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新方法为小麦育种带来决定性优势

2019-12-25 11:00:00来源:中国食品报
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  小麦是世界上最重要的农作物之一。近几十年来,许多小麦新品种被培育出来。它们不仅比老品种的产量高很多,而且对害虫和不断变化的气候条件也不那么敏感。除此之外,烘焙特性也得到了改善。

  在过去,用小麦粉烘焙的面包的香味(即气味和味道)从来都不重要,因此在育种、栽培过程中不被考虑,也不是贸易中的决定性因素。其中一个原因是,分析不同面包的香味很费时。现在,德国杜塞尔多夫大学、霍恩海姆大学等机构的科学家主导的一项综合性研究,利用分子生物学方法,对古老小麦品种和现代小麦品种制成面包的香味潜力以及其他特性进行了预测。相关论文日前发表于《国际食品研究》。

  为了比较德国3个地区的18个古老小麦品种和22个现代小麦品种的不同香味,研究小组用每个品种的小麦粉制作了面团,使用相同的配方,然后烘焙。所有120份面粉样品的代谢物图谱均采用7200 GC-QTOF采集。

  测试人员首先根据外部参数,如面团弹性、面包大小等,进行比较。接下来,按照预先确定的程序评估面包的气味和味道。测试人员用一般的术语描述了面包是多么芳香或平淡,再使用新方法进行详细评估。

  研究的目的是量化遗传因素和环境因素对面包香味、品质特性的影响;评估现代小麦品种烘焙的面包与老品种烘焙的面包在香味方面是否存在差异;比较基因组学和代谢组学方法在小麦育种计划中预测面包香味和品质特征的效率。

  参与研究的烘焙大师海纳·贝克说,“我制作并品尝了很多用不同小麦品种制作的面包,其在形状、香味甚至颜色上的差异非常明显。”

  “过去人们以为用现代小麦品种生产的面包和用老品种生产的面包一样乏味,但事实证明并非如此,面包的气味和味道因使用的小麦品种的不同而不同。”霍恩海姆大学杰出教授弗里德里希·隆金说。

  香味的潜在差异是由不同的小麦品种引起的,还是由种植该种小麦的地点引起的?这项研究另一个值得注意的发现是,种植小麦的土壤对面包烘焙效果和口感的影响几乎与小麦品种一样大。这反映了不同土壤性质、不同营养和矿物质含量的土壤,都影响了小麦籽粒的组成。

  “研究的一个关键是,我们发现了基于结合代谢产物和SNP基因分型谱的新方法,可以用来分析面包的质量。”杜塞尔多夫大学植物数量遗传学和基因组学研究所教授本杰明·斯蒂赫说。他和马克斯·普朗克分子植物生理学研究所的研究人员一起测定了面粉中的代谢产物,并进行了统计分析。

  结果证明,结合代谢产物和SNP基因分型谱可以更好地预测面包品质,而不仅仅是SNP基因分型谱。

  为了培育一个可最终投放市场的小麦新品种,必须定期生产大量作物——每年几千株,再对其进行分析,以确定其特性。而这种新方法为作物育种带来了决定性的优势,育种者可以很快辨别出哪些作物能生产出质量更好的面包。该研究带来了为消费者提高小麦质量的可能性。


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