Phenolic Profiles and Antioxidant Activity of Buckwheat (Fagopyrum esculentum Mench and Fagopyrum tartaricum L. Gaerth) Hulls, Brans and Flours

The extracts from hulls, brans and flours of Fagopyrum esculentum M6ench （FEM, three varieties） and Fagopyrum tartaricum L. Gaerth （FTG, seven varieties） were screened for free and bound phenolic content or total phenolic content （TPC）, as well as 1,1 diphenyl-2-picryl hydrazyl （DPPH） free radical scavenging activity and reducing power. Free phenolics were predominant in buckwheat hulls, brans and flours. FEM hulls extract exhibited the highest reducing power and DPPH free radical scavenging activity with the average ECs0 84.54 μg mL^-1 and IC50 11.54 μg mL^-1 respectively, FTG brans extract had the highest average TPC （24.87 mg GAE g^-1 DW）, and FEM flours extract showed the lowest TPC, reducing power and radical scavenging activity. Furthermore, the correlations among TPC, DPPH free radical scavenging activity and reducing power of all the samples were investigated. The rank correlation coefficient （rs） between reducing power and DPPH free radical scavenging activity of buckwheat hulls, between TPC and DPPH free radical scavenging activity of buckwheat flours were 0.76 and 0.79, respectively （P〈0.05）. However, there is no significant correlation between the remaining indexes of hulls and flours, as well as the ten buckwheat brans. This result indicated that some non-phenolic compounds also contributed to the total antioxidant activity in hulls, brans and flours of buckwheats. This study demonstrated that buckwheat hulls and brans, rather than flours, are good source of antioxidants.

Effect of Planting Density on Physiological Indexes, Agronomic Traits and Yield of Buckwheat ( Fagopyrum esculentum Moench.)

Ningqiao 1 was selected as the material to study the effects of planting density on physiological indices,agronomic traits and yield of buckwheat.The results showed that high density resulted in decreases of chlorophyll content,soluble protein content and activity of SOD,POD and CAT,and acceleration of MDA accumulation under drought conditions.Low density could effectively improve the grain number per plant,grain weight per plant,1000-grain weight and yield in drought conditions.

内蒙古呼包地区甜荞种质资源农艺性状鉴定与评价

引进甜荞(Fagopyrum esculentum Moench.)种质资源77份,进行农艺性状的田间鉴定,以期筛选出适宜内蒙古呼包地区种植的优异种质资源。结果表明,遗传性变异度以产量和单株粒重最大,变异系数分别为37.1%、38.5%,一级分枝数、单株粒数、第一侧枝长、茎壁厚、株高的变异系数较大,分别为36.6%、33.9%、32.4%、29.4%、21.9%,表明这些性状有丰富的遗传变异;通过对12个农艺性状的聚类分析表明,77份甜荞品种可分为3类,包括矮秆型21份、大粒高产型34份、高秆抗倒型22份;与产量显著相关的性状为单株粒重、千粒重、单株粒数(P<0.01)。综合来看,筛选出适于内蒙古呼包地区种植的兼具矮秆、高产、抗倒性状的优异甜荞种质资源9份。

甜荞FeSGT1基因克隆及抗旱功能解析

SGT1(suppressor of the G2 allele of skp1)作为skp1-4的抑制因子,在植物的非生物胁迫响应中具有重要作用。根据甜荞干旱胁迫下的转录组学和蛋白质组学分析,我们克隆出一个与甜荞耐旱性状相关的候选基因FeSGT1。生物信息学分析表明FeSGT1包含一个1086 bp开放阅读框(ORF),编码361个氨基酸,具有3个(TPR、CS和SGS)保守结构域。进化分析表明,FeSGT1与藜麦CqSGT1(XP_021726759.1)、甜菜BvSGT1(XP_010671588.1)和菠菜SoSGT1(XP_021839743.1)亲缘关系较近。亚细胞定位初步显示FeSGT1蛋白定位于细胞膜上。qRT-PCR分析发现FeSGT1在干旱胁迫24 h内表达呈现上调趋势。在盐、低温(4℃)胁迫和ABA处理下,FeSGT1基因表达在12 h达到高峰,24 h后开始下降。在拟南芥中过表达FeSGT1基因发现,在干旱和盐胁迫下,转基因植株的发芽率、根长、鲜重和存活率显著提高,丙二醛(MDA)和过氧化氢(H2O2)含量明显降低,而过氧化氢酶(CAT)活性显著升高。过表达FeSGT1显著增强了转基因拟南芥植株的耐旱和耐盐能力,为深入研究FeSGT1基因调控甜荞抗旱分子机制奠定了基础。

干旱胁迫对甜荞幼苗生理特性的影响

为探究甜荞(Fagopyrum esculentum Moench.)幼苗期对干旱胁迫的应答机制,以甜荞品种‘西农9976’为供试材料,采用不同质量分数(0%、5%、10%和12%)的PEG-6000溶液对荞麦幼苗进行为期5d的干旱胁迫处理,研究了甜荞幼苗期生理特性的动态变化规律。结果表明,随着PEG-6000浓度的增加以及胁迫时间的延长,甜荞幼苗的叶片相对含水量持续显著降低,叶片中的超氧阴离子自由基(O-·2)产生速率和过氧化氢(H2O2)含量总体呈上升趋势;同时,抗氧化酶SOD、POD和CAT的活性均呈现先升高后降低的趋势。此外,干旱胁迫使丙二醛(MDA)含量持续积累并于胁迫第5天达到高峰。研究结果还表明,干旱胁迫下活性氧(ROS)在甜荞幼苗叶片中均有不同程度的累积,轻度胁迫下抗氧化酶类能够对其进行有效的清除,且能维持植株的正常生长;但中度和重度胁迫下超出了抗氧化酶类的清除能力,氧化和抗氧化平衡状态受到破坏,从而导致细胞的膜脂过氧化程度加剧,植株受害严重。

外源有机酸对荞麦幼苗铝毒害的缓解效应

研究了外源有机酸对荞麦(Fagopyrum esculentumMoench)幼苗铝毒害的缓解效应,结果表明,0.4 mmol.L-1的铝溶液能够显著抑制荞麦根的伸长,降低根系活力,增加叶细胞电解质渗漏率和丙二醛含量。铝溶液中加入不同浓度(0.2、0.4、0.8和1.2 mmol.L-1)的草酸、柠檬酸或苹果酸后,以上伤害均减轻。用羊毛铬青R比色法检测表明,外源有机酸可以降低植物体各部位铝的含量。推测外源有机酸通过络合作用可以减少了根际和植物体内的铝数量,以达缓解铝毒害的目的。

外源蔗糖对盐胁迫荞麦幼苗根系生长的缓解效应

实验结果表明,盐胁迫下,添加外源蔗糖后,荞麦根系伸长生长和根系活力增加,超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性下降,过氧化氢酶(CAT)活性升高,丙二醛(MDA)含量下降,总黄酮含量和苯丙氨酸解氨酶(PAL)活性极显著升高。

基于SSR标记的赤峰地区甜荞种质的遗传多样性研究

研究内蒙古赤峰地区甜荞种质的遗传多样性,为种质资源合理利用提供依据。采用SSR分子标记对大部分来自赤峰地区的73份甜荞种质的遗传多样性进行了分析。15对SSR引物共扩增出77个条带,其中多态性条带有50条,占总数的64.9%。根据SSR扩增结果,应用NTSYSpc2.1数据分析软件计算各品种间的遗传相似系数表明,这些材料之间的遗传相似系数在0.78～0.96之间;在相似系数为0.81时,73份材料可分成4组,赤峰地区的58份材料在每一组中均有分布。赤峰地区的甜荞具有丰富的遗传多样性,具有很大的挖掘优良等位基因、进行选择育种的潜力,并发现了3份比较特异的材料。

荞麦高频离体再生及发根农杆菌转化体系的建立

荞麦无菌苗下胚轴切段在不同激素配比的 MS培养基上诱导愈伤组织 ,出愈率均为1 0 0 %。在 2 .0 mg/L 2 ,4- D和 1 .5 mg/L 6 - BA组合下诱导产生的愈伤组织 ,转入 2 .0 mg/L6 - BA和 1 .0 mg/L KT的 MS培养基 ,再生苗分化率在 80 %以上。根尖染色体分析表明再生植株具一定的遗传稳定性。发根农杆菌 A4 转化荞麦下胚轴和子叶获得发状根 。

荞麦种子萌发期多种抗氧化酶活性的研究

通过研究荞麦种子萌发期(0～7 d)超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)和抗坏血酸过氧化物酶(ASP)四种抗氧化酶的酶活性变化,以及对自由基等的清除效果,分析荞麦种子内在抗氧化酶系统在萌发期对细胞膜结构的修复及保护作用。实验结果表明:荞麦种子在萌发期产生的活性氧、自由基等对四种抗氧化酶均有激活效应,其中超氧化物歧化酶(SOD)活性最先上升,其他三种酶随其后被激活,四种酶的氧化反应存在一定关联性和协同作用。苦荞的抗氧化酶活性高于甜荞。

金荞麦和甜荞植物叶抗氧化活性物质分析

为了弄清荞麦抗氧化相关的物质,考察了48个金荞麦复合物植物(F.cymosum complex)收集系以及3个甜荞(F.esculentum Moench)品种植物叶的抗氧化能力、黄酮、维生素C、维生素E、多酚及多糖含量等指标,并分析其与荞麦抗氧化能力之间的相关性。结果表明:多酚含量和黄酮含量在金荞麦与甜荞不同品种间有显著差异,而抗氧化能力、多糖含量、维生素E含量和维生素C含量在金荞麦与甜荞中不同品种间没有显著差异。金荞麦与甜荞的抗氧化性与黄酮含量、维生素E含量相关性极显著,多酚含量与维生素C含量、黄酮含量、维生素E、多糖含量相关性显著,维生素C含量与黄酮、多酚及多糖含量相关性极显著。

甜荞子粒总黄酮提取工艺的优化

为了充分利用荞麦(Fagopyrum esculentum)资源,以内蒙古甜荞子粒为研究对象,利用乙醇提取法提取子粒中总黄酮,并对其工艺进行优化。最终得出荞麦子粒总黄酮提取的最佳工艺条件为乙醇体积分数65%,水浴时间80 min,水浴温度60℃,料液比1∶20(m/V,g∶mL)。

发根农杆菌A_4对荞麦的遗传转化

用发根农杆菌 A4 对荞麦的下胚轴和子叶进行离体转化 ,得到 Ri T- DNA表达的发状根。不同的培养环境对发状根的生长有一定的影响 ,表现为发状根在液体培养基上比在固体培养基上生长更为迅速 ,且在培养基中含一定浓度的 Cu2 +,有助于发状根的形成。另外 ,还研究了外植体取材部位及预培养时间对转化的影响 ,发现下胚轴的转化率高于子叶 ,并且经预培养 2 d,转化效果最佳。通过高压纸电泳分析 。

甘露醇和山梨醇对荞麦幼苗耐盐性的效应

以盐敏感荞麦(Fagopyrum esculentum Moench)品种为试验材料,通过对NaCl胁迫下添加不同浓度甘露醇和山梨醇研究其对荞麦耐盐性的效应。结果表明,适当浓度的甘露醇和山梨醇处理可显著增加盐胁迫下荞麦幼苗根系活力,显著降低荞麦叶片丙二醛(MDA)含量,显著增加荞麦叶片过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性,且甘露醇处理的效果优于山梨醇处理。说明适当浓度的甘露醇和山梨醇处理能显著提高荞麦幼苗的耐盐性,甘露醇和山梨醇处理的最适浓度分别为0.8和0.6 mmol/L。

种植密度对荞麦生理指标、农艺性状及产量的影响

以荞麦(Fagopyrum esculentum Moench.)宁荞1号为试验材料,研究了不同种植密度对荞麦生理指标、农艺性状及产量的影响。结果表明,在干旱条件下,高密度加速了荞麦叶片叶绿素的分解和可溶性蛋白质含量的下降,降低了抗氧化酶SOD、POD、CAT的活性及加速了MDA含量的积累。在干旱条件下,低密度处理有利于荞麦单株粒数、单株粒重、千粒重及产量的增加。

用ISSR标记分析甜荞栽培品种的遗传多样性

[目的]研究用ISSR标记分析甜荞栽培品种的遗传多样性。[方法]采用ISSR分子标记对来自11个省的90份甜荞种质的遗传多样性进行了分析。[结果]19条ISSR引物共扩增出508条条带,平均26.7条;其中多态性条带462条,平均24.3条,多态性带的百分率为90.1%。Nei’s遗传相似系数在0.67~0.95。UPGMA聚类分析显示,聚类结果与地理来源有较强的一致性,来自辽宁、内蒙古、陕西、四川、甘肃等省的甜荞都是按来源各自聚为一类,但是发现了几个特殊的类型,即来自河北的甜荞E、安徽的82F以及辽宁的辽荞37号均单独聚为一类。不同地区材料之间的多态性信息指数（PIC）差异较大,其中,辽宁的最高,为0.842,内蒙古的最低,为0.633。[结论]采用ISSR分析甜荞遗传多样性,甜荞表现出丰富的多态性,表明可以用ISSR标记对甜荞进行分子水平的鉴定和遗传多样性分析。

氮磷钾及有机肥不同配施方案对荞麦种子类黄酮含量的影响

采用四因素五水平二次正交旋转组合设计,建立氮肥、磷肥、钾肥和有机肥对荞麦（Fagopyrum esculentum Moench.）种子类黄酮含量的二次回归方程。分析得出,各种肥料作用效果排序为：P2O5〉N〉K2O〉有机肥;通过方案寻优得出,N、P2O5、K2O和有机肥的最适配比为8∶1∶4∶1 054。最适施肥量为：N 36.19~39.22 kg/667m2、P2O54.77~5.03 kg/667 m2、K2O 16.72~18.34 kg/667 m2、有机肥5 030~5 509 kg/667 m2。

荞麦品种优选、产量构成与栽培技术

从荞麦品种优选和产量构成因素上探讨荞麦高产稳产的栽培技术。优选品系“９２０１”具有１５００ｋｇ／ｈｍ２以上的产量潜力。相关和通径分析表明，在适宜播期（８月下旬至９月初）、适宜种植密度（４５～５２．５万株／ｈｍ２）基础上，力争较多的单株粒数和较高的粒重对增产具有重要作用，尤其是单株粒数（γ＝０．９５８１，Ｐ＝１．１４２６）．并由此提出秋播荞麦具体栽培技术措施。

栽培荞麦种子醇溶蛋白遗传多样性分析

利用A-PAGE(Acid-polyacrylamide gel electrophoresis)对来源于7个国家的76份栽培荞麦(苦荞54份,甜荞22份)醇溶蛋白遗传多样性进行评价。结果表明,荞麦醇溶蛋白位点存在丰富的等位变异,共分离出18条迁移率不同的谱带,每份材料具有6～12条不等,平均9.5条,多态性带占88.89%。材料间平均遗传相似系数(GS)为0.777,变幅为0.389～1.000。在GS为0.63的水平上,供试材料可聚为苦荞和甜荞2大类,绝大部分来自于相同或相似生态地理环境的材料聚成一类,表明荞麦醇溶蛋白所揭示的遗传关系与地理来源有较高的相关性。

喷施烯效唑对甜荞茎秆抗倒性能及产量的影响

【目的】甜荞(Fagopyrum esculentum M.)被誉为21世纪人类的绿色食品之一。倒伏是制约甜荞产量和品质的重要因素。研究喷施不同浓度的烯效唑对甜荞茎秆抗倒性能的影响,为甜荞的抗倒伏栽培提供理论依据。【方法】试验于2013—2014年在西南大学歇马科研基地进行,采用随机区组设计,以中抗甜荞品种"宁荞1号"为试验材料,设置0(CK)、25 mg·L^(-1)(T1)、50 mg·L^(-1)(T2)、75 mg·L^(-1)(T3)和100 mg·L^(-1)(T4)5个烯效唑浓度处理,于4叶期按100 mL·m^(-2)进行叶面喷施。分别于开花期、灌浆期和成熟期对茎秆抗折力、倒伏指数、茎秆形态特性和茎秆解剖结构等指标进行测定分析,并于成熟期调查倒伏习性和产量。【结果】(1)茎秆抗折力、茎壁厚度和维管束面积从开花期至成熟期呈先增加后减小的变化趋势,在灌浆期达最大值;倒伏指数、株高、茎秆重心高度、茎秆鲜重、基部第2节间长、基部第2节间粗、机械组织厚度和维管束数目从开花期至成熟期逐渐增加;第2节间干重、节间充实度和机械组织层数从开花期至灌浆期逐渐增加,而后变化不明显。(2)产量、茎秆抗折力、基部第2节间粗、基部第2节间干重、节间充实度、机械组织层数、机械组织厚度、茎壁厚度、维管束数目和维管束面积在CK-T3处理浓度下表现为随浓度的增加而增加,在T3-T4处理浓度下表现为随浓度增加而降低;倒伏率、倒伏指数、株高、茎秆重心高度、茎秆鲜重、基部第2节间长在CK-T3处理浓度下表现为随浓度的增加而降低,在T3-T4处理浓度下表现为随浓度增加而增加。(3)与CK相比,T1、T2、T3和T4处理的产量分别增加了2.3%、6.5%、21.3%和11.3%,倒伏率分别降低了17.9%、40.7%、84.0%和60.5%。(4)不同烯效唑浓度处理间,茎秆抗折力、倒伏指数、茎秆形态特性和茎秆解剖结构均存在显著差异。产量与株高、茎秆重心高度、茎秆鲜重和基部第2节间长、倒伏指数及倒伏率呈极显著负相关,与基部茎秆第2节间粗、基部第2节间干重、节间充实度、机械组织层数、机械组织厚度、茎壁厚度、维管束数目和维管束面积及茎秆抗折力呈极显著正相关。茎秆抗折力、基部第2节间粗、基部第2节间干重、节间充实度、机械组织层数、机械组织厚度、茎壁厚度、维管束数目和维管束面积表现为T3>T4>T2>T1>CK,倒伏指数、株高、茎秆重心高度、茎秆鲜重和基部第2节间长表现为CK>T1>T2>T4>T3。[结论]本试验条件下,当烯效唑喷施浓度为75 mg·L^(-1)时,能有效优化甜荞茎秆结构,改善茎秆质量,减小倒伏发生风险,增加产量。研究结果为甜荞的抗倒伏栽培奠定了基础。