不同環境甜蕎品種D-手性肌醇含量變化及營養品質間的相關性

劉睿敏，白靜，李曉慶，左文博

(1 張家口市農產品質量安全監督檢驗中心,河北 張家口 075000；2 張家口市農業科學院,河北 張家口 075000；3 張北縣農業農村局,河北 張北 076450)

蕎麥為蓼科蕎麥屬一年生草本、短日照作物,分為甜蕎麥(F.esculentumMoench)、苦蕎麥(F.tataricumGaertn)、翅蕎麥(F.emarginatumMtissner)和米蕎麥(Fagopyrumspp.)4 個種[1],目前生產上種植的多為甜蕎麥和苦蕎麥[2]。蕎麥營養價值豐富,富含蛋白質、脂肪、氨基酸、維生素、膳食纖維、礦物質以及黃酮、酚酸、D-手性肌醇等生物活性物質[3-6]。D-手性肌醇(D-chiro-inositol,DCI)是具有旋光性的肌醇異構體,能促進肝臟脂肪代謝,還具有胰島素增敏、降血糖、改善多囊卵巢綜合癥患者的排卵情況以及抗氧化、抗衰老等功能[7-9]。相關研究[10-13]發現,農作物品種的營養品質和種植區域、氣象因子、品質、產量、生育期等有關。但關于不同地點不同甜蕎品種的DCI 含量變化以及其他營養品質的相關性研究較少。而研究蕎麥的營養功能活性成分對蕎麥遺傳育種和相關產業的健康發展具有重要意義。本研究對全國5 個地點種植的13 個甜蕎品種的營養品質進行分析,旨在為甜蕎品種在不同環境下的品質變化及適應性評價提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料

所用甜蕎品種由貴州師范大學植物遺傳育種研究所提供,具體品種名稱見表1。分別在河北康保、貴州貴陽、寧夏固原、四川涼山、內蒙古赤峰種植。

表1 試驗所用甜蕎品種名稱Table 1 Names of F.esculentum Moench varieties used in the experiment

1.2 方法

由張家口市農產品質量安全監督檢驗中心進行品質分析。采用凱氏定氮法[14]測定粗蛋白含量,采用索氏抽提法[14]測定粗脂肪含量,采用蒽酮比色法[15]測定粗淀粉含量,采用質量法[16]測定粗纖維含量,采用高碘酸鈉氧化法[17]測定DCI 含量,采用比色法[18]測定總黃酮含量,采用干質量法[16]測定水分含量,均設置3 次重復。

1.3 數據整理及分析

利用Office 2016 和DPS 9.5 軟件進行數據處理和分析。

2 結果與分析

2.1 5 個試驗點13 個甜蕎品種的DCI 含量分析

對5 個試驗點的13 個甜蕎品種的DCI 含量進行比較,結果見表2。13 個品種在相同地點的DCI平均含量為0.026～0.038 mg/g,其中河北康保和貴州貴陽試點的DCI 平均含量顯著高于其他3 個試點。河北康保試點的13 個甜蕎品種的DCI 含量變異范圍為0.026～0.067 mg/g,平均含量為0.036 mg/g,其中北早生的DCI 含量顯著高于其他品種。貴州貴陽試點13 個甜蕎品種的DCI 含量變異范圍為0.026～0.045 mg/g,平均含量0.038 mg/g,含量最高的品種為日本大粒。寧夏固原試點13 個甜蕎品種的DCI 含量變異范圍為0.019～0.031 mg/g,平均含量0.026 mg/g,含量最高的品種為定蕎1 號。四川涼山試點13 個甜蕎品種的DCI 含量變異范圍為0.023～0.035 mg/g,平均含量0.028 mg/g,含量最高的品種為定蕎1 號。內蒙赤峰試點13 個甜蕎品種的DCI 含量變異范圍為0.021～0.088 mg/g,平均含量0.029 mg/g,其中赤峰1 號DCI 含量顯著高于其他品種。

表2 不同甜蕎品種在不同栽培地點的DCI 含量Table 2 DCI content of different F.esculentum Moench varieties in different cultivation sites mg·g-1

5 個地點相同品種甜蕎的DCI 平均含量變異范圍為0.025～0.042 mg/g,其中赤峰1 號和北早生的DCI 平均含量較高。赤峰1 號變異范圍為0.026～0.088 mg/g,平均0.042 mg/g,在內蒙古赤峰含量最高,排名第1；北早生變異范圍為0.026～0.067 mg/g,平均0.039 mg/g,在河北康保含量最高,排名第2；其余品種的排名依次為平蕎5 號、定蕎1 號、定96-1、晉蕎3 號、信農1 號、日本大粒、定甜2 號、寧蕎1號、威寧白花、榆蕎4 號、豐甜1 號。

2.2 品種與地點的互作AMMI 模型分析

品種和地點互作效應是確定農作物推廣應用區域的重要依據。從AMMI 模型結果(表3)可以看出,PCA1 和PCA2 分別解釋了品種和地點互作SS的77.10% 和15.27%,共92.37%,而殘差僅為7.63%,說明AMMI 模型比較準確的分析了品種和地點的互作信息。

表3 AMMI 模型分析結果Table 3 Analysis results of AMMI model

AMMI 模型圖(圖1)水平方向表示品種和試點的DCI 含量情況,垂直方向表示品種和試點交互作用的差異,試點圖標遠比品種圖標分散,說明試點的變異遠大于品種的變異。河北康保穩定性最好,而內蒙古赤峰穩定性最差,北早生穩定性最好,而赤峰1 號穩定性最差。貴州貴陽種植的甜蕎DCI 含量最高,寧夏固原最低；赤峰1 號DCI 含量最高,豐甜1號DCI 含量最低,這與表2 結果一致。

圖1 AMMI 1 雙標圖Fig.1 AMMI 1 Bi-plot

AMMI 模型圖(圖2)明確顯示了品種與地點的適應性。其中品種定甜2 號、信農1 號、北早生在河北康保適應性較好,而赤峰1 號在內蒙古赤峰適應性較好,榆蕎4 號、豐甜1 號、威寧白花、定蕎1 號在寧夏固原適應性較好,其余品種在四川涼山和貴州貴陽適應性較好,這與表2 的結果一致。

圖2 AMMI 2 雙標圖Fig.2 AMMI 2 Bi-plot

2.3 甜蕎營養品質間的相關性分析

從表4 可知,不同甜蕎品種的粗蛋白含量和粗脂肪含量呈顯著正相關,而粗蛋白、粗脂肪含量和水分含量呈顯著負相關,粗淀粉含量和水分含量呈極顯著負相關,其他各營養品質間的相關性不顯著。根據表5,不同地點種植的甜蕎品種粗淀粉含量和粗脂肪含量呈極顯著正相關,粗淀粉、粗脂肪含量和總黃酮含量呈顯著或極顯著正相關,其他營養品質間相關性不顯著。

表4 不同甜蕎品種營養品質間的相關性Table 4 Correlation of nutritional quality of F.esculentum Moench among different varieties

表5 不同試驗地點甜蕎營養品質間的相關性Table 5 Correlation of nutritional quality of F.esculentum Moench among different locations

不同地點和不同品種甜蕎營養品質間相關性的差異,進一步說明了不同地點和品種是甜蕎營養品質產生差異的原因。

3 結論

本研究選用13 個甜蕎品種在全國5 個地點進行試驗,結果發現,不同地點、不同品種甜蕎籽粒中的DCI 含量均存在一定差異,其中河北康保穩定性最好,而內蒙古赤峰穩定性最差,北早生穩定性最好,而赤峰1 號穩定性最差。貴州貴陽種植的甜蕎DCI 含量最高,寧夏固原最低；赤峰1 號DCI 含量最高,豐甜1 號DCI 含量最低。不同品種在不同地點的適應性不同,其中定甜2 號、信農1 號、北早生在河北康保適應性較好,而赤峰1 號在內蒙古赤峰適應性較好,榆蕎4 號、豐甜1 號、威寧白花、定蕎1 號在寧夏固原適應性較好,其余品種在四川涼山和貴州貴陽適應性較好。不同甜蕎品種間只有粗蛋白和粗脂肪、水分和粗蛋白、粗脂肪、粗淀粉具有相關性；不同地點甜蕎品種間只有粗淀粉和粗脂肪、粗淀粉、粗脂肪和總黃酮具有相關性。

易鵬等[10]研究發現,農作物品種的種植區域是由氣象因子與品質、產量、生育期等關系來確定的。時政等[11]研究表明,蕎麥蛋白質和黃酮含量的差異可能是因海拔、溫度、光照等因素差異造成的。因此蕎麥DCI 含量也同樣可能由各地的海拔、溫度、光照等因素差異而影響,同時由于實際栽培過程中人為因素等原因可能使獲得的試驗數據和氣象因子沒有明顯的相關性,從而不能達到預期結果[19]。李月等[12]發現,品種間營養品質指標的含量與生態因子存在相關性。張以忠等[13]也發現蕎麥中營養品質含量與水分含量呈極顯著相關性,這與我們的研究結果一致。