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      薄殼苦蕎品系籽??傸S酮含量變異及與主要產(chǎn)量構(gòu)成要素間的相關(guān)性

      2017-02-05 15:36:58饒慶琳陳其皎陳慶富
      江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué) 2016年10期
      關(guān)鍵詞:通徑分析相關(guān)分析

      饒慶琳++陳其皎++陳慶富

      doi:10.15889/j.issn.1002-1302.2016.10.097

      摘要:以100份薄殼苦蕎高代穩(wěn)定品系為試驗(yàn)材料,測(cè)定其在同一栽培條件下籽粒的總黃酮含量,并分析其與主要產(chǎn)量構(gòu)成要素之間的相關(guān)關(guān)系。結(jié)果表明:薄殼苦蕎品系總黃酮變異范圍為11.5 ~29.11 mg/g,平均值是20.78 mg/g;百粒質(zhì)量的變異范圍為1.00~1.56 g,平均值是1.31 g;10.00 g種子的米粒質(zhì)量的變異范圍為 7.8~884 g,平均值是8.36 g;果殼質(zhì)量的變異范圍為1.09~1.90 g,平均值是1.46 g;果殼率的變異范圍是011%~019%,平均值是0.15%;百粒米質(zhì)量的變異范圍為0.83~1.32 g,平均值是1.12 g。性狀相關(guān)分析表明,籽??傸S酮含量與米粒質(zhì)量呈極顯著正相關(guān),r=0.289**,與果殼質(zhì)量(r=-0.211*)和果殼率(r=-0.209*)呈顯著負(fù)相關(guān);薄殼苦蕎品系的果殼率與米粒質(zhì)量呈顯著負(fù)相關(guān),r=-0.871**,與果殼質(zhì)量呈顯著正相關(guān),r=0.978**;百粒米質(zhì)量和百粒質(zhì)量、米粒質(zhì)量呈顯著正相關(guān),r=0.972**和0.328**,和果殼質(zhì)量、果殼率呈顯著負(fù)相關(guān),r=-0.260**和 -0.261**。上述結(jié)果對(duì)薄殼苦蕎高產(chǎn)育種和高黃酮育種具有重要的參考價(jià)值。

      關(guān)鍵詞:薄殼苦蕎;總黃酮含量;產(chǎn)量因素;相關(guān)分析;通徑分析

      中圖分類號(hào): S517.03文獻(xiàn)標(biāo)志碼: A文章編號(hào):1002-1302(2016)10-0333-04

      收稿日期:2016-04-02

      基金項(xiàng)目:國(guó)家自然科學(xué)基金(編號(hào):31471562、31171609);國(guó)家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系專項(xiàng)資金 (編號(hào):CARS-08-A4);貴州省高層次人才培養(yǎng)計(jì)劃(編號(hào):黔科合人才[2015]4020號(hào));貴州省蕎麥工程技術(shù)研究中心(編號(hào):黔科合農(nóng)G字[2015]4003號(hào))。

      作者簡(jiǎn)介:饒慶琳(1989—),女,貴州開(kāi)陽(yáng)人,碩士研究生,研究方向?yàn)槭w麥遺傳育種。E-mail:raoqinglin89@163.com。

      通信作者:陳慶富,教授,研究方向?yàn)槭w麥遺傳育種。E-mail:cqf1966@163.com。蕎麥起源于我國(guó),在世界上廣泛分布,屬于蓼科(Polygonaceae)蕎麥屬(Fagopyrum Mill )雙子葉植物。蕎麥屬有2個(gè)栽培種:甜蕎(F. esculentum Moench)和苦蕎[F. tataricum (L.) Gaertn],韃靼蕎麥?zhǔn)强嗍w的漢語(yǔ)譯名[1]。由于苦蕎富含黃酮(蕓香苷)、蛋白質(zhì)、淀粉等營(yíng)養(yǎng)功效成分,便賦予了它顯著的降血壓、降血脂、降血清膽固醇等功效[2]。黃酮含量的多少是衡量蕎麥品質(zhì)優(yōu)劣的重要參數(shù)之一[3]??嗍w籽粒的黃酮含量是甜蕎籽粒黃酮含量的5~10倍,在保健上被認(rèn)為具有較大的潛力。目前生產(chǎn)上的苦蕎品種大都是難脫殼的厚殼型,只有少數(shù)品種具有薄殼特性,成為薄殼苦蕎類型。薄殼苦蕎品種分布面積小的主要原因是遲熟、適應(yīng)性差、小粒、低產(chǎn)等。

      陳慶富等通過(guò)薄殼苦蕎與常規(guī)苦蕎品種之間的有性雜交,培育出了大量的遺傳穩(wěn)定的薄殼苦蕎新品系,并研究發(fā)現(xiàn)苦蕎的薄殼與厚殼是相對(duì)性狀,薄殼性狀是由1對(duì)隱性基因控制的。薄殼型苦蕎同時(shí)具有小粒特征,其平均單株產(chǎn)量比厚殼類型低26%~40%,但是其變異幅度的最大值超過(guò)苦蕎平均水平的2倍[4],暗示薄殼苦蕎的產(chǎn)量潛力,通過(guò)育種可以達(dá)到常規(guī)苦蕎水平。通常情況下,苦蕎的果殼率為30%左右,并且殼厚堅(jiān)韌,很難脫殼形成整苦蕎米[5],而薄殼苦蕎的果殼率僅為15%左右,且殼薄易脫去形成生苦蕎米,對(duì)苦蕎厚殼特性進(jìn)行了改良,使之便于加工,不僅解決了苦蕎難脫殼的問(wèn)題,而且大幅降低脫殼成本,可顯著提高經(jīng)濟(jì)效益。特別是增加米粒黃酮含量可進(jìn)一步提升薄殼苦蕎的品質(zhì),增加其保健功能,對(duì)苦蕎品質(zhì)育種有重要意義。

      薄殼苦蕎果殼薄,易開(kāi)裂,具有良好的加工屬性,近年來(lái)有關(guān)該類型材料的研究正逐步深入。陳慶富等研究發(fā)現(xiàn)厚殼苦蕎的果殼率>20%,薄殼苦蕎的果殼率<20%[4]。王安虎等研究發(fā)現(xiàn)苦蕎種殼厚、不易脫殼,限制了苦蕎產(chǎn)品的精加工和深加工,而米蕎1號(hào)是一個(gè)薄殼苦蕎品種,其出粉率高達(dá)80.3%[6],比推廣的苦蕎品種川蕎1號(hào) ( 62.31%)高2859%,比西蕎1號(hào)(65.19%)高22.92%,比原種旱苦蕎(66.45%)高20.59%[7]。目前,關(guān)于薄殼苦蕎總黃酮含量的研究甚少,王安虎經(jīng)過(guò)測(cè)定,米蕎1號(hào)成株期莖稈、葉片、花、種子在不同生態(tài)環(huán)境中平均總黃酮含量依次為1.38%、3608%、4.47%、1.913%[8],而國(guó)家種質(zhì)資源庫(kù)中普通栽培苦蕎核心種質(zhì)的蘆丁含量范圍是1.4948%~1.6244%。在苦蕎生物類黃酮中,蘆丁占70%~85%[9]。目前,關(guān)于薄殼苦蕎的相關(guān)研究大多數(shù)僅涉及單一的薄殼苦蕎品種,在材料數(shù)量及研究方向上顯得不夠系統(tǒng)。本試驗(yàn)擬對(duì)100個(gè)薄殼苦蕎品系籽粒總黃酮含量變異及其與產(chǎn)量要素間的相關(guān)性進(jìn)行研究,以便對(duì)薄殼苦蕎遺傳育種提供指導(dǎo)。

      1材料與方法

      1.1材料

      本試驗(yàn)所用的100份薄殼苦蕎高代品系均由貴州師范大學(xué)蕎麥產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究中心提供,為小米蕎/晉蕎2號(hào)雜交后代(F6)中的性狀穩(wěn)定的薄殼苦蕎型品系,相關(guān)信息見(jiàn)表1。供試材料于2015年3月栽培于貴州師范大學(xué)蕎麥產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究中心百宜基地,每個(gè)品系按行距30 cm種植,小區(qū)行寬 2 m,常規(guī)田間管理。同年7月于成熟期收獲種子,經(jīng)常溫(夏季)風(fēng)干后保存?zhèn)溆谩?/p>

      1.2方法

      1.2.1籽粒制粉將統(tǒng)一收獲的種子風(fēng)干保存,每個(gè)品系各取10 g,人工去殼,蕎米和果殼分別裝入種子袋,并對(duì)蕎米經(jīng)100目篩進(jìn)行制粉。

      1.2.2總黃酮及其他產(chǎn)量性狀測(cè)定將稱質(zhì)量后的米蕎粉密封,由西安國(guó)聯(lián)質(zhì)量檢測(cè)技術(shù)有限公司利用分光光度法測(cè)定總黃酮含量,測(cè)定采用3次重復(fù)。取10 g種子60 ℃烘干至恒質(zhì)量,粉碎后過(guò)100目篩,準(zhǔn)確稱取0.3 g干粉,溶于體積分?jǐn)?shù)為60%的乙醇中,固液比1 g ∶20 mL;溫度40 ℃,每次20 min,提取3次,超聲波功率178.5 W,超聲提取前靜置 5 min,提取液2 000 r/min離心3 min;合并提取液,準(zhǔn)確吸取提取液0.5 mL,加入5%的NaNO2 0.3 mL,搖勻,放置6 min;再加入10%的Al(NO3)3 0.3 mL,搖勻,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,搖勻,靜置20 min,510 nm下測(cè)定吸光度,利用標(biāo)準(zhǔn)曲線求得黃酮含量。

      挑選一致的種子,稱取百粒質(zhì)量,手工去殼,稱取米粒質(zhì)量、果殼質(zhì)量。均從同一材料取3份樣品進(jìn)行重復(fù)測(cè)定。百粒質(zhì)量統(tǒng)計(jì)方法為:從收回的種子中挑選飽滿并大小一致的100粒種子稱質(zhì)量;米粒質(zhì)量和果殼質(zhì)量的統(tǒng)計(jì)方法為:精確稱取10 g種子,人工去殼,再分別稱取米粒和果殼的質(zhì)量;蕎麥果殼率按公式(1)計(jì)算[1]。以上所有數(shù)據(jù)均精確到2位小數(shù)。

      蕎麥果殼率=百粒蕎麥籽粒果殼質(zhì)量百粒蕎麥籽粒質(zhì)量×100%。(1)

      1.2.3數(shù)據(jù)分析采用WPS office軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,利用SPSS 17.0對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行描述性統(tǒng)計(jì)分析、Pearson 相關(guān)性分析、通徑分析。

      2結(jié)果與分析

      2.1薄殼苦蕎品系黃酮含量及主要產(chǎn)量相關(guān)因素的變異

      100份薄殼苦蕎品系的黃酮含量及產(chǎn)量組分的考察數(shù)據(jù)見(jiàn)表1、表2和圖1。結(jié)果顯示,總黃酮、百粒質(zhì)量、米粒質(zhì)量、果殼質(zhì)量、果殼率、百粒米質(zhì)量均符合正態(tài)分布。參試100份薄殼苦蕎總黃酮變異范圍為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;百粒質(zhì)量的變異范圍為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;米粒質(zhì)量的變異范圍為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;果殼質(zhì)量的變異范圍為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;果殼率的變異范圍是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;百粒米質(zhì)量的變異范圍為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薄殼苦蕎品系種子黃酮含量及主要產(chǎn)量性狀的變異

      根據(jù)表1中的數(shù)據(jù)向量,可計(jì)算各指標(biāo)之間的相關(guān)系數(shù),結(jié)果見(jiàn)表3。由表3可知,總黃酮與米粒質(zhì)量的相關(guān)系數(shù)r=0289**,差異極顯著,即兩者存在極顯著的線性正相關(guān)關(guān)系,但是與果殼質(zhì)量(r=-0.211*)和果殼率(r=-0.209*)為顯著的負(fù)相關(guān)關(guān)系,與其他參數(shù)不顯著相關(guān);果殼質(zhì)量與果殼率存在極顯著正相關(guān),r=0.978**,與米粒質(zhì)量存在極顯著負(fù)相關(guān),r=-0.821**;果殼率與米粒質(zhì)量存在極顯著負(fù)相關(guān),r=-0.871**;百粒米質(zhì)量與百粒質(zhì)量(r=0.972**)、米粒質(zhì)量(r=0.328**)為極顯著的線性正相關(guān)關(guān)系,而與果殼質(zhì)量(r=-0.260**)、果殼率(r=-0.261**)為極顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系。

      2.3產(chǎn)量性狀與籽粒總黃酮間的通徑分析

      以黃酮含量為y,以百粒質(zhì)量為x1,米粒質(zhì)量為x2,果殼質(zhì)量為x3,果殼率為x4,百粒米質(zhì)量為x5,剔除不顯著變量后,所得回歸方程為:y=-18.809+4.739x2,標(biāo)準(zhǔn)誤差為1585。通徑分析顯示,自變量x2與y之間的相關(guān)系數(shù)為0289。

      3討論

      已有研究表明,蕎麥?zhǔn)呛坦阮惣皵M禾谷類作物中黃酮含量最高的糧食作物,其中,甜蕎籽粒中的總黃酮含量最高為0.562%[10],一般都低于0.5%;苦蕎籽??傸S酮含量顯著高于甜蕎,多數(shù)為1%~2%,如威苦02-286黃酮含量為1463%,六苦4號(hào)為1.879%,涼苦-4為1.642%[11]。本研究所采用的薄殼苦蕎品系總黃酮平均含量為11.5 mg/g (115%),最高可達(dá)29.11 mg/g (2.911%)。研究結(jié)果為我國(guó)高黃酮蕎麥品種的選育提供了重要的骨干材料,同時(shí),也為蕎麥高黃酮形成相關(guān)候選基因的發(fā)掘與利用提供了重要參考。薄殼苦蕎是一類特殊的苦蕎資源,其果殼受機(jī)械摩擦即可脫落獲得生苦蕎米,制米性能良好,因此,薄殼苦蕎既省去了傳統(tǒng)苦蕎米加工中的蒸煮環(huán)節(jié),有效降低加工成本,同時(shí)也避免了黃酮類保健成分在傳統(tǒng)蒸煮過(guò)程的損失。

      關(guān)于薄殼苦蕎米粒黃酮含量與產(chǎn)量組分的相關(guān)性方面尚

      表2薄殼苦蕎品系種子黃酮含量及主要產(chǎn)量性狀的變異

      參數(shù)均值標(biāo)準(zhǔn)差變異系數(shù)分布范圍 總黃酮y(mg/g)20.783.59317.29%11.5~29.11百粒質(zhì)量x1(g)1.310.1138.63%1.00~1.56米粒質(zhì)量x2(g)8.360.2192.62%7.80~8.84果殼質(zhì)量x3(g)1.460.17111.71%1.09~1.90果殼率x4(%)0.150.01812.00%0.11~0.19百粒米質(zhì)量x5(g)1.120.0998.84%0.83~1.32

      未見(jiàn)報(bào)道。本研究相關(guān)性分析表明,薄殼苦蕎籽??傸S酮含量與米粒質(zhì)量呈極顯著正相關(guān),而與果殼質(zhì)量和果殼率呈顯著負(fù)相關(guān)。通徑分析發(fā)現(xiàn),薄殼苦蕎品系米粒質(zhì)量對(duì)總黃酮含量的貢獻(xiàn)最大。因此,要改善薄殼苦蕎籽粒黃酮含量,可以通過(guò)減少果殼質(zhì)量降低果殼率、提高米粒質(zhì)量以達(dá)到改善的目的。上述研究結(jié)果對(duì)薄殼苦蕎高黃酮育種有一定的參考意義。

      參考文獻(xiàn):

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