自交可育甜蕎、金苦蕎、米苦蕎不同品系總黃酮、粗蛋白及其蛋白組分含量研究

冉盼　楊麗娟　 崔婭松　蔡齊宗　 夏宇飛　陳慶富

摘要：為探究蕎麥新品種的營養(yǎng)保健價值，該文對自交可育甜蕎、金苦蕎、米苦蕎共56個不同品系蕎麥種子的粗蛋白、總黃酮、蛋白組分含量及其果實性狀的變異進行了研究。結果表明：（1）甜蕎、金苦蕎、米苦蕎種子中粗蛋白含量平均值分別為13.19%、15.44%、11.75%，總黃酮含量平均值分別為0.14%、2.50%、2.09%，清蛋白含量的平均值分別為5.22%、6.13%、4.56%，球蛋白含量的平均值分別為1.29%、1.15%、0.91%，醇溶蛋白含量的平均值分別為0.42%、0.58%、0.55%，谷蛋白含量的平均值分別為2.66%、3.36%、2.80%，三種蕎麥的蛋白組分均符合清蛋白>谷蛋白>球蛋白>醇溶蛋白。（2）果實性狀中，甜蕎果實千粒重、果實面積、果實直徑的變異系數(shù)最大，米苦蕎果實周長、果實長寬比、果實長、果實寬和50 mL容重的變異系數(shù)最大。（3）相關分析表明甜蕎種子粗蛋白含量與果實長寬比、果實長，金苦蕎種子粗蛋白含量與果實周長、果實長，米苦蕎種子粗蛋白含量與果實寬、總黃酮含量與果實面積、果實寬、果實直徑、50 mL容重的相關性均達到了顯著或極顯著水平。（4）該研究篩選出甜蕎（1808166貴甜2號優(yōu)系）、金苦蕎（多苦74、多苦78）、米苦蕎（1906136黑米蕎麥、432）等高蛋白含量或高黃酮含量的蕎麥品系。該研究結果對蕎麥優(yōu)良品種的選育和蕎麥新產品的開發(fā)具有一定指導意義。

關鍵詞： 自交可育甜蕎， 金苦蕎， 米苦蕎， 粗蛋白， 總黃酮， 果實性狀

中圖分類號：Q946

文獻標識碼：A

文章編號：10003142（2022）05087412

Analysis of total flavonoids， crude protein and its

components in different lines of selffertile common

buckwheat， golden tartary buckwheat

and rice tartary buckwheat

Abstract：In order to explore the nutritional and health value of buckwheat varieties， the variation of crude protein， total flavonoids， protein components and fruit characters of 56 different lines of buckwheat seeds were studied. The results were as follows： （1） Common buckwheat， rice tartary buckwheat and golden tartary buckwheat seeds had crude protein content average of 13.19%， 15.44% and 11.75%， respectively， total flavonoids average of 0.14%， 2.50%， and 2.09%， the average of albumin content of 5.22%， 6.13% and 4.56%， respectively， the average of globulin content of 1.29%， 1.15%， and 0.91%， respectively， the average of gliadin content of 0.42%， 0.58%， and 0.55%， respectively， and the average of glutenin content of 2.66%， 3.36%， and 2.80%， respectively. The protein component content orders of all types of buckwheat were in accordance with albumin > glutenin > globulin > gliadin. （2） Among the fruit traits， the variation coefficient of1 000fruit weight， fruit area and diameter of common buckwheat were the largest， and the variation coefficient of fruit perimeter， fruit lengthwidth ratio， fruit length， fruit width and 50 mL volumetric weight of rice tartary buckwheat fruit were the largest. （3） Correlation analysis showed that there are significant or extremely significant correlations between crude protein content and lengthwidth ratio and fruit length in common buckwheat， between crude protein content and fruit perimeter and fruit length in golden buckwheat， between crude protein content and fruit width， between total flavonoids content and fruit area， fruit width， fruit diameter and 50 mL volumetric weight in rice tartary buckwheat fruits. （4） Through the study， the buckwheat lines with high protein content or high flavonoid content， such as common buckwheat Guitian 1808166， golden tartary buckwheat （Duoku74， Duoku78），black rice buckwheat （1906136 and 432） were found. The results in this study have some guiding significance for the quality breeding of buckwheat and the development of new buckwheat products.0C587D43-4708-4A27-8875-DD0D965A5D18

Key words： selffertile common buckwheat， golden tartary buckwheat， rice tartary buckwheat， crude protein， total flavonoids， fruit characters

蕎麥是蓼科（Polygonaceae）蕎麥屬（Fagopyrum）草本植物，為一年生或多年生，有約23個物種，其中甜蕎（Fagopyrum esculentum）和苦蕎（F. tataricum）是兩個主要的糧用栽培種（李安仁，1998）。蕎麥不僅含有人體需要五大基本營養(yǎng)要素，還含有豐富的蘆丁、槲皮素等黃酮類化合物（尹禮國等，2002）。因此，蕎麥制品具有很好的營養(yǎng)與保健功能。

蛋白質是蕎麥的主要營養(yǎng)活性成分（杜雙奎等，2004），蕎麥種子蛋白質的平均含量要高于水稻、玉米等主要糧食作物（楊玉霞，2008）。研究表明，蕎麥蛋白質必需氨基酸配比平衡（舒守貴等，2005;阮景軍和陳惠，2008）。蕎麥蛋白質還具有降低血液膽固醇（Kayashita et al.， 1997）、抗衰老（張政等，1999）、抗癌（Kayashita et al.， 1999;Liu et al.， 2001）、抑制膽結石（Tomotake et al.， 2002）、抑制脂肪蓄積（Kayashita et al.， 1995）、降血壓（尹禮國等，2002）和抗白血?。ㄍ鹾陚サ龋?002）等作用。因此，蕎麥是一種極具開發(fā)價值的蛋白質資源。蕎麥蛋白質按其溶解特性可分為清蛋白、球蛋白、醇溶蛋白和谷蛋白，其中谷蛋白是體現(xiàn)蕎麥面團面筋性質的主要蛋白質（陳慶富，2012），在面筋類食品上具有一定的開發(fā)價值。此外，蕎麥中還含有其他谷物不具備的黃酮類化合物，黃酮是蕎麥發(fā)揮保健功能的主要成分（趙飛和王轉花，2008），長期食用有降低高血壓、預防心血管疾病、抗氧化和抗癌等作用（蒲升惠等，2019）。

甜蕎由于自交不親和，天然結實率低，導致產量低而不穩(wěn)?？嗍w一般都是厚殼且難以脫殼，脫殼工藝是先浸泡、蒸熟、干燥后再脫殼，這會導致品質受損（陳慶富，2018）。對此，我們通過自交不親和甜蕎和野生型自交可育甜蕎之間雜交、厚殼苦蕎與薄殼苦蕎之間雜交、金蕎麥與苦蕎之間的種間遠緣雜交，培育出來了一批自交可育甜蕎、米苦蕎（又稱薄殼苦蕎）、金苦蕎（又稱多苦蕎）等新品種（系）（Chen，1999;陳慶富等，2015;Chen et al.， 2018），這些品種不同于常規(guī)的自交不親和甜蕎和厚殼苦蕎，被稱為新類型蕎麥。郭超（2016）和候亞芳（2018）對自交可育甜蕎雜交后代主要農藝性狀進行了遺傳分析。崔婭松等（2019）對米苦蕎果殼率與其相關性狀進行了分析。楊麗娟等（2020）以6個多苦蕎為材料，研究了播種季節(jié)和種植方式對多苦蕎主要農藝性狀的影響。前人對新類型蕎麥的研究主要集中在農藝性狀的變異及相關性研究方面，缺乏對新類型蕎麥的品質分析及品質指標與果實性狀關系的探討。因此，開展新類型蕎麥的品質及果實性狀研究對于成果轉化和推進蕎麥產業(yè)的發(fā)展具有重要意義。

本研究以3個栽培蕎麥種類56個不同品系的新類型蕎麥為材料，進行品質性狀和果實性狀的變異研究，探討品質指標與果實性狀的相關性，篩選出高蛋白、黃酮的蕎麥品系，為蕎麥優(yōu)質品種的選育和新類型蕎麥品質評價提供依據(jù)。

1材料與方法

1.1 材料

本研究選取的56個供試材料均來自貴州師范大學蕎麥產業(yè)技術研究中心（RCBIT），包括9份甜蕎品系，9份金苦蕎品系，38份米苦蕎品系，詳見表1。

1.2 方法

1.2.1 材料處理各品系選擇飽滿、大小基本一致的蕎麥果實烘干，取10～15 g用鑷子小心剝去蕎麥外殼，研磨成粉末備用。

1.2.2 種子總黃酮含量的測定蕎麥種子總黃酮的提取與測定采用乙醇浸提法和三氯化鋁比色法（王濤和段淑敏，2012;王璐瑗等，2019）。

1.2.2.1 種子總黃酮的提取稱取蕎麥粉末0.05 g于2 mL 離心管，加入1.5 mL 80%乙醇于70 ℃水浴鍋中浸提5 h（每30 min震蕩混勻一次），然后超聲提取10 min，在8 000 r·min1下離心10 min，取上清液并用80%乙醇定容至5 mL作為待測液。

1.2.2.2 總黃酮含量的測定繪制標準曲線，以蘆丁作為標準對照品。取8個2 mL離心管，分別加入濃度為0、0.05、0.10、0.15、0.20、0.25、0.30、0.35 mg·mL1的蘆丁標準品溶液0.10 mL，各管分別加入1.0 mL 1% AlCl3溶液，渦旋混勻，用酶標儀在420 nm波長下測吸光度。以濃度值C為橫坐標，吸光度值A為縱坐標，繪制蘆丁標準曲線。

另取0.10 mL待測樣品溶液于2 mL離心管中，加入1.0 mL 1% AlCl3溶液，渦旋混勻，用酶標儀在420 nm波長下測吸光度值，帶入標準曲線計算出種子中總黃酮的含量。

1.2.3 種子蛋白組分測定

1.2.3.1 種子蛋白組分的提取蕎麥種子蛋白組分的提取采用順序提取法（張啟迪等，2017）。稱取蕎麥粉末0.500 g置于5 mL離心管中，先用0.01 mol·L1 TrisHCl溶液（pH7.5）提取清蛋白，然后用0.01 mol·L1 TrisHCl（pH7.5）、0.5 mol·L1 NaCl 溶液提取球蛋白，再用60%正丙醇溶液提取醇溶蛋白，最后用0.5% 酒石酸鈉、0.24% 硫酸銅、1.68%氫氧化鉀、50%正丙醇混合溶液提取谷蛋白。

1.2.3.2 蛋白組分含量的測定蕎麥蛋白組分的測定采用考馬斯亮藍比色法（李玉花，2011）。先繪制蕎麥蛋白各組分標準曲線，取7個5 mL離心管，分別加入1.0 mg·mL1標準蛋白質溶液：0、0.01、0.02、0.04、0.06、0.08、0.10，分別用各組分提取液補充到0.10 mL，各管分別加入3.0 mL 考馬斯亮藍溶液，渦旋混勻，放置2 min后用酶標儀在595 nm波長下測吸光度。以濃度值C為橫坐標，吸光度值A為縱坐標，繪制各組分標準曲線。0C587D43-4708-4A27-8875-DD0D965A5D18

另取0.01 mL待測樣品溶液于5 mL離心管，加入相應的提取液0.09 mL進行稀釋（使其質量濃度在標準曲線范圍內），加入3.0 mL考馬斯亮藍溶液，混勻放置2 min，用酶標儀在595 nm波長下測定吸光度值，帶入標準曲線計算出各組分的含量。

1.2.4 種子粗蛋白測定粗蛋白的測定參照《食品安全國家標準食品中的蛋白質的測定》GB5009.52016中的自動凱氏定氮法進行檢測，使用的儀器為全自動凱式定氮儀（型號ATN300），利用指示劑，標準液進行滴定，計算出種子中粗蛋白含量。

1.2.5 果實性狀的考察隨機選取各品系蕎麥果實200粒，采用萬深SCA型種子數(shù)粒及千粒重儀（杭州萬深檢測科技有限公司）測定千粒重、果實長、果實寬和果實直徑等性狀。將各品系蕎麥果實裝滿50 mL容器中，稱重，取3次重復平均值為50 mL容重。

1.2.6 數(shù)據(jù)處理和分析使用軟件EXCEL和SPSS 22.0對數(shù)據(jù)進行處理和分析。

2結果與分析

2.1 甜蕎不同品系粗蛋白、總黃酮、蛋白組分含量的變異

結果如表2所示，測試的甜蕎品系中，粗蛋白含量的變異范圍為12.48%～14.05%，總黃酮的變異范圍為0.07%～0.21%，清蛋白的變異范圍為3.93%～6.64%，球蛋白的變異范圍為0.94%～1.72%，醇溶蛋白的變異范圍為0.28%～0.52%，谷蛋白的變異范圍為1.13%～4.24%。粗蛋白含量最高的是T1，為14.05%;總黃酮含量最高的是T3，為0.21%;清蛋白含量最高的是T4，為6.64%;球蛋白含量最高的是T6，為1.72%;醇溶蛋白含量最高的是T3，為0.52%;谷蛋白含量最高的是T6，為4.24%。

2.2 金苦蕎不同品系粗蛋白、總黃酮、蛋白組分含量的變異

結果如表3所示，測試的金苦蕎品系中，粗蛋白含量的變異范圍為13.44%～18.20%，黃酮含量的變異范圍為2.32%～2.81%，清蛋白的變異范圍為4.42%～7.30%，球蛋白的變異范圍為0.90%～1.40%，醇溶蛋白的變異范圍為0.27%～0.79%，谷蛋白的變異范圍為2.19%～4.33%。粗蛋白含量最高的是D2，為18.20%;總黃酮含量最高的是D1，為2.81%;清蛋白含量最高的是D3，為7.30%;球蛋白含量最高的是D5，為1.40%;醇溶蛋白含量最高的是0.79%;谷蛋白含量最高的是D4，為4.33%。

2.3 米苦蕎不同品系粗蛋白、總黃酮、蛋白組分含量的變異

結果如表4所示，測試的米苦蕎品系中，粗蛋白含量的變異范圍為9.48%～14.19% ，總黃酮的變異范圍為1.63%～2.56%，清蛋白的變異范圍為2.68%～7.01%，球蛋白的變異范圍為0.42%～1.29%，醇溶蛋白的變異范圍為0.17%～0.75%，谷蛋白的變異范圍為1.74%～3.99%。粗蛋白含量最高的是M6，為14.19%;總黃酮含量最高的是M38，為2.56%;清蛋白含量最高的是M6，為7.01%;球蛋白含量最高的是M26，為1.29%;醇溶蛋白含量最高的是M29，為0.75%;谷蛋白含量最高的是M12，為3.99%。

2.4 不同類型蕎麥蛋白、黃酮、蛋白組分的差異

結果如表5所示，通過對供試甜蕎、金苦蕎和米苦蕎的粗蛋白、黃酮以及蛋白組分的均值進行比較，結果發(fā)現(xiàn)：金苦蕎的粗蛋白、黃酮含量顯著高于甜蕎和米苦蕎，金苦蕎的谷蛋白含量也是最高，并且顯著高于甜蕎，與米苦蕎差異不顯著;粗蛋白含量最低的是米苦蕎，且米苦蕎的粗蛋白和球蛋白顯著低于甜蕎和金苦蕎; 總黃酮和谷蛋白

含量最低的是甜蕎，且甜蕎的總黃酮和谷蛋白顯著低于金苦蕎和米苦蕎。

2.5 不同類型蕎麥果實性狀的變異

通過對蕎麥果實性狀進行考察（表6），發(fā)現(xiàn)不同類型蕎麥的果實性狀存在不同程度的變異。供試甜蕎中，果實千粒重變異范圍為28.21～47.23 g，均值為33.50 g;果實面積變異范圍為18.64～27.08 mm2，均值為20.60 mm2;果實周長變異范圍為17.12～20.90 mm，均值為18.02 mm;果實長寬比變異范圍為1.36～1.59，均值為1.43;果實長變異范圍為6.06～7.61 mm，均值為6.47 mm;果實寬變異范圍為4.26～5.22 mm，均值為4.56 mm;果實直徑變異范圍為4.85～5.84 mm，均值為5.08 mm;50 mL容重變異范圍為22.06～25.74 g，均值為23.81 g。

金苦蕎中，果實千粒重變異范圍為29.33～42.75 g，均值為34.81 g;果實面積變異范圍為16.03～20.91 mm2，均值為17.71 mm2;果實周長變異范圍為16.19～18.91 mm，均值為16.99 mm;果實長寬比變異范圍為1.27～1.50，均值為1.39;果實長變異范圍為5.44～6.78 mm，均值為5.89 mm;果實寬變異范圍為3.96～4.56 mm，均值為4.29 mm;果實直徑變異范圍為4.50～5.14 mm，均值為4.72 mm;50 mL容重變異范圍為22.37～24.59 g，均值為23.49 g。

米苦蕎中，果實千粒重變異范圍為11.70～20.16 g，均值為13.89 g;果實面積變異范圍為7.45～11.88 mm2，均值為8.65 mm2;果實周長變異范圍為10.59～13.76 mm，均值為11.55 mm;果實長寬比變異范圍為1.25～1.75，均值為1.44;果實長變異范圍為3.71～5.25 mm，均值為4.13 mm;果實寬變異范圍為2.58～3.62 mm，均值為2.90 mm;果實直徑變異范圍為3.07～3.86 mm，均值為3.29 mm;50 mL容重變異范圍為22.00～28.66 g，均值為25.92 g。0C587D43-4708-4A27-8875-DD0D965A5D18

2.6 不同類型蕎麥品質性狀與果實性狀的相關性分析

結果如表7所示，由不同類型蕎麥各性狀Pearson相關性系數(shù)可知。甜蕎種子粗蛋白含量與果實長寬比呈極顯著正相關，與果實長呈顯著正相關;黃酮含量與球蛋白含量、谷蛋白含量呈顯著負相關，與果實各特征性狀均無顯著相關性; 清蛋

白含量與果實長寬比呈極顯著負相關，球蛋白含量與谷蛋白含量顯著性正相關，醇溶蛋白含量與谷蛋白含量呈極顯著正相關;果實性狀中，除果實長寬比、果實50 mL容重與其他性狀無顯著性相關關系外，其余各性狀之間均呈顯著或極顯著正相關。

金苦蕎種子粗蛋白含量與醇溶蛋白含量、果實周長、果實長呈顯著性負相關;總黃酮含量與各性狀無顯著相關性;清蛋白含量與果實千粒重、果實面積、果實周長呈極顯著負相關，與果實長、果實寬、果實直徑呈顯著負相關;球蛋白含量與醇溶蛋白含量呈極顯著正相關;果實性狀中，果實千粒重與果實面積、果實周長、果實長、果實寬、果實直徑呈顯著或極顯著正相關;果實面積與果實周長、果實長、果實寬、果實直徑呈顯著或極顯著正相關;果實周長與果實寬、果實直徑呈顯著或極顯著正相關;果實長寬比與果實長呈顯著正相關;果實長和果實寬均與果實直徑呈極顯著正相關。

米苦蕎種子總蛋白含量與黃酮含量呈顯著性正相關，與清蛋白、球蛋白呈極顯著正相關，與果實寬呈極顯著負相關;總黃酮含量與果實千粒重、果實面積、果實直徑呈顯著負相關，與果實寬呈極顯著負相關，與果實50 mL容重呈顯著正相關;清蛋白含量與球蛋白含量呈極顯著正相關;醇溶蛋白含量與谷蛋白含量呈顯著正相關;果實性狀中，果實千粒重與果實長寬比、果實面積和果實周長與果實長寬比、果實長寬比與果實直徑和50 mL容重均無顯著相關性。

3討論與結論

3.1 蕎麥種子品質

本研究對自交可育甜蕎、米苦蕎、金苦蕎的粗蛋白和總黃酮含量進行比較，發(fā)現(xiàn)不同品種（系）間存在顯著差異，其中金苦蕎的粗蛋白、谷蛋白和黃酮含量均為最高，米苦蕎的黃酮和谷蛋白含量均高于甜蕎。由于金苦蕎本身就具有適應性強、抗逆性強、再生能力強等優(yōu)良性狀，可以實現(xiàn)一次播種多次收獲（陳慶富，2018），所以今后的蕎麥育種工作中應該將金苦蕎列為一個重要的育種對象。蕎麥難脫殼一直是困擾蕎麥產業(yè)化的最大問題之一，而米苦蕎有殼薄，易脫殼的特點，因此，高蛋白、

高黃酮、易脫殼的米苦蕎品系也具有較高的育種價值。甜蕎的粗蛋白含量較高，但黃酮含量普遍較低，因此甜蕎的育種工作主要在提高其粗蛋白含量，作為一個蕎麥蛋白質來源。谷蛋白是面團面筋蛋白的主要成分，本研究發(fā)現(xiàn)甜蕎、金苦蕎、米苦蕎的谷蛋白含量分別為 2.66%、3.36%、2.80%，其含量對蕎麥面粉面團有一定的意義。

目前，關于蕎麥蛋白質和黃酮含量的研究主要集中在甜蕎和常規(guī)苦蕎上，關于新類型蕎麥的相關研究相對較少。劉三才等（2007）對76份苦

蕎資源進行研究發(fā)現(xiàn)，苦蕎種子總黃酮含量平均值為2.46%，蛋白質含量平均值為14.30%;饒慶琳等（2016）報道了100份薄殼苦蕎黃酮含量的均值為2.078%;時政等（2011）研究了蕎麥在不同生態(tài)區(qū)的表現(xiàn)，表明了7種甜蕎蛋白含量變異范圍為13.79%～20.96%，黃酮含量變異范圍為0.04%～0.25%;本研究結果與前人基本一致，與王世霞等（2015）的結果有一定的差異，造成差異的原因可能是研究材料、栽培環(huán)境的不同，作物的品質的除了受基因控制外，栽培地點的不同也會造成品質的變化（時政等，2011）。本研究發(fā)現(xiàn)新類型蕎麥中金苦蕎的粗蛋白、總黃酮含量都要顯著高于米苦蕎和甜蕎，結果預示著金苦蕎在優(yōu)質蕎麥品種的選育上具有優(yōu)勢，在蕎麥產業(yè)化研究中的作用越來越重要，新類型苦蕎也將是蕎麥遺傳育種的一個新方向。本研究篩選出來的高蛋白、高黃酮含量的蕎麥品系可應用在育種中和生產上，以提高蕎麥新品種和新產品的營養(yǎng)保健價值。

3.2 蕎麥果實性狀與種子品質的關系

關于蕎麥果實性狀與種子品質的相關性研究報道較少，呂丹等（2020）對苦蕎籽粒黃酮含量與籽粒性狀的相關性分析發(fā)現(xiàn)，苦蕎籽粒黃酮含量與籽粒面積、籽粒周長均呈顯著正相關。本研究結果與其存在一定差異，推測很大程度上是因為試驗材料類型不同所致。本研究發(fā)現(xiàn)，甜蕎的粗蛋白含量與果實長寬比、果實長呈極顯著或顯著性正相關;金苦蕎的粗蛋白含量與果實長呈顯著性負相關;米苦蕎的粗蛋白含量與果實寬呈極顯著負相關，總黃酮含量與果實面積、果實寬、果實直徑、50 mL容重的相關性顯著或極顯著。因此，在今后的育種工作中可以通過相關性狀選擇提高育種效益，以便培育出高蛋白、高黃酮含量的新類型蕎麥品種。

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（責任編輯李莉）

收稿日期：2020-10-10

基金項目：貴州省科技計劃項目（黔科合成果 [2019]4334號）;國家自然科學基金（31860408）;國家燕麥蕎麥現(xiàn)代農業(yè)產業(yè)技術體系專項資金（CARS07A5）;貴州省高層次創(chuàng)新型人才培養(yǎng)對象十百千計劃（2014GZ97588）; 貴州省特色雜糧體系項目（黔科合支撐 [2017]2505）;貴州省農業(yè)科技支撐計劃項目（黔科合支撐 [2018]2320）

第一作者： 冉盼（1996-），碩士研究生，研究方向為蕎麥屬植物遺傳育種，（Email）ranpanr@163.com。

通信作者：陳慶富，教授，碩士研究生和博士研究生導師，研究方向為作物遺傳育種，（Email）cqf1966@163.com。0C587D43-4708-4A27-8875-DD0D965A5D18