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重点实验室/小麦玉米国家工程实验室，山东济南 250100）
摘 要：选取430份山东地方品种、124份育成品种和180份高代品系进行籽粒多酚氧化酶（PPO）活性测定，从中筛选到27份PPO活性较低的品种（系），可作为优质的低PPO活性的种质资源。
关键词：山东；小麦；种质；PPO活性；品质改良
中图分类号：S512.1+10.1（252）文献标识号：A文章编号：1001-4942（2013）03-0025-03
小麦是世界性的重要粮食作物之一，2011年全球总贸易额达6.8亿吨，提供了人类20%的能量消费，同时小麦也是重要的蛋白质、维生素和矿物质来源[1，2]。随着经济的发展与人们生活水平的提高，消费者在注重面制品营养品质的同时也越发重视其外观品质，对面条、馒头、饺子、包子等传统面食的表观色泽提出了更高的要求。
多酚氧化酶（PPO）是影响面制品色泽的主要因素， 面粉或籽粒的高PPO活性会造成面制品褐变，严重影响小麦面粉及其面食品的品质[3～6]。尤其面条的表观品质与PPO的活性有很大的关系，Baik等（1995）[4]研究表明，面粉的PPO活性
大量研究表明小麦籽粒PPO活性存在很大差异，主要受多基因型控制。Jimenez和 Anderson等[8，9]通过遗传分析推测控制小麦 PPO的主效基因为 1～2个，同时指出针对 PPO底物的专化性存在多个等位基因。葛秀秀等（2004）[10]认为PPO活性受2对独立主基因控制。可见，通过遗传改良途径降低小麦品种的PPO活性，是小麦品质育种的重要策略。小麦种质资源是遗传改良的基础，分析小麦种质的PPO活性，可为有效地进行品质改良奠定基础。本研究测定了430份山东地方品种、124份育成品种和180份高代品系的PPO活性，从而了解当前的品质育种状况，为今后小麦品质育种的亲本选择提供依据。
1 材料与方法1.1 供试材料
供试的小麦种质包括430份山东地方品种、124份育成品种和180份高代品系，由山东省农业科学院作物研究所资源研究室保存。
1.2 试验方法
小麦籽粒PPO活性的测定，参照Anderson等[9]的方法进行，略有改动。每份材料称取3份含15粒种子（提前称量各份种子的重量）的样品，放入20 ml玻璃瓶中，加入4.5 ml反应试剂，放在混旋器上混合，使样品充分湿润并与反应试剂充分接触以便于反应的进行；把样品瓶放在往复振荡机上振荡（样品充分暴露在空气中），同时计时，0.5 h后再放在混旋器上迅速混合，使样品颜色一致；马上将样品放在冰块上以终止反应；以空白L-DOPA/MOPS溶液作为对照进行比色，使用可见分光光度计，取1.0 cm比色皿，在475 nm下测定上清液的吸光度A。
反应试剂现配现用，成分如下：50 mol/L、pH 6.5的MOPS[3-（N-morpholino） propanesulfonic acid]缓冲液（1.0465 g+100 ml水）；10 mol/L L-DOPA（L-3，4-dihydroxyphenyl alanine）溶液（0.1972 g+100 ml MOPS）。
1.3 结果计算
PPO活性=A/（30 min×15粒种子克数） ×103。A为在475 nm下测定的上清液吸光度；PPO活性单位为A475/（min·g·103）。
2 结果与分析
2.1 不同类型种质的PPO活性差异
由表1看出，所测定734份种质的PPO活性变异幅度为2.90～53.41 A475/（min·g·103）。其中地方品种的PPO活性变幅为3.61～53.41 A475/（min·g·103），育成品种的PPO活性变幅为2.90～40.23 A475/（min·g·103），而当前本课题组的高代品系的PPO活性变幅为8.77～47.55 A475/（min·g·103）。从PPO活性的平均值看，地方品种和前期的育成品种分别为13.63和14.21 A475/（min·g·103），差异不显著；高代品系的PPO活性值为23.22 A475/（min·g·103），与地方品种和前期育成品种差异显著。本研究将PPO活性值低于5 A475/（min·g·103）的小麦种质认定为低PPO活性种质，其中地方品种低PPO活性种质14份，为被测地方品种的3.25%；前期育成品种低PPO活性种质13份，占被测定育成品种的10.5%；而高代品系中没有低于5 A475/（min·g·103）的小麦种质。
2.2 低PPO活性小麦种质
表2列出了本研究中测定的PPO活性低于5 A475/（min·g·103）的小麦种质，其中小于3 A475/（min·g·103）的种质有育成品种鲁资65213和地方品种大粒半芒；PPO活性在3～4 A475/（min·g·103）的种质有地方品种大青秸和白秃头，育成品种潍麦7号、鲁麦22号、淄麦7号和淄麦16号；PPO活性在4～5 A475/（min·g·103）的种质有地方品种大白芒、脖儿青（兰眼）、三月黄火麦、红臭麦、银包金、无芒蝈子头、红秃子头、腰子红、三月黄小麦、 红糖良麦、瑞金麦和松树楼，育成品种有泰麦20-2、淄麦12、济核916、菏麦9803、鲁麦3号、济麦20号和烟农22。
3 讨论
小麦籽粒PPO活性的高低受多种因素的影响，如环境、基因型等，但是大量研究表明基因型是决定小麦种质PPO活性的最重要因素[7，8]。因此，通过遗传育种途径培育低PPO活性的品种，是改善小麦面制品色泽的策略。本研究中筛选到27份低PPO活性种质，可以作为优异种质用于品质育种。
多年来增白剂的使用，在一定程度上改善了面制品的色泽，因此，很多育种单位对面制品色泽品质的选择有所忽视，本研究中所测定的180份高代品系PPO活性均大于8 A475/（min·g·103）。2011年5月1日起我国禁止使用面粉增白剂，而面制品的色泽和白度是中国传统食品的重要指标，因此育种单位仍需将低PPO活性作为一个重要的选择指标。 参 考 文 献：
[1] United States Department of Agriculture. World agricultural supply and demand estimates[EB/OL]. Report No. WASDE-511.http：//usda01.library.cornell.edu/usda/waob/wasde//2010s/2012/wasde-10-11-2012.pdf，2012.
[2] Food and Agriculture Organization of the United Nations[EB/OL].http：//www.fao.org/countryprofiles/default/en/？lang=en，2011.
[3] Kruger J E， Matsuo R R， Preston K.A comparison of methods for the prediction of Cantonese noodle colour [J].Can.J.Plant Sci.， 1992， 72： 1021-1029.
[4] Baik B K， Czuchajowska Z， Pomeranz Y.Discoloration of dough for oriental noodles [J].Cereal Chemistry， 1995， 72：198-205.
[5] Morris C F， Jeffers H C， Engle D A.Effect of processing， formula and measurement variables on alkaline noodle color： towards an optimized laboratory system [J].Cereal Chemistry， 2000，77： 77-85.
[6] He Z H， Yang J， Zhang Y， et al.Pan bread and dry white Chinese noodle quality in Chinese winter wheats [J].Euphytica，2004， 139： 257-267.
[7] Fuerst E P， Anderson J V， Morris C F.Delineating the role of polyphenol oxidase in the darkening of alkaline wheat noodles [J].Journal of Agricultural and Food Chemistry， 2006， 54： 2378-2384.
[8] Jimenez M， Dubcovsky J.Chromosome location of genes affecting polyphenol oxidase activity in seeds of common and durum wheat [J].Plant Breeding， 1999，118：395-398.
[9] Anderson J V， Morris C F.An improved whole-seed assay for screening wheat germplasm for polyphenol oxidase activity [J].Crop Science， 2001，41： 1697-1705.
[10]葛秀秀，张立平，何中虎，等.冬小麦 PPO活性的主基因+多基因混合遗传分析[J].作物学报，2004，30（1）：18-20.
摘 要：选取430份山东地方品种、124份育成品种和180份高代品系进行籽粒多酚氧化酶（PPO）活性测定，从中筛选到27份PPO活性较低的品种（系），可作为优质的低PPO活性的种质资源。
关键词：山东；小麦；种质；PPO活性；品质改良
中图分类号：S512.1+10.1（252）文献标识号：A文章编号：1001-4942（2013）03-0025-03
小麦是世界性的重要粮食作物之一，2011年全球总贸易额达6.8亿吨，提供了人类20%的能量消费，同时小麦也是重要的蛋白质、维生素和矿物质来源[1，2]。随着经济的发展与人们生活水平的提高，消费者在注重面制品营养品质的同时也越发重视其外观品质，对面条、馒头、饺子、包子等传统面食的表观色泽提出了更高的要求。
多酚氧化酶（PPO）是影响面制品色泽的主要因素， 面粉或籽粒的高PPO活性会造成面制品褐变，严重影响小麦面粉及其面食品的品质[3～6]。尤其面条的表观品质与PPO的活性有很大的关系，Baik等（1995）[4]研究表明，面粉的PPO活性
大量研究表明小麦籽粒PPO活性存在很大差异，主要受多基因型控制。Jimenez和 Anderson等[8，9]通过遗传分析推测控制小麦 PPO的主效基因为 1～2个，同时指出针对 PPO底物的专化性存在多个等位基因。葛秀秀等（2004）[10]认为PPO活性受2对独立主基因控制。可见，通过遗传改良途径降低小麦品种的PPO活性，是小麦品质育种的重要策略。小麦种质资源是遗传改良的基础，分析小麦种质的PPO活性，可为有效地进行品质改良奠定基础。本研究测定了430份山东地方品种、124份育成品种和180份高代品系的PPO活性，从而了解当前的品质育种状况，为今后小麦品质育种的亲本选择提供依据。
1 材料与方法1.1 供试材料
供试的小麦种质包括430份山东地方品种、124份育成品种和180份高代品系，由山东省农业科学院作物研究所资源研究室保存。
1.2 试验方法
小麦籽粒PPO活性的测定，参照Anderson等[9]的方法进行，略有改动。每份材料称取3份含15粒种子（提前称量各份种子的重量）的样品，放入20 ml玻璃瓶中，加入4.5 ml反应试剂，放在混旋器上混合，使样品充分湿润并与反应试剂充分接触以便于反应的进行；把样品瓶放在往复振荡机上振荡（样品充分暴露在空气中），同时计时，0.5 h后再放在混旋器上迅速混合，使样品颜色一致；马上将样品放在冰块上以终止反应；以空白L-DOPA/MOPS溶液作为对照进行比色，使用可见分光光度计，取1.0 cm比色皿，在475 nm下测定上清液的吸光度A。
反应试剂现配现用，成分如下：50 mol/L、pH 6.5的MOPS[3-（N-morpholino） propanesulfonic acid]缓冲液（1.0465 g+100 ml水）；10 mol/L L-DOPA（L-3，4-dihydroxyphenyl alanine）溶液（0.1972 g+100 ml MOPS）。
1.3 结果计算
PPO活性=A/（30 min×15粒种子克数） ×103。A为在475 nm下测定的上清液吸光度；PPO活性单位为A475/（min·g·103）。
2 结果与分析
2.1 不同类型种质的PPO活性差异
由表1看出，所测定734份种质的PPO活性变异幅度为2.90～53.41 A475/（min·g·103）。其中地方品种的PPO活性变幅为3.61～53.41 A475/（min·g·103），育成品种的PPO活性变幅为2.90～40.23 A475/（min·g·103），而当前本课题组的高代品系的PPO活性变幅为8.77～47.55 A475/（min·g·103）。从PPO活性的平均值看，地方品种和前期的育成品种分别为13.63和14.21 A475/（min·g·103），差异不显著；高代品系的PPO活性值为23.22 A475/（min·g·103），与地方品种和前期育成品种差异显著。本研究将PPO活性值低于5 A475/（min·g·103）的小麦种质认定为低PPO活性种质，其中地方品种低PPO活性种质14份，为被测地方品种的3.25%；前期育成品种低PPO活性种质13份，占被测定育成品种的10.5%；而高代品系中没有低于5 A475/（min·g·103）的小麦种质。
2.2 低PPO活性小麦种质
表2列出了本研究中测定的PPO活性低于5 A475/（min·g·103）的小麦种质，其中小于3 A475/（min·g·103）的种质有育成品种鲁资65213和地方品种大粒半芒；PPO活性在3～4 A475/（min·g·103）的种质有地方品种大青秸和白秃头，育成品种潍麦7号、鲁麦22号、淄麦7号和淄麦16号；PPO活性在4～5 A475/（min·g·103）的种质有地方品种大白芒、脖儿青（兰眼）、三月黄火麦、红臭麦、银包金、无芒蝈子头、红秃子头、腰子红、三月黄小麦、 红糖良麦、瑞金麦和松树楼，育成品种有泰麦20-2、淄麦12、济核916、菏麦9803、鲁麦3号、济麦20号和烟农22。
3 讨论
小麦籽粒PPO活性的高低受多种因素的影响，如环境、基因型等，但是大量研究表明基因型是决定小麦种质PPO活性的最重要因素[7，8]。因此，通过遗传育种途径培育低PPO活性的品种，是改善小麦面制品色泽的策略。本研究中筛选到27份低PPO活性种质，可以作为优异种质用于品质育种。
多年来增白剂的使用，在一定程度上改善了面制品的色泽，因此，很多育种单位对面制品色泽品质的选择有所忽视，本研究中所测定的180份高代品系PPO活性均大于8 A475/（min·g·103）。2011年5月1日起我国禁止使用面粉增白剂，而面制品的色泽和白度是中国传统食品的重要指标，因此育种单位仍需将低PPO活性作为一个重要的选择指标。 参 考 文 献：
[1] United States Department of Agriculture. World agricultural supply and demand estimates[EB/OL]. Report No. WASDE-511.http：//usda01.library.cornell.edu/usda/waob/wasde//2010s/2012/wasde-10-11-2012.pdf，2012.
[2] Food and Agriculture Organization of the United Nations[EB/OL].http：//www.fao.org/countryprofiles/default/en/？lang=en，2011.
[3] Kruger J E， Matsuo R R， Preston K.A comparison of methods for the prediction of Cantonese noodle colour [J].Can.J.Plant Sci.， 1992， 72： 1021-1029.
[4] Baik B K， Czuchajowska Z， Pomeranz Y.Discoloration of dough for oriental noodles [J].Cereal Chemistry， 1995， 72：198-205.
[5] Morris C F， Jeffers H C， Engle D A.Effect of processing， formula and measurement variables on alkaline noodle color： towards an optimized laboratory system [J].Cereal Chemistry， 2000，77： 77-85.
[6] He Z H， Yang J， Zhang Y， et al.Pan bread and dry white Chinese noodle quality in Chinese winter wheats [J].Euphytica，2004， 139： 257-267.
[7] Fuerst E P， Anderson J V， Morris C F.Delineating the role of polyphenol oxidase in the darkening of alkaline wheat noodles [J].Journal of Agricultural and Food Chemistry， 2006， 54： 2378-2384.
[8] Jimenez M， Dubcovsky J.Chromosome location of genes affecting polyphenol oxidase activity in seeds of common and durum wheat [J].Plant Breeding， 1999，118：395-398.
[9] Anderson J V， Morris C F.An improved whole-seed assay for screening wheat germplasm for polyphenol oxidase activity [J].Crop Science， 2001，41： 1697-1705.
[10]葛秀秀，张立平，何中虎，等.冬小麦 PPO活性的主基因+多基因混合遗传分析[J].作物学报，2004，30（1）：18-20.