科学普及 | 小麦穗发芽是好事情吗？

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。

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。

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。

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。

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：程维红版权所有：中国作物学会