影响作物品质的因素

 (一)遗传因素

1．常规育种与作物品质的改良

业已证明，作物品质的诸多性状(例如形状、大小、色泽、厚薄等形态品质，蛋白质、糖分、维生素、矿物质含量及氨基酸组成等理化品质)都受到遗传因素的控制。因此，可以采用育种方法来有效地改良作物品质。但值得注意的是，大多数品质性状受许多具有累加效应的微效基因或基因群控制，遗传规律比较复杂，因而在作物品质改良时，有时见效甚微。例如，小麦的蛋白质含量在F1代有各种类型的遗传表现，但多数情况下为中间型，一般倾向于低值亲本。

作物品质改良的主要障碍是品质与产量存在相互制约关系，如禾谷类作物的蛋白质含量与产量、油料作物的含油量与产量、棉花纤维强度与皮棉产量之间常呈负相关关系。虽然这种关系并不是绝对的，但无疑会加大品质改良的难度。既高产又优质的农作物新品种是作物品质改良的重点发展方向。 

另外，作物品质内部成分问也会出现相互制约现象，例如大豆的含油量与蛋白质含量之间呈负相关关系。由于油分含量和蛋白质含量均是大豆品质的重要指标，因此在确立大豆育种目标时必须根据实际需要协调二者关系，或者有所取舍，即培育专用的高油大豆或高蛋白大豆。再如，水稻子粒的蛋白质含量与食用口感之间常呈负相关，蛋白质含量越高，往往口感越差，有“食味与营养不可兼得”之说。因此在品质改良时要协调大米营养与食用口感之间的矛盾。  

2．利用生物技术改良作物品质

生物技术可将一些用传统育种方法无法培育出的性状通过基因工程的手段引入作物。如将单子叶作物中的性状导入双子叶作物中，或将双子叶作物中的性状导入单子叶作物中，以提高作物的营养价值；改进食用和非食用油料作物的脂肪酸成分；引入甜味蛋白质改善水果及蔬菜的口味等。

人类和多数动物都不具有合成某些氨基酸如赖氨酸等的能力，因此必须从食物中获取这些必需氨基酸。谷物和豆类是人类食物的主要来源，但种子所储存的蛋白质中所含的氨基酸种类有限，特别是赖氨酸等必需氨基酸含量偏低，严重影响作物产品的品质。科学家们正在如下方面开展品质改良工作：①将某作物的特定基因转到另一作物中，以提高相应作物中特定物质的含量。例如通过分析发现，玉米的B菜豆蛋白富含蛋氨酸，将此蛋白基因转入豆科植物中，就可以大大提高豆科植物种子储存蛋白的蛋氨酸含量，而蛋氨酸正是豆科植物种子储存蛋白所缺少的成分。②对种子储存蛋白的编码基因进行改造，使其氨基酸组成发生改变。③用基因工程的方法提高种子中某种氨基酸的合成能力，从而提高相应的氨基酸在储存蛋白中的含量。例如，可以对赖氨酸代谢途径中的各种酶进行修饰或加工，从而使细胞积累更大量的赖氨酸。

油脂是人类希望从植物中获得的另一大类物质。油菜是世界较大的油料作物之一，也是最早成功进行了基因转化的植物之一，其转化技术相对来说较为成熟。迄今为止，在世界范围种植的良种油菜有许多是转基因品种，如用于生产人造黄油、可可奶油的含40％硬脂酸的品种；用于生产去污剂的含60％月桂酸的品种等。

3．品质优异的作物种质资源的利用  

随着市场经济的发展，人们越来越重视对品质优异的作物种质资源的利用。例如，高油玉米新品种选育的材料主要来源于普通玉米，除了含油量高以外，高油玉米的其他生物学特性与普通玉米差别很小。

籼稻的直链淀粉含量通常明显高于粳稻，但当高直链淀粉含量品种与低含量品种杂交时，F1代的直链淀粉含量表现为中等含量，且不能固定遗传下去，因此在水稻淀粉性质改良时一定需要一个直链淀粉含量中等的品种做亲本。大量的测定结果证明，糯稻的直链淀粉含量通常在0～2％间，粳稻含量在20％以下，籼稻的含量大多在25％以上。随着人们对稻米品质需求的提高，香味也就逐渐受到育种家的重视。在稻种资源中有不少香味品种，如我国地方品种的“香粳晚”(太湖流域地区)、“香米”(陕西域固)、“香紫糯”(云南)和“有芒香糯”(广西)等。利用这些种质资源，育种家们已育成了大量香型品种供市场需要。

大豆蛋白中的胰蛋白酶抑制剂会妨碍人体和动物对大豆蛋白的消化利用，甚至会引起胰脏肥大和含硫氨基酸短缺，在国外大豆资源中已发现了不含蛋白酶抑制剂的种质(P1157440、L83—4387和L81—4590)。在大豆成熟种子中，脂氧酶占蛋白质含量的1％～2％，脂氧酶的存在会使大豆蛋白制品产生豆腥味，降低豆制品的可食性和营养价值，因此需要尽可能地将其降低或除去。消除脂氧酶活性，去除豆腥味的主要手段是加热处理。但培育无脂氧酶的大豆则是消除豆腥味的根本方法。美国、日本和我国的大豆专家已从大豆资源中筛选鉴定出了脂氧酶缺失材料，并利用这些材料育成了高产优质新品种。