藜麦营养学、生态学及种质资源学研究进展

藜麦Chenopodium quinoa (2n=4x=36)属于石竹目藜属Chenopodium,起源于南美洲安第斯山区,在该地区有几千年的栽培历史。近年来,因其营养的全面性和广泛的生态适应性引起世界范围的关注,开始了从印第安主粮到一种战略资源的蜕变之路。本文综述近年来藜麦的营养学、生态学和种质资源学研究进展与亟待解决的问题,并对藜麦的应用前景以及供求现状提出对策和展望。

甜菜色素的生物学研究进展

甜菜色素(Betalains)是一类以六碳结构为骨架的水溶性色素,存在于石竹目Caryophyllales的绝大部分科和一类真菌中。目前已知甜菜色素大约有75种,都属于季胺型生物碱,可以分为两类:甜菜黄素(Betaxanthin)和甜菜红素(Betacyanin)。甜菜色素除了赋予花、果、叶着色,吸引昆虫,提高植物本身抗逆能力等外,也具有优良的抗氧化作用。甜菜色素的合成代谢始于酪氨酸,是由4~5个关键酶催化反应和一系列自发反应构成的反应网络。本文结合国内外最新研究进展,对甜菜色素理化性质、生理功能、合成以及应用做较为全面的综述。

42个三角梅品种的花粉形态比较分析

采用扫描电镜对三角梅42个品种的花粉形态作观察,参考已发表的三角梅花粉育性的数据,探究花粉形态和花粉育性的联系。采集42个三角梅品种的花粉,人工干燥后进行电镜形态观察,采集3000倍下的近极面观、远极面观、赤道面观、侧面观以及10000倍下的外壁网脊等图片,确定三角梅不同品种花粉的整体外观形态。测定花粉的大小、萌发沟数量,对比不同品种和不同花粉部位的芽突数量。三角梅花粉呈现单侧凹陷、单侧突出的凸饼状结构,三角梅不同品种的花粉粒直径在21.64~31.14μm之间。少数品种的萌发沟有3个,萌发沟少于3个的品种主要集中于花粉育性低的品种中。花粉表面网脊状褶皱,褶皱上芽突数量不等,不同品种有所差别。芽突数量与植株花粉育性关系密切,花粉育性高的品种花粉表面芽突数量多于花粉育性低的品种。花粉粒表面芽突数量减少,降低三角梅花粉的附着能力,这有可能是导致该品种花粉育性极低的原因之一。

“超级粮食”藜麦

藜麦是一种古老的安第斯粮食作物,在蒂瓦纳科和印加文明中,藜麦在人们的饮食中占有重要地位。它对人类和动物来说都是一种营养价值很高的食物,被称为'印加稻米'。近年来,科学家们通过研究又发现了它许多隐藏的营养价值,因此藜麦也受到了全世界的关注。那么,相比其他谷物,藜麦具体有哪些较高的营养价值,而被誉为“超级粮食”呢?

藜麦——不只是粮食

植物体中除了糖类、脂肪、核酸和蛋白质等基本有机物之外,还有由这些基本有机物衍生出来的次生物质。植物次生代谢产物是植物对环境的一种适应,是在长期进化过程中植物与生物和非生物因素相互作用的结果。藜麦次生代谢产物的产生是其对干旱、盐渍、寒冷、高热、昆虫的危害、草食性动物的采食以及病原微生物侵袭等逆境的防御和适应,由此也给我们人类带来了丰富的功能性物质。

藜麦优生优育的那些事儿

和其他粮食作物相似,藜麦从成为土著人的粮食后,也经历了漫长的种质改良。据出土于秘鲁中部高地阿亚库乔的考古资料显示,藜麦的种植差不多可以追溯到大约7 000年前,在安第斯山区藜麦很可能是当地最早的农作物之一。智利的印第安人墓穴中出土的藜麦种子化石可以追溯到公元前3000年前。

藜麦宝藏如何藏

藜麦是异源四倍体植物,分布于美洲热带和亚热带地区。在对干旱、盐碱地、高原和其他边缘环境漫长的适应过程中,形成了丰富的种质多样性,众多藜麦野生品种资源习性和性状参数的变化,也成就了藜麦的千姿百态。藜麦的生长习性可以分为4种:不分枝,只有单一主穗;分枝顶穗长至主穗下部的三分之一处;分枝顶穗长至主穗的三分之二处;主穗不明显,所有分枝顶穗几乎在同一高度。

藜麦——功能性食物里的新星

关于藜麦最早的书面描述来源于德国植物学家和药理学家C.L.Willdenow,其在临床实践中发现了藜麦的诸多药理作用。藜麦的营养成分含量丰富,比例均衡,因而享有众多美誉,同时,由于含有独特的基本营养物质而被称为功能性食品。总之,藜麦对人体健康有非常积极的医疗保健作用。藜麦的糖类中,葡萄糖和果糖的含量较低,有助于维持低血糖指数。而且藜麦中的膳食纤维使得藜麦的餐后饱腹感很强,这有助于人们养成更健康的饮食习惯。

个性——尊贵而不娇贵

藜麦来源于安第斯山脉地区,从北部的委内瑞拉延伸到南部的阿根廷、智利,包括哥伦比亚、厄瓜多尔、秘鲁和玻利维亚。那里的特点是气候恶劣:降水少,干旱、霜冻和冷害频繁发生,并伴随土壤营养缺乏,以及高海拔造成的极端的太阳辐射。恶劣的生长条件造就了藜麦不娇贵的个性。藜麦对土壤和气候条件的适应性非常广泛:从北纬2度到南纬40度、从海拔4 0 0 0米到海平面、从年降水量2 0 0 0毫米到5 0毫米的区域几乎都可以种植。藜麦生长可适应的温度范围也很广泛,从-4℃到-38℃;可适应的土壤酸碱度范围为pH6.0~8.5;可适应的盐度范围达到4 0 ms/c m。

安第斯高原——你古老的家乡

要深入认识藜麦这个物种,我们还是先从藜麦的发现讲起。考古学家在秘鲁和智利多个地区的古老墓葬中都发现了藜麦的果穗及散落的藜麦种子,这表明藜麦曾作为主要粮食被大量食用。从被安第斯山区的原著民驯化,到西班牙殖民者入侵禁止当地人种植,再到今天藜麦在世界各地受到追捧,藜麦的历史既丰富又复杂。

藜麦 从南美高原款款走向世界

全球气候环境在过去的一百年来,随着人类活动范围的扩大,气候环境变化带来的粮食危机日益凸显:当前粮食产量不足以支撑目前的人口增长速度,环境恶化也使粮食品质不断下降。也许,最为严重的环境恶化莫过于温室效应,由此带来的气候异常包括降水量分布的改变、气流活动模式的改变、暴风雨的频率和强度增加、季节变化规律的改变。这些变化无疑直接影响人类赖以生存的粮食生产,特别是现代农业生产中,粮食品种大多是长期优选的基因单一的品种,极易受气候变化引发减产甚至绝产,这就是全世界对于全球温饱问题的担忧所在,也是联合国粮农组织多少年来致力于寻找新的粮食资源的重要原因所在。

从远古走来的超级粮食——藜麦

第一次听说'藜麦',是很多年前在一篇英文文献中。文中充满深情地描述了这个物种的种种性格,植物科学工作者的专业好奇心一下子被勾起来了,于是就深入调研了一下,从此,一发不可收,开始了初识藜麦—与藜麦相见—种植藜麦—研究与欣赏藜麦的故事,这就是我与藜麦的这段奇缘。“藜麦”这个名字起得很有讲究。我们先来说说“藜”字。“藜”隐藏着三层含义:一则“藜”体现了这种植物的一部分外形特征,即有些像藜,这是感官想象;二则“藜”也透露出它的分类变迁,因为藜麦曾经被一度被划作藜科家族的成员,后被分到苋科藜属家族;三则“藜”彰显其狂傲不羁的原野气质。

有关藜麦的一些后话

藜麦,营养既均衡又全面,保健功能显著而独特;生态适应性广泛,从各方面都彰显其尊贵而不娇贵的个性。然而现状是,藜麦栽培仍然以南美洲的玻利维亚等原产区为主,远远满足不了迅速升温的藜麦消费市场需求。显然,藜麦供需的不平衡必然带来消费者不期望看到的价格的不断攀升。这个问题在20世纪末就已经凸显。