小麦知多少
好的,请看改写后的:专家顾问包括华东理工大学食品研发方向博士研究生周定鹏,以及原华东理工大学食品药品监管研究中心副主任、教授、博士生导师刘少伟(其拥有美国宾夕法尼亚州立大学食品科学博士学位,并在美国堪萨斯州立大学完成博士后研究)。
小麦的源起与分布状况
小麦,作为新石器时代人类驯化的重要作物,其种植历史已绵延上万年。
在中亚地区的史前聚落遗址中,就曾发现过野生及早期栽培的小麦形态证据,如小穗、籽粒、炭化麦粒乃至整个麦穗和压痕。
这种作物的种植范围非常广,早在公元前7 000至6 000年,土耳其、伊朗、巴勒斯坦、伊拉克、叙利亚、以色列等地就已普遍种植。
紧接着,在公元前6 000年传入巴基斯坦,公元前6 000年至5 000年抵达希腊和西班牙,公元前5 000年至4 000年扩展至苏联外高加索和土库曼,公元前4 000年进入埃及,公元前3 000年则在中国和印度有种植记录,可以说小麦的种植遍布了各大洲。
从遗传学角度看,小麦属下有多种不同的倍性种类,包括二倍体、四倍体和六倍体。
其中,六倍体小麦是由野生乌拉尔图小麦与拟斯卑尔托山羊草杂交而来,而四倍体硬粒小麦则源于野生二粒小麦和节节麦的杂交。
六倍体小麦主要在“新月沃土”地区被成功驯化,大约在六千年前,人类便开始了对其的选育活动。
目前,现代小麦主要分为六倍体的面包小麦和四倍体的硬粒小麦两大类。
小麦在全球的生产规模非常宏大,无论是种植面积还是产量,都是各类作物中的佼佼者,主要分布在全球的温带地区。
北半球贡献了全球小麦总产量的绝大部分(超过9 0%),主要的生产国家有俄罗斯、中国和美国。
而像澳大利亚、法国、阿根廷和北美洲等地,则是商品小麦的主要供应区,它们共同占据了全球小麦出口市场的大头(超过9 0%)。
作为全球最重要的粮食作物之一,小麦影响着数十个国家的产量(年产量可达6 亿吨),并且养活了全球超过三成的人口,是许多地区人民的主食,对全球粮食安全起着关键作用,也是人类获取热量的重要来源。
小麦的营养构成
小麦本身富含多种营养成分,包括淀粉、蛋白质、脂肪、矿物质,以及钙、铁、硫胺素(维生素B1 )、核黄素(维生素B2 )、烟酸(维生素B3 )和维生素A等。
特别值得一提的是,小麦的胚芽部分含有丰富的膳食纤维和维生素E;而麦麸(可能原文“心脏”有误)则含有精氨酸、淀粉酶、谷甾醇、卵磷脂以及蛋白分解酶等。
需要指出的是,具体的营养成分含量会因小麦品种及生长环境的不同而有所差异。
一般来说,蛋白质含量较高的品种(1 4 %-2 0%)更适用于制作面包,而蛋白质含量相对较低的品种(8 %-1 0%)则更适合加工成面粉。
小麦的品级评价
评价小麦加工和食用特性的一个关键指标是其籽粒的软硬程度。
所谓小麦硬度,是指破碎籽粒所需要的力量,这一特性由遗传决定,具体取决于籽粒内部蛋白质基质和淀粉颗粒之间的结合紧密程度。
在硬质小麦中,蛋白质和淀粉的结合非常牢固;而在软质小麦中,这种结合则相对疏松,并且淀粉粒的表面会粘附有更多的蛋白质。
小麦的饲料用途
历史上,小麦主要作为人类的食物来源。
然而,近年来随着玉米价格的上涨,小麦作为饲料的使用量呈现出增加的趋势。
一些产量不高或品质稍次的地区的鲜小麦开始被用作饲料,这在一定程度上也反映了全球粮食供应压力有所缓解。
小麦秸秆的价值
小麦收获后剩下的秸秆部分,是一种可再生的生物资源。
它富含氮、磷、钾、钙、镁以及有机质等元素,常用作粗饲料。
其特点是粗纤维含量较高,虽然木质素纤维素不能被猪、鸡等单胃动物有效利用,但可以被牛、羊等反刍动物消化吸收。
普通小麦是为什么是六倍体
普通小麦之所以呈现六倍体特性,主要归因于以下过程:首先,野生小麦的染色体通过化学处理(如使用秋水仙素)或自然变异,实现了染色体组的倍增,从而从二倍体变为四倍体。接着,四倍体小麦在减数分裂后产生的配子携带两个染色体组。
与此同时,另一种小麦品种——小黑麦,其染色体也经历加倍,形成含两个相同染色体组的配子。
通过将这两种配子进行杂交,即AABB与DD配子的结合,产生了包含六个染色体组的受精卵。
这个受精卵最终发育成的小麦植株即为六倍体,因为它整合了来自两个不同亲本的六个染色体组。
这种六倍体小麦因其配子源自不同亲本,故称为异源六倍体。
总结来说,普通小麦的六倍体特性源于其通过染色体加倍与杂交,生成了由六个不同亲本染色体组构成的受精卵,进而培育出六倍体小麦植株。
二倍体小麦和四倍体小麦是不是一个物种?四倍体小麦和八倍体小麦是不是一个物种?
对,没错。八倍体小黑麦的诞生过程是这样的:首先,把六倍体的普通小麦和二倍体的黑麦凑合在一起杂交,生出一个四倍体的杂种(四个染色体组)。
接着,给这个四倍体杂种做个染色体加倍手术,就成了八倍体小黑麦。
这个八倍体小黑麦,它的染色体数是8 n=5 6 ,但可不是什么同源八倍体,而是异源八倍体,因为它体内的染色体是从四个不同的物种那儿来的。
你可以这么理解:AaBbCcDd=5 6 ,每个字母代表一个染色体组,每个染色体组里有7 条染色体。
Aa来自一个物种,Bb来自第二个,Cc来自第三个。
另外,得提一下小麦家族的其他成员。
一粒小麦(2 n=1 4 )和小斯卑达山羊草(2 n=1 4 )凑在一起杂交,结果生出个1 4 条染色体的杂种,这杂种在减数分裂时怎么也配不对,特别不育。
好在老天爷开了眼,这个杂种偶然间染色体加倍(2 n=2 8 ),恢复了可育性,这就是四倍体二粒小麦的由来。
再后来,四倍体野生二粒小麦(2 n=2 8 )又和方穗山羊草(2 n=1 4 )凑合,经过染色体加倍,就成了咱们现在吃的普通小麦,它有4 2 条染色体(六倍体)。