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苦荞种子中硒含量的基因型差异研究



全 文 :苦荞种子中硒含量的基因型差异研究
时 政,韩承华,黄凯丰* (贵州师范大学生命科学学院植物遗传育种研究所,贵州贵阳 550001)
摘要 [目的]筛选出硒含量较高的苦荞资源。[方法]以不同产地的 35 份苦荞资源为试材,测定了其籽粒中的硒含量。[结果]35 份
苦荞资源的硒含量变化幅度为 0. 009 9 ~0. 120 8 mg /kg,平均值为 0. 040 6 mg /kg;不同产地苦荞的硒含量存在差异,以甘肃地区较高,贵
州纳雍和陕西较低。[结论]为进一步研究硒含量在不同苦荞资源间的遗传变异规律提供了理论依据。
关键词 苦荞;硒含量;遗传变异
中图分类号 S132 文献标识码 A 文章编号 0517 -6611(2011)16 -09518 -02
Study on Se Content in Different Genotypes of Fagopyrum tataricum
SHI Zheng et al (Institute of Plant Genetics and Breeding,School of Life Science,Guizhou Normal University,Guiyang,Guizhou 550001)
Abstract [Objective]To select the Fagopyrum tataricum with higher Se content.[Method]Se contents in 35 Fagopyrum tataricum materials
from different places of origin were detected.[Result]Se content in the 35 Fagopyrum tataricum materials ranged from 0. 009 9 to 0. 120 8
mg /kg with an average of 0. 040 6 mg /kg;it varied from region to region,the Se content in the Fagopyrum tataricum materials from Gansu was
the highest while lower in that from Nayong of Guizhou and Shaanxi.[Conclusion]The research provided theoretical support for further stud-
ying the genetic variation laws of Se content in different Fagopyrum tataricum materials.
Key words Fagopyrum tataricum;Se content;Genetic variation
基金项目 贵州省科学技术基金项目[黔科合 J字(2009)2108 号];贵
州师范大学博士科研基金项目(2008 年)。
作者简介 时政(1983 - ) ,江苏徐州人,男,讲师,硕士,从事营养保健
研究,E-mail:drshiz1002@ hotmail. com。* 通讯作者,副教
授,博士,从事营养保健研究,E-mail:hkf1979@ 163. com。
收稿日期 2011-01-21
苦荞(Fagopyrum tataricum)属于蓼科荞麦属栽培作物,
学名为鞑靼荞麦[1],在我国粮食作物中属小宗作物,是很好
的救灾填闲作物和重要的蜜源作物[2]。苦荞具有很高的营
养和药用价值,其蛋白质含量较高,富含所有人体必需的各
种氨基酸,且其组成合理、配比适宜,接近于标准蛋白,营养
十分平衡,其营养明显高于其他谷物类作物[3 -5]。此外,种
子中的脂肪、维生素和微量元素含量也普遍高于大米、小麦
等主要粮食作物,苦荞种子中还含有其他禾谷类粮食作物种
子中所没有的生物类黄酮物质[6]。因此,认为苦荞集营养、
保健、医疗于一体,被誉为 21 世纪最风行的绿色食品[7 -8]。
这也是国内外市场对苦荞需求量呈逐年快速增加的主要原
因。因此,近年来我国苦荞的开发应用受到越来越多的重
视,许多省份尤其是我国西南地区,都将其作为特色小杂粮
进行栽培推广。
硒是人体必需的微量元素,医学方面研究证实了人类的
多种疾病与长期硒元素摄入量不足有关[9]。我国人体的克
山病和大骨节病已证实为缺硒症,此外硒还与癌症、心脑血
管疾病、艾滋病、糖尿病等 40 多种疾病的发病有关[6]。因此
认为适当补硒,可增强人类对上述疾病的抵抗性。因此,选
育出富硒苦荞品种(系)并进行推广应用,极具开发前景。但
目前在生产上存在苦荞资源较多却很难选出硒含量较高的
苦荞材料进行栽培推广的问题。为此,笔者以相同栽培条件
下不同原产地的 35 份苦荞资源为试材,测定了其种子中的
硒含量,以探讨硒含量在苦荞不同资源间的遗传变异规律,
旨在为培育富硒苦荞新品种及开发利用提供理论依据。
1 材料与方法
1. 1 材料 35份苦荞材料(表 1)由贵州师范大学生命科
学学院植物遗传育种研究所提供。所有材料均于 2010年 8
月 20日播种于贵州市龙洞堡贵州师范大学生命科学学院
植物遗传育种研究所柏杨试验基地。每份材料种植 1 个小
区,小区面积为 2 m × 5 m,行距 40 cm,株距 10 cm,常规田
间管理。2010年 11 月 30 日收获种子,种子干燥后保存于
-20 ℃冰柜中。
表 1 试验用 35份苦荞材料
Table 1 35 Fagopyrum tataricum materials in experiment
序号
No.
名称
Cultivar
原产地
Place
of origin
代号
Symbol
1 大苦荞 Daku 贵州威宁 T282
2 品比 Pingbi2 贵州威宁 T284
3 黑苦荞 Heiku 贵州赫章 T292
4 单选 F01 DanxuanF01 贵州威宁 T301
5 罗甸 Ludian 云南 T305
6 单选 F02 DanxuanF02 贵州威宁 T309
7 伊孟苦荞 Yimengku 贵州威宁 T324
8 白镇苦荞 Baizhengku 贵州威宁 T330
9 苦 37 Ku37 贵州威宁 T340
10 川苦 1 Chuanku1 四川 T345
11 勺白 Saobai 贵州威宁 T349
12 K013 贵州威宁 T352
13 刺苦荞 Ciku 贵州威宁 T364
14 86-36 贵州威宁 T365
15 浦江苦荞 Pujiangku 贵阳六盘水 T367
16 19-22 贵州威宁 T373
17 无各黑苦Wugeheiku 贵州威宁 T374
18 KP005 陕西 T384
19 黔威 1 Qianwei 1 贵州威宁 T388
20 黑苦 6 Heiku 6 贵州威宁 T395
21 西白苦荞 Xibaiku 贵州威宁 T398
22 龙苦荞 Longku 贵州威宁 T412
23 山苦荞 Shanku 贵州赫章 T415
4 曹坝苦荞 Caobaku 贵州赫章 T416
25 苦荞 1Ku1 贵州赫章 T425
26 庄苦荞 Zhuangku 贵州赫章 T429
27 大冲苦 2 Dachongku2 贵州威宁 T441
28 雪山苦荞 Xueshanku 贵州威宁 T444
29 伊拉苦荞 Yilaku 贵州威宁 T446
30 威苦荞 02-286 Weiku02-286 贵州威宁 T452
31 西苦 6-14 Xiku6-14 陕西 T453
32 平 01-043 Ping01-043 甘肃 T460
33 云苦 67 Yunku67 云南 T463
34 云苦 2 Yuku2 陕西 T468
35 纳雍苦荞 Nayongku 纳雍 T470
责任编辑 乔利利 责任校对 况玲玲安徽农业科学,Journal of Anhui Agri. Sci. 2011,39(16):9518 - 9519,9524
DOI:10.13989/j.cnki.0517-6611.2011.16.188
1. 2 方法 将保存于 - 20 ℃冰柜中的材料取出,于 105 ℃
烘箱中杀青 15 min,恒温(60 ℃)烘干至恒重。去壳后用粉
碎机粉碎,放入干燥器中保存备用,测定前再于 60 ℃烘箱
中烘至恒重。硒含量的测定参考 GB /T 5009. 93-2003[10]的
方法。
1. 3 数据处理 采用 Excel 2003 软件进行数据处理,利用
SPSS 17. 0进行差异显著性分析。
2 结果与分析
2. 1 不同苦荞材料的硒含量比较 由表 2 可知,35 份苦荞
材料硒含量的变异幅度为 0. 009 9 ~ 0. 120 8 mg /kg,平均值
为 0. 040 6 mg /kg,其中原产甘肃的 T460(32号)硒含量最高;
来自贵州威宁的 T412(22 号)最低。根据硒含量情况(表
3) ,可将 35 份苦荞材料分为 3 类:低硒类型,硒含量在
0. 019 2 mg /kg以下,有 2 份材料,占供试料数的 5. 71%;中
硒类型,硒含量在 0. 019 2 ~ 0. 074 7 mg /kg,有 31 份材料,占
供试料数的 88. 58%;高硒类型,硒含量在 0. 074 7 mg /kg 以
上,共有 2份材料,占供试料数的 5. 71%。
表 2 不同苦荞材料的硒含量比较
Table 2 Comparison of Se content in different Fagopyrum tataricum
materials mg /kg
序号
No.
硒含量
Se content
序号
No.
硒含量
Se content
序号
No.
硒含量
Se content
1 0. 041 2 13 0. 090 4 25 0. 064 1
2 0. 044 4 14 0. 010 2 26 0. 019 4
3 0. 061 5 15 0. 035 8 27 0. 018 6
4 0. 036 4 16 0. 017 0 28 0. 057 0
5 0. 042 4 17 0. 022 6 29 0. 052 4
6 0. 020 8 18 0. 016 4 30 0. 022 5
7 0. 058 8 19 0. 049 2 31 0. 032 6
8 0. 049 2 20 0. 067 3 32 0. 120 8
9 0. 030 9 21 0. 037 6 33 0. 071 7
10 0. 046 8 22 0. 009 9 34 0. 018 5
11 0. 062 5 23 0. 015 3 35 0. 023 7
12 0. 023 5 24 0. 028 3
表 3 硒含量(x)的频数(f)分布
Table 3 Frequency distribution of Se content
序号
No.
区间
Interval∥mg /kg
组中值 x
Group median∥mg /kg
频数 f
Frequence
累计频数 Cf
Cumulative frequence
频率
Frequency
累计频率 Cr
Cumulative frequency
1 0. 000 7 ~0. 019 2 0. 010 0 2 2 0. 057 1 0. 057 1
2 0. 019 2 ~0. 037 7 0. 028 5 17 19 0. 485 7 0. 542 8
3 0. 037 7 ~0. 056 2 0. 047 0 7 26 0. 200 0 0. 742 8
4 0. 056 2 ~0. 074 7 0. 065 5 7 33 0. 200 0 0. 942 8
5 0. 074 7 ~0. 093 2 0. 084 0 1 34 0. 028 6 0. 974 4
6 0. 093 2 ~0. 111 7 0. 102 5 1 35 0. 028 6 1. 000 0
2. 2 不同产地苦荞籽粒中硒含量比较 由表 4 可知,不同
原产地苦荞硒含量存在一定差异,其中甘肃地区的苦荞硒含
量较高,达到 0. 120 8 mg /kg;贵州纳雍和陕西较低,分别为
0. 023 7和0. 025 5 mg /kg。不同地区苦荞籽粒中硒含量的差
异总体达显著水平。另外,原产云南的苦荞种子中硒含量的
变异系数最低,说明其较为稳定,而原产贵州赫章的苦荞种
子中硒含量的变异系数最大。
表 4 不同产地苦荞种子中硒含量及多重比较
Table 4 Se content in Fagopyrum tataricum seeds from different places and its multiple comparison results
原产地
Origin
样本数∥个
Number of samples
硒含量 Se content∥mg /kg
最小值
Minimum
最大值
Maximum
平均值
Mean
变异系数
(CV)∥%
贵州威宁 Weining in Guizhou 21 0. 009 9 0. 090 4 0. 039 2 cd 53. 80
赫章 Hezhang 5 0. 015 3 0. 064 1 0. 037 7 d 62. 08
六盘水 Liupanshui 1 - - 0. 035 8 d -
纳雍 Nayong 1 - - 0. 023 7 e -
四川 Sichuan 1 - - 0. 046 8 c -
陕西 Shaanxi 3 0. 016 4 0. 032 6 0. 025 5 e 38. 99
甘肃 Gansu 1 - - 0. 120 8 a -
云南 Yunnan 2 0. 042 4 0. 071 7 0. 057 1 b 36. 26
注:同列不同小写字母表示在 0. 05水平上差异显著。
Note:Different lowercase letters in the same columns indicate significant difference at 0. 05 level.
3 结论与讨论
(1)唐玉霞等[11]采用国家标准法 GB /T 5009. 93-2003测
定了 3 种小麦籽粒中的硒含量,发现其含量变异范围为
0. 051 ~0. 220 mg /kg。江川等[12]以福建省生产推广应用的
水稻品种共 45份种质资源为试材,研究了其精米中的硒含
量,发现不同基因型水稻品种精米中硒含量差异很大,变异
幅度为0. 009 ~0. 065 mg /kg,平均达 0. 067 mg /kg。该研究表
明,35份苦荞资源硒含量的变异幅度为 0. 009 9 ~ 0. 120 8
mg /kg,平均值为 0. 040 6 mg /kg,这与陈庆富[13]的研究结果
一致,但普遍低于黄小燕等[6]的研究结果,这可能是由于测
定方法不同所致。35 份苦荞资源中以原产甘肃的 T460(32
号)硒含量最高达 0. 120 8 mg /kg;未超过国家规定的粮食中
硒含量的上限 0. 3 mg /kg[11],值得在高硒苦荞资源的开发利
(下转第 9524页)
915939 卷 16 期 时 政等 苦荞种子中硒含量的基因型差异研究
3 结论与讨论
研究表明,溶液Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和无水乙醇的反应时间对质粒
DNA的纯度影响都不大,都能获得较高纯度,但对产率都有
一定影响。溶液Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和无水乙醇分别在 0、1、1、5 min的反
应时间得到最高的 DNA 产率,虽然比常规法 DNA 产率略
低,但与常规法 5、5、5、15 min的反应时间相比,大大缩短了
质粒 DNA的提取时间。电泳结果表明,采用 2 种方法都可
成功提取目标质粒 DNA;采用常规法提取的质粒 DNA 出现
拖带现象,而采用改良法基本未拖带,说明改良法提取质粒
DNA的纯度较好;采用常规法提取 DNA条带亮度高于改良
法,即采用常规法提取的质粒 DNA产率较高。
碱裂解法是一种应用最为广泛的制备质粒 DNA 的方
法。小量制备的质粒 DNA 经过苯酚、氯仿抽提以及 RNA
酶消化、乙醇沉淀等简单步骤去除残余蛋白质和 RNA,所得
质粒 DNA已可满足细菌转化、DNA 片段分离和酶切等要
求。该研究将常规碱裂解法优化,在基本不影响 DNA纯度
和产率的前提下,对碱裂解法中溶液Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和无水乙醇
的反应时间进行优化,反应时间从原来的 5、5、5、15 min 分
别缩短至 0、1、1、5 min,总提取时间缩短 23 min。这为今后
的试验工作节约了时间,建立了一种快速、高效制备质粒
DNA的提取方法。
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5409 -5420.
(上接第 9519 页)
用中进一步推广应用。
(2)试验所用材料均来自同一地块、同一气候条件,但从
35份苦荞资源硒含量的变异幅度来看,材料间的硒含量存在
明显差异,这可能是由荞麦材料间的遗传因素所致,值得进
一步研究。
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