干旱脅迫對黒稻產量及花青素—3—葡萄糖苷含量的影響

摘 要：以“龍井一號”黒稻為試驗材料，研究了不同程度干旱脅迫對黒稻產量及花青素-3-葡萄糖苷的影響。結果表明，隨著干旱脅迫程度的增加，千粒重和實際產量呈下降趨勢，黒米中花青素-3-葡萄糖苷的含量隨著干旱脅迫程度的增加而增加。

關鍵詞：干旱脅迫 黒稻 花青素-3-葡萄糖苷

中圖分類號：S-3 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2012）12（a）-0145-02

黑米被認為是稻米中的珍品，黑米有滋陰補腎、補中益氣、活血化淤等功效。黑米具有的很多生理功能都與其所含的花色苷類色素有關。黑米花色苷（anthocyanin）屬于黃酮多酚類化合物，是由花青素（anthocyanidin）與各種糖以糖苷鍵結合形成的糖苷[1]，黑米花色苷中含量最多的是花青素-3-葡萄糖苷[2]。研究發現黑米成熟過程中會在種皮內積聚形成大量花色苷，從而使其糙米呈現出棕紅色、紫紅色、紫黑色乃至黑色等顏色。花色苷是植物重要的次級代謝產物之一，在植物組織中，花色苷作為吸收紫外線的色素對植物體起著保護作用，當植物遭遇低溫、干旱等環境脅迫時，植物體內會迅速積累花色苷幫助植物體抵御逆境[3]。

由于食品加工業中常用的人工合成色素的安全性越來越多地受到人們的關注，以及黑米花色苷色素的工業化生產和應用的實現，使食品工業對黑米花色苷的需求量日益增加。目前對水稻的環境脅迫研究較多，但對黒稻的研究較少。試驗以干旱脅迫處理黒稻，探討其干旱程度對黒稻的產量和花青素-3-葡萄糖苷含量的影響，以期為提高黒稻中花色苷產量提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料與干旱處理

供試品種選自吉林新星天然植物開發有限責任公司提供的優質品種“龍井一號”黑稻。本試驗于吉林農業科技學院植物科學學院實驗基地進行。

采用盆栽實驗，土壤為水稻土，所用塑料盆直徑大小為30 cm，高40 cm，于2010年8月上旬進行移栽，挑選生長一致的秧苗每盆3棵苗。2010年8月25日開始水分脅迫處理。設對照CK（土壤相對持水量100%）、輕度脅迫A1（最大持水量的30%）、中度脅迫A2（最大持水量的60%）3個處理。水分脅迫處理前，將全部試驗材料澆水至盆土水分飽和。以后對照植株保持每天澆水至土壤水分飽和，每天定時取土測定處理植株盆土含水量，使處理植株盆土含水量分別達到相對應的水分含量。整個試驗過程取樣8次，每隔5天取樣1次，取樣后立即放入冰盒，帶回實驗室，用于花青素-3葡萄糖苷測定的黒稻于-80 ℃保存備用，成熟時測定千粒重及產量。

1.2 方法

1.2.1 土壤含水量

土壤含水量：按5點取樣法取土，105 ℃烘干24 h，土壤含水量=（土壤鮮重-土壤干重）/干土重×100%[4]。

1.2.2 花青素-3-葡萄糖苷測定

采用高效液相色譜法[5]：吸取黑米提取物的制備液1 mL定容至10 mL，取10 μL上樣。標準曲線的繪制：將花青素-3-葡萄糖苷標準品10 mg溶于10 mL1%的鹽酸甲醇溶液，即為1 mg/mL的標準液。從標準液中吸取一定量，用1%鹽酸甲醇稀釋成0.1、0.2、0.5、0.7、1.0 mg/mL標準品待測液，取10 μL上樣，以花青素-3-葡萄糖苷濃度為橫坐標，峰面積為縱坐標進行線性回歸分析，繪制標準品的標準曲線：Y=1.864960×10-5 ×-0.329793，r=0.9999。

色譜條件：ODSC18柱（4.6mm×250mm，5μm）；流動相：4%磷酸∶乙腈（8.8∶1.2，V∶V，pH=2），0.45μm濾膜抽濾，等梯度洗脫，流速0.8 mL/min；柱溫30 ℃；檢測波長520 nm。

1.2.3 產量及千粒重的計算

折合成公頃產量計算。

2 結果與分析

由表1可以看出各種控水處理均引起黒稻產量的降低，干旱程度越嚴重，降低幅度越大。土壤相對含水量60%（A1）和土壤相對含水量30%（A2）在控水結束后產量分別比對照降低了0.9%和3.1%。

2.1 干旱脅迫對花青素-3-葡萄糖苷含量的影響

黑米種皮中主要含有花青素-3-葡萄糖苷和芍藥素-3-葡萄糖苷兩種花色苷單體，且花青素-3-葡萄糖苷含量最高[6]。由圖2可知，在整個試驗過程中花青素-3-葡萄糖苷含量的變化均呈上升趨勢，且兩個干旱處理的黒稻中花青素-3-葡萄糖苷含量均高于CK。

3 討論

（1）灌漿是禾谷類作物生長的重要時段，其持續時間和灌漿速率決定了最終的籽粒重量是產量的重要構成因子之一[7]。干旱是影響水稻產量和品質的主要環境因子，水稻灌漿期的干旱脅迫能使籽粒產量下降[8]。下降的程度取決于脅迫的輕重和持續時間，試驗結果表明兩種程度的干旱脅迫下產量都比對照組低。

（2）黑米花色苷中含量最多的是花青素-3-葡萄糖苷，花色苷的合成是內因和外因共同作用的結果，基因編碼的酶決定了花色苷合成的種類，而環境因子不僅能影響花色苷生物合成的速率，而且可以對其積累量和穩定性產生作用[9]。黑米進入著色期，花色苷開始大量積累，給黑米一個干旱的逆境生長環境，使黒稻中抗逆因子之一的花色苷增多來抵御缺水的逆境，干旱處理下花色苷含量均高于對照。因此，創造適度干旱的土壤環境，可提高黒稻中花色苷的含量。花色苷抗逆的機制目前還不十分清晰，因此干旱脅迫對增加黒稻中花色苷含量的機制還有待進一步研究。

參考文獻

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