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.

46份甜荞种质萌发期耐盐资源评价与筛选

盐渍化土壤是我国农业发展的重要后备土壤资源,而筛选耐盐种质是盐渍化农业应用的重要基础。本研究用浓度18‰的NaCl溶液对46份萌发期甜荞种子进行胁迫处理,通过测定发芽率、发芽势、发芽指数以及相对盐害率指标,对甜荞种质进行萌发期耐盐评价与筛选。结果表明,盐胁迫下甜荞萌发期指标遗传多样性丰富,变异系数在48.95%~75.01%之间;聚类分析结果表明,46份甜荞种质可划分为耐盐、中耐盐、不耐盐(敏感、高敏感)三大类群,同时筛选出耐盐种质3份、高敏感种质2份。

五个中国荞麦(Fagopyrum)种的核型分析

用去壁低渗法对甜荞 ( Fagopyrum esculentum)、苦荞 ( F.tataricum)、左贡野荞 ( F.zuogongense Q.F.Chen) ,大野荞 ( F.megaspartanium Q.F.Chen)及毛野荞 ( F.pilus Q.F.Chen)等大粒组荞麦种的根尖和茎尖有丝分裂染色体进行了观察 ,并对其茎尖有丝分裂染色体的核型进行了比较分析。结果表明 :这 5种荞麦在核型上类似 ,都有 2对随体染色体 ,而且都为对称核型。但它们彼此有一定的差异。甜荞、苦荞、大野荞、毛野荞及左贡野荞的核型公式分别为 1 2 m+4m( SAT)、1 2 m+4sm( SAT)、8m+4sm+4m( SAT)、1 2 m+2 m( SAT) +2 sm( SAT)及 2 4 m+4sm+4m( SAT)。

荞麦不同密度套种对田间杂草控制及魔芋生长的影响

为深化生态控草技术研究,采用1次播种荞麦控草技术方案,共设置5个荞麦播种密度梯度(3.5、7.0、10.5、14.0、17.5 kg/667 m^(2))处理和1个对照(CK,不进行化学除草、不播种荞麦),于2022年在贵州魔芋主产区威宁县开展田间小区试验,探索荞麦不同密度套种对田间杂草控制及魔芋生长的影响。结果表明,荞麦套种对魔芋地杂草有较好的控制作用,随着荞麦密度增加,对杂草的株防效、鲜重防效呈增加趋势;荞麦播种密度对魔芋出苗率影响不大,各处理之间差异不显著(P>0.05);随着荞麦播种密度增加,魔芋主茎高度呈增加趋势,叶盘直径、主茎直径呈现先增后减现象;采用荞麦控草对魔芋有增产效果,增产率在4.26%~19.85%之间,荞麦播种密度为10.5 kg/667 m^(2)时魔芋产量最高,为2124.12 kg/667 m^(2),较对照增产19.85%,显著高于T1处理,极显著高于对照。

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。

Do Aqueous Extracts from Buckwheat Compromise Seed Germination and Initial Development of Bidens pilosa and Euphorbia heterophylla?

Fagopyrum esculentum Moench (buckwheat) is a dicot species from the Polygonaceae family used as a cover crop in agricultural systems featured with a remarkable allelopathic potential for weed control, helping herbicide-resistance management and promoting substantial reductions in herbicide applications. The aim of this research was to examine the allelopathic potential of aqueous extracts from seeds and aerial part of buckwheat on seed germination and initial development of Bidens pilosa and Euphorbia heterophylla. Bioassay experiments were conducted under a completely randomized experimental design with four replications, containing 50 seeds each. Both weed seed species were harvested in a soybean field, and seed viability was previously assessed. Seeds were exposed to four concentrations (0, 25, 50, and 100%) from extracts of seeds (ES) and aerial part (EAP) of buckwheat. Germination speed index (GSI) in B. pilosa and E. heterophylla was daily evaluated throughout 14 and 16 days, respectively, whereas percentage of germination, abnormal seedlings, as well as non-germinated seeds, root (RL) and aerial part length (APL), and total dry matter (TDM) were rated at final germination test. EAP reduced the GSI, especially under the 100% concentration. Germination percentage was lower and abnormal seedlings increased for both weed species when seeds were exposed to EAP concentrations greater than 25%. However, ES did not impinge upon E. heterophylla germination. EAP and ES reduced the APL, RL, and TDM for concentrations greater than 50%, except for ES which did not affect E. heterophylla development. Both extracts from buckwheat have a high capacity to inhibit germination and compromise seedling development, culminating in such a potential alternative for B. pilosa and E. heterophylla management in agricultural systems.

荞麦提取物对钢在HCl介质中的缓蚀机理

目的提取制备一种环境友好型缓蚀剂,并研究缓蚀剂对冷轧钢在1.0 mol/L盐酸溶液中的缓蚀性能。方法利用超声波提取法从荞麦中提取得到荞麦提取物。采用失重法和电化学法研究荞麦(Fagopyrum esculentum Moench.)提取物(FEME)对冷轧钢在HCl介质中的缓蚀性能,测试缓蚀溶液的紫外光谱(UV)、电导率及表面张力,并通过扫描电子显微镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)、X–射线光电子能谱(XPS)、红外光谱(FTIR)表征钢表面的微观形貌、化学组成,用接触角测量仪测定钢表面的亲水/疏水性,分析FEME中的主要成分,进而深入探究了其缓蚀有效成分及作用机理。结果FEME在1.0 mol/L HCl中具有良好的缓蚀性能,100 mg/L FEME的缓蚀率达90.1%(30℃);FEME在钢表面的吸附服从Langmuir吸附等温式,标准吸附Gibbs自由能(?GΘ)为–32~–27 kJ/mol,电化学缓蚀机理为“几何覆盖效应”。添加FEME后,有效降低了钢/酸界面的双电层电容值,提升了电荷转移电阻。缓蚀钢表面的SEM和AFM微观形貌表明,其腐蚀程度明显下降,接触角变大,疏水性增强,FTIR和XPS证实了FEME能有效吸附在钢表面形成缓蚀膜层,且缓蚀膜层主要是通过FEME在钢表面的物理吸附和化学吸附而形成,FEME成分中含有大量的—OH,—OH的存在会使这些成分质子化,从而与带负电荷的钢表面通过静电引力而发生吸附,而且分子中含有大量的O、N等杂原子和不饱和基团结构,有大量的孤对电子可以与Fe的空d轨道配位,从而产生缓蚀剂在钢表面的化学吸附。与浸泡前相比,在钢腐蚀浸泡后,缓蚀溶液的表面张力增加,是由于浸泡后部分缓蚀剂分子在钢表面发生了吸附,致使溶液体相中的缓蚀剂分子浓度下降而引起。钢在腐蚀浸泡后,因H+的消耗,电导率明显降低,但浸泡钢表面后的缓蚀溶液随着FEME浓度的增加,电导率增加,说明缓蚀剂在钢表面吸附后,与钢表面发生腐蚀反应的H+消耗减少。20℃时,质量浓度为100 mg/L的芦丁的缓蚀率为57.8%,FEME的缓蚀性能优于其主成分芦丁,其机理为黄酮类化合物与其他成分的协同缓蚀作用。结论FEME是一种高效、环保的混合抑制型缓蚀剂。

盐碱胁迫对荞麦种子萌发及幼苗生长的影响

为了探明荞麦种子在盐碱胁迫下的萌发特性,采用培养皿纸上发芽法,用不同盐(NaCl溶液)、碱(NaHCO_(3)溶液)、复合盐碱(NaCl、NaHCO_(3)1∶1混合溶液)分别对荞麦种子进行处理,设置0(对照),50 mmol/L,100 mmol/L,150 mmol/L,200 mmol/L,250 mmol/L,300 mmol/L,350 mmol/L,400 mmol/L等9个浓度梯度,探究不同浓度盐碱胁迫对荞麦种子萌发及幼苗生长的影响。结果表明,NaCl、NaHCO_(3)、NaCl+NaHCO_(3)处理对荞麦种子萌发及幼苗生长均具有一定的抑制作用。随着盐、碱、复合盐碱浓度的升高,荞麦的发芽率、胚根长度和苗鲜重抑制作用越明显。当盐浓度大于400 mmol/L、碱浓度大于200 mmol/L、复合盐碱浓度在苦荞中大于250 mmol/L,甜荞中大于300 mmol/L时种子的萌发完全被抑制。同时,盐浓度大于150 mmol/L,碱浓度大于0 mmol/L、复合盐碱浓度在苦荞中大于50 mmol/L,甜荞中大于100 mmol/L时,均没有测量到胚根长度和苗鲜重。盐碱胁迫对荞麦种子萌发的抑制程度依次为:碱性单盐>混合盐>中性单盐。

引进甜荞品种的主要农艺性状分析及优异种质筛选

为扩大并优化山西甜荞种质资源,筛选高产优质品种,通过多样性分析、灰色关联度分析、主成分分析和综合D值评价等方法对51份引进的甜荞品种的11个农艺性状进行分析。结果表明,引进品种遗传变异丰富。11个农艺性状的变异系数为9.562%~115.337%,其中,单株粒数、单株粒重、产量、一级侧枝数、主茎节数、株高、茎直径、千粒重的变异系数均大于20%。主成分分析表明,前4个主成分的累计贡献率达83.247%。相关分析表明,产量与株高、茎直径、单株粒重、单株粒数呈极显著正相关,其中与单株粒数的关联度最高。综合相关分析、主成分分析以及灰色关联度分析结果,在对引起甜荞选育时,应着重考虑单株粒数与单株粒重。聚类分析将51个品种聚为8个类群,其中第Ⅶ类群中PI 658426、PI 427236为高产品种;第Ⅷ类群的6个品种为性状优良品种。最后根据综合D值进行评价,初步筛选出11份高产优质甜荞品种。

FaesCAL基因在同型长花柱甜荞中的表达分析

为探究同型长花柱甜荞花的发育调控的分子机制,从同型长花柱甜荞中分离得到1个全长984 bp的CAL同源基因cDNA序列,命名为FaesCAL。FaesCAL基因包含长726 bp的完整开放阅读框,编码1个由241个氨基酸残基组成的MADS-box转录因子。蛋白序列比对及系统发育分析结果表明:FaesCAL蛋白属于MADS-box转录因子中的CAL进化系,包含1个由57个氨基酸残基组成的高度保守的MADS结构域和1个由68个氨基酸残基组成的次级保守区域的K结构域。通过实时荧光定量(qRT-PCR)检测FaesCAL基因在同型长花柱甜荞中的组织表达特异性显示:FaesCAL基因主要在根、雄蕊、花被片和5 d果实中表达,在雌蕊中表达量很低,在茎和叶片中不表达,并且在雄蕊和花被片中的表达量极显著高于其他组织(LSD,P<0.01)。进一步通过qRT-PCR检测FaesCAL基因在甜荞花芽分化5个关键时期表达量的动态变化显示:FaesCAL基因的表达量在开花前雌雄蕊成熟时表达量最高,在雄蕊花丝的迅速伸长和花被片原基的出现时期的表达量其次。推测该基因参与了甜荞的成花转变,并在雄蕊以及花被片的发育中发挥作用。

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。

不同荞麦品种对铅胁迫的耐性差异

用不同浓度的铅处理荞麦7 d后,研究了植株对铅胁迫的耐性差异。结果表明,低浓度铅胁迫对荞麦根的生长表现出一定的促进作用;随着铅浓度的升高,根系生长受到抑制程度加重,但不同品种之间有差异,其中以西荞1号抑制最为严重,九江苦荞比较轻微,晋荞1号处于二者之间。在高浓度铅处理下(1 500μmol.L-1),不同荞麦品种的质膜相对透性均比对照有不同程度上升,以西荞1号升高幅度最大,九江苦荞变化相对较小;而叶绿素a、叶绿素b以及总叶绿素含量均有不同程度下降,其中西荞1号下降幅度最大,九江苦荞变化较小;植株可溶性蛋白质含量均低于对照,其中西荞1号下降幅度最大,而九江苦荞几乎没有变化。所测试的3个荞麦品种对耐铅性存在明显差异,其中以九江苦荞耐铅能力最强,西荞1号最差。

不同播期、播种量和施肥量对甜荞信农1号春播产量及农艺性状的影响

为探明适合重庆地区春播种植甜荞的栽培技术,以信农1号为材料,采用3种播期(主区)、3种播种量(裂区)和3种施肥量(再裂区)的3因素裂-裂区试验,研究不同播期、播种量和施肥量对甜荞产量及主要农艺性状的影响。结果表明,播期对产量和千粒重有极显著影响,对株高有显著影响,对主茎节数、分枝数、单株粒数、单株粒重无显著影响;播种量对产量有显著影响,对主要农艺性状的影响不显著;施肥量对产量、株高、主茎节数、分枝数、单株粒数、单株粒重有极显著影响,对千粒重影响不显著。对产量与主要农艺性状的相关性分析表明,产量与株高、分枝数、单株粒数、单株粒重呈极显著正相关,与主茎节数呈显著正相关,而与千粒重呈不显著的正相关。在重庆地区春播种植甜荞时,以播期为3月5日,播种量为67.5kg/hm2,施肥量为225kg/hm2较好。

荞麦中生物类黄酮的提取方法研究

采用正交设计实验,以荞麦中总黄酮得率为考察指标,对影响荞麦总黄酮提取率的因素进行了探讨,得出了荞麦总黄酮提取的优化条件,并测定了10种荞麦种子总黄酮的含量。结果表明,荞麦总黄酮提取的最佳实验条件为:水浴温度为65℃,乙醇浓度为70%,提取时间为1.5h,固液比为1:30。

HPLC法测定荞麦不同种不同部位槲皮素和山柰酚的含量

目的:采用HPLC法测定荞麦不同种不同部位槲皮素和山柰酚的含量。方法:色谱柱:DIKMA diamonsil(250 mm×4.6 mm,5μm);流动相:乙腈(A)-0.1%磷酸溶液(B),梯度洗脱;检测波长:260 nm;流速:1.0 mL/min;柱温:25℃。结果:苦荞不同部位槲皮素含量为:种子(6.12 mg/g)>叶(1.47 mg/g)>茎(0.34 mg/g),根中未检测到;山柰酚只在种子(0.42 mg/g)和西荞1号叶(0.09 mg/g)中检测到;甜荞根(0.12 mg/g)、茎(0.17 mg/g)、叶(0.32 mg/g)和种子(0.12 mg/g)中均检测到较低含量的槲皮素,未检测到山柰酚;苦荞根、茎和叶中的槲皮素和山柰酚总含量和平均含量都高于甜荞;同一产地不同栽培品种苦荞中槲皮素和山柰酚含量差异不大,甜荞未检测到。结论:该方法方便快速,结果准确,可为荞麦及其产品的质量评价提供依据。

甜荞查尔酮合酶基因Chs的克隆及序列分析

利用RT-PCR技术从甜荞中克隆得到查耳酮合酶（CHS）的cDNA开放阅读框（ORF）序列,命名为FeChs,NCBI登录号为GU172166.1。该序列长1 179 bp,编码392个氨基酸,与其它植物CHS基因的同源性为78%~92%,其推导的氨基酸序列含有CHS高度保守的活性位点及CHS的标签序列GFGPG。

NaCl和NaHCO_3胁迫对荞麦种子萌发的影响

采用单盐胁迫的方法,研究NaCl和NaHCO3胁迫及解除胁迫对荞麦种子萌发的影响,探讨荞麦种子的耐盐碱能力。结果表明,随着NaCl和NaHCO3浓度的增加,种子发芽率、发芽势、相对发芽率、胚根长、苗鲜重总体呈下降趋势;NaCl胁迫下荞麦种子萌发的耐盐浓度、半数抑制浓度、极限浓度分别为17.693‰、19.703‰、21.713‰;NaHCO3胁迫下荞麦种子萌发的耐盐浓度、半数抑制浓度、极限浓度分别为13.098‰、16.938‰、20.777‰;清水复萌试验表明,荞麦种子经NaCl胁迫后的复萌率随浓度的增加而增加;荞麦种子经NaHCO3胁迫后复萌率为0。