薄殼苦蕎品系籽?？傸S酮含量變異及與主要產(chǎn)量構(gòu)成要素間的相關(guān)性

饒慶琳++陳其皎++陳慶富

doi：10.15889/j.issn.1002-1302.2016.10.097

摘要：以100份薄殼苦蕎高代穩(wěn)定品系為試驗(yàn)材料，測(cè)定其在同一栽培條件下籽粒的總黃酮含量，并分析其與主要產(chǎn)量構(gòu)成要素之間的相關(guān)關(guān)系。結(jié)果表明：薄殼苦蕎品系總黃酮變異范圍為11.5 ～29.11 mg/g，平均值是20.78 mg/g；百粒質(zhì)量的變異范圍為1.00～1.56 g，平均值是1.31 g；10.00 g種子的米粒質(zhì)量的變異范圍為 7.8～884 g，平均值是8.36 g；果殼質(zhì)量的變異范圍為1.09～1.90 g，平均值是1.46 g；果殼率的變異范圍是011%～019%，平均值是0.15%；百粒米質(zhì)量的變異范圍為0.83～1.32 g，平均值是1.12 g。性狀相關(guān)分析表明，籽?？傸S酮含量與米粒質(zhì)量呈極顯著正相關(guān)，r=0.289**，與果殼質(zhì)量（r=-0.211*）和果殼率（r=-0.209*）呈顯著負(fù)相關(guān)；薄殼苦蕎品系的果殼率與米粒質(zhì)量呈顯著負(fù)相關(guān)，r=-0.871**，與果殼質(zhì)量呈顯著正相關(guān)，r=0.978**；百粒米質(zhì)量和百粒質(zhì)量、米粒質(zhì)量呈顯著正相關(guān)，r=0.972**和0.328**，和果殼質(zhì)量、果殼率呈顯著負(fù)相關(guān)，r=-0.260**和 -0.261**。上述結(jié)果對(duì)薄殼苦蕎高產(chǎn)育種和高黃酮育種具有重要的參考價(jià)值。

關(guān)鍵詞：薄殼苦蕎；總黃酮含量；產(chǎn)量因素；相關(guān)分析；通徑分析

中圖分類號(hào)： S517.03文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A文章編號(hào)：1002-1302（2016）10-0333-04

收稿日期：2016-04-02

基金項(xiàng)目：國(guó)家自然科學(xué)基金（編號(hào)：31471562、31171609）；國(guó)家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系專項(xiàng)資金 （編號(hào)：CARS-08-A4）；貴州省高層次人才培養(yǎng)計(jì)劃（編號(hào)：黔科合人才[2015]4020號(hào)）；貴州省蕎麥工程技術(shù)研究中心（編號(hào)：黔科合農(nóng)G字[2015]4003號(hào)）。

作者簡(jiǎn)介：饒慶琳（1989—），女，貴州開(kāi)陽(yáng)人，碩士研究生，研究方向?yàn)槭w麥遺傳育種。E-mail：raoqinglin89@163.com。

通信作者：陳慶富，教授，研究方向?yàn)槭w麥遺傳育種。E-mail：cqf1966@163.com。蕎麥起源于我國(guó)，在世界上廣泛分布，屬于蓼科（Polygonaceae）蕎麥屬（Fagopyrum Mill ）雙子葉植物。蕎麥屬有2個(gè)栽培種：甜蕎（F. esculentum Moench）和苦蕎[F. tataricum （L.） Gaertn]，韃靼蕎麥?zhǔn)强嗍w的漢語(yǔ)譯名[1]。由于苦蕎富含黃酮（蕓香苷）、蛋白質(zhì)、淀粉等營(yíng)養(yǎng)功效成分，便賦予了它顯著的降血壓、降血脂、降血清膽固醇等功效[2]。黃酮含量的多少是衡量蕎麥品質(zhì)優(yōu)劣的重要參數(shù)之一[3]?？嗍w籽粒的黃酮含量是甜蕎籽粒黃酮含量的5～10倍，在保健上被認(rèn)為具有較大的潛力。目前生產(chǎn)上的苦蕎品種大都是難脫殼的厚殼型，只有少數(shù)品種具有薄殼特性，成為薄殼苦蕎類型。薄殼苦蕎品種分布面積小的主要原因是遲熟、適應(yīng)性差、小粒、低產(chǎn)等。

陳慶富等通過(guò)薄殼苦蕎與常規(guī)苦蕎品種之間的有性雜交，培育出了大量的遺傳穩(wěn)定的薄殼苦蕎新品系，并研究發(fā)現(xiàn)苦蕎的薄殼與厚殼是相對(duì)性狀，薄殼性狀是由1對(duì)隱性基因控制的。薄殼型苦蕎同時(shí)具有小粒特征，其平均單株產(chǎn)量比厚殼類型低26%～40%，但是其變異幅度的最大值超過(guò)苦蕎平均水平的2倍[4]，暗示薄殼苦蕎的產(chǎn)量潛力，通過(guò)育種可以達(dá)到常規(guī)苦蕎水平。通常情況下，苦蕎的果殼率為30%左右，并且殼厚堅(jiān)韌，很難脫殼形成整苦蕎米[5]，而薄殼苦蕎的果殼率僅為15%左右，且殼薄易脫去形成生苦蕎米，對(duì)苦蕎厚殼特性進(jìn)行了改良，使之便于加工，不僅解決了苦蕎難脫殼的問(wèn)題，而且大幅降低脫殼成本，可顯著提高經(jīng)濟(jì)效益。特別是增加米粒黃酮含量可進(jìn)一步提升薄殼苦蕎的品質(zhì)，增加其保健功能，對(duì)苦蕎品質(zhì)育種有重要意義。

薄殼苦蕎果殼薄，易開(kāi)裂，具有良好的加工屬性，近年來(lái)有關(guān)該類型材料的研究正逐步深入。陳慶富等研究發(fā)現(xiàn)厚殼苦蕎的果殼率>20%，薄殼苦蕎的果殼率<20%[4]。王安虎等研究發(fā)現(xiàn)苦蕎種殼厚、不易脫殼，限制了苦蕎產(chǎn)品的精加工和深加工，而米蕎1號(hào)是一個(gè)薄殼苦蕎品種，其出粉率高達(dá)80.3%[6]，比推廣的苦蕎品種川蕎1號(hào) （ 62.31%）高2859%，比西蕎1號(hào)（65.19%）高22.92%，比原種旱苦蕎（66.45%）高20.59%[7]。目前，關(guān)于薄殼苦蕎總黃酮含量的研究甚少，王安虎經(jīng)過(guò)測(cè)定，米蕎1號(hào)成株期莖稈、葉片、花、種子在不同生態(tài)環(huán)境中平均總黃酮含量依次為1.38%、3608%、4.47%、1.913%[8]，而國(guó)家種質(zhì)資源庫(kù)中普通栽培苦蕎核心種質(zhì)的蘆丁含量范圍是1.4948%～1.6244%。在苦蕎生物類黃酮中，蘆丁占70%～85%[9]。目前，關(guān)于薄殼苦蕎的相關(guān)研究大多數(shù)僅涉及單一的薄殼苦蕎品種，在材料數(shù)量及研究方向上顯得不夠系統(tǒng)。本試驗(yàn)擬對(duì)100個(gè)薄殼苦蕎品系籽粒總黃酮含量變異及其與產(chǎn)量要素間的相關(guān)性進(jìn)行研究，以便對(duì)薄殼苦蕎遺傳育種提供指導(dǎo)。

1材料與方法

1.1材料

本試驗(yàn)所用的100份薄殼苦蕎高代品系均由貴州師范大學(xué)蕎麥產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究中心提供，為小米蕎/晉蕎2號(hào)雜交后代（F6）中的性狀穩(wěn)定的薄殼苦蕎型品系，相關(guān)信息見(jiàn)表1。供試材料于2015年3月栽培于貴州師范大學(xué)蕎麥產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究中心百宜基地，每個(gè)品系按行距30 cm種植，小區(qū)行寬 2 m，常規(guī)田間管理。同年7月于成熟期收獲種子，經(jīng)常溫（夏季）風(fēng)干后保存?zhèn)溆谩?/p>

1.2方法

1.2.1籽粒制粉將統(tǒng)一收獲的種子風(fēng)干保存，每個(gè)品系各取10 g，人工去殼，蕎米和果殼分別裝入種子袋，并對(duì)蕎米經(jīng)100目篩進(jìn)行制粉。

1.2.2總黃酮及其他產(chǎn)量性狀測(cè)定將稱質(zhì)量后的米蕎粉密封，由西安國(guó)聯(lián)質(zhì)量檢測(cè)技術(shù)有限公司利用分光光度法測(cè)定總黃酮含量，測(cè)定采用3次重復(fù)。取10 g種子60 ℃烘干至恒質(zhì)量，粉碎后過(guò)100目篩，準(zhǔn)確稱取0.3 g干粉，溶于體積分?jǐn)?shù)為60%的乙醇中，固液比1 g ∶20 mL；溫度40 ℃，每次20 min，提取3次，超聲波功率178.5 W，超聲提取前靜置 5 min，提取液2 000 r/min離心3 min；合并提取液，準(zhǔn)確吸取提取液0.5 mL，加入5%的NaNO2 0.3 mL，搖勻，放置6 min；再加入10%的Al（NO3）3 0.3 mL，搖勻，放置6 min，然后加入1.0 mol/L的NaOH 4.0 mL，最后用60%乙醇定容至刻度，搖勻，靜置20 min，510 nm下測(cè)定吸光度，利用標(biāo)準(zhǔn)曲線求得黃酮含量。

挑選一致的種子，稱取百粒質(zhì)量，手工去殼，稱取米粒質(zhì)量、果殼質(zhì)量。均從同一材料取3份樣品進(jìn)行重復(fù)測(cè)定。百粒質(zhì)量統(tǒng)計(jì)方法為：從收回的種子中挑選飽滿并大小一致的100粒種子稱質(zhì)量；米粒質(zhì)量和果殼質(zhì)量的統(tǒng)計(jì)方法為：精確稱取10 g種子，人工去殼，再分別稱取米粒和果殼的質(zhì)量；蕎麥果殼率按公式（1）計(jì)算[1]。以上所有數(shù)據(jù)均精確到2位小數(shù)。

蕎麥果殼率=百粒蕎麥籽粒果殼質(zhì)量百粒蕎麥籽粒質(zhì)量×100%。（1）

1.2.3數(shù)據(jù)分析采用WPS office軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，利用SPSS 17.0對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行描述性統(tǒng)計(jì)分析、Pearson 相關(guān)性分析、通徑分析。

2結(jié)果與分析

2.1薄殼苦蕎品系黃酮含量及主要產(chǎn)量相關(guān)因素的變異

100份薄殼苦蕎品系的黃酮含量及產(chǎn)量組分的考察數(shù)據(jù)見(jiàn)表1、表2和圖1。結(jié)果顯示，總黃酮、百粒質(zhì)量、米粒質(zhì)量、果殼質(zhì)量、果殼率、百粒米質(zhì)量均符合正態(tài)分布。參試100份薄殼苦蕎總黃酮變異范圍為11.5～29.11 mg/g，平均值是20.78 mg/g，1503米-21含量最高，1503米-95含量最低；百粒質(zhì)量的變異范圍為1～1.56 g，平均值是1.31 g，1053米-42含量最高，1503米-56含量最低；米粒質(zhì)量的變異范圍為7.8～8.84 g，平均值是8.36 g，1503米-4含量最高，1503米-81含量最低；果殼質(zhì)量的變異范圍為1.09～1.9 g，平均值是1.46 g，1503米-72含量最高，1503米-8 含量最低；果殼率的變異范圍是0.11～0.19，平均值是0.15，1503米-72/97/143含量最高，1503米-27含量最低；百粒米質(zhì)量的變異范圍為0.83～1.32 g，平均值是1.12 g，1503米-5含量最高，1503米-56含量最低。

2.2薄殼苦蕎品系種子黃酮含量及主要產(chǎn)量性狀的變異

根據(jù)表1中的數(shù)據(jù)向量，可計(jì)算各指標(biāo)之間的相關(guān)系數(shù)，結(jié)果見(jiàn)表3。由表3可知，總黃酮與米粒質(zhì)量的相關(guān)系數(shù)r=0289**，差異極顯著，即兩者存在極顯著的線性正相關(guān)關(guān)系，但是與果殼質(zhì)量（r=-0.211*）和果殼率（r=-0.209*）為顯著的負(fù)相關(guān)關(guān)系，與其他參數(shù)不顯著相關(guān)；果殼質(zhì)量與果殼率存在極顯著正相關(guān)，r=0.978**，與米粒質(zhì)量存在極顯著負(fù)相關(guān)，r=-0.821**；果殼率與米粒質(zhì)量存在極顯著負(fù)相關(guān)，r=-0.871**；百粒米質(zhì)量與百粒質(zhì)量（r=0.972**）、米粒質(zhì)量（r=0.328**）為極顯著的線性正相關(guān)關(guān)系，而與果殼質(zhì)量（r=-0.260**）、果殼率（r=-0.261**）為極顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系。

2.3產(chǎn)量性狀與籽粒總黃酮間的通徑分析

以黃酮含量為y，以百粒質(zhì)量為x1，米粒質(zhì)量為x2，果殼質(zhì)量為x3，果殼率為x4，百粒米質(zhì)量為x5，剔除不顯著變量后，所得回歸方程為：y=-18.809+4.739x2，標(biāo)準(zhǔn)誤差為1585。通徑分析顯示，自變量x2與y之間的相關(guān)系數(shù)為0289。

3討論

已有研究表明，蕎麥?zhǔn)呛坦阮惣皵M禾谷類作物中黃酮含量最高的糧食作物，其中，甜蕎籽粒中的總黃酮含量最高為0.562%[10]，一般都低于0.5%；苦蕎籽?？傸S酮含量顯著高于甜蕎，多數(shù)為1%～2%，如威苦02-286黃酮含量為1463%，六苦4號(hào)為1.879%，涼苦-4為1.642%[11]。本研究所采用的薄殼苦蕎品系總黃酮平均含量為11.5 mg/g （115%），最高可達(dá)29.11 mg/g （2.911%）。研究結(jié)果為我國(guó)高黃酮蕎麥品種的選育提供了重要的骨干材料，同時(shí)，也為蕎麥高黃酮形成相關(guān)候選基因的發(fā)掘與利用提供了重要參考。薄殼苦蕎是一類特殊的苦蕎資源，其果殼受機(jī)械摩擦即可脫落獲得生苦蕎米，制米性能良好，因此，薄殼苦蕎既省去了傳統(tǒng)苦蕎米加工中的蒸煮環(huán)節(jié)，有效降低加工成本，同時(shí)也避免了黃酮類保健成分在傳統(tǒng)蒸煮過(guò)程的損失。

關(guān)于薄殼苦蕎米粒黃酮含量與產(chǎn)量組分的相關(guān)性方面尚

表2薄殼苦蕎品系種子黃酮含量及主要產(chǎn)量性狀的變異

參數(shù)均值標(biāo)準(zhǔn)差變異系數(shù)分布范圍 總黃酮y（mg/g）20.783.59317.29%11.5～29.11百粒質(zhì)量x1（g）1.310.1138.63%1.00～1.56米粒質(zhì)量x2（g）8.360.2192.62%7.80～8.84果殼質(zhì)量x3（g）1.460.17111.71%1.09～1.90果殼率x4（%）0.150.01812.00%0.11～0.19百粒米質(zhì)量x5（g）1.120.0998.84%0.83～1.32

未見(jiàn)報(bào)道。本研究相關(guān)性分析表明，薄殼苦蕎籽?？傸S酮含量與米粒質(zhì)量呈極顯著正相關(guān)，而與果殼質(zhì)量和果殼率呈顯著負(fù)相關(guān)。通徑分析發(fā)現(xiàn)，薄殼苦蕎品系米粒質(zhì)量對(duì)總黃酮含量的貢獻(xiàn)最大。因此，要改善薄殼苦蕎籽粒黃酮含量，可以通過(guò)減少果殼質(zhì)量降低果殼率、提高米粒質(zhì)量以達(dá)到改善的目的。上述研究結(jié)果對(duì)薄殼苦蕎高黃酮育種有一定的參考意義。

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