不同海拔高度對苦蕎子粒營養(yǎng)成分的影響

李敏+劉志雄+方正武

摘要：分析了5個苦蕎[Fagopyrum tataricum（L.） Gaertn]品種在湖北省五峰縣2個不同海拔高度生態(tài)試驗點的子粒黃酮、氨基酸和多酚含量變化，旨在為摸索苦蕎高效栽培模式，并為選育生態(tài)弱響應苦蕎新品種奠定基礎。結果表明，高海拔種植可提高苦蕎黃酮、氨基酸與多酚的含量；相同海拔種植條件下，品種間的黃酮、氨基酸和多酚含量也存在顯著性差異，西農(nóng)9909在2個生態(tài)試驗點的子粒黃酮含量分別極顯著（P<0.01）和顯著（P<0.05）高于其他品種；與海拔1 400 m種植相比，海拔780 m種植條件下品種間3種營養(yǎng)成分下降幅度均呈現(xiàn)不同程度的變化，其中黃酮含量各品種下降幅度較小，為2.86%～10.53%，多酚含量下降幅度為4.74%～28.57%，氨基酸含量下降幅度最大，為9.52%～77.59%；不同品種對海拔高度變化的敏感性也不同，在供試的5個品種中，SNKQ-1對生態(tài)環(huán)境因子變化鈍感，而云蕎2號對生態(tài)環(huán)境因子變化敏感。

關鍵詞：苦蕎[Fagopyrum tataricum（L.） Gaertn]；黃酮；多酚；氮基酸；海拔

中圖分類號：S517 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2016）23-6076-03

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2016.23.016

Abstract： In order to discover technique for cultivating and develop new variety with weak sensitive to eco-factor，seed flavonoid， polyphenol and free amino acid content of five tested tartary buckwheat（Fagopyrum tataricum） varieties planting on two different altitudes of Wufeng county，Hubei provience， were analyzed. The results showed that higher altitude was better for seed of tartary buckwheat to produce flavonoid， polyphenol and free amino acid. Moreover， three kinds of nutrient content displayed significant difference among varieties，and seed flavonoid content of Xinong9909 was higher than other varieties growing at same altitude. In addition， three kinds of nutrient contents of tested varieties growing at 780 m altitude decreased significantly than that growing at 1 400 m altitude. For example， flavonoid content decreased from 2.86% to 10.53%， and polyphenol content decreased from 4.74% to 28.57%， as well as free amino acid content from 9.52% to 77.59%. Furthermore，eco-sensitive traits varied among tested tartary buckwheat varieties，and SNKQ-1 was weak eco-sensitive，but YunQiao2 was strong eco-sensitive.

Key words： Fagopyrum tataricum（L.） Gaertn； flavonoid； polyphenol； amino acid； altitude

苦蕎[Fagopyrum tataricum（L.） Gaertn]是蓼科（Polygonaceae）蕎麥屬（Fagopyrum）藥食同源的經(jīng)濟作物，在中國栽培歷史悠久，其種子富含賴氨酸、蘆丁和抗氧化活性物等成分，具有很高的營養(yǎng)價值和保健功效，市場開發(fā)前景廣闊[1]。隨著近年社會經(jīng)濟的發(fā)展與人們生活水平的不斷提高，健康飲食的觀念逐年增強，類似苦蕎這種純天然、安全性高、具營養(yǎng)和保健成分的傳統(tǒng)食品正日益受到重視。以苦蕎為原料的傳統(tǒng)食品、茶飲料、休閑食品和發(fā)酵食品等高附加值的產(chǎn)品越來越多，使得苦蕎的市場需求越來越大[2，3]。中國苦蕎種質(zhì)資源十分豐富，但對苦蕎資源的研究與開發(fā)利用起步較晚，育種技術相對滯后，加之落粒性強、產(chǎn)量低，極大地限制了農(nóng)戶種植的積極性[4，5]。前人研究表明，不同苦蕎種質(zhì)資源的千粒重、子實黃酮含量有顯著差異[6]；另一方面，環(huán)境因素與栽培措施也會影響苦蕎子粒和芽苗的黃酮含量[7，8]；同時，不同產(chǎn)地苦蕎子粒的多酚含量及抗氧化酶活性也有顯著差異[9]。因此，選育高產(chǎn)、營養(yǎng)成分高、抗落粒性強、對環(huán)境變化反應鈍感的廣適性苦蕎優(yōu)良新品系是保證苦蕎資源可持續(xù)開發(fā)利用的前提和基礎。

本研究選取九江苦蕎、云蕎2號、西農(nóng)9909、西農(nóng)9920和 SNKQ-1（湖北農(nóng)家種）共5個優(yōu)良苦蕎品種（系），通過比較其在同一地區(qū)不同海拔高度子粒黃酮、氨基酸和多酚類物質(zhì)的含量差別，為選育營養(yǎng)成分含量高、對環(huán)境變化反應不敏感以及適宜加工開發(fā)的廣適性苦蕎新品種積累資料。

1 材料與方法

1.1 試驗材料與種植

于2014年6-10月，將供試的九江苦蕎、云蕎2號、西農(nóng)9909、西農(nóng)9920和SNKQ-1共5個苦蕎品種（系）分別種植于湖北省五峰縣五峰鎮(zhèn)黃良坪村海拔1 400 m的高山和漁洋關鎮(zhèn)王家坪村海拔780 m的低山，隨機區(qū)組設計，每個品種在每個生態(tài)試驗點種3個小區(qū)，每個小區(qū)面積為3 m×10 m，行距50 cm，條播，常規(guī)水肥管理，成熟后采收苦蕎子粒，干燥后保存于-20 ℃的低溫種子柜。

1.2 試驗方法

分別從每份苦蕎中選取適量的飽滿子粒，60 ℃恒溫電熱鼓風干燥箱中烘干至恒重。稱取50 g，用植物組織粉碎機粉碎，通過40目篩，得到苦蕎粉備用。

1.2.1 苦蕎子粒總黃酮含量測定 總黃酮含量的提取與測定參照文獻[6]的方法，略有改動。用經(jīng)典的亞硝酸鈉-硝酸鋁-氫氧化鈉顯色法繪制蘆丁標準曲線，建立回歸方程：y=0.141 8x-0.285 0，R2=0.994 8。用紫外-可見分光光度計測定510 nm處的吸光度，通過標準曲線計算總黃酮含量。

1.2.2 苦蕎子粒氨基酸含量測定 氨基酸的提取與測定參照文獻[10]的方法，略有改動。用茚三酮比色法繪制亮氨酸標準曲線，建立回歸方程：y=0.970 0x+0.042 6，R2=0.997 6。用紫外-可見分光光度計測定570 nm處的吸光度，通過標準曲線計算氨基酸含量。

1.2.3 苦蕎子粒多酚含量測定 多酚的提取與測定采用酒石酸亞鐵比色法[11]。用紫外-可見分光光度計測定540 nm處的吸光度，計算多酚含量。

1.2.4 數(shù)據(jù)處理 每個處理3個生物學重復，結果以平均值±標準差表示，用SPSS11.5軟件，選配對樣本的t檢測統(tǒng)計同一品種不同海拔營養(yǎng)成分含量的差異顯著性，用最小顯著性差異法（Least significant difference，LSD）對同一海拔不同品種的營養(yǎng)成分含量進行多重差異顯著性比較。

2 結果與分析

2.1 相同種植條件下不同品種子粒營養(yǎng)成分含量的差異

試驗結果（表1）顯示，海拔1 400 m種植條件下，西農(nóng)9909黃酮含量高達2.03%，極顯著高于其他4個品種；西農(nóng)9920氨基酸含量高達1.20%，顯著高于SNKQ-1（P<0.05），并極顯著高于其他3個品種（P<0.01）；且西農(nóng)9920多酚含量高達6.24%，極顯著高于其他4個品種（P<0.01）。與高海拔種植相比，所有供試品種在海拔780 m種植條件下的子粒黃酮、氨基酸和多酚含量均呈現(xiàn)不同程度的下降，但黃酮含量仍是西農(nóng)9909最高，顯著高于九江苦蕎和SNKQ-1（P<0.05），極顯著高于西農(nóng)9920和云蕎2號（P<0.01）；SNKQ-1的氨基酸和多酚含量最高，均極顯著高于其他4個品種（P<0.01）。

2.2 不同海拔種植條件下苦蕎子粒營養(yǎng)成分的差異

從表1可以看，與海拔780 m種植相比，所有品種在海拔1 400 m高山種植條件下的子粒黃酮含量呈不同程度的上升，其中西農(nóng)9920的上升幅度最小，僅上升0.05個百分點，SNKQ-1上升幅度其次，顯著升高（P<0.05），其他3個品種上升幅度較大，呈極顯著差異（P<0.01）。通過比較2個海拔高度種植條件下5個苦蕎品種子粒的氨基酸含量發(fā)現(xiàn)，除九江苦蕎外，高海拔種植條件下所有供試品種的氨基酸含量明顯升高，其中SNKQ-1、西農(nóng)9920和云蕎2號的上升幅度達極顯著水平（P<0.01），西農(nóng)9909的上升幅度也達顯著水平（P<0.05）。通過比較海拔1 400 m和海拔780 m 2個高度種植條件下5個苦蕎品種子粒的多酚含量發(fā)現(xiàn)，高海拔種植條件下供試的5個品種子粒的多酚含量均顯著上升，其中品種SNKQ-1和云蕎2號的上升幅度達顯著水平（P<0.05）；西農(nóng)9909、西農(nóng)9920和九江苦蕎的上升幅度達極顯著水平（P<0.01）。綜合比較同一苦蕎品種在2種不同海拔種植條件下子粒黃酮、氨基酸和多酚含量發(fā)現(xiàn)，高海拔種植有利于苦蕎子粒營養(yǎng)成分的積累，但品種間存在差異。

2.3 海拔高度對不同品種子粒營養(yǎng)積累的影響

進一步比較不同品種子粒營養(yǎng)積累在2種海拔種植條件下的差異（表1）發(fā)現(xiàn)，與海拔1 400 m種植條件相比，5個供試品種苦蕎子粒的黃酮、氨基酸和多酚含量在海拔780 m種植條件下均呈現(xiàn)不同程度的下降，其中黃酮含量的下降幅度較小，在2.86%～10.53%；多酚含量的下降幅度其次，在4.74%～28.57%；氨基酸含量的下降幅度最大，在9.52%～77.59%。從品種本身對2種海拔種植響應的差異來看，西農(nóng)9920子粒黃酮積累相對鈍感，僅下降了2.86%，云蕎2號黃酮積累對海拔高度敏感，下降了10.53%；九江苦蕎的氨基酸積累受海拔高度變化影響最小，僅下降了9.52%，但云蕎2號氨基酸對海拔變化極其敏感，下降了77.59%；云蕎2號的多酚含量受海拔變化影響最小，僅下降了4.74%，但西農(nóng)9909多酚含量受海拔變化影響最大，下降幅度高達28.57%。綜合比較5個品種3種營養(yǎng)成分含量在2種海拔種植條件下的變化發(fā)現(xiàn)，湖北農(nóng)家種SNKQ-1黃酮、氨基酸和多酚的下降幅度分別為3.89%、36.04%和10.42%，均僅次于各營養(yǎng)成分下降的最小幅度，說明該品種營養(yǎng)成分積累對環(huán)境變化響應相對鈍感，生態(tài)適應性較廣；而云蕎2號黃酮和氨基酸含量對海拔變化極為敏感，更適宜在高海拔地區(qū)種植。

3 小結與討論

時政等[12]通過對貴州不同生態(tài)區(qū)蕎麥蛋白質(zhì)、黃酮含量的變異研究發(fā)現(xiàn)，同一品種在不同生態(tài)區(qū)種植，其黃酮含量有較大差異，說明環(huán)境生態(tài)因子對植物黃酮含量積累產(chǎn)生一定的影響。前人對四川省蒙山茶區(qū)的茶葉品質(zhì)分析表明，高海拔有利于茶葉氨基酸、茶多酚和咖啡堿的積累，從而提高茶的品質(zhì)，佐證了“高山出好茶”的說法[13]。上述研究證明，生態(tài)環(huán)境因子能影響植物次生代謝產(chǎn)物的積累。在本研究中，同一苦蕎品種子粒黃酮、氨基酸和多酚含量也有較大的變異，并且高海拔種植有利于這些物質(zhì)的積累，與前人的研究結果基本吻合。李月等[6]通過對不同蕎麥品種蛋白質(zhì)和黃酮含量與環(huán)境的相關性研究發(fā)現(xiàn)，不同品種間子粒黃酮含量存在顯著差異，進一步證明蕎麥對生態(tài)因子的敏感性不同。本研究同樣發(fā)現(xiàn)，不同品種對海拔高度變化的響應也存在差異，如SNKQ-1子粒黃酮、氨基酸和多酚含量對海拔高度變化反應鈍感，云蕎2號子粒黃酮和氨基酸含量對海拔高度變化響應敏感，說明SNKQ-1生態(tài)適應性廣，性狀較穩(wěn)定，而云蕎2號為生態(tài)響應敏感性材料，更適合高海拔種植。

育種實踐表明，廣適性品種在增加推廣面積的同時，也能控制生產(chǎn)風險，但在掌握品種區(qū)域性試驗數(shù)據(jù)的基礎上，同樣可根據(jù)品種的生態(tài)習性來提高作物的產(chǎn)量與品質(zhì)。就本試驗而言，西農(nóng)9909在2個生態(tài)點黃酮含量均最高，可作為高黃酮含量的苦蕎品種推廣，并且適當增加種植海拔高度，能提高其黃酮含量。

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