花生種子黃酮及多酚含量的生態差異分析

侯名語，崔順立，穆國俊，楊鑫雷，劉立峰

(華北作物種質資源教育部重點實驗室，河北省作物種質資源實驗室，河北農業大學 農學院，河北 保定 071001)

花生種子黃酮及多酚含量的生態差異分析

侯名語，崔順立，穆國俊，楊鑫雷，劉立峰

(華北作物種質資源教育部重點實驗室，河北省作物種質資源實驗室，河北農業大學 農學院，河北 保定 071001)

為探討生態環境是否對花生種子黃酮及多酚產生影響，及兩者變化與初生代謝物脂肪和總糖含量變化的相關性，選用全國廣泛栽培的、種子黃酮及多酚含量具有極顯著差異的花生品種16個，在多個試驗點進行2年種植，鑒定種子總黃酮、總多酚、脂肪和總糖含量，結果表明，基因型效應顯著影響花生種子黃酮及多酚含量，濮花23號為高TFC品種，豫花9327為高TPC品種。生態環境對花生種子黃酮及多酚含量具有極顯著效應，合肥試驗點為適于黃酮和多酚形成的種植區。此外，黃酮及多酚二次生代謝物與脂肪、可溶性蛋白和總糖等初生代謝物在地域間變化趨勢年紀間不一致。

花生；黃酮；多酚；生態差異

花生種子內含有豐富的黃酮、多酚類抗氧化次生代謝物，是一預防糖尿病、高血壓等代謝類疾病的優選食物[1-6]。所以，花生種子內黃酮、多酚等功能型成分含量日益引起消費者的重視。其含量受地理、氣候的影響，在次生代謝物含量豐富的中草藥中，地理影響尤為明顯。假香野豌豆中槲皮素類黃酮含量在沈陽市棋盤山(41°57′ N，123°38′ E)為 1.98 mg/g，在撫順市新賓縣(41°43′ N，125°02′ E)為17.86 mg/g[7]，兩地緯度相距 14′。在異黃酮含量豐富的大豆中，其籽粒異黃酮總含量與緯度呈極顯著正相關，存在優勢生產區。年際間降水量亦影響黃酮含量，同一大豆品種在同一點連續年份種植，黃酮總含量年份間差異達極顯著水平，最高值是最低值的近 3 倍[8-9]。分析已有研究結果表明，年度間花生籽仁黃酮、多酚含量存在差異，Wang 等[10]于 2008-2009 年在美國 Georgia 的 Dawson(31°46′ N，84°26′ W)連續2年種植，鑒定美國花生核心種質的黃酮含量，102 份種質2年的平均黃酮含量分別為 19.02，16.2 μg/g。Mondal 等[11]在印度 Gauribidanur 試驗地，2010，2011年連續2年種植由2個花生栽培種 VG 9514 與 TAG 24 雜交的 RIL 群體，2010 年總多酚含量為1.0～2.3 mg/g，2011 年為0.7～2.1 mg/g。2010 年總黃酮含量為0.11～0.50 mg/g，2011 年為 0.07～0.30 mg/g。而花生籽仁中黃酮、多酚含量在生產地間的差異不甚明了。花生種子內除次生代謝物受環境影響外，脂肪和糖等初生代謝物也具有生態差異，并且是花生品質的重要指標，黃酮和多酚等次生代謝物含量變化的同時，亦應關注脂肪和糖指標，明確各物質之間區域差異的關系，對各地高品質花生生產具有重要的指導意義。

本研究選用廣泛種植的具有黃酮和多酚差異的花生品種，在不同緯度試驗點種植2年，測定總黃酮(TFC：Total flavonoid content)、總多酚(TPC：Total polyphenol content)、脂肪(FC：Fat content)、總糖含量(TSC：Total sugar content)，以明確土質、緯度及年度間氣候對黃酮、多酚含量的影響，并初步闡釋生態環境對多酚和黃酮等次生代謝物含量與脂肪和糖等初生代謝物變化相關性的影響。

1 材料和方法

1.1 供試品種及試驗點

16 個由山東、河南、河北、四川等省育成的供試花生栽培品種：山花9號、開農49號、濮花28號、濮花23號、濮9519、濰花8號、冀02-6、豫花9326、豫花9327、豫花9719、天府23號、花育24號、花育33號、花育31號、冀花8號、冀花7號。供試品種于2011年 6-9 月種植于安徽省合肥(31°51′N，117°17′E)、山東省濰坊(36°37′N，119°11′E)和河北省保定(38°51′N，115°28′E)等試驗地，2012 年 6 -9 月增加河南省濮陽(35°42′N，115°02′E)和江蘇省徐州(34°15′N，117°11′E)試驗地。

1.2 TFC、TPC、FC、TSC的測定

取果殼內部變褐色的花生種子自然晾干，高速萬能粉碎機粉碎，石油醚(沸程：60～90 ℃)反復抽提，按國標法 GB/T 14772-2008 計算粗脂肪含量。去掉脂肪后的樣品用于測定 TFC、TPC 和 TSC。

花生種子TFC測定參照Chukwumah 等[12]的方法。以蘆丁(RT：Rutin)為標準品。以每克花生籽仁重(FW：Fresh weight)中含有 RT 的 毫克當量值表示TFC，即：mg/g。

花生種子中 TPC 測定參照Shem-Tov等[13]的方法，標準品為沒食子酸(GA：Gallic acid)。以每克花生籽仁重(FW：Fresh weight)中含有GA 的毫克當量值表示TPC，即：mg/g。

水楊酸法測定種子總糖含量[14]。葡萄糖為標準品，葡萄糖購自上海千葉生物科技公司。

1.3 數據分析

利用 SAS 編輯 ANOVA 程序及 Excel 進行差異顯著性分析。

2 結果與分析

2.1 布點試驗方差分析

對影響 TFC、TPC 的年份效應、地點效應、基因型效應，及各效應間互作效應進行F測驗(表1)，結果表明，除地點效應及基因型×地點的2年效應外，影響 TFC 的各項效應均極顯著，影響TPC 的各項效應為顯著或極顯著。影響FC及TSC的各項效應中涉及年份、地點的效應均極顯著。

表1 花生品種多點試驗種仁 TFC、TPC、FC、TSC的方差分析

注：*、**.分別表示0.05 和0.01 的顯著水平； -.表示顯著性測驗為不顯著。

Note：*，**. Significant difference at the 0.05 and the 0.01 probability levels，respectively；-. No significance at the 0.05 probability level.

以上結果分析可知，環境和基因型對 TFC、TPC 均有影響。各項效應的相對重要程度見表 2。TFC、TPC 的各項效應中，涉及年份的效應值最大，影響 TFC 的各項效應依次是年份×地點>年份>年份×地點×基因型>基因型×年份>基因型>地點>基因型×地點；影響TPC的各項效應依次為年份>年份×地點>基因型×年份>年份×地點×基因型>基因型>地點>基因型×地點。生態環境中，年份×地點是影響 FC、TSC 的最大效應。所以，在評價花生品質性狀時，除基因型差異因素外，需要參考種植點及當年的氣象數據。

2.2 基因型間TFC、TPC、FC、TSC的差異

經2011年3個試驗點和2012年5個試驗點，共計8個試驗環境的種植，各種質品質差異顯著性分析結果表明(表3)，TFC、TPC(以鮮質量計)在參試品種間存在差異，濮花23號和豫花9326的TFC高于其他品種，兩品種間無顯著差異；豫花9327的TPC和豫花9719的FC高于其他品種。各品種TSC之間無顯著差異。在本次試驗的8個試驗環境中，濮花23號種子TFC在2年的保定、濰坊和安徽試驗點屬于高含量，豫花9326種子TFC在2011年的3個試驗點及2012年的濮陽、徐州、安徽試驗點屬于高含量。豫花9327種子TPC在2年的保定、濰坊試驗點和2012年徐州、安徽試驗點，共計6個試驗環境中屬于高含量。說明花生品種間具有穩定的TFC、TPC差異，培育穩定的高TFC、TPC花生品種是可行的。

表2 TFC、TPC、FC、TSC等花生種子性狀方差分量估算

表3 供試品種間TFC、TPC、FC、TSC的差異

注：不同的大、小字母分別表示0.01 和0.05 的差異顯著水平。表4同。

Note：Values followed by a different capital,small letter are significantly different at the 0.01 and 0.05 probability levels，respectively.The same as Tab.4.

2.3 試點間花生籽仁 TFC、TPC、FC、TSC 區域生態差異分析

2011，2012 年各試驗點間TFC、TPC、FC、TSC等品質差異見表 4，各試驗點間TFC、TPC和FC差異極顯著，2012 年，TSC在保定、濮陽、徐州間無顯著差異，在4個品質中，TSC 受生態環境影響最小。合肥試驗點TFC 在2年和TPC在2011年均極顯著高于其他試驗點，利于TFC和TPC的形成。試點在緯度上的排列順序為保定<濰坊<濮陽<徐州<合肥，結果表明，TFC、TPC、FC、TSC與緯度變化趨勢不明顯，說明影響花生4個品質的因素不僅是溫度、降水等由緯度引起的氣候因素，與土壤質地等亦有密切關系。

2.4 年份間花生籽仁TFC、TPC、FC、TSC生態差異分析

TFC、TPC、FC、TSC 年度效應均極顯著(表1)。各品種在各試點的TPC均為 2012 年極顯著高于 2011 年(表5)。從試驗結果推測年紀間溫度、水分的微小變化影響花生TFC及TPC 的形成。各品種在各試驗點的TPC 年紀間變化趨勢一致，只是反應程度不同，認為高TPC花生生產栽培措施在品種間可通用。而各品種在各試驗點的TFC年紀間變化趨勢不一致，尤其是在濰坊試驗點，10個品種為 2012 年高于 2011 年，有 6個品種是 2011 年高于 2012 年，說明花生品種間黃酮代謝過程基因表達對降水、溫度變化的響應機制有異，高TFC花生生產栽培措施的制定有一定的品種針對性。

表4 不同年份試點間 TFC、TPC、FC、TSC的差異

表5 兩年間花生品種種子 TFC、TPC 顯著性差異 P(T≤t)值

注：*、**.分別表示 0.05 和 0.01 的顯著水平；+(-).2012年TFC(TPC)均值大于(小于)2011 年。

Note：*，**.Significant difference at the 0.05 and the 0.01 probability levels，respectively；+ (-).TFC(TPC)in 2012 was larger (smaller) than its in 2011.

2.5 試點間、年份間花生籽仁 TFC、TPC 變化與 FC、TSC 含量變化的關系

將各年各點 TFC、TPC、FC 和 TSC 按極顯著差異大小進行比較(表4)。2011 年，TFC、TPC 2種次生代謝物含量與初生代謝物含量 TSC 均為合肥實驗點最高，而另一初生代謝物 FC 在合肥的值最小。尤為突出的是 TFC，其在各點間的變化趨勢與 TSC 完全相同，與 FC 相反。2012 年，合肥和徐州兩試驗點的 TFC 與 FC 極顯著高于其他試驗點，濮陽試驗點極顯著低于其他試驗點，而 TSC 在合肥試驗點極顯著低于其他試驗點。TPC 在各點間的變化有其獨特的特點，徐州最高，保定最小。2年結果綜合分析，環境因子中，影響黃酮與 FC、TSC 之間變化趨勢的主要因子是降水和溫度。影響多酚與 FC、TSC 之間變化趨勢的是土質、氣候等多種因素。

3 討論

植物體內的次生代謝物含量受地理、氣候、脅迫等外界環境影響大，黃酮、多酚比水楊酸、木質素等次生代謝物的遺傳力強[15]。本研究結果表明，基因型差異是 TPC、TFC 差異的重要因子。追溯濮花 23 號、豫花 9326 和豫花 9327 等高 TFC、TPC 種質的育成系譜，發現其均含伏花生血統[16-18]，伏花生血統在濮花 23 號中經由徐州 68-4 遺傳[18]，在豫花 9327 中經由鄭 86036-19 遺傳[16]，而在豫花 9326 中經由徐州 68-4 和 鄭86036-19 兩親本共同遺傳[16]。但同樣具有伏花生血統的花育 24 號的TFC極顯著低于濮花23號和豫花9326[16]，其TPC顯著低于豫花9327。高 TFC、TPC 基因在伏花生、徐州 68-4 和鄭 86036-19 中的遺傳模式，及濮花 23 號、豫花 9326 和豫花 9327 種質中黃酮、多酚合成過程中的基因表達模式有待深入研究。

土質、溫度、降水量等環境因子極顯著影響次生代謝物含量。磷和鉀有助于黃酮的形成，蕎麥上，過量施用氮肥會降低蕎麥類黃酮含量，磷肥和有機肥提高蕎麥類黃酮含量[19]；在大豆上研究結果表明，過量施用氮肥降低異黃酮含量，增施磷肥提高異黃酮含量[20]；枸杞中黃酮含量與速效鉀呈正相關[21]。非正常溫度、降水等氣候條件對黃酮的形成亦有影響，大豆莢果發育時低溫有利于異黃酮含量形成[9，22-23]。葡萄在成熟期干旱條件下，有利于黃酮積累，在果實成熟過程中，干旱使得黃酮合成過程中CHS、CHI、F3′5′H、F3H、FLS基因上調[24]。這可能與次生代謝物的抗脅迫功能有關。本研究結果表明，2011，2012年安徽合肥試驗點 TFC極顯著高于其他試驗地，2011年安徽合肥試驗點TPC極顯著高于其他試驗點。今后試驗中應詳細記錄降水、溫度等氣象資料，測定試驗地土質和各種礦物質含量等土壤數據，以研究營養元素及成熟期水量和溫度對籽仁中 TFC、TPC 的影響模式及機理。

不僅是黃酮和多酚二次生代謝物含量受土質、氣象等環境影響，脂肪和糖2個初生代謝物亦受外界環境影響。花生苗期、莢果生長期干旱降低籽仁含油量，壤土和沙土比黏土有利于花生種子中糖的形成。日照時數是影響花生中脂肪含量的主要氣象因子，即與緯度相關[25]。黃酮和多酚均屬于苯丙烷代謝途徑產生的次生代謝物，與初生代謝物脂肪共同爭奪糖代謝的同一中間產物-丙酮酸，黃酮和多酚含量理論上推測與脂肪含量呈負相關關系，與糖呈正相關關系。外界環境如施肥、水量等因子變化時，初生代謝物和次生代謝物之間的關系與理論推測有異。速效鉀肥不僅能促進枸杞中黃酮的形成，也能提高果實中多糖含量，全鹽對枸杞中甜菜堿和維生素 C 的形成有促進作用，與總糖含量也呈正相關[21]。不同時期增施鉀肥能同時提高紅富士蘋果的可溶性糖和維生素 C 的含量[26]。但也有研究結果表明，一定的氮肥水平下，枸杞中黃酮含量與多糖、胡蘿卜素含量呈負相關，與總糖正相關，但超過一定的氮肥水平，各代謝物的變化趨勢不同[27]。本研究 2011 年結果符合理論推測，2012 年就完全不符，另外，在分析影響黃酮、多酚的因子中，涉及年份的效應值是最大的，推測降水、溫度是影響貯藏代謝物比例變化關系的重要因子。

致謝：感謝國家花生產業技術體系安徽合肥實驗站、江蘇徐州實驗站、河南濮陽實驗站、山東濰坊實驗站和河北保定實驗站提供試驗用材料。

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Ecologic Difference of Flavonoid and Polyphenol Content in Peanut Seeds

HOU Mingyu，CUI Shunli，MU Guojun，YANG Xinlei，LIU Lifeng

(North China Key Laboratory for Crop Germplasm Resources Laboratory of Education Ministry，Key Laboratory of Crop Germplasm Resources Laboratory of Hebei，College of Agronomy,Hebei Agricultural University，Baoding 071001，China)

In order to explore the ecological environment impact on peanut seed flavonoids and polyphenols，and the correlation between their changes with changes of fat and total sugar content，16 widely cultivated peanut varieties which were significantly different in flavonoid and polyphenol content，were planted in several test locations for two years. Total flavonoids content，total polyphenols content，fat content and total sugar content of peanut seeds were evaluated. The results showed that the genotype effect significantly affected the content of flavonoids and polyphenols in peanut seeds.Puhua 23 was a high TFC variety and Yuhua 9327 was a high TPC variety. The effects of ecological environment on the content of flavonoids and polyphenols were significant，and Hefei was the most suitable planting areas for forming flavonoid and polyphenol. The effect of temperature and precipitation was also significant. In addition，the corresponding trend between the secondary metabolites (flavonoids and polyphenols)and primary metabolites (fat, soluble protein and total sugar) among the locations were different between two years.

Peanut； Flavonoid； Polyphenol； Ecological difference

2017-03- 06

國家現代農業產業技術體系建設專項(CARS-14)；河北省科技支撐計劃項目(16226301D)

侯名語(1976-)，女，河北保定人，實驗師，在讀博士，主要從事花生種質資源研究與利用。

劉立峰(1968-)，男，河北寧晉人，教授，博士，主要從事花生遺傳育種研究。

S565.5

A

1000-7091(2017)03-0155-06

10.7668/hbnxb.2017.03.024