薄殼苦蕎品系籽粒總黃酮含量變異及與主要產量構成要素間的相關性

饒慶琳++陳其皎++陳慶富

doi：10.15889/j.issn.1002-1302.2016.10.097

摘要：以100份薄殼苦蕎高代穩定品系為試驗材料，測定其在同一栽培條件下籽粒的總黃酮含量，并分析其與主要產量構成要素之間的相關關系。結果表明：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種子的米粒質量的變異范圍為 7.8～884 g，平均值是8.36 g；果殼質量的變異范圍為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%；百粒米質量的變異范圍為0.83～1.32 g，平均值是1.12 g。性狀相關分析表明，籽粒總黃酮含量與米粒質量呈極顯著正相關，r=0.289**，與果殼質量（r=-0.211*）和果殼率（r=-0.209*）呈顯著負相關；薄殼苦蕎品系的果殼率與米粒質量呈顯著負相關，r=-0.871**，與果殼質量呈顯著正相關，r=0.978**；百粒米質量和百粒質量、米粒質量呈顯著正相關，r=0.972**和0.328**，和果殼質量、果殼率呈顯著負相關，r=-0.260**和 -0.261**。上述結果對薄殼苦蕎高產育種和高黃酮育種具有重要的參考價值。

關鍵詞：薄殼苦蕎；總黃酮含量；產量因素；相關分析；通徑分析

中圖分類號： S517.03文獻標志碼： A文章編號：1002-1302（2016）10-0333-04

收稿日期：2016-04-02

基金項目：國家自然科學基金（編號：31471562、31171609）；國家現代農業產業技術體系專項資金 （編號：CARS-08-A4）；貴州省高層次人才培養計劃（編號：黔科合人才[2015]4020號）；貴州省蕎麥工程技術研究中心（編號：黔科合農G字[2015]4003號）。

作者簡介：饒慶琳（1989—），女，貴州開陽人，碩士研究生，研究方向為蕎麥遺傳育種。E-mail：raoqinglin89@163.com。

通信作者：陳慶富，教授，研究方向為蕎麥遺傳育種。E-mail：cqf1966@163.com。蕎麥起源于我國，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個栽培種：甜蕎（F. esculentum Moench）和苦蕎[F. tataricum （L.） Gaertn]，韃靼蕎麥是苦蕎的漢語譯名[1]。由于苦蕎富含黃酮（蕓香苷）、蛋白質、淀粉等營養功效成分，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優劣的重要參數之一[3]。苦蕎籽粒的黃酮含量是甜蕎籽粒黃酮含量的5～10倍，在保健上被認為具有較大的潛力。目前生產上的苦蕎品種大都是難脫殼的厚殼型，只有少數品種具有薄殼特性，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、適應性差、小粒、低產等。

陳慶富等通過薄殼苦蕎與常規苦蕎品種之間的有性雜交，培育出了大量的遺傳穩定的薄殼苦蕎新品系，并研究發現苦蕎的薄殼與厚殼是相對性狀，薄殼性狀是由1對隱性基因控制的。薄殼型苦蕎同時具有小粒特征，其平均單株產量比厚殼類型低26%～40%，但是其變異幅度的最大值超過苦蕎平均水平的2倍[4]，暗示薄殼苦蕎的產量潛力，通過育種可以達到常規苦蕎水平。通常情況下，苦蕎的果殼率為30%左右，并且殼厚堅韌，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，對苦蕎厚殼特性進行了改良，使之便于加工，不僅解決了苦蕎難脫殼的問題，而且大幅降低脫殼成本，可顯著提高經濟效益。特別是增加米粒黃酮含量可進一步提升薄殼苦蕎的品質，增加其保健功能，對苦蕎品質育種有重要意義。

薄殼苦蕎果殼薄，易開裂，具有良好的加工屬性，近年來有關該類型材料的研究正逐步深入。陳慶富等研究發現厚殼苦蕎的果殼率>20%，薄殼苦蕎的果殼率<20%[4]。王安虎等研究發現苦蕎種殼厚、不易脫殼，限制了苦蕎產品的精加工和深加工，而米蕎1號是一個薄殼苦蕎品種，其出粉率高達80.3%[6]，比推廣的苦蕎品種川蕎1號 （ 62.31%）高2859%，比西蕎1號（65.19%）高22.92%，比原種旱苦蕎（66.45%）高20.59%[7]。目前，關于薄殼苦蕎總黃酮含量的研究甚少，王安虎經過測定，米蕎1號成株期莖稈、葉片、花、種子在不同生態環境中平均總黃酮含量依次為1.38%、3608%、4.47%、1.913%[8]，而國家種質資源庫中普通栽培苦蕎核心種質的蘆丁含量范圍是1.4948%～1.6244%。在苦蕎生物類黃酮中，蘆丁占70%～85%[9]。目前，關于薄殼苦蕎的相關研究大多數僅涉及單一的薄殼苦蕎品種，在材料數量及研究方向上顯得不夠系統。本試驗擬對100個薄殼苦蕎品系籽粒總黃酮含量變異及其與產量要素間的相關性進行研究，以便對薄殼苦蕎遺傳育種提供指導。

1材料與方法

1.1材料

本試驗所用的100份薄殼苦蕎高代品系均由貴州師范大學蕎麥產業技術研究中心提供，為小米蕎/晉蕎2號雜交后代（F6）中的性狀穩定的薄殼苦蕎型品系，相關信息見表1。供試材料于2015年3月栽培于貴州師范大學蕎麥產業技術研究中心百宜基地，每個品系按行距30 cm種植，小區行寬 2 m，常規田間管理。同年7月于成熟期收獲種子，經常溫（夏季）風干后保存備用。

1.2方法

1.2.1籽粒制粉將統一收獲的種子風干保存，每個品系各取10 g，人工去殼，蕎米和果殼分別裝入種子袋，并對蕎米經100目篩進行制粉。

1.2.2總黃酮及其他產量性狀測定將稱質量后的米蕎粉密封，由西安國聯質量檢測技術有限公司利用分光光度法測定總黃酮含量，測定采用3次重復。取10 g種子60 ℃烘干至恒質量，粉碎后過100目篩，準確稱取0.3 g干粉，溶于體積分數為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下測定吸光度，利用標準曲線求得黃酮含量。

挑選一致的種子，稱取百粒質量，手工去殼，稱取米粒質量、果殼質量。均從同一材料取3份樣品進行重復測定。百粒質量統計方法為：從收回的種子中挑選飽滿并大小一致的100粒種子稱質量；米粒質量和果殼質量的統計方法為：精確稱取10 g種子，人工去殼，再分別稱取米粒和果殼的質量；蕎麥果殼率按公式（1）計算[1]。以上所有數據均精確到2位小數。

蕎麥果殼率=百粒蕎麥籽粒果殼質量百粒蕎麥籽粒質量×100%。（1）

1.2.3數據分析采用WPS office軟件進行數據處理，利用SPSS 17.0對數據進行描述性統計分析、Pearson 相關性分析、通徑分析。

2結果與分析

2.1薄殼苦蕎品系黃酮含量及主要產量相關因素的變異

100份薄殼苦蕎品系的黃酮含量及產量組分的考察數據見表1、表2和圖1。結果顯示，總黃酮、百粒質量、米粒質量、果殼質量、果殼率、百粒米質量均符合正態分布。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量性狀的變異

根據表1中的數據向量，可計算各指標之間的相關系數，結果見表3。由表3可知，總黃酮與米粒質量的相關系數r=0289**，差異極顯著，即兩者存在極顯著的線性正相關關系，但是與果殼質量（r=-0.211*）和果殼率（r=-0.209*）為顯著的負相關關系，與其他參數不顯著相關；果殼質量與果殼率存在極顯著正相關，r=0.978**，與米粒質量存在極顯著負相關，r=-0.821**；果殼率與米粒質量存在極顯著負相關，r=-0.871**；百粒米質量與百粒質量（r=0.972**）、米粒質量（r=0.328**）為極顯著的線性正相關關系，而與果殼質量（r=-0.260**）、果殼率（r=-0.261**）為極顯著負相關關系。

2.3產量性狀與籽粒總黃酮間的通徑分析

以黃酮含量為y，以百粒質量為x1，米粒質量為x2，果殼質量為x3，果殼率為x4，百粒米質量為x5，剔除不顯著變量后，所得回歸方程為：y=-18.809+4.739x2，標準誤差為1585。通徑分析顯示，自變量x2與y之間的相關系數為0289。

3討論

已有研究表明，蕎麥是禾谷類及擬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%；苦蕎籽粒總黃酮含量顯著高于甜蕎，多數為1%～2%，如威苦02-286黃酮含量為1463%，六苦4號為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29.11 mg/g （2.911%）。研究結果為我國高黃酮蕎麥品種的選育提供了重要的骨干材料，同時，也為蕎麥高黃酮形成相關候選基因的發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苦蕎米加工中的蒸煮環節，有效降低加工成本，同時也避免了黃酮類保健成分在傳統蒸煮過程的損失。

關于薄殼苦蕎米粒黃酮含量與產量組分的相關性方面尚

表2薄殼苦蕎品系種子黃酮含量及主要產量性狀的變異

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

未見報道。本研究相關性分析表明，薄殼苦蕎籽粒總黃酮含量與米粒質量呈極顯著正相關，而與果殼質量和果殼率呈顯著負相關。通徑分析發現，薄殼苦蕎品系米粒質量對總黃酮含量的貢獻最大。因此，要改善薄殼苦蕎籽粒黃酮含量，可以通過減少果殼質量降低果殼率、提高米粒質量以達到改善的目的。上述研究結果對薄殼苦蕎高黃酮育種有一定的參考意義。

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