作者簡(jiǎn)介

 

      田紀(jì)春，男，博士，山東農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院教授（二級(jí)），博士生導(dǎo)師，獲國(guó)務(wù)院特殊津貼。專(zhuān)注小麥遺傳育種40多年，主持包括國(guó)家“973”和5項(xiàng)國(guó)家自然科學(xué)基金在內(nèi)的國(guó)家及省部級(jí)課題32項(xiàng)，自主育成國(guó)家和省審小麥新品種18個(gè)，獲國(guó)家發(fā)明專(zhuān)利8項(xiàng)，植物新品種權(quán)12項(xiàng)。培養(yǎng)博、碩士研究生89名，發(fā)表科研論文316篇，其中SCI論文61篇，出版專(zhuān)著和教材10部。獲國(guó)家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)、國(guó)家發(fā)明二等獎(jiǎng)、國(guó)家發(fā)明專(zhuān)利銀獎(jiǎng)、山東省優(yōu)秀教師和齊魯最美科技工作者等獎(jiǎng)項(xiàng)榮譽(yù)稱(chēng)號(hào)。

 

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      新中國(guó)成立70多年來(lái)，特別是經(jīng)過(guò)40多年的改革開(kāi)放，我國(guó)糧食生產(chǎn)取得舉世矚目成就，實(shí)現(xiàn)了從“吃不飽”到“吃的飽”，再到“吃的好”的歷史性轉(zhuǎn)變。近十年，隨著商品生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)向服務(wù)型經(jīng)濟(jì)的后工業(yè)時(shí)代的到來(lái)，特別是近幾年新冠病毒有可能長(zhǎng)期與人類(lèi)共存的警示，人們更加關(guān)心健康長(zhǎng)壽及與其直接有的食物質(zhì)量。小麥?zhǔn)侨澜?、特別是我國(guó)的主要糧食作物，隨著人們?cè)俅斡?ldquo;吃得飽”、“吃的好”向“吃健康”轉(zhuǎn)變，小麥品種也會(huì)由“高產(chǎn)品種”、“綠色優(yōu)質(zhì)品種”向“功能性品種”發(fā)展。

 

      “功能性小麥品種”是國(guó)內(nèi)外至今沒(méi)有提出的新名詞。從廣義方面講,功能性小麥品種有“加工功能性品種”和“營(yíng)養(yǎng)功能性品種”兩類(lèi)。加工功能性品種主要指能改善食品結(jié)構(gòu)及品質(zhì)的一類(lèi)品種，例如，糯小麥能增加面制品的吸水率，延長(zhǎng)貨架期，屬于“加工功能性品種”?，F(xiàn)在國(guó)家大力發(fā)展的強(qiáng)筋小麥和弱筋小麥品種，分別能生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)面包或餅干蛋糕，也應(yīng)該屬于“加工功能性品種”。這類(lèi)品種是目前政府大力推動(dòng)、生產(chǎn)上已有的品種，是與人們“吃得好”有關(guān)的品種，本文不展開(kāi)討論。

 

      本團(tuán)隊(duì)首次提出并重點(diǎn)討論的“功能性小麥品種”，是與人們“吃健康”有關(guān)的一類(lèi)品種。其基本定義是“含有對(duì)人體健康有益活性成份，可調(diào)節(jié)人體有益代謝，能給人體健康帶來(lái)某種益處或滿(mǎn)足特定人群的特特殊需求，同時(shí)可以作為日常食物的口感正常、無(wú)毒副作用的小麥品種類(lèi)型。”這類(lèi)品種有5個(gè)方面的內(nèi)涵：a.含有較高的有益健康的活性成份，例如含有麥黃酮，多肽等；b.可調(diào)節(jié)人體有益代謝，增強(qiáng)機(jī)體器官的免疫力，例如抗氧化、清除自由基的色素，激活酶的鋅、硒等微量礦質(zhì)元素；c.滿(mǎn)足特定人群的特定需求，例如高血糖和肥胖人群需要的抗性淀粉；面粉過(guò)敏人群需要的低醇溶性蛋白品種；d. 無(wú)毒副作用、外觀(guān)口感均正常日常食物原料；e.不必?fù)?dān)心某些微量元素超標(biāo)和其它物質(zhì)存在風(fēng)險(xiǎn)。因?yàn)檫@類(lèi)品種是育種家利用特異種質(zhì)資源和聚合育種技術(shù)，定向培育的定向含有較高有益成份的品種。例如，培育“富鋅品種”，育種家在籽粒鋅含量變幅較大的種質(zhì)資源中選擇親本，通過(guò)聚合雜交可以培育出鋅含量比現(xiàn)有品種平均值高出2倍左右、正好適合人體需求的富鋅品種。因不是轉(zhuǎn)基因品種，也不是人工添加（添加過(guò)程可能存在過(guò)量或污染風(fēng)險(xiǎn)）強(qiáng)化的食品,其產(chǎn)量、抗病性性和農(nóng)藝性狀與當(dāng)前主推品種相當(dāng)，其籽粒和面粉與普通品種相同，其食品加工方式和口感與正常面粉無(wú)異。因此，功能性小麥品種是繼高產(chǎn)品種、優(yōu)質(zhì)品種、綠色品種后的新類(lèi)型，具有“農(nóng)業(yè)增效、農(nóng)民增收、人民增壽”的顯著優(yōu)勢(shì)。

 

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      功能農(nóng)業(yè)是國(guó)內(nèi)外最近幾年才提出的新概念。2014年，F(xiàn)AO與WHO舉辦的第二屆國(guó)際營(yíng)養(yǎng)大會(huì)(ICN2)形成《營(yíng)養(yǎng)問(wèn)題羅馬宣言》和2017年我國(guó)制定了《健康中國(guó)行動(dòng)（2019—2030年）》分別是國(guó)內(nèi)外功能農(nóng)業(yè)的標(biāo)志性事件。這些國(guó)際和國(guó)內(nèi)的重大行動(dòng)雖然沒(méi)有出現(xiàn)功能小麥名詞，但我國(guó)的小麥功能性物質(zhì)和功能小麥育種起步很早。2000年田紀(jì)春教授作為美國(guó)谷物市場(chǎng)研究中心的高級(jí)訪(fǎng)問(wèn)學(xué)者回國(guó)后，立即啟動(dòng)了小麥功能成份的的前瞻性研究，利用主持山東省小麥育種又兼任“農(nóng)業(yè)農(nóng)村部谷物品質(zhì)監(jiān)督檢驗(yàn)測(cè)試中心”主任的有利條件，先后將”功能蛋白”、“抗性淀粉”、“植酸”、“功能性脂類(lèi)”等功能成份作為10多名博士和碩士的研究題目，啟動(dòng)了小麥功能成份基因定位和種質(zhì)創(chuàng)制的開(kāi)拓性研究，發(fā)表國(guó)內(nèi)外論文30多篇。并率先開(kāi)展了功能性小麥新品種培育，已育成審定和即將審定的多個(gè)功能性品種（系）。主要簡(jiǎn)介如下：（1）富含麥黃酮的功能小麥新品種山農(nóng)1012020年山東省審定（魯審麥20206035）。麥黃酮含量1.013mg/kg，是普通小麥平均含量的3.5-5倍。黃酮類(lèi)物質(zhì)是小麥籽粒中重要的生理活性物質(zhì)，具有擴(kuò)張血管、抗菌消炎和增強(qiáng)人體免疫力等多重功效，對(duì)高血脂、心血管疾病、動(dòng)脈硬化和腫瘤等疾病有一定療效。（2）富含類(lèi)胡羅卜素小麥品種“山農(nóng)藍(lán)麥1號(hào)”， 2020年通過(guò)山東省農(nóng)作物品種審定委員會(huì)審定（魯審麥20206033）。該品種含有人體不能合成的花青色素而呈深藍(lán)色，富含多種色素和VE、VB等多種維生素，是營(yíng)養(yǎng)價(jià)值突出的功能性小麥新品種。（3）抗消化淀粉小麥新品系，抗性淀粉(resistant starch)又稱(chēng)抗酶解淀粉及難消化淀粉，，可控制血糖平衡，特別適宜糖尿病患者食用;而且在大腸中分解為短鏈脂肪酸，促進(jìn)腸蠕動(dòng)，可減少便秘和結(jié)腸癌的危險(xiǎn);抗性淀粉也可可減少血膽固醇和三甘油脂的量，因而具有一定的減肥作用。另外，低植酸和低醇溶蛋白等功能新小麥品系也已穩(wěn)定，即將出圃?？萍既?qǐng)?bào)等刊物均已“國(guó)內(nèi)第一個(gè)功能小麥培育成功”為標(biāo)題進(jìn)行了報(bào)道。

 

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      （1）功能性品種是功能農(nóng)業(yè)的基礎(chǔ)，是功能食品的原料。一種功能性品種可以形成一類(lèi)功能性食品，多種功能性品種可以形成起我國(guó)功能性食品產(chǎn)業(yè)，推動(dòng)我國(guó)高端食品和人民健康事業(yè)的發(fā)展。我們小麥育種工作者，應(yīng)該在繼續(xù)培育高產(chǎn)品種和優(yōu)質(zhì)品種的同時(shí)，重視培育“功能性小麥品種”的育種工作。

 

      （2）種質(zhì)是新品種的芯片。從現(xiàn)有小麥種質(zhì)庫(kù)（含野生和國(guó)外）中鑒定發(fā)現(xiàn)高含各種“營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和活性功能成份”的特異種質(zhì)，通過(guò)QTL定位等創(chuàng)制富含功能成份和已知分子標(biāo)記的“分子育種元件”，是我團(tuán)隊(duì)20多年的重點(diǎn)工作之一。的種質(zhì)資源，特別是培育“定向含有”的特殊用途或功能性小麥新品種，

 

      （3）功能成份的檢測(cè)分析是功能小麥新品種培育所必需的，是根據(jù)“功能明確、成份易檢測(cè)和含量差異大”等原則開(kāi)展功能性小麥新品種培育的基本保障。

 

      （4）功能小麥培育在國(guó)內(nèi)外都是新的育種方向，目前國(guó)內(nèi)外幾乎沒(méi)有小麥重要功能性物質(zhì)的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，也沒(méi)有小麥功能成份的含量標(biāo)準(zhǔn)。因此，制訂功能性品種功能成份含量極其檢測(cè)方法的標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)該類(lèi)品種選育、品種審定及市場(chǎng)認(rèn)可都有非常重要的意義。

 

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      為了滿(mǎn)足社會(huì)需求和選育及審定功能性小麥品種的需求，2021年8月，本團(tuán)隊(duì)組織山東華田農(nóng)業(yè)科技有限公司、山東國(guó)倉(cāng)健生物科技和山東農(nóng)業(yè)大學(xué)等9家單位共同成立標(biāo)準(zhǔn)起草委員會(huì)，成員包括小麥育種、檢測(cè)、種植、加工和小麥制品生產(chǎn)等產(chǎn)業(yè)鏈上下游科研工作者，還包括醫(yī)學(xué)健康領(lǐng)域的相關(guān)專(zhuān)家，主要成員18人。起草制定了高抗性淀粉、高麥黃酮和低植酸三種重要功能小麥團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)，于2022年2月8日在國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)全國(guó)信息平臺(tái)發(fā)布實(shí)施。

 

      （1）《高抗性淀粉小麥籽粒中抗性淀粉含量指標(biāo)和檢測(cè)方法》（T/CI005-2022）

 

      規(guī)定了高抗性淀粉小麥的術(shù)語(yǔ)定義和感官、質(zhì)量、抗性淀粉含量等技術(shù)要求及檢驗(yàn)方法、檢驗(yàn)規(guī)則。將高抗性淀粉小麥定義為 ：在生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中，自然產(chǎn)生和積累的抗性淀粉含量>6%的一類(lèi)小麥品種（系）。其確定依據(jù)是根據(jù)現(xiàn)有普通小麥的抗性淀粉含量和人工創(chuàng)制高抗性淀粉的最高含量，及高抗性淀粉對(duì)面團(tuán)理化特性影響和穩(wěn)血糖試驗(yàn)確定的；標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的抗性淀粉檢測(cè)方法，是改進(jìn)的愛(ài)爾蘭Megazyme抗性淀粉檢測(cè)試劑盒方法，提取步驟中增加了3處預(yù)處理，去除蛋白質(zhì)等更徹底，測(cè)定結(jié)果更準(zhǔn)確；效率高；成本低，（詳見(jiàn)具體標(biāo)準(zhǔn)）。

 

      （2）《高麥黃酮小麥籽粒中麥黃酮含量指標(biāo)和檢測(cè)方法》（T/CI004-2022）

 

      本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了高麥黃酮小麥籽粒中游離態(tài)麥黃酮（tricin）和總麥黃酮2個(gè)重要成份的術(shù)語(yǔ)定義及檢驗(yàn)方法、檢驗(yàn)規(guī)則。高麥黃酮小麥也分為高游離態(tài)麥黃酮（tricin）和高總麥黃酮2個(gè)指標(biāo)。高麥黃酮小麥的定義為：小麥生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程自然產(chǎn)生和積累的游離態(tài)麥黃酮含量大于0.5mg/kg（含）或者總麥黃酮含量大于1mg/kg（含）的小麥品種（不含黑、紫、藍(lán)等彩色小麥）。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的游離態(tài)麥黃酮的測(cè)定方法——液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法；總麥黃酮的測(cè)定方法——分光光度比色法（以蘆丁計(jì)）。兩類(lèi)高麥黃酮小麥的定量值及檢測(cè)方法均參考國(guó)內(nèi)外有關(guān)研究結(jié)果及反復(fù)驗(yàn)證制定的（詳見(jiàn)具體標(biāo)準(zhǔn)）。

 

      （3）《低植酸小麥籽粒中植酸含量指標(biāo)和檢測(cè)方法》（T/CI003-2022）

 

      本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了植酸及低植酸小麥的術(shù)語(yǔ)、定義及檢驗(yàn)方法、檢驗(yàn)規(guī)則。將低植酸小麥定義為 ：通過(guò)生長(zhǎng)過(guò)程，自然產(chǎn)生和積累的植酸含量低于5 g/kg的小麥品種（系）。其確定依據(jù)是根據(jù)現(xiàn)有小麥品種中，特別是麥麩中植酸含量較高（9.6 ～22.2 g/kg）和我們創(chuàng)制的品種中可以獲得低于5g/kg的小麥品種（系）確定的。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的植酸檢測(cè)方法為分光光度比色法，但對(duì)樣品提取、凈化過(guò)程進(jìn)行了優(yōu)化，提高了檢測(cè)的準(zhǔn)確性，方便易操作，更有利于育種家使用（詳見(jiàn)具體標(biāo)準(zhǔn)）。

 

      高抗性淀粉、高麥黃酮和低植酸三種重要功能小麥團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)的制定和頒布實(shí)施，是國(guó)內(nèi)外功能小麥研究的重要進(jìn)展，對(duì)育種家培育新品種及國(guó)家審定功能性品種提供了依據(jù)，對(duì)滿(mǎn)足人民生活質(zhì)量和健康水平日益增長(zhǎng)的需求，確保我國(guó)營(yíng)養(yǎng)導(dǎo)向型農(nóng)業(yè)的健康發(fā)展也具有重要意義。希望全國(guó)有興趣的種業(yè)同行、糧食和食品企業(yè)朋友，合作共贏(yíng)于功能性品種培育及功能食品開(kāi)發(fā)，使其盡快產(chǎn)業(yè)化、市場(chǎng)化，大眾餐桌化，為健康中國(guó)做出貢獻(xiàn)！