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研究揭示優(yōu)質(zhì)彩色小麥與氮素水平及花青素作用機制
作者：丁佳,嚴濤     來源：中國科學報
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近日，山西農(nóng)業(yè)大學小麥研究所閆秋艷副研究員在氮肥與不同粒色小麥之間品質(zhì)影響關系方面取得進展，相關研究成果分別發(fā)表于Food Research International和Journal of Agricultural and Food Chemistry上。
彩色小麥因其營養(yǎng)成分而備受關注。然而，氮肥對不同粒色小麥（白粒、藍粒、紫粒）關鍵代謝物和籽粒品質(zhì)的影響研究較為缺乏。高氮水平能促進小麥生長，改善籽粒指標，提高養(yǎng)分吸收。各小麥品種旗葉SPAD值均表現(xiàn)為HN > MN >LN。代謝組學分析表明，358種代謝物主要屬于29類，包括羧酸及其衍生物、脂肪酸、黃酮類和酚類。WLN vs WHN、BHN vs BLN、PHN vs PLN的累積代謝物差異分別為35、39和70種，主要富集于“植物次生代謝物生物合成”“cGMP-PKG信號通路”“鞘脂信號通路”“組氨酸和嘌呤衍生生物堿生物合成”和“植物激素生物合成”。此外，三個小麥品種的芥酸含量較高，高氮處理后芥酸含量降低。本研究初步揭示了白粒、藍粒和紫粒小麥籽粒代謝物對不同氮素水平的響應機制，為進一步選育優(yōu)質(zhì)彩粒品種奠定了理論基礎。
氮（N）是植物生長的關鍵因子，影響著花青素的合成。高氮提高了彩粒小麥的產(chǎn)量組成和籽粒形態(tài)性狀，降低了加工性狀和營養(yǎng)品質(zhì)性狀。大部分品質(zhì)性狀與產(chǎn)量構(gòu)成和形態(tài)性狀呈顯著負相關。低氮條件下花青素積累較多，但其他相關產(chǎn)量和形態(tài)性狀下降。花色苷含量以藍色小麥最高，紫色小麥次之。藍小麥和紫小麥的主要花青素為花青素-3-O-(6-O-丙二醇-β-d-葡萄糖苷和花青素-3-O-蘆丁苷。所鑒定的花青素相關代謝物與類黃酮生物合成、花青素生物合成和次生代謝物生物合成有關。因此，本研究為生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)彩色小麥優(yōu)化氮肥管理提供了信息，并驗證了花青素積累與低氮條件之間的密切關系。
相關論文信息：
https://doi.org/10.1016/j.foodres.2024.114700
https://doi.org/10.1021/acs.jafc.4c04756
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