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科学普及 | 小麦穗发芽是好事情吗?
发布时间:2022-11-30      来源:       阅读量:483     分享:

有那么一句名言:是种子就会发芽,那是对种子顽强生命力的赞美。是啊,只要有适宜的温度,一定的水分,充足的空气,种子中控制生命欲望的基因就会被触发,小小的嫩芽就能挣脱种皮或颖壳的束缚坚决地钻出来,开启新的生命轮回。

但正在成熟期的小麦地里,种子随便发芽就不是一件好事情。

你看,这片田里的小麦已经成熟了,但遇到了连续阴雨潮湿的天气,收割机不能及时进地,延误了收获,小麦籽粒在穗子上就开始发芽了。这种现象科学家称之为穗发芽。

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小麦穗发芽是一种世界性的自然灾害,不同程度地影响到中国、美国、加拿大、法国和澳大利亚等小麦主产国。为此,导致的小麦价格下降的幅度达20%~50%,全世界每年由于小麦穗发芽造成的经济损失高达10亿美元。

我国是第一大小麦生产国,其中83%的小麦种植地区受到不同程度穗发芽的影响。主要集中在西南冬麦区、长江流域冬麦区、东北春麦区和黄淮冬麦区等地。这些地区在小麦的收获季节雨水较多,空气潮湿,导致小麦穗发芽频发。

  在发生了穗发芽的麦田中,不少穗子、麦秆都会发霉,东倒西歪,见不到通常小麦成熟时,那种风吹麦穗好似金色波浪涌动的美丽景象。如果蹲下身子,我们可以清楚地看到:已经成熟的麦粒在吸水膨胀后,纷纷挤开原来包裹着它们的颖壳,长出小嫩芽,这些麦粒逐步脱离小麦穗子,陆续掉到田里,去追求它们新生命的开始。一有风吹,或机械收割时,麦粒会掉下更多,严重时会导致小麦减产10%以上。在这些田里,有的小麦看上去好像没有发芽,但其实在它们籽粒内部,α-淀粉酶已具有很高的活性,它们会水解小麦的贮藏物质,造成容重和千粒重下降,仓储时还会造成发芽、褐变、霉变等,导致品质下降。而且,收割以后,没有发芽的、快要发芽的、已经发芽的籽粒混在一起,没有办法分开。如果用做种子,种子的发芽势减弱,苗小苗弱,出苗率严重下降,给农户和种子经营者造成重大经济损失。小麦穗发芽发生以后,农户只能忍痛将小麦降价作为饲料出售,很大程度上减少了农民的收入。

用穗发芽的小麦加工面粉,淀粉的糊化、凝胶化和回生特性会改变,面团的保水能力降低,延展性和弹性变差,颜色变褐,从而显著影响面粉制品的品质。

小麦作为商品率较高的作物,可以作为多种主食和副食的加工原料。在我国约有40%的家庭以小麦为主粮。面制品尤其在北方人们的膳食结构中占有非常重要的地位。

小麦产量和质量水平关系我国粮食安全,也影响世界粮食安全。

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自然环境中影响种子发芽的温度、湿度等因素,人类目前能控制的还十分有限。

对小麦穗发芽我们就没有办法了吗?

不。国内外农业科学家正在通过提高小麦自身的穗发芽抗性,去适应大自然,走提高小麦品质的的品种改良之路。

采访中国农科院作物科学研究所 副研究员 张宏军:

很多研究发现,多酚氧化酶与品质是密切相关的。

多酚氧化酶含量髙,容易引起容易面粉的褐变。

通过我们研究发现,多酚氧化酶不仅影响小麦品质,同时还与穗发芽抗性密切相关。

多酚氧化酶含量髙小麦穗发芽抗性一般就比较差,多酚氧化酶含量低呢小麦穗发芽抗性一般就比较好。

在早期他们通过杂交,结合分子标记辅助选择的方法,进行小麦穗发芽抗性改良,选择多酚氧化酶活性低的品种。

在科学技术飞速发展的今天,很多分子育种手段已迅速转化为生产力。

采访中国农科院作物科学研究所 副研究员 张宏军:

所以我们就想通过进一步研究,看看多酚氧化酶的控制基因是否与这个穗发芽抗性密切相关。通过我们的研究发现:Ppo-A1b等位基因与小麦穗发芽抗性是密切相关的。就是说,改进Ppo-A1b可以提高穗发芽的抗性,同时,这个基因也可以进行小麦品质的改良。

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我们相信,在不久的将来,在农业科学家的共同努力下,抗穗发芽小麦新品种将会不断面世,小麦将不再随便发芽。我国的粮食安全将会多一份保障。

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摄  像:朱星腾 张瑞杰

配  音:孙 斌

后  期:毛钰婷

编  导:毛志明

科学顾问:李洪杰 张宏军

策划统筹:徐 琴

监  制:程维红


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