不同海拔高度对苦荞子粒营养成分的影响

李敏+刘志雄+方正武

摘要：分析了5个苦荞[Fagopyrum tataricum（L.） Gaertn]品种在湖北省五峰县2个不同海拔高度生态试验点的子粒黄酮、氨基酸和多酚含量变化，旨在为摸索苦荞高效栽培模式，并为选育生态弱响应苦荞新品种奠定基础。结果表明，高海拔种植可提高苦荞黄酮、氨基酸与多酚的含量；相同海拔种植条件下，品种间的黄酮、氨基酸和多酚含量也存在显著性差异，西农9909在2个生态试验点的子粒黄酮含量分别极显著（P<0.01）和显著（P<0.05）高于其他品种；与海拔1 400 m种植相比，海拔780 m种植条件下品种间3种营养成分下降幅度均呈现不同程度的變化，其中黄酮含量各品种下降幅度较小，为2.86%～10.53%，多酚含量下降幅度为4.74%～28.57%，氨基酸含量下降幅度最大，为9.52%～77.59%；不同品种对海拔高度变化的敏感性也不同，在供试的5个品种中，SNKQ-1对生态环境因子变化钝感，而云荞2号对生态环境因子变化敏感。

关键词：苦荞[Fagopyrum tataricum（L.） Gaertn]；黄酮；多酚；氮基酸；海拔

中图分类号：S517 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2016）23-6076-03

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2016.23.016

Abstract： In order to discover technique for cultivating and develop new variety with weak sensitive to eco-factor，seed flavonoid， polyphenol and free amino acid content of five tested tartary buckwheat（Fagopyrum tataricum） varieties planting on two different altitudes of Wufeng county，Hubei provience， were analyzed. The results showed that higher altitude was better for seed of tartary buckwheat to produce flavonoid， polyphenol and free amino acid. Moreover， three kinds of nutrient content displayed significant difference among varieties，and seed flavonoid content of Xinong9909 was higher than other varieties growing at same altitude. In addition， three kinds of nutrient contents of tested varieties growing at 780 m altitude decreased significantly than that growing at 1 400 m altitude. For example， flavonoid content decreased from 2.86% to 10.53%， and polyphenol content decreased from 4.74% to 28.57%， as well as free amino acid content from 9.52% to 77.59%. Furthermore，eco-sensitive traits varied among tested tartary buckwheat varieties，and SNKQ-1 was weak eco-sensitive，but YunQiao2 was strong eco-sensitive.

Key words： Fagopyrum tataricum（L.） Gaertn； flavonoid； polyphenol； amino acid； altitude

苦荞[Fagopyrum tataricum（L.） Gaertn]是蓼科（Polygonaceae）荞麦属（Fagopyrum）药食同源的经济作物，在中国栽培历史悠久，其种子富含赖氨酸、芦丁和抗氧化活性物等成分，具有很高的营养价值和保健功效，市场开发前景广阔[1]。随着近年社会经济的发展与人们生活水平的不断提高，健康饮食的观念逐年增强，类似苦荞这种纯天然、安全性高、具营养和保健成分的传统食品正日益受到重视。以苦荞为原料的传统食品、茶饮料、休闲食品和发酵食品等高附加值的产品越来越多，使得苦荞的市场需求越来越大[2，3]。中国苦荞种质资源十分丰富，但对苦荞资源的研究与开发利用起步较晚，育种技术相对滞后，加之落粒性强、产量低，极大地限制了农户种植的积极性[4，5]。前人研究表明，不同苦荞种质资源的千粒重、子实黄酮含量有显著差异[6]；另一方面，环境因素与栽培措施也会影响苦荞子粒和芽苗的黄酮含量[7，8]；同时，不同产地苦荞子粒的多酚含量及抗氧化酶活性也有显著差异[9]。因此，选育高产、营养成分高、抗落粒性强、对环境变化反应钝感的广适性苦荞优良新品系是保证苦荞资源可持续开发利用的前提和基础。

本研究选取九江苦荞、云荞2号、西农9909、西农9920和 SNKQ-1（湖北农家种）共5个优良苦荞品种（系），通过比较其在同一地区不同海拔高度子粒黄酮、氨基酸和多酚类物质的含量差别，为选育营养成分含量高、对环境变化反应不敏感以及适宜加工开发的广适性苦荞新品种积累资料。

1 材料与方法

1.1 试验材料与种植

于2014年6-10月，将供试的九江苦荞、云荞2号、西农9909、西农9920和SNKQ-1共5个苦荞品种（系）分别种植于湖北省五峰县五峰镇黄良坪村海拔1 400 m的高山和渔洋关镇王家坪村海拔780 m的低山，随机区组设计，每个品种在每个生态试验点种3个小区，每个小区面积为3 m×10 m，行距50 cm，条播，常规水肥管理，成熟后采收苦荞子粒，干燥后保存于-20 ℃的低温种子柜。

1.2 试验方法

分别从每份苦荞中选取适量的饱满子粒，60 ℃恒温电热鼓风干燥箱中烘干至恒重。称取50 g，用植物组织粉碎机粉碎，通过40目筛，得到苦荞粉备用。

1.2.1 苦荞子粒总黄酮含量测定 总黄酮含量的提取与测定参照文献[6]的方法，略有改动。用经典的亚硝酸钠-硝酸铝-氢氧化钠显色法绘制芦丁标准曲线，建立回归方程：y=0.141 8x-0.285 0，R2=0.994 8。用紫外-可见分光光度计测定510 nm处的吸光度，通过标准曲线计算总黄酮含量。

1.2.2 苦荞子粒氨基酸含量测定 氨基酸的提取与测定参照文献[10]的方法，略有改动。用茚三酮比色法绘制亮氨酸标准曲线，建立回归方程：y=0.970 0x+0.042 6，R2=0.997 6。用紫外-可见分光光度计测定570 nm处的吸光度，通过标准曲线计算氨基酸含量。

1.2.3 苦荞子粒多酚含量测定 多酚的提取与测定采用酒石酸亚铁比色法[11]。用紫外-可见分光光度计测定540 nm处的吸光度，计算多酚含量。

1.2.4 数据处理 每个处理3个生物学重复，结果以平均值±标准差表示，用SPSS11.5软件，选配对样本的t检测统计同一品种不同海拔營养成分含量的差异显著性，用最小显著性差异法（Least significant difference，LSD）对同一海拔不同品种的营养成分含量进行多重差异显著性比较。

2 结果与分析

2.1 相同种植条件下不同品种子粒营养成分含量的差异

试验结果（表1）显示，海拔1 400 m种植条件下，西农9909黄酮含量高达2.03%，极显著高于其他4个品种；西农9920氨基酸含量高达1.20%，显著高于SNKQ-1（P<0.05），并极显著高于其他3个品种（P<0.01）；且西农9920多酚含量高达6.24%，极显著高于其他4个品种（P<0.01）。与高海拔种植相比，所有供试品种在海拔780 m种植条件下的子粒黄酮、氨基酸和多酚含量均呈现不同程度的下降，但黄酮含量仍是西农9909最高，显著高于九江苦荞和SNKQ-1（P<0.05），极显著高于西农9920和云荞2号（P<0.01）；SNKQ-1的氨基酸和多酚含量最高，均极显著高于其他4个品种（P<0.01）。

2.2 不同海拔种植条件下苦荞子粒营养成分的差异

从表1可以看，与海拔780 m种植相比，所有品种在海拔1 400 m高山种植条件下的子粒黄酮含量呈不同程度的上升，其中西农9920的上升幅度最小，仅上升0.05个百分点，SNKQ-1上升幅度其次，显著升高（P<0.05），其他3个品种上升幅度较大，呈极显著差异（P<0.01）。通过比较2个海拔高度种植条件下5个苦荞品种子粒的氨基酸含量发现，除九江苦荞外，高海拔种植条件下所有供试品种的氨基酸含量明显升高，其中SNKQ-1、西农9920和云荞2号的上升幅度达极显著水平（P<0.01），西农9909的上升幅度也达显著水平（P<0.05）。通过比较海拔1 400 m和海拔780 m 2个高度种植条件下5个苦荞品种子粒的多酚含量发现，高海拔种植条件下供试的5个品种子粒的多酚含量均显著上升，其中品种SNKQ-1和云荞2号的上升幅度达显著水平（P<0.05）；西农9909、西农9920和九江苦荞的上升幅度达极显著水平（P<0.01）。综合比较同一苦荞品种在2种不同海拔种植条件下子粒黄酮、氨基酸和多酚含量发现，高海拔种植有利于苦荞子粒营养成分的积累，但品种间存在差异。

2.3 海拔高度对不同品种子粒营养积累的影响

进一步比较不同品种子粒营养积累在2种海拔种植条件下的差异（表1）发现，与海拔1 400 m种植条件相比，5个供试品种苦荞子粒的黄酮、氨基酸和多酚含量在海拔780 m种植条件下均呈现不同程度的下降，其中黄酮含量的下降幅度较小，在2.86%～10.53%；多酚含量的下降幅度其次，在4.74%～28.57%；氨基酸含量的下降幅度最大，在9.52%～77.59%。从品种本身对2种海拔种植响应的差异来看，西农9920子粒黄酮积累相对钝感，仅下降了2.86%，云荞2号黄酮积累对海拔高度敏感，下降了10.53%；九江苦荞的氨基酸积累受海拔高度变化影响最小，仅下降了9.52%，但云荞2号氨基酸对海拔变化极其敏感，下降了77.59%；云荞2号的多酚含量受海拔变化影响最小，仅下降了4.74%，但西农9909多酚含量受海拔变化影响最大，下降幅度高达28.57%。综合比较5个品种3种营养成分含量在2种海拔种植条件下的变化发现，湖北农家种SNKQ-1黄酮、氨基酸和多酚的下降幅度分别为3.89%、36.04%和10.42%，均仅次于各营养成分下降的最小幅度，说明该品种营养成分积累对环境变化响应相对钝感，生态适应性较广；而云荞2号黄酮和氨基酸含量对海拔变化极为敏感，更适宜在高海拔地区种植。

3 小结与讨论

时政等[12]通过对贵州不同生态区荞麦蛋白质、黄酮含量的变异研究发现，同一品种在不同生态区种植，其黄酮含量有较大差异，说明环境生态因子对植物黄酮含量积累产生一定的影响。前人对四川省蒙山茶区的茶叶品质分析表明，高海拔有利于茶叶氨基酸、茶多酚和咖啡碱的积累，从而提高茶的品质，佐证了“高山出好茶”的说法[13]。上述研究证明，生态环境因子能影响植物次生代谢产物的积累。在本研究中，同一苦荞品种子粒黄酮、氨基酸和多酚含量也有较大的变异，并且高海拔种植有利于这些物质的积累，与前人的研究结果基本吻合。李月等[6]通过对不同荞麦品种蛋白质和黄酮含量与环境的相关性研究发现，不同品种间子粒黄酮含量存在显著差异，进一步证明荞麦对生态因子的敏感性不同。本研究同样发现，不同品种对海拔高度变化的响应也存在差异，如SNKQ-1子粒黄酮、氨基酸和多酚含量对海拔高度变化反应钝感，云荞2号子粒黄酮和氨基酸含量对海拔高度变化响应敏感，说明SNKQ-1生态适应性广，性状较稳定，而云荞2号为生态响应敏感性材料，更适合高海拔种植。

育种实践表明，广适性品种在增加推广面积的同时，也能控制生产风险，但在掌握品种区域性试验数据的基础上，同样可根据品种的生态习性来提高作物的产量与品质。就本试验而言，西农9909在2个生态点黄酮含量均最高，可作为高黄酮含量的苦荞品种推广，并且适当增加种植海拔高度，能提高其黄酮含量。

参考文献：

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