细胞分裂素诱导的小麦籽粒和面粉品质特性的变化 （Triticum aestivum）

《Journal of Cereal Science》：Cytokinin-Induced Modulation of Quality Attributes in Wheat Grain and Flour (Triticum aestivum)

小麦施用不同剂量细胞分裂素（10、20、30 mL kg?1）可有效提升蛋白质含量（最高增加2.11%）、千粒重（Audaz达40.70 g，Ello达39.90 g）并减少虫害、萎蔫和霉变缺陷，同时改善面粉吸水率和降落值，对色泽和容重无显著影响。

　　小麦（Triticum aestivum L.）作为全球重要的谷物之一，为人类饮食提供了超过35%的热量和蛋白质。随着农业种植面积不断向边缘环境扩展，如何在这些条件下确保作物的产量稳定以及品质保持成为农业研究的重要课题。为了应对气候变化带来的不确定性，科学家们正在探索多种适应性农业策略，其中植物激素的应用尤为引人关注。特别是在作物生长的关键阶段，如开花期和灌浆期，外源性施用细胞分裂素（cytokinins）被认为是一种能够显著改善作物产量和品质的手段。

细胞分裂素在植物生理过程中扮演着重要角色，包括促进细胞分裂、延缓衰老、增强源库关系以及维持光合作用活性。此外，细胞分裂素还与提高作物的抗旱能力、激活抗氧化系统以及改善灌浆过程密切相关。这些特性使其成为一种有潜力的生物技术工具，特别是在面对水资源短缺和高温等不利环境条件时。近年来，实验数据表明，细胞分裂素的施用可以显著提升小麦的产量构成因素，如千粒重、籽粒数量和籽粒尺寸，尤其是在开花和灌浆阶段施用效果更为明显。这些发现为优化小麦种植策略提供了新的思路。

然而，尽管细胞分裂素对产量的促进作用已有大量研究支持，其对小麦加工和烘焙性能的影响仍存在研究空白。最终的小麦面粉品质，不仅决定了其在食品工业中的应用价值，也直接影响到面粉的加工性能和烘焙效果。例如，溶剂保持能力、落差值、颜色和成分等属性都是衡量面粉质量的重要指标。因此，理解不同细胞分裂素剂量如何影响这些功能性属性，对于提升小麦的加工性能和附加值具有重要意义。

本研究旨在评估不同剂量的细胞分裂素（10、20和30 mL kg?1）在开花期施用对三种小麦品种（Audaz、Ello和Ponteiro）籽粒品质的影响。研究结果显示，10 mL kg?1剂量的细胞分裂素显著提高了籽粒的蛋白质含量，而10和20 mL kg?1剂量则有效增加了千粒重，其中Audaz品种达到40.70 g，Ello品种达到39.90 g，而对照组仅为33.8 g。此外，细胞分裂素的施用还降低了籽粒的缺陷率，如虫害、萎蔫和霉变等，表明其在提升籽粒完整性方面具有积极作用。

在面粉加工性能方面，细胞分裂素的施用同样带来了积极影响。它提高了面粉的溶剂保持能力，特别是在Audaz品种中，施用20 mL kg?1剂量的细胞分裂素后，溶剂保持能力从对照组的17.49%提升至19.60%。此外，细胞分裂素还提升了落差值，而未对籽粒颜色和测试重量产生明显影响。这些结果表明，细胞分裂素不仅能够改善小麦的营养成分，还能增强其加工性能，为现代面粉加工行业提供更优质的原料。

进一步的多元分析验证了处理后的籽粒具有不同的品质特征，这些特征在不同剂量和品种之间表现出显著差异。研究结果表明，细胞分裂素的施用，尤其是在中等剂量下，对提升小麦的营养和加工性能具有显著效果。这种生物技术手段为应对现代面粉加工行业对高品质原料的需求提供了科学支持。

本研究还强调了在农业管理中，如何通过细胞分裂素等植物激素的施用来优化作物品质的重要性。随着全球小麦产量不断增长，其对食品工业的需求也在不断上升。因此，深入研究植物激素对作物最终品质的影响，对于提升小麦的加工性能和市场竞争力具有重要意义。此外，研究还指出，通过优化细胞分裂素的施用剂量和时机，可以在不牺牲产量的情况下，进一步改善小麦的加工性能，从而提高其在食品加工中的应用价值。

在实验方法方面，本研究采用了非破坏性近红外光谱（NIRS）技术，该技术已被广泛用于间接测量谷物和面粉的近似组成。该技术的可靠性依赖于预先建立的校准模型，这些模型是在参考实验室中使用标准化样品构建的，能够代表预期的成分变化。通过这种方式，NIRS技术可以对新的样品进行预测，从而为小麦品质的快速评估提供支持。

研究的实施地点位于巴西联邦大学（UFPel）的Palma农业研究中心，该中心位于Rio Grande do Sul州的Cap?o do Le?o地区。实验采用随机完全区组设计，设置了四个处理组和三个重复，共12个2×5米的试验田。每个试验田约有3,200株小麦植株。为了确保实验的准确性和可重复性，研究人员在不同生长阶段对植株进行了系统的采样和评估。

在数据分析方面，本研究不仅关注了细胞分裂素对产量和品质的直接影响，还探讨了其对小麦加工性能的间接影响。通过对不同处理组的比较，研究人员发现，细胞分裂素的施用在提升蛋白质含量和千粒重方面具有显著效果，同时还能减少籽粒的缺陷率。这些发现为优化细胞分裂素的施用策略提供了科学依据。

此外，本研究还关注了细胞分裂素对小麦加工性能的影响。通过施用不同剂量的细胞分裂素，研究人员发现，其在提升面粉的溶剂保持能力和落差值方面具有积极作用，而未对颜色和测试重量产生明显影响。这些结果表明，细胞分裂素不仅可以改善小麦的营养成分，还能提升其加工性能，为现代面粉加工行业提供更优质的原料。

在实际应用方面，本研究的成果为小麦种植者和加工企业提供了新的技术手段。通过合理施用细胞分裂素，可以在不增加成本的情况下，提升小麦的产量和品质，从而满足现代食品加工行业对高品质原料的需求。此外，研究还指出，细胞分裂素的施用可以作为一种创新的农业管理策略，帮助农民在面对气候变化和环境压力时，提高作物的适应性和竞争力。

本研究的实施还得到了多项资金支持，包括巴西高等教育人员协调委员会（CAPES）、巴西里约格兰德杜斯桑托斯州研究基金会（FAPERGS）以及巴西国家科技发展委员会（CNPq）等。这些资金支持为实验的顺利进行提供了保障，同时也体现了科研机构对小麦品质提升研究的重视。

研究团队还特别强调了在研究过程中遵循的伦理规范。他们声明本研究在进行过程中不存在任何可能被解释为潜在利益冲突的商业或财务关系。此外，研究团队对实验过程中所使用的参考文献进行了严格的筛选和引用，确保了研究的科学性和严谨性。

最后，研究团队对所有参与本研究的人员表示了感谢，包括在实验设计、数据采集和分析过程中提供支持的同事。他们还特别感谢为本研究提供资金支持的机构，这些机构为实验的顺利进行提供了必要的资源和条件。通过这些合作，研究团队得以顺利完成实验，并获得了有价值的科学数据。

综上所述，细胞分裂素的施用在提升小麦品质方面展现出广阔的应用前景。通过合理调控其剂量和施用时机，不仅可以提高小麦的蛋白质含量和千粒重，还能改善其加工性能，减少籽粒缺陷，从而为现代食品加工行业提供更优质的原料。这些研究成果为未来小麦种植和加工技术的优化提供了重要的科学依据，也为农业科研人员和农民在应对气候变化和环境挑战时提供了新的思路和方法。