度可解釋面條黏彈性變異的 3 4 . 9%(圖 2 -B)。說明面筋強度對面條軟硬度、光滑性和總分有顯著負向影響, 淀粉特性對面條黏彈性有顯著正向影響。

表3 供試品種品質性狀均值、變幅和變異系數Table 3 Mean, range, and coefficient of variation of quality parameters in tested cultivars

圖1 面粉b*值與黃色素含量的關系Fig. 1 Relationship between flour b* value and yellow pigment content

表4 磨粉品質、面團特性、淀粉品質與面條品質的相關性Table 4 Correlation coefficients among milling quality, dough characteristics, starch quality, and noodle quality

2.3 不同基因型對品質性狀的影響

在58份材料中, Ppo-A1a和Ppo-A1b基因型分別為24份和34份, 頻率分別為41.4%和58.6%, 基因型間PPO活性差異顯著; Ppo-D1a和Ppo-D1b基因型分別為30份(51.7%)和28份(48.3%), 基因型間PPO活性差異不顯著, 說明供試品種 PPO活性受Ppo-D1影響較小。Psy-A1a和Psy-A1b基因型分別為47份和11份, 頻率分別為81.0%和19.0%, 基因型間黃色素含量、面粉b*值差異顯著(表5)。

圖2 面團品質與面條品質的關系Fig. 2 Relationship between dough quality and noodle quality

2.4 1BL/1RS易位對籽粒品質性狀和面條品質的影響

58份供試品種中50份為非1BL/1RS易位系, 占 86.2%; 8份為1BL/1RS易位系, 主要分布在黃淮南片, 多為周麥號品種或其后代。1BL/1RS易位系的籽粒硬度、出粉率、衰落勢、8 min帶寬和穩定時間顯著低于非1BL/1RS易位系, 而面粉L*值、黃色素含量、PPO活性和淀粉糊化參數(澥除稀值外)顯著高于非1BL/1RS易位系(表6)。這說明1BL/1RS易位對籽粒硬度、出粉率和面筋強度有顯著負向影響,對面粉L*值、黃色素含量、PPO活性和淀粉特性有顯著正向影響。

總體來看, 1BL/1RS易位系和非1BL/1RS易位系的面條品質差異顯著。這種差異主要體現在1BL/1RS易位系品種的面條表觀狀況顯著低于非1BL/1RS易位系品種, 軟硬度、黏彈性、光滑性和總分顯著高于非 1BL/1RS易位系品種, 而面條顏色和食味差異不顯著(表7)。說明供試品種中, 1BL/1RS易位對面條表觀有顯著負向影響, 對面條口感質地及總分有顯著正向影響。

表5 不同基因型間PPO活性、黃色素含量及面粉b*值比較Table 5 Comparisons of PPO activity, yellow pigment content, and flour b* value between genotypes

表6 1BL/1RS易位和非1BL/1RS易位品種籽粒品質性狀比較Table 6 Comparisons of quality traits between 1BL/1RS and non-1BL/1RS cultivars

表7 1BL/1RS易位和非1BL/1RS易位品種面條品質性狀比較Table 7 Comparisons of noodle quality traits between 1BL/1RS and non-1BL/1RS cultivars

3 討論

58份供試品種間籽粒硬度、蛋白質含量、淀粉糊化參數和面條品質差異較小, 出粉率、面粉a*值、b*值、黃色素含量、PPO活性、和面儀參數、混合實驗儀形成時間和穩定時間差異較大。品種間差異主要表現在面筋強度和面粉顏色, 且品種淀粉糊化特性普遍偏差, 主要原因是我國育種家選擇優質品種時以面筋強度為主要依據, 對淀粉特性考慮較少。因此, 今后在注重面筋質量(尤其是延展性)改良同時, 應加強色澤和淀粉特性選擇。在供試材料中,藁優 2018與濟麥 20的品質特征參數基本一致, 且所攜帶基因型(Ppo-A1b、Ppo-D1a、Psy-A1a、非1BL/1RS)完全一致, 推測藁優2018為濟麥20選系,育種單位所提供的信息有誤, 這與田間觀察結果一致。品種間面條品質差異較小, 2010年以后育成品種中麥895、周麥26、CA1004制作的面條軟硬度、黏彈性和光滑性較好, 因而面條品質評分較高, 但總分略低于1990—2010年育成的石優17、鄭麥366及國外優質品種 Sunzell。唐建衛等[7]研究表明, 濟麥20面包、面條和饅頭品質均較好, 鄭麥366面包、面條品質較好; Zhang等[25]報道, 濟麥20面條品質較好, 豫麥34面條、饅頭品質較好; 楊金等[30]則提出豫麥34為面包面條兼用品種。在本研究中, 鄭麥366也表現面條品質較好, 但濟麥20和豫麥34則面條品質一般, 主要原因是黏彈性較差。

面粉及面制品顏色的形成受色素類物質、氧化還原酶類、磨粉品質等因素影響。本文的面粉b*值與黃色素含量呈極顯著相關, r值為0.94, 與Zhang等[31]、Roncallo等[32]、Zhai等[33]的研究結果基本一致。說明黃色素含量對面粉顏色有顯著負向影響,因此以面條和饅頭為主要產品時, 應降低黃色素含量。PPO活性隨出粉率、麩星含量的提高而提高[34-36],葛秀秀等[37]認為面粉 L*值與 PPO活性呈極顯著負相關, 但本研究面粉L*值與PPO活性呈極顯著正相關(r = 0.50), 可能是所用實驗磨不同致使出粉率和麩星含量不同造成的。用基因特異性標記能快速鑒定品質性狀基因型, 為育種提供了簡單易行的鑒定方法。本研究 PPO18、YP7A標記分別能有效反映品種PPO活性、黃色素含量與面粉b*值, 因此根據其基因型選配親本, 并利用標記在育種早代選擇,可加速面制品顏色的改良。至于面粉黃色素含量、a*值、b*值與面條食味的關系還有待進一步研究。

面條品質改良已成為我國育種的主要目標[14]。本文的面粉a*值、衰落勢、8 min帶寬、穩定時間、C2值、峰值黏度對面條品質均有顯著影響, 與前人研究結果基本一致, 即面粉色澤、面筋強度和淀粉特性對面條品質有顯著影響[6,9-14]。Liu等[13]和 He等[14]認為面筋強度過強對面條品質有負向影響, 本研究和面儀參數、混合實驗儀參數與面條軟硬度、總分呈負相關, 主要是因為面筋強度過強使面條硬度較大, 導致適口性較差, 因而軟硬度評分和總分較低。Jagger為美國優質面包麥, 過高的面筋強度導致面條軟硬度分值較低, 因而面條品質一般偏差。RVA峰值黏度與面條黏彈性呈極顯著正相關, 可解釋變異 34.9%, 我國品種的淀粉峰值黏度急需改進,可用峰值黏度較高的品種Sunzell和鄭麥366等作為雜交親本。周麥26和中麥895的面筋強度弱, 且為1BL/1RS易位系, 但面條品質優良, 其原因有待進一步研究。

1BL/1RS易位系的利用導致我國小麥品質變劣,主要表現在面筋質量變差、面團發黏與耐揉性減弱、加工品質變劣、烘焙品質變差[22,24]。本研究1BL/1RS易位對面筋強度有顯著負向影響, 與劉建軍等[22]結論一致。因此, 選育中、強筋品種一般不宜采用1BL/1RS易位品種作為雜交親本, 或至少其中一個親本為非1BL/1RS易位品種。Zhang等[31]發現一個與 1BL/1RS連鎖的黃色素含量主效 QTL, 可解釋31.9%表型變異; Zhai等[33]在1RS上定位到黃色素含量QTL, 可解釋32.2%表型變異。本研究的1BL/1RS易位對黃色素含量有顯著正向影響, 與 He等[17]結論一致, 說明 1BL/1RS易位能顯著提高黃色素含量。Zhao等[38]表明1BL/1RS易位能顯著降低籽粒硬度, 本研究也證明了這一點, 而劉建軍等[22]、Amiour等[39]認為 1BL/1RS易位對籽粒硬度影響不顯著, 有關 1BL/1RS易位對籽粒硬度的影響還有待進一步研究。此外, 1BL/1RS易位對面條品質也有一定影響。本研究1BL/1RS易位對面條表觀狀況有顯著負向影響, 對面條軟硬度、黏彈性、光滑性和總分有顯著正向影響, 且1BL/1RS易位使面筋強度有顯著負向影響。說明面筋強度與面條表觀狀況呈正相關, 與面條軟硬度、黏彈性、光滑性和總分呈負相關, 與前文面條品質影響因素分析結果吻合, 但與劉建軍等[22]、He等[24]結論不一致, 可能是 1BL/ 1RS易位與非易位品種數目差異較大和未知的遺傳因素造成的, 有待進一步分析驗證。有關粉質儀和拉伸儀參數、蛋白組分含量及面包、饅頭方面的研究將在另文中報道。

4 結論

明確了北方冬麥區新育成品種(系)的品質特征及其攜帶的部分品質基因, 和面儀 8 min帶寬和混合實驗儀穩定時間可作為預測面條品質的重要指標,明確了 58份材料黃色素含量、PPO活性基因型和1BL/1RS易位分布及其對品質性狀的影響。

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Noodle Quality Evaluation of New Wheat Cultivars from Northern China Winter Wheat Regions

KONG Xin-Xin1,2, ZHANG Yan2, ZHAO De-Hui2, XIA Xian-Chun2, WANG Chun-Ping1,*, and HE Zhong-Hu2,3,*1College of Agronomy, Henan University of Science & Technology, Luoyang 471003, China;2Institute of Crop Science / National Wheat Improvement Center, Chinese Academy of Agricultural Sciences (CAAS), Beijing 100081, China;3CIMMYT-China Office, c/o CAAS, Beijing 100081,China

Fifty-two cultivars and lines from Northern China Winter Wheat Regions, and six cultivars from Australia and America were planted in two locations in two years to evaluate their milling quality, Mixograph and Mixolab parameters, pasting properties and noodle quality. Five gene-specific markers were used to test their effects on quality traits. The results indicated that most of the tested cultivars were featured with hard grain and strong gluten. Large variations of flour yield, flour a* value, b* value, yellow pigment content, PPO activity, Mixograph parameters, Mixolab parameters such as development time and stability were observed. The Mixograph parameter width at 8 min and Mixolab parameter stability were important for predicting noodle quality,accounting for 36.9% and 28.0% of the variation for noodle total score, respectively. Ppo-A1a and Ppo-A1b genotypes had the frequency of 41.4% and 58.6%, respectively, with significant difference in (P < 0.05) PPO activity. The frequency of Ppo-D1a and Ppo-D1b was 51.7% and 48.3%, respectively, and there was no significant difference in PPO activity between two genotypes. The frequency of Psy-A1a and Psy-A1b was 81.0% and 19.0%, respectively, and the yellow pigment contents of two genotypes were significantly different (P < 0.05). The 1BL/1RS and non-1BL/1RS cultivars had the frequency of 13.8% and 86.2%, respectively,with significant difference (P < 0.05) in flour L* value, yellow pigment content, Mixgraph parameters such as right of peak slope and width at 8 min, and Mixolab parameter stability. Four cultivars including Zhoumai 26, Zhongmai 895, Sunzell, and CA1004 showed excellent noodle quality. This study provides important informations for wheat breeding and cultivar extension.

Bread wheat; Quality characteristics; Chinese noodle quality; Molecular markers

附表1 引物PCR程序Supplementary table 1 PCR condition for the primers

附表2 58份小麥品種在4個環境下磨粉品質和面粉顏色相關性狀的平均值Supplementary table 2 Average traits values related to milling quality and flour color in 58 wheat cultivars over four growing environments

(續附表2)

附表3 58份小麥品種在4個環境下的和面儀和混合實驗儀參數平均值Supplementary table 3 Average parameters of Mixograph and Mixolab in 58 wheat cultivars over four growing environments

(續附表3)

附表4 58份小麥品種在4個環境下淀粉糊化特性參數與面條品質的平均值Supplementary table 4 Average RVA parameters and noodle quality in 58 wheat cultivars over four growing environments

(續附表4)

10.3724/SP.J.1006.2016.01143

本研究由國家自然科學基金項目(31371623, 31461143021)和中國農業科學院創新工程項目資助。
This study was founded by the National Natural Science Foundation of China (31371623, 31461143021) and the Agricultural Science and Technology Innovation Program (CAAS).
*

(Corresponding authors): 何中虎, E-mail: zhhecaas@163.com, Tel: 010-82108547; 王春平, E-mail: wcp@haust.edu.cn

聯系方式: E-mail: kongxinxin@qq.com
Received(

): 2015-12-31; Accepted(接受日期): 2016-05-09; Published online(網絡出版日期): 2016-05-23.
URL: http://www.cnki.net/kcms/detail/11.1809.S.20160523.0852.002.html

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