小麦,是小麦属(Triticum)植物的统称,为一年生或越年生禾本科作物,是全球最重要的粮食作物之一。小麦属包含二倍体、四倍体和六倍体物种,其中普通小麦(Triticum aestivum)和硬粒小麦(T. turgidum subsp. durum)是栽培最广泛的类型。其祖先核型源自原始禾本科的n=12染色体组,经过四次着丝粒融合、一次断裂和两次端粒融合,最终形成了小麦族特有的n=7染色体基数。
}}。分子系统发育研究表明,A基因组与S基因组(拟斯卑尔脱山羊草型)的分化约在650万年前,D基因组的分化约在550万年前。该物种的A亚基因组供体为乌拉尔图小麦,B亚基因组供体是一种与拟斯卑尔脱山羊草密切相关但现已灭绝或尚未发现的二倍体物种,该物种仅以极少量栽培于西格鲁吉亚。
栽培历史
小麦最早在新月沃地被驯化,当地先民在大约1.28万年前“新仙女木事件”的气候剧变后,开始主动种植小麦。
考古学证据显示,最早的小麦栽培发生于前陶新石器时代(PPNA,约12,000–10,800 cal BP,校准后距今年代),当时种植的是脆轴型野生二粒小麦和一粒小麦。
小麦向欧亚大陆的传播与农业扩散同步。在中国,小麦约在5000年前经由中亚传入西北地区,商周时期已进入中原,春秋战国时成为重要战略物资。小麦在中国至少有4000年的栽培历史,甲骨文中已有“来”和“麦”二字,其中“来”被认为指代小麦。新疆孔雀河流域新石器时代遗址出土的炭化小麦距今超过4000年,甘肃民乐县东灰山遗址的炭化小麦也有近4000年历史。战国时期发明的石转磨在汉代得到推广,使小麦可加工成面粉,极大改善了食用方式,从而促进了小麦种植的发展。唐宋以后,小麦在中国南方随着北方人口南迁而逐步推广,形成了稻麦复种二熟制,最终成为中国仅次于水稻的第二大粮食作物。到明代,小麦栽培几乎遍及全国,在粮食生产中的地位仅次于水稻,成为中国第二大口粮作物,但主要产地仍在北方。
在欧洲,小麦从巴尔干半岛传入多瑙河流域,并在阿尔卑斯山以北地区与当地二粒小麦杂交形成了斯佩尔特小麦。2019年,科学家对一个公元前1130–1000年(新王国第20王朝)的古埃及二粒小麦样本(编号UC10164)进行了全基因组测序,发现其基因组与现代“印度洋亚群”(包括阿曼、印度和土耳其的品种)最为接近,而非埃及或地中海周边的现代品种。这一结果表明,古埃及的二粒小麦与早期向东、向南传播的支系关系更近,而非向北、向西传播的支系。研究还检测到古埃及小麦与南黎凡特野生二粒小麦之间存在显著的基因流动,可能发生在小麦引入埃及之前或在埃及与黎凡特互动时期。
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进入罗马帝国时期,小麦成为维系首都罗马生存的命脉。罗马城人口约75万至100万,每年需要约4000万莫迪(modii,超过25万吨)的小麦。非洲(今突尼斯一带)供应罗马年需求的三分之二,埃及供应剩余三分之一。由于谷物重量大、易腐坏且会“呼吸”,长途运输必须依赖海运。罗马国家不拥有商船队,而是通过合同和特权激励私营船主和商人承担运输,并由一位专职长官(praefectus annonae)负责监督。公元1世纪中叶,克劳狄乌斯在奥斯蒂亚修建新港,以改善谷物卸载条件。
尽管埃及和非洲部分地区的产量相对较高,但罗马世界绝大多数农田的产量极为有限。西塞罗提到西西里最肥沃的莱昂提尼平原通常产出8–10倍,10倍已属罕见;科卢梅拉则指出意大利大部分地区四倍产量已算丰收。按现代营养学折算,一个五口之家每年至少需要170–204莫迪(约1150–1375公斤)小麦,在十犹格(iugera)(约1.01公顷)的坎帕尼亚良田上,这要求4.4–5.1倍的产量。这意味着绝大多数农民仅能勉强糊口,几乎没有余粮。低产量直接导致了贫困家庭弃婴、卖儿的普遍现象,以及图拉真时期“抚养计划”(alimenta)的出台——国家向贫困家庭提供每月补贴,以鼓励他们养育子女而非抛弃。此外,过境军队的强征粮草和勒索,也经常将本就脆弱的农村社区推向饥荒。
中世纪以后,普通小麦逐渐取代斯佩尔特成为欧洲主体作物。
形态特征
一年或越年生草本。杆直立或因栽培品种不同而于苗期匍匐或半直立。穗状花序直立,顶生小穗发育或退化;小穗通常单生于穗轴各节,含(2)3—9(11)小花;颖革质或草质,卵形至长圆形或披针形,具3—7(9)脉,多少具膜质边缘,背部具1—2条脊,或只有1脊且其下部渐变平坦,先端具1—2枚锐齿,或其1钝圆而至两齿均变钝圆,亦有延伸为芒状者;外稃背部扁圆或多少具脊,顶端有2裂齿或无裂齿,具芒或无芒,无基盘;内稃边缘内折。颖果卵圆形或长圆形,顶端具毛,腹面具纵沟,栽培种与稃体分离易于脱落,野生者紧密包裹于稃体不易脱落。
分布
小麦属的原生范围从地中海地区延伸至中亚和印度西北部,包括阿富汗、伊朗、伊拉克、土耳其、叙利亚、黎巴嫩、以色列、巴基斯坦、印度、哈萨克斯坦、乌兹别克斯坦、土库曼斯坦以及中国新疆等地。现今作为作物已被引种到全球几乎所有温带和亚热带地区。
现代药理
现代研究表明,小麦秸秆富含纤维素(35-45%)、半纤维素(20-30%)和木质素(10-22%),并含有阿魏酸、类黄酮等酚类化合物,具有抗氧化、抗炎、抗菌活性;麦麸膳食纤维可作为益生元调节肠道菌群,小麦胚芽油中的生育酚和植物甾醇有助神经保护。
作为过敏原
小麦麸质蛋白是引起过敏反应的主要原因,占总质量的10-15%,主要包括清蛋白、球蛋白、醇溶蛋白(30-40%)和谷蛋白(40-50%)。小麦可诱发多种过敏性疾病:IgE介导的普通小麦过敏、小麦依赖运动诱发的严重过敏反应(WDEIA)、烘焙师哮喘,以及非IgE介导的乳糜泻(CD)和(NCGS)。
小麦过敏的流行率存在显著地域差异。普通人群中,欧洲和非洲地区流行率较高(>1%),而西太平洋和东南亚地区普遍低于0.5%。造成差异的原因包括:六倍体普通小麦的致敏性高于二倍体一粒小麦和四倍体二粒小麦;低龄儿童患病率更高,但部分症状可随年龄增长缓解;农场环境(尤其是牲畜农场)因丰富的微生物暴露可降低过敏风险,而城市化、高社会经济地位、维生素D缺乏、空气污染、抗生素早期暴露等因素增加过敏风险;湿疹、哮喘、花粉过敏等疾病与小麦过敏存在显著关联,且小麦过敏具有家族遗传性。
小麦蛋白质主要由麦谷蛋白和醇溶蛋白组成,两者共同赋予面团独特的黏弹性,从而决定面包的加工品质。值得注意的是,小麦蛋白中赖氨酸和苏氨酸等必需氨基酸含量相对不足。通过利用遗传多样性(如地方品种、有色籽粒)或添加功能性配料(如啤酒糟、牛油果废料),可以进一步提升小麦制品的营养与抗氧化特性。
乌拉尔图小麦(Triticum urartu)则因缺乏种群规模、威胁及趋势的具体信息而被评为数据缺乏(Data Deficient)。
迁地保护方面,上述物种已积累大量种质资源:乌拉尔图小麦有1,174份野生种质,其中591份在第二基因库备份,354份保存于斯瓦尔巴全球种子库;一粒小麦有980份野生种质,898份备份,但仅有1份保存于斯瓦尔巴;提莫非维小麦有335份野生种质,268份备份,尚无斯瓦尔巴保存记录。
总体来看,小麦属野生近缘种的迁地保护网络已初具规模,但部分物种的异地备份仍不完整,且野外种群的遗传完整性(如与栽培种的基因交流)是需要持续关注的议题。未来应优先对数据缺乏的乌拉尔图小麦开展种群生态学调查,并对所有野生近缘种实施定期监测与栖息地管理。
图集
File:1-80 Engrain commun Vilmorin.jpg|一粒小麦形态图
File:Wheat field.jpg|一丛小麦
File:Wheat harvest.jpg|美国爱达荷州正在被收割的麦田
File:Wheat in sack.jpg|小麦颗粒
File:Mjøl.jpg|小麦面粉
File:USDA wheat.jpg|一些西洋面食
File:Lanzhou Ramen.JPG|兰州牛肉面
File:Spaghetti served with meat sauce.jpg|義大利麵
参见
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注释
参考文献
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