不同種源大麥籽粒功能成分及蛋白質(zhì)含量變異分析

巨苗苗等

摘 要：研究不同種源大麥籽粒的功能成分差異，可以為不同功能用途的大麥遺傳改良選擇優(yōu)良的親本。收集了我國120份大麥籽粒，研究其蛋白質(zhì)、γ-氨基丁酸、總黃酮、生物堿及抗性淀粉含量的差異。結(jié)果表明，不同種源大麥的4種功能成分變幅和變異系數(shù)均較大，表現(xiàn)出明顯的基因型差異；不同皮裸、棱形、粒色的品種，其4種功能成分含量也存在明顯差異。依蛋白質(zhì)含量不同，篩選出適于飼用、食用以及啤用的大麥品種；另外篩選出的4種功能成分均相對較高的大麥材料，有望作為生產(chǎn)功能食品以及雜交育種親本的優(yōu)選材料。

關(guān)鍵詞：大麥籽粒；蛋白質(zhì)；γ-氨基丁酸；總黃酮；生物堿；抗性淀粉

中圖分類號 S512.3 文獻標識碼 A 文章編號 1007-7731（2014）17-39-03

大麥是禾本科大麥屬的一年生作物，具有生育期短、早熟高產(chǎn)、適應(yīng)性強、耐鹽堿、耐干旱、耐貧瘠等特點?，F(xiàn)代研究表明，大麥籽粒富含蛋白質(zhì)、維生素及γ-氨基丁酸（GABA，γ-aminobutyricacid）、黃酮（flavonoid）、生物堿（alkaloid）、抗性淀粉（RS，resistant starch）等生理活性物質(zhì)[1-4]，具有眾多對人類有益的藥用保健功能。

籽粒蛋白質(zhì)含量是決定大麥用途的重要品質(zhì)性狀之一。飼用、食用、啤用大麥對籽粒蛋白質(zhì)含量要求不同，國際上啤用大麥的蛋白質(zhì)含量指標水平在10.5%～13.5%[5]，過高的蛋白質(zhì)含量會使酒質(zhì)變渾濁，影響口感[6-8]；而飼用和食用大麥則要求蛋白質(zhì)含量越高越好，優(yōu)質(zhì)飼用和食用大麥的籽粒蛋白質(zhì)含量一般要求大于13.0%[1]。大麥籽粒中的γ-氨基丁酸可以增加血漿中生長激素的含量，促進新陳代謝和腦部蛋白的合成[9]；黃酮可以消炎、減緩疼痛，改善心腦血管疾病的癥狀[10]；生物堿作用于神經(jīng)系統(tǒng)，具有抗菌和遏制腫瘤的作用[11]；抗性淀粉高膳食纖維的生理學特性可以有效改善糖脂代謝，達到防治代謝綜合征的目的[12]。

本研究以我國120份大麥籽粒為試驗材料，比較不同大麥籽粒之間蛋白質(zhì)、γ-氨基丁酸、總黃酮、生物堿及抗性淀粉含量的差異，分析篩選出蛋白質(zhì)含量較適宜的品種以及4種功能成分相對較高的品種，為我國功能型大麥種質(zhì)的遺傳改良及選育優(yōu)良親本提供一定的理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料 試驗材料為120份大麥籽粒，分別來自江蘇?。?份），河南?。?份），浙江?。?2份），甘肅省（4份），武漢?。?份）以及云南?。?6份）。

1.2 方法 將試驗樣品用打粉機磨成粉末，裝袋備用。大麥籽粒蛋白質(zhì)含量的測定利用凱氏定氮儀[13]，空白對照，檢測樣品的氮含量，氮含量乘以6.25得到樣品的粗蛋白含量。大麥GABA按Tsushida（1978）方法[14]進行。GABA能與苯酚在次氯酸鈉作用下形成藍綠色化合物，通過比色法在645nm測定大麥GABA的含量。標準GABA溶液的濃度為0.1mg/μL，在645nm測定吸光度值，得到的吸光值與GABA的梯度含量成較好的線性相關(guān)y=1.2909x-0.0390，相關(guān)系數(shù)r=0.9992。黃酮類與金屬離子在堿性條件下形成穩(wěn)定的橙色鰲合物，在500nm處有最大吸收波長，用比色法確定總黃酮的質(zhì)量分數(shù)。生物堿含量與416nm處吸光值有較好的線性關(guān)系y=0.2303x-0.0450，相關(guān)系數(shù)為r=0.9936。利用比色法測定后通過公式計算出抗性淀粉含量。所有材料的各個功能成分的測定重復(fù)數(shù)為3。

1.3 數(shù)據(jù)處理 利用Excel和Spss17.0軟件進行數(shù)據(jù)處理和統(tǒng)計分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 蛋白質(zhì)含量的分布 對120份大麥籽粒蛋白質(zhì)含量進行測定，結(jié)果表明，籽粒蛋白質(zhì)含量的變幅在10.19%～23.21%，平均值14.82%，標準差2.61，變異系數(shù)17.62。大麥籽粒蛋白質(zhì)含量的頻數(shù)分布如圖1，圖1顯示該結(jié)果呈正偏態(tài)分布，蛋白質(zhì)含量主要集中在13%～15%，占總比重的45.63%，蛋白質(zhì)含量超過13%的占總比重的78.75%，為優(yōu)質(zhì)飼用和食用大麥提供了廣闊的發(fā)展前景。根據(jù)國家標準，蛋白質(zhì)含量在10%～12%的為優(yōu)級啤酒大麥，本實驗中蛋白質(zhì)含量在此范圍的小麥占21.25%，因此發(fā)展前景也較樂觀。

2.2 蛋白質(zhì)含量較適宜利用的大麥資源的篩選 綜合不同種源的大麥籽粒蛋白質(zhì)含量，從中篩選出蛋白質(zhì)含量適宜利用的大麥種質(zhì)資源10份，見表1。由表1可知，蛋白質(zhì)含量最高的5個品種，含量均高于19%，適宜作為飼用和食用大麥加以利用；另外，蛋白質(zhì)含量在10%～12%的5個品種，適宜作為啤用大麥加以利用。

2.3 不同種源大麥籽粒的功能成分含量分析 不同種源的大麥籽粒γ-氨基丁酸、總黃酮、生物堿和抗性淀粉含量的變幅和變異系數(shù)均較大，說明4種功能成分含量存在明顯的基因型差異（表2）。由不同種源大麥品種的4種功能成分含量分布圖可知，120份大麥品種的γ-氨基丁酸含量在200～1 000mg/100g的品種數(shù)較多，占總品種數(shù)的76.67%（圖2）；總黃酮含量呈現(xiàn)類似偏態(tài)的單峰分布，在200～800mg/100g的品種數(shù)占總品種數(shù)的83.33%，說明在所測試的120個品種中其總黃酮含量都較高（圖3）；120個不同種源的生物堿含量大部分較低，集中在10～40mg/100g，占總品種數(shù)的80.83%（圖4）；120份大麥品種的抗性淀粉含量則呈現(xiàn)類似偏態(tài)的單峰分布，集中在0.04%～0.12%，占總品種數(shù)的81.67%（圖5）。

3 討論

大麥籽粒蛋白質(zhì)含量的高低受到多方面的影響，由遺傳和非遺傳兩個方面共同作用。靳正忠等[15]研究表明，不同的氮肥施用時期對大麥籽粒的蛋白質(zhì)含量具有顯著的影響；張雪峰等[16]對不同播種時期的大麥籽粒進行了蛋白質(zhì)含量的測定，結(jié)果呈極顯著水平，說明不同的生態(tài)條件和環(huán)境因素對大麥籽粒的蛋白質(zhì)含量具有一定的調(diào)節(jié)作用。本實驗中，不同種源的蛋白質(zhì)含量變幅和變異系數(shù)較明顯，說明也受到一定的遺傳控制。endprint

研究表明，4種功能成分含量的變化也表現(xiàn)在各個品種的皮裸、棱形、粒色等方面。γ-氨基丁酸的含量表現(xiàn)為二棱大麥高于多棱，這與趙大偉[17]等、趙春艷[18]等的研究，我國大麥γ-氨基丁酸的含量高于美國大麥，多棱大麥高于二棱大麥的結(jié)果部分有差異。其可能的原因是試驗材料的來源不同以及部分環(huán)境因素。本次研究結(jié)果可為今后功能型大麥的親本篩選和開發(fā)利用提供理論及實踐參考。

參考文獻

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（責編：張宏民）endprint

研究表明，4種功能成分含量的變化也表現(xiàn)在各個品種的皮裸、棱形、粒色等方面。γ-氨基丁酸的含量表現(xiàn)為二棱大麥高于多棱，這與趙大偉[17]等、趙春艷[18]等的研究，我國大麥γ-氨基丁酸的含量高于美國大麥，多棱大麥高于二棱大麥的結(jié)果部分有差異。其可能的原因是試驗材料的來源不同以及部分環(huán)境因素。本次研究結(jié)果可為今后功能型大麥的親本篩選和開發(fā)利用提供理論及實踐參考。

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（責編：張宏民）endprint

研究表明，4種功能成分含量的變化也表現(xiàn)在各個品種的皮裸、棱形、粒色等方面。γ-氨基丁酸的含量表現(xiàn)為二棱大麥高于多棱，這與趙大偉[17]等、趙春艷[18]等的研究，我國大麥γ-氨基丁酸的含量高于美國大麥，多棱大麥高于二棱大麥的結(jié)果部分有差異。其可能的原因是試驗材料的來源不同以及部分環(huán)境因素。本次研究結(jié)果可為今后功能型大麥的親本篩選和開發(fā)利用提供理論及實踐參考。

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