薄壳苦荞品系籽粒总黄酮含量变异及与主要产量构成要素间的相关性

饶庆琳++陈其皎++陈庆富

doi：10.15889/j.issn.1002-1302.2016.10.097

摘要：以100份薄壳苦荞高代稳定品系为试验材料，测定其在同一栽培条件下籽粒的总黄酮含量，并分析其与主要产量构成要素之间的相关关系。结果表明：薄壳苦荞品系总黄酮变异范围为11.5 ～29.11 mg/g，平均值是20.78 mg/g；百粒质量的变异范围为1.00～1.56 g，平均值是1.31 g；10.00 g种子的米粒质量的变异范围为 7.8～884 g，平均值是8.36 g；果壳质量的变异范围为1.09～1.90 g，平均值是1.46 g；果壳率的变异范围是011%～019%，平均值是0.15%；百粒米质量的变异范围为0.83～1.32 g，平均值是1.12 g。性状相关分析表明，籽粒总黄酮含量与米粒质量呈极显著正相关，r=0.289**，与果壳质量（r=-0.211*）和果壳率（r=-0.209*）呈显著负相关；薄壳苦荞品系的果壳率与米粒质量呈显著负相关，r=-0.871**，与果壳质量呈显著正相关，r=0.978**；百粒米质量和百粒质量、米粒质量呈显著正相关，r=0.972**和0.328**，和果壳质量、果壳率呈显著负相关，r=-0.260**和 -0.261**。上述结果对薄壳苦荞高产育种和高黄酮育种具有重要的参考价值。

关键词：薄壳苦荞；总黄酮含量；产量因素；相关分析；通径分析

中图分类号： S517.03文献标志码： A文章编号：1002-1302（2016）10-0333-04

收稿日期：2016-04-02

基金项目：国家自然科学基金（编号：31471562、31171609）；国家现代农业产业技术体系专项资金 （编号：CARS-08-A4）；贵州省高层次人才培养计划（编号：黔科合人才[2015]4020号）；贵州省荞麦工程技术研究中心（编号：黔科合农G字[2015]4003号）。

作者简介：饶庆琳（1989—），女，贵州开阳人，硕士研究生，研究方向为荞麦遗传育种。E-mail：raoqinglin89@163.com。

通信作者：陈庆富，教授，研究方向为荞麦遗传育种。E-mail：cqf1966@163.com。荞麦起源于我国，在世界上广泛分布，属于蓼科（Polygonaceae）荞麦属（Fagopyrum Mill ）双子叶植物。荞麦属有2个栽培种：甜荞（F. esculentum Moench）和苦荞[F. tataricum （L.） Gaertn]，鞑靼荞麦是苦荞的汉语译名[1]。由于苦荞富含黄酮（芸香苷）、蛋白质、淀粉等营养功效成分，便赋予了它显著的降血压、降血脂、降血清胆固醇等功效[2]。黄酮含量的多少是衡量荞麦品质优劣的重要参数之一[3]。苦荞籽粒的黄酮含量是甜荞籽粒黄酮含量的5～10倍，在保健上被认为具有较大的潜力。目前生产上的苦荞品种大都是难脱壳的厚壳型，只有少数品种具有薄壳特性，成为薄壳苦荞类型。薄壳苦荞品种分布面积小的主要原因是迟熟、适应性差、小粒、低产等。

陈庆富等通过薄壳苦荞与常规苦荞品种之间的有性杂交，培育出了大量的遗传稳定的薄壳苦荞新品系，并研究发现苦荞的薄壳与厚壳是相对性状，薄壳性状是由1对隐性基因控制的。薄壳型苦荞同时具有小粒特征，其平均单株产量比厚壳类型低26%～40%，但是其变异幅度的最大值超过苦荞平均水平的2倍[4]，暗示薄壳苦荞的产量潜力，通过育种可以达到常规苦荞水平。通常情况下，苦荞的果壳率为30%左右，并且壳厚坚韧，很难脱壳形成整苦荞米[5]，而薄壳苦荞的果壳率仅为15%左右，且壳薄易脱去形成生苦荞米，对苦荞厚壳特性进行了改良，使之便于加工，不仅解决了苦荞难脱壳的问题，而且大幅降低脱壳成本，可显著提高经济效益。特别是增加米粒黄酮含量可进一步提升薄壳苦荞的品质，增加其保健功能，对苦荞品质育种有重要意义。

薄壳苦荞果壳薄，易开裂，具有良好的加工属性，近年来有关该类型材料的研究正逐步深入。陈庆富等研究发现厚壳苦荞的果壳率>20%，薄壳苦荞的果壳率<20%[4]。王安虎等研究发现苦荞种壳厚、不易脱壳，限制了苦荞产品的精加工和深加工，而米荞1号是一个薄壳苦荞品种，其出粉率高达80.3%[6]，比推广的苦荞品种川荞1号 （ 62.31%）高2859%，比西荞1号（65.19%）高22.92%，比原种旱苦荞（66.45%）高20.59%[7]。目前，关于薄壳苦荞总黄酮含量的研究甚少，王安虎经过测定，米荞1号成株期茎秆、叶片、花、种子在不同生态环境中平均总黄酮含量依次为1.38%、3608%、4.47%、1.913%[8]，而国家种质资源库中普通栽培苦荞核心种质的芦丁含量范围是1.4948%～1.6244%。在苦荞生物类黄酮中，芦丁占70%～85%[9]。目前，关于薄壳苦荞的相关研究大多数仅涉及单一的薄壳苦荞品种，在材料数量及研究方向上显得不够系统。本试验拟对100个薄壳苦荞品系籽粒总黄酮含量变异及其与产量要素间的相关性进行研究，以便对薄壳苦荞遗传育种提供指导。

1材料与方法

1.1材料

本试验所用的100份薄壳苦荞高代品系均由贵州师范大学荞麦产业技术研究中心提供，为小米荞/晋荞2号杂交后代（F6）中的性状稳定的薄壳苦荞型品系，相关信息见表1。供试材料于2015年3月栽培于贵州师范大学荞麦产业技术研究中心百宜基地，每个品系按行距30 cm种植，小区行宽 2 m，常规田间管理。同年7月于成熟期收获种子，经常温（夏季）风干后保存备用。

1.2方法

1.2.1籽粒制粉将统一收获的种子风干保存，每个品系各取10 g，人工去壳，荞米和果壳分别装入种子袋，并对荞米经100目筛进行制粉。

1.2.2总黄酮及其他产量性状测定将称质量后的米荞粉密封，由西安国联质量检测技术有限公司利用分光光度法测定总黄酮含量，测定采用3次重复。取10 g种子60 ℃烘干至恒质量，粉碎后过100目筛，准确称取0.3 g干粉，溶于体积分数为60%的乙醇中，固液比1 g ∶20 mL；温度40 ℃，每次20 min，提取3次，超声波功率178.5 W，超声提取前静置 5 min，提取液2 000 r/min离心3 min；合并提取液，准确吸取提取液0.5 mL，加入5%的NaNO2 0.3 mL，摇匀，放置6 min；再加入10%的Al（NO3）3 0.3 mL，摇匀，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，摇匀，静置20 min，510 nm下测定吸光度，利用标准曲线求得黄酮含量。

挑选一致的种子，称取百粒质量，手工去壳，称取米粒质量、果壳质量。均从同一材料取3份样品进行重复测定。百粒质量统计方法为：从收回的种子中挑选饱满并大小一致的100粒种子称质量；米粒质量和果壳质量的统计方法为：精确称取10 g种子，人工去壳，再分别称取米粒和果壳的质量；荞麦果壳率按公式（1）计算[1]。以上所有数据均精确到2位小数。

荞麦果壳率=百粒荞麦籽粒果壳质量百粒荞麦籽粒质量×100%。（1）

1.2.3数据分析采用WPS office软件进行数据处理，利用SPSS 17.0对数据进行描述性统计分析、Pearson 相关性分析、通径分析。

2结果与分析

2.1薄壳苦荞品系黄酮含量及主要产量相关因素的变异

100份薄壳苦荞品系的黄酮含量及产量组分的考察数据见表1、表2和图1。结果显示，总黄酮、百粒质量、米粒质量、果壳质量、果壳率、百粒米质量均符合正态分布。参试100份薄壳苦荞总黄酮变异范围为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；百粒质量的变异范围为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；米粒质量的变异范围为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；果壳质量的变异范围为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；果壳率的变异范围是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；百粒米质量的变异范围为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薄壳苦荞品系种子黄酮含量及主要产量性状的变异

根据表1中的数据向量，可计算各指标之间的相关系数，结果见表3。由表3可知，总黄酮与米粒质量的相关系数r=0289**，差异极显著，即两者存在极显著的线性正相关关系，但是与果壳质量（r=-0.211*）和果壳率（r=-0.209*）为显著的负相关关系，与其他参数不显著相关；果壳质量与果壳率存在极显著正相关，r=0.978**，与米粒质量存在极显著负相关，r=-0.821**；果壳率与米粒质量存在极显著负相关，r=-0.871**；百粒米质量与百粒质量（r=0.972**）、米粒质量（r=0.328**）为极显著的线性正相关关系，而与果壳质量（r=-0.260**）、果壳率（r=-0.261**）为极显著负相关关系。

2.3产量性状与籽粒总黄酮间的通径分析

以黄酮含量为y，以百粒质量为x1，米粒质量为x2，果壳质量为x3，果壳率为x4，百粒米质量为x5，剔除不显著变量后，所得回归方程为：y=-18.809+4.739x2，标准误差为1585。通径分析显示，自变量x2与y之间的相关系数为0289。

3讨论

已有研究表明，荞麦是禾谷类及拟禾谷类作物中黄酮含量最高的粮食作物，其中，甜荞籽粒中的总黄酮含量最高为0.562%[10]，一般都低于0.5%；苦荞籽粒总黄酮含量显著高于甜荞，多数为1%～2%，如威苦02-286黄酮含量为1463%，六苦4号为1.879%，凉苦-4为1.642%[11]。本研究所采用的薄壳苦荞品系总黄酮平均含量为11.5 mg/g （115%），最高可达29.11 mg/g （2.911%）。研究结果为我国高黄酮荞麦品种的选育提供了重要的骨干材料，同时，也为荞麦高黄酮形成相关候选基因的发掘与利用提供了重要参考。薄壳苦荞是一类特殊的苦荞资源，其果壳受机械摩擦即可脱落获得生苦荞米，制米性能良好，因此，薄壳苦荞既省去了传统苦荞米加工中的蒸煮环节，有效降低加工成本，同时也避免了黄酮类保健成分在传统蒸煮过程的损失。

关于薄壳苦荞米粒黄酮含量与产量组分的相关性方面尚

表2薄壳苦荞品系种子黄酮含量及主要产量性状的变异

参数均值标准差变异系数分布范围 总黄酮y（mg/g）20.783.59317.29%11.5～29.11百粒质量x1（g）1.310.1138.63%1.00～1.56米粒质量x2（g）8.360.2192.62%7.80～8.84果壳质量x3（g）1.460.17111.71%1.09～1.90果壳率x4（%）0.150.01812.00%0.11～0.19百粒米质量x5（g）1.120.0998.84%0.83～1.32

未见报道。本研究相关性分析表明，薄壳苦荞籽粒总黄酮含量与米粒质量呈极显著正相关，而与果壳质量和果壳率呈显著负相关。通径分析发现，薄壳苦荞品系米粒质量对总黄酮含量的贡献最大。因此，要改善薄壳苦荞籽粒黄酮含量，可以通过减少果壳质量降低果壳率、提高米粒质量以达到改善的目的。上述研究结果对薄壳苦荞高黄酮育种有一定的参考意义。

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