全 文 ：Vol. 30 , No. 6
pp. 597～601 　June , 2004
作 　物 　学 　报
ACTA AGRONOMICA SINICA
第 30 卷 第 6 期
2004 年 6 月 　597～601 页
小麦类胡萝卜素含量的稳定性及其与黄碱面条色泽性状的相关性分析
胡瑞波1 　田纪春1 , 3 　吕建华2 Ξ
(1 山东农业大学农学院 , 山东泰安 271018 ; 2 山东省种子管理总站 , 山东济南 250100)
摘 　要 　选用 16 个代表性的小麦品种 (系) ,分别在山东 8 个地点种植 ,进行小麦类胡萝卜素含量基因型与环境效应分
析。结果表明 ,在随机效应中 ,小麦面粉类胡萝卜素含量的品种与试点互作效应最为显著。既要选择类胡萝卜素含量低
的品种 ,又要注意选择在类胡萝卜素含量积累低的地区种植 ,才能实现优质品种的优质生产。类胡萝卜素含量与面粉蛋
白质含量、面粉黄度 (b 3 值)呈极显著正相关 ,与黄碱面条的黄度 (b 3 值) 呈显著正相关 ;与面粉 R457 白度、面粉亮度 (L 3
值)呈极显著负相关。
关键词 　小麦 ;类胡萝卜素 ;基因型与环境 ;面条色泽
中图分类号 :S512
Stability Analysis of Carotenoid Content and Its Coeff icient Correlation with Yellow
Alkaline Noodle Color Characteristics in Common Wheat( Triticum aestivum L. )
HU Rui2Bo1 , 　TIAN Ji2Chun1 , 3 , 　LΒJian2Hua2
(1 Agronomy College , Shandong Agricultural University , Tai’an 271018 , Shandong; 2 Shandong General Seed Administration Station , Jinan 250100 , Shandong ,
China)
Abstract 　The purpose of this study was to investigate the effect of genotype and environment on carotenoid content and its
coefficient correlation with noodle color characteristics in common wheat ( Triticum aestivum L. ) . Sixteen wheat cultivars
(lines) were grown at eight locations with three replications. The analysis of variation showed that there was highly signifi2
cant genotype by environment interaction effect on carotenoid content in wheat . Therefore , the genotype by environment in2
teraction effect must be considered in selecting for wheat cultivars varieties with low and stable carotenoid content .
Carotenoid content is positively correlated to the protein content and b3 value of flour at highly significant level , and is pos2
itively correlated to the b 3 value of yellow alkaline noodle at significant level ; however it is negatively correlated to R457
whiteness and L 3 value of flour at highly significant level .
Key words 　Wheat ; Carotenoid ; Genotype2environment interaction ; Noodle color
　　面粉白度是小麦的重要品质指标之一 ,馒头、水
饺、面条是我国人民的传统主食 ,它们对面粉白度要
求较高 ,高白度的面粉倍受市场和消费者青睐[1 ] 。
目前我国主要推广小麦品种的面粉白度较低 (平均
为 74. 8) ,不能满足制作高白度食品的要求[2 ] 。面
粉中类胡萝卜素是使粉色呈淡黄、微暗、白度较低的
主要原因之一[3 ,4 ] 。类胡萝卜素根据其化学结构分
为两类 :一类是胡萝卜素 ,约占 10 % ;另一类是胡萝
卜素的含氧衍生物 ,称为叶黄素 ,约占 90 % ,类胡萝
卜素分子中含有多个不饱和双键 ,可被增白剂氧化
而褪色[1 ,4 ,5 ] 。面粉厂通常采用向面粉中添加增白
剂 (过氧化苯甲酰 ,简称 BPO) 以氧化类胡萝卜素达
到增白的效果 ,长期食用含 BPO 的面粉及其面制品
会加重肝脏的负担 ,引起慢性中毒 ,出现恶心、呕吐、
头昏、乏力 ,神经衰弱 ,尤其对肝功能衰竭或肝功能
损伤者危害就更大。而且 BPO 会使面粉失去固有
的麦香气味 ,破坏维生素 A 源及维生素 E、K,且增
加其灰分含量 ,降低营养价值[5 ,6 ] 。因此 ,选育类胡
萝卜素含量低、面粉白度高的品种可以从根本上解
决人们喜欢高白度面粉又担心添加增白剂影响健康
的问题。黄碱面条是我国人民的传统主食 ,其呈现
的黄亮色泽主要是面粉中的黄酮类物质与碱水Ξ基金项目 :国家计委《国家大型优质小麦生产基地项目》(200021405)和山东省科技厅《超级小麦育种计划研究项目》(20032108)资助。
作者简介 :胡瑞波 (1979 - ) ,男 ,山东兖州市人 ,硕士研究生 ,研究方向为植物营养与品质生理育种。 3 通讯作者 :田纪春 ,教授 ,博士生导
师 ,联系电话 :053828242040 ,E2mail :jctian @sdau. edu. cn
Received(收稿日期) :2003205206 ,Accepted(接受日期) :2003211201.

( Kansui)反应的结果 ,但碱水浓度过高会破坏面条
的内在结构 ,使面条咬劲较差 ,品质变劣。本研究选
用 16 个面粉白度差别较大的品种种植在山东省 8
个不同的生态类型区 ,试图探明基因型和环境及其
互作对小麦类胡萝卜素含量的影响 ,并分析了类胡
萝卜素含量与黄碱面条色泽性状的相关性 ,以便为
小麦面粉、面条色泽性状的选择和优质品种的优势
区域种植提供理论参考。
1 　材料与方法
1. 1 　试验材料与设计
　　16 个参试品种 (系) 和 8 个试点按多品种多试
点有重复的区域试验方案于 2001 年统一实施。各
个试点的气候和土壤条件各异 ,但采用统一的试验
设计和栽培管理 ,试验小区随机区组排列 ,3 次重
复 ,6 行区 ,行长 8 m , 行距 25 cm , 小区面积 12 m2。
播种前精耕细耙 ,基施优质厩肥 3 m3/ 667 m2 ,尿素
10 kg ,磷酸二铵 15 kg ,硫酸钾 16 kg ,氮肥占施氮总
量的 40 % ;追肥施尿素 17. 5 kg/ 667 m2 ,于拔节期结
合浇水追施一次 ,占施氮总量的 60 %。生育期中于
起身拔节期、孕穗期和灌浆期共浇 3 次水。防虫、除
草等其他栽培管理同一般大田。
1. 2 　样品采集与处理
2002 年夏季按小区收获种子 ,在安全水分 (水
分含量 ≤13 %)下贮存 3 个月 ,每样品取 750 g 籽粒
用 Brabender Senior 实验磨制粉 ,出粉率统一控制在
68 %左右。
1. 3 　面粉品质指标的测定
蛋白质含量用近红外分析仪 (Perten 8620 型) 测
定 ;面粉白度 ( R457) 采用 WSB2Ⅳ型智能白度仪测
定 ;面粉色泽采用 Minolta CR2300 型色彩色差计
测定。
类胡萝卜素含量的测定参照 AACC14250 方法 ,
略有修改。称取 2. 000 g 面粉 ,置 50 mL 具塞容量瓶
中 ,加 10 mL 水饱和正丁醇 ,将内容物振荡 1 min ,随
后静置提取 30 min ,再振荡 , 4 500 r/ min 离心 15
min ,上清液用 Whatman No. 1 滤纸过滤 ,在 722s 型分
光光度计上测定滤液在 440 nm 处的吸光值。
1. 4 　黄碱面条的制作及色泽测定
参照 Kruger 等[7 ]的方法 ,略有修改。面粉用量
为 100 g(14 %湿基) ,加水量为面粉重量的 34 % ,碱
水 ( Kansui ,9 Na2CO3∶1 K2CO3) 浓度为 1 %。手工和
面 ,室温 (25 ℃) 醒发 30 min ,小型轧面机轧片 ,共轧
片 5 次 ,轧距依次为 4、3、2 和 1 mm ,每轧距均对折
合轧片 2 次 ,最终面片厚度为 1 mm ,面条宽度为 2. 5
mm。室温自然干燥后用 Minolta CR2300 型色彩色差
计测定干面条色泽。
1. 5 　数据统计分析
实验数据采用朱军提出的作物区域试验非平衡
资料统计方法进行分析 ,该方法不需估计方差 ,通过
最小范数二阶无偏估算法 (MINQUE 法) 无偏估算各
项随机效应的方差分量 ,并进一步估算品种平均数
间差异 ,以便揭示环境效应和基因型 ×环境互作效
应对性状表现的影响。采用 Jackknife 方法估算基因
型对环境指数的回归参数来评价品种的稳定性 ,以
回归系数 b 作为品种稳定性的评价指标[8 ] 。相关
性分析通过 Microsoft Excel 进行。
2 　结果与分析
2. 1 　基因型与环境对小麦类胡萝卜素含量的效应
　　由于品种效应为固定效应 ,没有随机效应估值。
根据朱军等 (1997) 提出的模型 ,小麦类胡萝卜素的
随机效应估值可分解为试点效应、基因型与试点互
作效应及随机机误效应估值 (表 1) 。由表 1 可知 ,
参试品种类胡萝卜素含量的试点效应和基因型与试
点互作效应都显著大于随机机误效应。基因型与试
点互作效应在品种差异中起主要作用。
表 1 　小麦类胡萝卜素含量的基因型与环境效应
Table 1 　The effect between genotype and environment
on carotenoid content in wheat
随机效应方差估值
Estimate of variance
类胡萝卜素含量
Carotenoid content
试点效应方差估值
Estimate of variance (L) 0. 056 10
品种与试点互作效应方差估值
Estimate of variance ( GL) 0. 429 88
随机机误效应方差估值
Estimate of variance ( E) 0. 009 75
2. 2 　小麦类胡萝卜素含量的基因型差异及其稳定
性分析
2. 2. 1 　供试品种 (系) 类胡萝卜素含量基因型间差
异及其差异显著性分析 　　由表 2 可以看出不同小
麦品种间类胡萝卜素含量差别较大。16 个品种
(系)的类胡萝卜素含量平均值的变幅为 2. 03～4. 84
μg/ g ,以潍 62036 最低 , BY6281 最高。BY6281、聊
9518、鲁麦 14、988044 等品种的平均类胡萝卜素含量
较高 ,潍 62036、汶农 5 号、山农 617、烟 2070、93252 等
品种的平均类胡萝卜素含量较低 ,它们之间的差异
达到极显著水平。不同品种 (系)的类胡萝卜素含量
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在地点间变异系数差别较大 ,2625239 和 93252 最大 ,
分别达到 42. 20 %和 37. 69 % ;烟 2801 和烟 475 最
小 ,分别为 10. 44 %和 11199 %。
表 2 　参试小麦品种(系)类胡萝卜素的
平均含量及其差异显著性测验
Table 2 　Average content of carotenoid and their significance
of differences among wheat cultivars( lines)
品 种 (系)
Cultivar (line)
平均值
Average
(μg/ g)
变幅
Range
变异系数
CV
显著性测验
Significant test
潍 62036 Wei 62036 2. 03 1105～2. 61 32. 21 a A
汶农 5 号 Wennong 5 2. 14 1177～3. 13 19. 37 ab A
山农 617 Shannong 617 2. 21 1183～2. 94 15. 41 ab A
烟 2070 Yan 2070 2. 25 1151～3. 49 29. 51 ab A
93252 2. 41 1124～3. 58 37. 69 ab A
2625239 2. 53 1135～4. 13 42. 20 ab A
烟 475 Yan 475 2. 56 1197～3. 13 11199 ab A
泰山 079 Taishan 079 2. 70 2. 18～4. 30 27. 06 b A
泰山 269 Taishan 269 3. 63 2. 45～4. 40 18. 93 c B
烟 2801 Yan 2801 4. 03 3. 31～4. 55 10. 44 cd BC
鲁 955159 Lu 955159 4. 08 2. 71～4. 80 18. 60 cd BC
烟 278 Yan 278 4. 31 3. 20～5. 06 17. 10 de BC
鲁 988044 Lu 988044 4. 39 3. 55～5. 35 13. 64 de BC
鲁麦 14 Lumai 14 4. 42 3. 39～5. 28 13. 53 de BC
聊 9518 Liao 9518 4. 43 3. 10～5. 45 16. 17 de BC
BY6281 4. 84 3. 63～6. 11 19. 34 e C
注 :显著性测验 :字母小写表示 5 %显著水平 ;大写表示 1 %显著水
平 ,下同。
Notes : Significant test ( SSR) : The same small or capital letter indicated no
significance at P < 0. 05 or P < 0. 01 level .
2. 2. 2 　供试品种 (系) 类胡萝卜素含量受环境影响
的稳定性分析 　　作物育种家通常通过基因型对环
境指数的回归分析来评价基因型的稳定性 ,并以回
归系数 b 值作为品种或性状稳定性的评价指标[6 ] 。
一般 , a 为截距 ,斜率 b 表示品种稳定性的强弱 ,相
关系数 r 表示品种的稳定性正负相关程度。以 b =
1 为平均稳定性 , b < 1 和 b > 1 分别表示高于平均
稳定性和低于平均稳定性。由表 3 可以看出各参试
品种 (系) 对环境指数的回归系数 ( b) 与 1 无显著差
异 (置信区间上限 < 110 < 置信区间下限) ,大多数品
种 (系)类胡萝卜素含量的稳定性较差 ,表现为较高
的 b 值。品系烟 475 和烟 2801 的稳定性系数 ( b) 趋
近于 0 ,表明其类胡萝卜素含量受环境条件影响不
大 ,表现出较好的稳定性。品种 (系) BY6281 ( b =
113990) 、汶农 5 号 ( b = 116325 ) 、烟 278 ( b =
116988) 、鲁麦 14 ( b = 118108)等的稳定性系数 ( b) 偏
离1 较小 ,也表现出较高的稳定性。而品种 (系)
988044( b = - 0. 5171) 、2625239 ( b = 3. 6441) 、泰山
079 ( b = 318344)的稳定性系数 ( b) 偏离 1 很大 ,表明
回归很不理想 ,能解释的交互作用信息少 ,相应的斜
率和相关系数都不可靠 ,其类胡萝卜素含量在不同
地区的稳定性很差。
表 3 　参试小麦品种类胡萝卜素含量稳定性分析
Table 3 　Estimates and their 95 %confidence intervals for carotenoid contents of different wheat cultivars( lines)
位次
Rank
品 种 (系)
Cultivar (line)
截 距
Interception( a)
斜 率
Slope ( b)
决定系数
R2
估计值
Estimate
置信区间
95 % C. I.
估计值
Estimate
置信区间
95 % C. I.
估计值
Estimate
置信区间
95 % C. I.
16 鲁 988044 Lu 988044 10. 4601 - 3. 74～24. 66 - 0. 5171 - 4. 99～3. 95 - 0. 0241 - 1112～1106
15 烟 475 Yan 475 4. 9173 - 10. 09～19. 93 0. 0382 - 4. 36～4. 44 0. 0387 - 1. 06～1. 14
14 烟 2801 Yan 2801 7. 3326 - 4. 10～18. 77 0. 2272 - 3. 04～3. 49 0. 1743 - 0. 97～1. 32
13 BY6281 - 0. 1251 - 9. 73～9. 48 1. 3990 - 1. 52～4. 32 0. 7361 - 0. 29～1. 76
12 汶农 5 号 Wennong 5 - 1. 0310 - 12. 81～10. 75 1. 6325 - 2. 11～5. 38 1. 0917 - 0. 87～3. 06
11 烟 278 Yan 278 2. 9035 - 13. 00～18. 81 1. 6988 - 3. 10～6. 50 0. 2659 - 0. 81～1. 34
10 鲁麦 14 Lumai 14 2. 9740 - 7. 97～13. 92 1. 8108 - 1. 46～5. 08 0. 4591 - 0. 21～1. 12
9 鲁 955159 Lu 955159 2. 1529 - 17. 91～22. 21 1. 8280 - 3. 92～7. 57 0. 4513 - 0. 44～1. 34
8 山农 617 Shannong 617 2. 2163 - 15. 13～19. 57 2. 2803 - 2. 86～7. 42 0. 3505 - 0. 43～1. 13
7 93252 - 3. 0096 - 23. 04～17. 02 2. 3232 - 3. 88～8. 52 0. 4571 - 0. 26～1. 18
6 烟 2070 Yan 2070 - 3. 5752 - 18. 30～11. 15 2. 4708 - 2. 13～7. 07 0. 5954 - 0. 39～1. 59
5 聊 9518 Liao 9518 - 0. 8169 - 15. 14～13. 50 2. 8901 - 1. 40～7. 18 0. 6351 - 0. 11～1. 38
4 潍 62036 Wei 62036 - 5. 9414 - 13. 50～1. 61 3. 0000 0. 82～5. 18 0. 6762 0. 23～1. 13
3 泰山 269 Taishan 269 - 4. 0892 - 16. 25～8. 07 3. 4397 - 0. 03～6. 91 0. 7669 0. 43～1. 10
2 2625239 - 7. 1881 - 27. 53～13. 15 3. 6441 - 2. 82～10. 1 0. 5518 - 0. 03～1. 14
1 泰山 079 Taishan 079 - 7. 1801 - 22. 56～8. 20 3. 8344 - 1. 06～8. 73 0. 7719 0. 15～1. 39
　注 :C. I. —置信区间。Note : C. I. —Stands for confidence interval .
995　6 期 胡瑞波等 :小麦类胡萝卜素含量的稳定性及其与黄碱面条色泽性状的相关性分析 　　　

图 1 　小麦 8 个品系 5 个试点的类胡萝卜素含量差异
Fig. 1 　Carotenoid content of 8 wheat cultivars grown at 5 locations
2. 3 　类胡萝卜素含量与面粉和面条色泽的相关性
分析
　　由表 4 可以看出 ,烟台地区 16 个小麦品种 (系)
的面粉蛋白质含量变辐为 10. 1 %～13. 7 % ,类胡萝
卜素含量变辐为 1. 96～4. 12μg/ g。相关性分析表
明 ,面粉类胡萝卜素含量与面粉 R457 白度、面粉亮
度 (L 3 值) 、面粉红度 (a 3 值) 、黄碱面条亮度 (L 3 值)
呈负相关 ,其中与面粉 R457 白度、面粉亮度 (L 3 值)
的相关性分别为 - 0. 742 和 - 0. 844 ,均为极显著负
相关 ( R20. 05 = 0. 482 ; R20. 01 = 0. 606 ,下同) ,与面粉
红度 (a 3 值) 、黄碱面条亮度 (L 3 值) 的相关未达显著
水平 ( r = - 0. 127 ; r = - 0. 458) ;与蛋白质含量、
面粉黄度 (b 3 ) 、黄碱面条红度 (a 3 ) 、黄碱面条黄度
(b 3 )呈正相关 ,其中与蛋白质含量、面粉黄度 (b 3 )
的相关系数分别为 0. 696 和 0. 645 ,均达到极显著水
平 ,与黄碱面条黄度 (b 3 )的相关性达显著水平 ( r =
0. 521) 。
表 4 　16 个小麦品种(系)的类胡萝卜素含量与面粉和面条色泽
Table 4 　The carotenoid content and color characteristics of flour and noodle in 16 wheat cultivars( lines)
品种 (系)
Cultivar (line)
类胡萝卜素含量
Carotenoid content
(μg/ g)
面粉白度
Flour whiteness
(R457)
蛋白质含量
Protein content
( %)
面粉
Flour
黄 碱 面 条
Yellow alkaline noodle
L 3值
L 3 a 3值a 3 b 3值b 3 L 3值L 3 a 3值a 3 b 3值b 3
潍 62036 Wei 62036 2. 68 78. 5 12. 4 95. 64 0. 75 8. 36 83. 54 0. 59 11. 48
聊 9518 Liao 9518 4. 12 75. 7 13. 5 94. 67 - 0. 42 8. 86 81. 56 0. 86 13. 64
烟 475 Yan 475 3. 37 80. 4 11. 1 95. 9 - 0. 49 7. 24 85. 68 0. 56 10. 51
BY6281 3. 57 75. 8 13. 7 94. 85 - 0. 67 9. 25 80. 77 0. 66 16. 68
烟 278 Yan 278 3. 79 75. 9 12. 0 95. 08 - 0. 74 9. 64 84. 56 0. 27 15. 26
2625239 2. 32 75. 8 11. 4 95. 76 - 1. 24 10. 14 83. 64 0. 38 14. 29
93252 2. 49 80. 9 11. 9 95. 78 - 0. 51 6. 86 83. 15 0. 47 13. 42
鲁麦 14 Lumai 14 3. 84 73. 3 12. 3 95. 13 - 1. 12 11. 26 83. 24 0. 36 16. 27
烟 2801 Yan 2801 3. 64 74. 3 13. 3 95. 04 - 0. 89 10. 48 82. 44 0. 24 15. 74
鲁 988044 Lu 988044 3. 92 72. 8 13. 3 94. 59 - 1. 01 11. 39 81. 32 0. 12 16. 84
鲁 955159 Lu 955159 3. 18 76. 8 12. 4 95. 41 - 0. 73 9. 06 83. 29 0. 29 11. 68
泰山 269 Taishan 269 3. 65 74 11. 6 94. 54 - 0. 78 9. 92 80. 46 0. 84 16. 16
山农 617 Shannong 617 2. 11 80 10. 8 95. 85 - 0. 71 7. 64 84. 57 0. 09 14. 59
泰山 079 Taishan 079 2. 36 77. 4 11. 2 95. 97 - 1. 19 9. 49 85. 28 - 0. 21 13. 66
汶农 5 号 Wennong 5 1. 96 82. 1 10. 1 96. 13 - 0. 47 6. 78 88. 36 0. 08 8. 09
烟 2070 Yan 2070 2. 91 79. 8 10. 2 95. 86 - 0. 62 7. 81 87. 28 0. 38 11. 21
006 　　　作 　　物 　　学 　　报 30 卷 　

3 　结果与讨论
3. 1 　基因型、环境效应对小麦类胡萝卜素含量的影响
　　小麦品质性状不仅受品种基因型影响 ,而且还受
气候、土壤等环境条件的影响。研究品质性状的基因
型与环境互作效应 ,有助于选育对环境条件具有广泛
适应性的或特殊适应性的品种 ,这对小麦品质遗传改
良和优质小麦的区域化生产都具有重大意义。本研
究表明 ,小麦面粉类胡萝卜素含量存在明显的品种与
试点互作效应 ,不同试点、不同品种 (系) 的类胡萝卜
素含量存在显著差异 ,环境条件对类胡萝卜素含量影
响很大。
3. 2 　类胡萝卜素含量与面粉、面条色泽性状的选择
面粉中的类胡萝卜素对面粉色泽有重要影响 ,是
造成粉色淡黄、微暗、白度较低的主要原因之一 ,中国
传统食品馒头、白盐面条、水饺等对面粉白度要求较
高 ,高白度的食品可满足人们的美食心理 ,增强食欲 ,
深受消费者喜爱。在对面粉白度性状进行选择时 ,应
注意选择类胡萝卜素含量低的品种 ,同时应注意类胡
萝卜素积累的地区性差异。济南和潍坊点的类胡萝
卜素含量积累较高 ,泰安点的积累较低。品系烟 475
的类胡萝卜素含量较低 (2. 56μg/ g) ,且品种地区间
稳定性较好 ( b = 0. 038 2) ,是一个优良的高白度品种
(系) 。
本研究表明 ,面粉类胡萝卜素含量与黄碱面条的
黄度 (b 3 值) 呈显著正相关 ,因此类胡萝卜素含量高
的面粉加工出的面条 ,呈现自然的黄亮色泽 ,可避免
碱水 ( Kansui)用量过多的负面影响 ,并具有很高的营
养与保健价值。品系烟 278 的类胡萝卜素含量较高
(4. 31μg/ g) ,地区间稳定性较好 ( b = 0. 227 2) ,是一
个优良的高类胡萝卜素含量品系。培育面粉类胡萝
卜素含量高的品种应是小麦营养品质育种的目标之
一 ,在针对类胡萝卜素进行选择时 ,也应注意其基因
型与环境互作效应。
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106　6 期 胡瑞波等 :小麦类胡萝卜素含量的稳定性及其与黄碱面条色泽性状的相关性分析