土地鹽堿化嚴重制約全球農作物生長和產量形成，糜子作為起源于我國的古老農作物，有較強的耐鹽堿脅迫的能力，目前關于糜子籽粒對堿脅迫的響應尚未見相關報道。近期，農學院特色雜糧科技創新團隊在國際權威學術期刊《Food Research International》上在線發表題為“Widely targeted metabolomic analysis revealed the effects of alkaline stress on nonvolatile and volatile metabolites in broomcorn millet grains”的研究論文。2019級博士研究生馬前為論文第一作者，馮佰利教授為論文通訊作者。
非生物脅迫會影響作物蛋白質、脂質、非結構性碳水化合物、礦物質、抗氧化劑、飼料價值以及物理和感官特性，且非生物脅迫對營養和功能特性的影響因作物而異。研究堿脅迫對糜子籽粒營養成分、功能性物質和代謝物變化的影響，對完善糜子功能性食品產業鏈，構建多元化食物供給體系，樹立大食物觀有重要意義。
該項研究通過盆栽試驗、精準靶向代謝組測定分析、廣泛靶向代謝組測定分析等試驗方法和技術手段，探究了堿脅迫對糜子營養成分、功能性物質、非揮發性代謝組和揮發性代謝組的影響。研究發現，在糜子籽粒中共鑒定出933種非揮發性代謝物和313種揮發性代謝物，堿脅迫分別引起114種和89種非揮發性代謝物以及16種和20種揮發性代謝物在堿敏感糜子和耐堿糜子籽粒中差異積累。與對照相比，堿脅迫改變了成熟期糜子籽粒苯丙素、黃酮類化合物、黃酮和黃酮醇、纈氨酸、亮氨酸和異亮氨酸的生物合成以及精氨酸和脯氨酸、色氨酸和抗壞血酸的代謝。堿脅迫下，糜子籽粒酚酸、類黃酮、氨基酸及其衍生物、有機酸等代謝物含量增加，堿敏感糜子相關代謝物變化更顯著。這些發現為進一步研究糜子籽粒的食品化學和功能性食品開發及鹽堿地利用提供了有價值的信息。
此前，特色雜糧科技創新團隊完成了296份糜子種質資源耐堿性鑒定與評價，結合形態學、生理學、轉錄組學與代謝組學從“宏觀—微觀”以及“表型—生理—分子”多層面、多角度揭示耐堿性不同的糜子對堿脅迫的響應和適應機制，并揭示了24-表油菜素內酯緩解糜子堿脅迫的生理和分子機制，為鹽堿地作物生產提供了可行性依據，為植物改良鹽堿地奠定了理論基礎。相關研究成果發表在《Journal of Environmental Management》、《Ecotoxicology and Environmental Safety》、《Global Change Biology Bioenergy》、《Land Degradation & Development》、《Frontiers in Plant Science》等學術期刊。
該研究得到了國家谷子高粱產業技術體系和陜西省小雜糧產業技術體系等項目資助。
文章鏈接：https://doi.org/10.1016/j.foodres.2023.113066
日期：2023-08-09
非生物脅迫會影響作物蛋白質、脂質、非結構性碳水化合物、礦物質、抗氧化劑、飼料價值以及物理和感官特性，且非生物脅迫對營養和功能特性的影響因作物而異。研究堿脅迫對糜子籽粒營養成分、功能性物質和代謝物變化的影響，對完善糜子功能性食品產業鏈，構建多元化食物供給體系，樹立大食物觀有重要意義。
該項研究通過盆栽試驗、精準靶向代謝組測定分析、廣泛靶向代謝組測定分析等試驗方法和技術手段，探究了堿脅迫對糜子營養成分、功能性物質、非揮發性代謝組和揮發性代謝組的影響。研究發現，在糜子籽粒中共鑒定出933種非揮發性代謝物和313種揮發性代謝物，堿脅迫分別引起114種和89種非揮發性代謝物以及16種和20種揮發性代謝物在堿敏感糜子和耐堿糜子籽粒中差異積累。與對照相比，堿脅迫改變了成熟期糜子籽粒苯丙素、黃酮類化合物、黃酮和黃酮醇、纈氨酸、亮氨酸和異亮氨酸的生物合成以及精氨酸和脯氨酸、色氨酸和抗壞血酸的代謝。堿脅迫下，糜子籽粒酚酸、類黃酮、氨基酸及其衍生物、有機酸等代謝物含量增加，堿敏感糜子相關代謝物變化更顯著。這些發現為進一步研究糜子籽粒的食品化學和功能性食品開發及鹽堿地利用提供了有價值的信息。
此前，特色雜糧科技創新團隊完成了296份糜子種質資源耐堿性鑒定與評價，結合形態學、生理學、轉錄組學與代謝組學從“宏觀—微觀”以及“表型—生理—分子”多層面、多角度揭示耐堿性不同的糜子對堿脅迫的響應和適應機制，并揭示了24-表油菜素內酯緩解糜子堿脅迫的生理和分子機制，為鹽堿地作物生產提供了可行性依據，為植物改良鹽堿地奠定了理論基礎。相關研究成果發表在《Journal of Environmental Management》、《Ecotoxicology and Environmental Safety》、《Global Change Biology Bioenergy》、《Land Degradation & Development》、《Frontiers in Plant Science》等學術期刊。
該研究得到了國家谷子高粱產業技術體系和陜西省小雜糧產業技術體系等項目資助。
文章鏈接：https://doi.org/10.1016/j.foodres.2023.113066
日期：2023-08-09
