不同光照對(duì)蕎麥芽黃酮類化合物及相關(guān)代謝酶基因表達(dá)的影響

程佳麗，劉 軍，毛佳奇，李 翠，劉海杰

（中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與營(yíng)養(yǎng)工程學(xué)院，北京 100083）

蕎麥富含維生素、必需氨基酸和黃酮類化合物，是一種具有較高營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的作物[1-2]，但目前蕎麥多以原糧形式低價(jià)出售，精深加工和產(chǎn)品開(kāi)發(fā)依然處于較落后的狀態(tài)[3]。我國(guó)是苦蕎產(chǎn)量最大、品種資源最豐富的國(guó)家，編入《中國(guó)蕎麥品種資源目錄》的品種有2 700余份[4]。不同品種蕎麥營(yíng)養(yǎng)成分差別較大，但針對(duì)適于開(kāi)發(fā)利用的蕎麥品種篩選的研究尚有不足。

發(fā)芽能夠使蕎麥總酚、總黃酮、縮合單寧等活性物質(zhì)含量顯著增加[5-6]，口感得到改善，且蕎麥芽生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單[7]，故蕎麥芽是一種值得研究的蕎麥產(chǎn)品。植物遭受逆境脅迫會(huì)啟動(dòng)防御機(jī)制，產(chǎn)生更多具有生物活性的次級(jí)代謝產(chǎn)物，如外源添加Ca2+[8]、蔗糖[9]、殼聚糖[10]等均可增加蕎麥芽活性，而光照是一種易操作且有效的處理方式，研究表明光照處理可以提高植物及細(xì)胞的抗氧化活性[11]；發(fā)光二極管（light-emitting diode，LED）光源具有質(zhì)量輕、體積小、節(jié)能等優(yōu)勢(shì)，有巨大的市場(chǎng)應(yīng)用潛力。

黃酮類化合物作為植物的次級(jí)代謝產(chǎn)物，是相關(guān)代謝酶與基因通過(guò)復(fù)雜的協(xié)同調(diào)控產(chǎn)生的。有研究表明，微酸性電解水處理[12]、超聲波和微波處理[13]能提高蕎麥芽中苯丙氨酸解氨酶（phenylalanine ammonia-lyase，PAL）活性，但目前針對(duì)相關(guān)酶基因表達(dá)方面的研究報(bào)道較少。本研究通過(guò)分析不同蕎麥品種的發(fā)芽形態(tài)及發(fā)芽后總酚、總黃酮的含量，選出本實(shí)驗(yàn)條件下最適合生產(chǎn)蕎麥芽的品種，再進(jìn)行LED白光、LED白光+紅光（記為紅光）、LED白光+藍(lán)光（記為藍(lán)光）光照處理，比較蕎麥芽中總酚、總黃酮含量，并分析不同光照下苦蕎芽中PAL、黃酮醇合酶（flavonol synthase，F(xiàn)LS）、查耳酮合成酶（chalcone synthase，CHS）及查耳酮異構(gòu)酶（chalcone isomerase，CHI）基因的表達(dá)水平，從基因角度揭示其作用機(jī)理，以期為蕎麥及蕎麥芽的產(chǎn)業(yè)化和黃酮類化合物產(chǎn)生機(jī)理研究提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

‘晉蕎2號(hào)’‘黔苦3號(hào)’‘川蕎1號(hào)’‘西農(nóng)9940’‘西農(nóng)9976’‘貴紅花’‘溫莎甜蕎’種子由中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院提供；‘蒙古1號(hào)’‘蒙古2號(hào)’和‘蒙古4號(hào)’種子由內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)科學(xué)院提供。其中‘西農(nóng)9976’‘貴紅花’‘溫莎甜蕎’為甜蕎品種，其余7個(gè)品種均為苦蕎品種。

甲醇、乙腈等高效液相色譜試劑（均為色譜級(jí)）北京化工廠；甲醇、Folin-Ciocalteau等（均為分析純）西隴科學(xué)股份有限公司；蘆丁、葒草苷、異葒草苷、牡荊素、兒茶素、槲皮素、槲皮苷、木犀草素標(biāo)準(zhǔn)品（均為色譜級(jí)） 國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；總RNA提取試劑盒、cDNA反轉(zhuǎn)錄試劑盒、熒光實(shí)時(shí)定量聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)（polymerase chain reaction，PCR）試劑盒 北京全式金生物技術(shù)公司。

1.2 儀器與設(shè)備

KQ-600 DE數(shù)控超聲波清洗器 昆山市超聲儀器有限公司；PRX-480C智能人工氣候箱（配有紅、藍(lán)、白LED光源） 寧波賽福實(shí)驗(yàn)儀器有限公司；ME 204電子天平 瑞士Mettler Toledo公司；TGL-185 M醫(yī)用離心機(jī)長(zhǎng)沙平凡儀器儀表有限公司；FD-1A-50冷凍干燥機(jī)北京四環(huán)科學(xué)儀器廠；10Avp高效液相色譜儀 日本島津公司；BCD-133EN冰箱 青島海爾股份有限公司；DL-CJ-1NDII潔凈工作臺(tái) 北京東聯(lián)哈爾儀器制造有限公司；HWS26電熱恒溫水浴鍋 上海一恒科技有限公司；T100TMThermal Cycler PCR儀、CFX Connect熒光定量PCR儀 美國(guó)Bio-Rad公司；Nano-300超微量核酸蛋白測(cè)定儀 北京原平皓生物技術(shù)有限公司。

1.3 方法

1.3.1 蕎麥芽的制備

選種：剔除雜質(zhì)和霉、蟲(chóng)、壞種；殺菌：質(zhì)量分?jǐn)?shù)10%的次氯酸鈉溶液浸泡0.5 h，后用清水沖洗5～8 遍；浸種：在25 ℃黑暗條件下，水與種子以質(zhì)量比4∶1浸泡18 h；催芽：將浸泡好的種子均勻擺在平鋪有濕紗布的育苗盤(pán)中，置于溫度25 ℃、相對(duì)濕度85%的黑暗環(huán)境中催芽48 h；發(fā)芽：溫度25 ℃、相對(duì)濕度85%條件下分別進(jìn)行24 h黑暗（對(duì)照）及LED白光（12 250 lx）、紅光（12 250 lx LED白光+13 680 lx LED紅光）、藍(lán)光（12 250 lx LED白光+23 900 lx LED藍(lán)光）光照16 h（8 h黑暗）發(fā)芽處理。每隔 8 h均勻噴淋蒸餾水一次；收芽：催芽48 h后收芽記為發(fā)芽0 d，于發(fā)芽后每2 d（2、4、6 d）收芽一次。將鮮樣存放于－80 ℃冰箱，部分稱質(zhì)量備用，其余經(jīng)凍干機(jī)凍干，進(jìn)一步研磨過(guò)篩（80 目），得到的蕎麥芽粉存放于－20 ℃冰箱待用。

1.3.2 蕎麥芽發(fā)芽率及形態(tài)學(xué)指標(biāo)的測(cè)定

蕎麥百粒質(zhì)量的測(cè)定：每個(gè)品種隨機(jī)取100 粒測(cè)定其質(zhì)量，取3 次平均值；對(duì)100 粒種子進(jìn)行發(fā)芽率測(cè)定：取催芽48 h后的蕎麥芽，當(dāng)種子出現(xiàn)肉眼可見(jiàn)的胚根萌芽，且無(wú)霉變等其他不良情況時(shí)，即認(rèn)定蕎麥種子已經(jīng)發(fā)芽。蕎麥發(fā)芽6 d時(shí)，隨機(jī)取60 根測(cè)量其可食部位芽長(zhǎng)并求其平均數(shù)即為芽長(zhǎng)；測(cè)定60 根（3 組平行，每組20 根）蕎麥芽鮮質(zhì)量，并求平均數(shù)即為蕎麥芽鮮質(zhì)量，拍照記錄不同光照下發(fā)芽6 d蕎麥芽的形態(tài)。

1.3.3 蕎麥芽總酚含量的測(cè)定

樣品的提?。悍Q取0.025 g不同發(fā)芽時(shí)間蕎麥凍干粉，分別加入5 mL體積分?jǐn)?shù)80%甲醇溶液，混勻后56 ℃超聲40 min，然后8 000 r/min離心5 min，取上清液，重復(fù)上述操作一次，將兩次上清液混勻存于冰箱備用。

根據(jù)Folin-Ciocalteau法[7]測(cè)定總酚含量?？偡雍恳悦靠烁少|(zhì)量樣品中所含沒(méi)食子酸質(zhì)量表示，單位為mg/g。

1.3.4 蕎麥芽總黃酮含量的測(cè)定

樣品的提取同1.3.3節(jié)?？傸S酮含量測(cè)定參照文獻(xiàn)[14]的方法進(jìn)行，總黃酮含量以每克干質(zhì)量樣品中所含兒茶素質(zhì)量表示，單位為mg/g。

1.3.5 蕎麥芽蘆丁及其他黃酮類化合物含量的測(cè)定

樣品的提取同1.3.3節(jié)。取提取液1 mL經(jīng)0.45 μm有機(jī)濾膜過(guò)濾至1.5 mL的棕色進(jìn)樣小瓶中，待用。

高效液相色譜條件：色譜柱：inertsil ODS-3 C18（4.6 mm×250 mm，5 μm）；流速：1 mL/min；流動(dòng)相A：體積分?jǐn)?shù)36%乙酸溶液-水（2∶98，V/V）；流動(dòng)相B：水-體積分?jǐn)?shù)36%乙酸-甲醇-四氫呋喃（80∶20∶900∶5，V/V）；進(jìn)樣量：10 μL；檢測(cè)器：0～33 min波長(zhǎng)280 nm，33～64 min波長(zhǎng)360 nm，高效液相色譜運(yùn)行條件：0～25 min，25% B相；25～35 min，25%～55% B相；35～45 min，55%～65% B相；45～50 min，65%～70% B相；50.00～50.01 min，70%～75% B相；50.01～57.00 min，75.0%～78.5% B相；57.00～57.01 min，78.5%～25.0% B相；57.01～64.00 min，25% B相。

1.3.6 基因表達(dá)的測(cè)定

1.3.6.1 苦蕎芽中總RNA的提取

參考總RNA提取試劑盒說(shuō)明書(shū)提取苦蕎芽總RNA，整個(gè)操作需要在超凈臺(tái)進(jìn)行。

1.3.6.2 第一鏈cDNA的合成

以1.3.6.1節(jié)提取的總RNA為模板，利用cDNA反轉(zhuǎn)錄試劑盒合成第一鏈cDNA，將合成的第一鏈cDNA保存于－20 ℃冰箱備用。

1.3.6.3 引物的設(shè)計(jì)和合成

參考文獻(xiàn)[15-17]設(shè)計(jì)引物（表1），引物由生工生物工程（上海）股份有限公司合成。

表1 PCR引物序列Table 1 Primer sequences for PCR

1.3.6.4 熒光定量PCR分析

反應(yīng)體系及反應(yīng)儀器參數(shù)參考試劑盒說(shuō)明書(shū)。基因相對(duì)表達(dá)量的計(jì)算應(yīng)用2－ΔΔCt方法[18]。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

除芽長(zhǎng)測(cè)定外所有實(shí)驗(yàn)均進(jìn)行3 次重復(fù)，采用Excel軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，結(jié)果以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示，采用SPSS軟件中單因素方差分析法分析數(shù)據(jù)差異顯著性，以P＜0.05表示差異顯著，采用Origin和Excel軟件作圖。

深圳地鐵6號(hào)線民樂(lè)停車場(chǎng)出入線總長(zhǎng)約2.6公里，隧道穿越強(qiáng)、中、微風(fēng)化花崗巖，采用TBM+局部礦山及明挖法施工。其中明挖段長(zhǎng)71m，隧道上方為南坪快速牛咀大橋，共7根橋墩侵入隧道洞身，為不中斷南坪快速交通，隧道穿越橋梁基礎(chǔ)采用樁基托換。

2 結(jié)果與分析

2.1 蕎麥品種篩選

2.1.1 不同品種蕎麥的百粒質(zhì)量、蕎麥芽發(fā)芽率、鮮質(zhì)量、芽長(zhǎng)

不同品種蕎麥的百粒質(zhì)量如表2所示。10個(gè)品種蕎麥的百粒質(zhì)量在1.52～3.94 g之間，甜蕎品種高于苦蕎，其中‘西農(nóng)9976’百粒質(zhì)量最大，為（3.94±0.04）g。

表2 不同品種蕎麥的百粒質(zhì)量Table 2 100-Grain masses of different buckwheat varieties

發(fā)芽率可反映種子的活性，且能評(píng)估其是否適合加工為芽菜。由圖1A可知，在苦蕎品種中，‘蒙古2號(hào)’發(fā)芽率高達(dá)94%以上，是本實(shí)驗(yàn)中發(fā)芽率最高的品種；在甜蕎品種中，‘西農(nóng)9976’發(fā)芽率最高，達(dá)80%，遠(yuǎn)高于另外兩種甜蕎。

圖1 不同品種蕎麥芽的發(fā)芽率、鮮質(zhì)量和芽長(zhǎng)Fig. 1 Germination rates, fresh masses and sprout lengths of different varieties of buckwheat sprouts

蕎麥芽的鮮質(zhì)量和芽長(zhǎng)能夠反映蕎麥芽的長(zhǎng)勢(shì)及其感官品質(zhì)。由圖1B可知，甜蕎的鮮質(zhì)量普遍高于苦蕎，這與蕎麥種子的百粒質(zhì)量趨勢(shì)一致；在苦蕎品種中，‘黔苦3號(hào)’和‘蒙古2號(hào)’的鮮質(zhì)量高于其他苦蕎，分別達(dá)到1.59 g/20 根和1.53 g/20 根，且‘蒙古2號(hào)’的百粒質(zhì)量最小，說(shuō)明其產(chǎn)量大；不同甜蕎種子的百粒質(zhì)量及其芽的鮮質(zhì)量差別不明顯，在3～4 g及1.80～1.98 g/20 根之間，其中‘西農(nóng)9976’的鮮質(zhì)量與百粒質(zhì)量的比值偏小。由圖1C可知，不同品種的蕎麥芽可食部位芽長(zhǎng)存在較大差異；在苦蕎芽中，‘蒙古2號(hào)’可食部位芽長(zhǎng)最長(zhǎng)，達(dá)到70 mm；在甜蕎芽中，‘西農(nóng)9976’的可食部位芽長(zhǎng)最短，為45 mm。

2.1.2 不同品種蕎麥發(fā)芽過(guò)程中的總酚、總黃酮含量

酚類和黃酮類化合物是植物中普遍存在的具有活性的次級(jí)代謝產(chǎn)物[19]，研究發(fā)現(xiàn)蕎麥中總酚和總黃酮含量隨發(fā)芽時(shí)間的延長(zhǎng)而增加[20]，且苦蕎芽總酚含量明顯高于甜蕎芽[21]。由圖2A可知，在苦蕎芽中，發(fā)芽2、4、6 d，‘蒙古2號(hào)’總酚含量均最高，分別為38.8、48.9 mg/g和51.3 mg/g。在甜蕎芽中，發(fā)芽0、2、4 d，均是‘西農(nóng)9976’總酚含量最高，分別達(dá)到5.7、14.3、29.7 mg/g。由圖2B可知，在苦蕎品種中，發(fā)芽2、6 d，‘蒙古2號(hào)’總黃酮含量都最高，分別為42.2 mg/g和50.2 mg/g，發(fā)芽0、4 d，‘蒙古2號(hào)’總黃酮含量均較高；甜蕎品種中，發(fā)芽2、4 d，‘西農(nóng)9976’總黃酮含量最高，分別達(dá)10.1 mg/g和21.7 mg/g，發(fā)芽0、6 d，‘西農(nóng)9976’的總黃酮含量?jī)H低于‘貴紅花’。

圖2 不同品種的蕎麥芽隨發(fā)芽時(shí)間延長(zhǎng)總酚及總黃酮含量的變化Fig. 2 Changes in contents of total phenols and total flavonoids in different varieties of buckwheat sprouts with germination time

‘西農(nóng)9976’鮮質(zhì)量較低且可食部位芽長(zhǎng)較短，但其發(fā)芽率明顯高于‘貴紅花’和‘溫莎甜蕎’，且總酚和總黃酮含量也較高，綜合考量，‘西農(nóng)9976’為本實(shí)驗(yàn)選出的較優(yōu)甜蕎品種；‘蒙古2號(hào)’的發(fā)芽率最高，可食部位芽長(zhǎng)最長(zhǎng)，鮮質(zhì)量與百粒質(zhì)量的比值最大，總酚和總黃酮含量高，故‘蒙古2號(hào)’為本實(shí)驗(yàn)選出的較優(yōu)苦蕎品種。

2.2 光照對(duì)蕎麥芽的影響

2.2.1 不同光照處理發(fā)芽6 d蕎麥芽的形態(tài)

由圖3可知，光照處理后的蕎麥芽顏色發(fā)生了明顯的變化，由“黃+白”轉(zhuǎn)變?yōu)椤熬G+紅”，其中藍(lán)光光照處理的蕎麥芽顏色最深，其次依次是紅光、白光；經(jīng)光照處理后芽長(zhǎng)總體向短粗型轉(zhuǎn)變，子葉展開(kāi)。有研究表明，光照能夠抑制芽的生長(zhǎng)，其中藍(lán)光抑制作用最為明顯[22]，這與本實(shí)驗(yàn)的結(jié)果相吻合。

圖3 不同光照處理蕎麥芽的形態(tài)對(duì)比Fig. 3 Morphological comparison of buckwheat sprouts under different illumination treatments

2.2.2 不同光照對(duì)蕎麥芽總酚和總黃酮含量的影響

由圖4A1、A2可知，在發(fā)芽4、6 d時(shí)，3 種光照處理均提高了‘西農(nóng)9976’的總酚和總黃酮含量，而在發(fā)芽2 d時(shí)，僅紅光和藍(lán)光能夠提升總酚和總黃酮含量；其中紅光光照的提升作用最強(qiáng)，與黑暗處理相比，發(fā)芽2、4、6 d總酚含量分別提高了83%、13%、13%，總黃酮含量分別提高了111%、46%、29%。由圖4B1、B2可知，在發(fā)芽2、4、6 d時(shí)3 種光照處理均提高了‘蒙古2號(hào)’的總酚和總黃酮含量，其中紅光提高總酚含量的作用最強(qiáng)，分別提高了32%、18%和33%；白光提高總黃酮含量的作用最強(qiáng)，分別提高了45%、40%、53%。有學(xué)者研究了光源對(duì)蕎麥芽黃酮類化合物含量的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)LED紅光較熒光和LED藍(lán)光提升作用更強(qiáng)[22]；也有研究發(fā)現(xiàn)LED藍(lán)光較熒光和紅光能夠顯著提高甜蕎芽總酚和總黃酮及單體黃酮含量[23]。這可能是不同研究中所用的光照強(qiáng)度和時(shí)長(zhǎng)不同所致。

圖4 不同光照處理的蕎麥芽隨發(fā)芽時(shí)間延長(zhǎng)總酚含量變化Fig. 4 Changes in total phenol content in buckwheat sprouts under different illumination conditions with germination time

2.2.3 不同光照處理蕎麥芽黃酮類化合物分析結(jié)果

大量研究表明，蕎麥芽中除富含蘆丁，也含有一定量的葒草苷、異葒草苷、牡荊素、異牡荊素、槲皮素等其他黃酮類化合物[19,24]，但這些黃酮類化合物在不同光照下含量的變化鮮有研究。本實(shí)驗(yàn)通過(guò)高效液相色譜對(duì)不同品種蕎麥黃酮類化合物進(jìn)行定量分析，結(jié)果如表3所示，槲皮苷、木犀草素和槲皮素主要存在于苦蕎‘蒙古2號(hào)’中，在甜蕎‘西農(nóng)9976’中幾乎未檢出；‘蒙古2號(hào)’中蘆丁含量遠(yuǎn)高于‘西農(nóng)9976’；發(fā)芽6 d后，‘蒙古2號(hào)’的牡荊素、葒草苷、異葒草苷、蘆丁、槲皮苷含量在白光光照下達(dá)到最高，分別較對(duì)照組提高14%、63%、69%、17%、33%；發(fā)芽6 d甜蕎‘西農(nóng)9976’中牡荊素、葒草苷和異葒草苷含量明顯高于苦蕎‘蒙古2號(hào)’，且在白光和紅光光照下達(dá)到最高。研究表明不同的光照可以提高蕎麥芽中葒草苷、異葒草苷、牡荊素、異牡荊素和蘆丁的含量[22]，這與本實(shí)驗(yàn)結(jié)果一致；但槲皮素含量的變化與文獻(xiàn)[11]結(jié)果不同，原因可能是本實(shí)驗(yàn)通過(guò)LED不同光間的復(fù)合，與文獻(xiàn)[11]中UV光和LED光的復(fù)合不同。

表3 不同光照處理的蕎麥芽發(fā)芽6 d后黃酮類化合物含量的變化Table 3 Changes in flavonoid contents of buckwheat sprouts treated with different lights after germination for 6 days

2.2.4 不同光處理苦蕎芽中PAL、FLS、CHS、CHI的表達(dá)及與其黃酮類化合物含量相關(guān)性分析結(jié)果

由圖5可知，光照可以顯著上調(diào)苦蕎芽中CHI、CHS、FLS和PAL的相對(duì)表達(dá)量。在整個(gè)發(fā)芽過(guò)程中，苦蕎芽CHI和CHS的表達(dá)水平總體趨勢(shì)較為相近，均是隨發(fā)芽時(shí)間延長(zhǎng)呈下降趨勢(shì)，在發(fā)芽第2天相對(duì)表達(dá)量最高；苦蕎芽FLS和PAL的表達(dá)水平總體趨勢(shì)較為相近，均是先升高后降低，在發(fā)芽第4天相對(duì)表達(dá)量最高，這與前人研究結(jié)果[25]一致；CHS、CHI和PAL在紅光光照下相對(duì)表達(dá)量達(dá)到最高，明顯高于藍(lán)光和白光處理，其中CHS相對(duì)表達(dá)量最高約達(dá)到對(duì)照組的30 倍，CHI相對(duì)表達(dá)量最高約達(dá)到對(duì)照組的25 倍，PAL相對(duì)表達(dá)量最高約達(dá)到對(duì)照組的10 倍；而FLS在紅光和白光兩種光照下相對(duì)表達(dá)量均較高，最高分別是對(duì)照組的50 倍和42 倍。

圖5 不同光照處理的苦蕎芽中CHI、CHS、FLS和PAL的表達(dá)Fig. 5 Expression levels of CHI, CHS, FLS and PAL in tartary buckwheat sprouts under different light illumination treatments

由表4可知，苦蕎芽中總酚、總黃酮、葒草苷、異葒草苷及槲皮苷含量與CHI、CHS、PAL和FLS的表達(dá)水平呈極顯著正相關(guān)（P＜0.01）；兒茶素和槲皮素含量與CHI、CHS、PAL和FLS的表達(dá)水平呈顯著負(fù)相關(guān)（P＜0.05，P＜0.01），木犀草素含量與基因CHI、CHS和PAL的表達(dá)水平呈顯著負(fù)相關(guān)（P＜0.05，P＜0.01）；而牡荊素含量只與FLS的表達(dá)水平呈顯著正相關(guān)（P＜0.05）；蘆丁含量與基因CHI和FLS的表達(dá)水平呈顯著正相關(guān)（P＜0.05，P＜0.01）。與黑暗處理相比，光照處理明顯上調(diào)了4 種基因的表達(dá)水平，也提高了酚類黃酮類物質(zhì)的含量，說(shuō)明CHI、CHS、PAL和FLS的表達(dá)與黃酮類化合物及酚類物質(zhì)的合成存在一定的潛在關(guān)系。

表4 總酚和總黃酮含量、單一黃酮類化合物與抗氧化活性及CHI、CHS、PAL和FLS相對(duì)表達(dá)量的相關(guān)系數(shù)Table 4 Correlation coefficients between contents of total phenols,total flavonoids and individual flavonoids and relative expression levels of CHI, CHS, PAL and FLS

研究表明黃酮類化合物主要存在于子葉和莖[22,26]，但相關(guān)代謝酶基因的表達(dá)主要在根部和莖部[15,25]，黃酮類化合物可以從植物的合成位點(diǎn)向根尖、中根或子葉進(jìn)行長(zhǎng)距離運(yùn)輸[27-28]，但基因表達(dá)的部位是確定的（圖6）?？紤]到蕎麥芽根部黃酮類化合物含量低且口感差，本實(shí)驗(yàn)僅針對(duì)可食部位進(jìn)行研究，這可能是造成不同實(shí)驗(yàn)組之間的基因表達(dá)水平與其總酚和總黃酮等含量相關(guān)性不顯著的原因。

圖6 植物中黃酮類化合物分布及傳輸Fig. 6 Distribution and transmission of flavonoids in plants

3 討 論

本實(shí)驗(yàn)所選7個(gè)苦蕎品種中，‘蒙古2號(hào)’發(fā)芽率最高、產(chǎn)量最大，外觀長(zhǎng)勢(shì)好，活性物質(zhì)含量較高，為最優(yōu)苦蕎品種；本實(shí)驗(yàn)所選3個(gè)甜蕎品種中，‘西農(nóng)9976’發(fā)芽率遠(yuǎn)高于‘貴紅花’和‘溫莎甜蕎’，且其形態(tài)粗壯、長(zhǎng)勢(shì)良好，整體活性物質(zhì)含量與其他兩個(gè)品種差異較小，為最優(yōu)甜蕎品種。LED白光、紅光和藍(lán)光光照處理均提高了蕎麥芽中總酚、總黃酮、蘆丁、牡荊素、葒草苷、異葒草苷及槲皮苷含量，該結(jié)果與Zhang Xiaoyan等[29]研究中LED光照提高蕎麥芽等芽菜活性成分的結(jié)論基本一致。其中，對(duì)于甜蕎芽‘西農(nóng)9976’，紅光光照是最佳處理方式，這與文獻(xiàn)[23]中甜蕎芽在LED藍(lán)光光照下活性成分含量最高有一定出入，可能是所用蕎麥品種及光照強(qiáng)度存在差異所致，但也有研究表明甜蕎芽的蘆丁、槲皮素等活性成分含量在LED紅光光照下更高[22]；對(duì)于苦蕎芽‘蒙古2號(hào)’，提升總黃酮、蘆丁、牡荊素、葒草苷、異葒草苷、槲皮苷含量的最佳處理方法是白光光照，發(fā)芽6 d時(shí)，其中葒草苷、異葒草苷含量分別提高了63%、69%，而提升總酚含量的最佳處理方式是紅光光照，這與文獻(xiàn)[30]中紅藍(lán)光復(fù)合處理為最佳處理方式不完全吻合，這同樣可能是所用蕎麥及光源具體參數(shù)不同所致。不同光照均可以顯著上調(diào)苦蕎芽中CHI、CHS、FLS和PAL表達(dá)水平，這與光照提高苦蕎芽總酚和總黃酮類化合物含量的結(jié)果相印證，相關(guān)性分析結(jié)果明確了PAL、FLS、CHS和CHI對(duì)蕎麥芽中總酚和總黃酮類化合物合成的調(diào)控作用。不同實(shí)驗(yàn)組之間的基因表達(dá)水平與其總酚和總黃酮等含量部分相關(guān)性不顯著可能緣于植物中次級(jí)代謝產(chǎn)物合成過(guò)程的復(fù)雜性，還需要進(jìn)一步的研究來(lái)揭示其潛在機(jī)制。