薏苡种质的主要营养组分特征及综合评价

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李祥栋, 潘虹, 陆秀娟, 魏心元, 陆平, 石明, 秦礼康. 薏苡种质的主要营养组分特征及综合评价[J]. 中国农业科学, 2018, 51(5): 835-842 https://doi.org/10.3864/j.issn.0578-1752.2018.05.003
LI XiangDong, PAN Hong, LU XiuJuan, WEI XinYuan, LU Ping, SHI Ming, QIN LiKang. Characteristics and Comprehensive Assessment of Principal Nutritional Components in Adlay Landraces[J]. Scientia Acricultura Sinica, 2018, 51(5): 835-842 https://doi.org/10.3864/j.issn.0578-1752.2018.05.003

0 引言

【研究意义】薏苡属于禾本科（Gramineae）薏苡属（Coix L.）一年生或多年生草本植物,其果实剥壳之后的果仁俗称薏（苡）仁米或薏苡仁。薏苡仁营养价值高并且还有保健滋养成分,药（医）食同源,被称为“生命健康之禾”。现代药理学研究表明,薏苡仁具有促进新陈代谢、抗肿瘤、镇痛、利尿、降血糖、防止皮肤粗糙与美容等功效^[1,2]。品质评价是薏苡种质创新利用的前提,也是品种选育的重要环节。薏苡种质资源丰富多样,不同地区的特定环境孕育了当地的特色资源（品种）,因此,不同产区的薏仁米品质特性也存在较大差异,通过对薏苡地方种质（品种）的主要营养成分进行剖析,采用多指标、多重分析方法综合评价不同薏苡仁品质特征与营养差异,这对于薏苡的品种选育和综合利用具有重要意义。【前人研究进展】薏苡仁的淀粉、蛋白质、脂肪、氨基酸组成与其加工特性（如耐蒸煮、延展性）和风味特征息息相关。迄今为止,前人研究多见于薏苡资源形态与分类^[3,4,5,6,7]、分子细胞遗传^[8,9,10]、栽培技术和产量组成^[11,12]等方面。黄士礼等^[13]分析了来自台湾、日本的8份材料,其粗蛋白10.7%—11.5%、粗脂肪6.7%—6.8%、粗纤维17.6%—18.8%、灰分6.3%—7.5%、无氮萃取物56.7%—57.5%。苏海兰等^[14]分析了福建品种‘蒲薏6号’不同组织器官（果仁、糠皮、果实、叶、茎、根）的脂肪酸组分含量及营养价值。王颖等^[15]分析了贵州兴仁县薏苡的不同组织器官的蛋白质、多糖、氨基酸维生素、矿质元素等指标,均为薏苡的综合开发利用提供了指导。陈裕星等^[16]从药理学成分出发,通过对3个台湾品种籽粒的药用成分进行深入剖析,建立了不同品种的HPLC化学指纹图谱。杨阳等^[17]也发现8个不同产地的薏苡中甘油三油酸酯和薏苡素的含量均存在较大差异,甘油三油酸酯含量为0.53%—1.04%,薏苡素为0.6193—3.4697 mg·g^-1。【本研究切入点】前人研究主要是针对少数的育成品种的营养、药用组分进行分析,种质的覆盖范围狭窄、信息量少,对于种质筛选和品种选育的指导均十分有限。【拟解决的关键问题】本研究通过对国内外的地方薏苡种质进行收集和种植,并对其主要营养组分进行分析和特征评价,筛选优异种质,为品质改良和良种选育提供理论支撑。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试材料均为不同地区栽培薏苡,共86份,其中82份种质来自中国贵州、云南、福建、广西、四川、浙江、台湾、江西、河北、山西、山东、安徽、辽宁、吉林各地,此外还有老挝种质3份,韩国种质1份（电子附表1）。所有薏苡种质于2016年5月,在贵州省兴义市黔西南州农业科学研究所试验基地按小区种植,小区面积10 m²,长×宽=5 m×2 m,每小区种植5行,除草、施肥等田间管理按照统一方式进行,成熟期收获籽粒、晒干,以备后续分析。
Table S1
附表1
附表1薏苡种质信息表
Table S1Information of adlay landraces

编号 Accession No.	名称 Name	来源 Origin	编号 Accession No.	名称 Name	来源 Origin
1	金沙薏米 Jinshayimi	中国福建 Fujian, China	23	八达栽培薏苡 Badazaipeiyiyi	中国云南 Yunnan, China
2	金沙薏米 Jinshayimi	中国福建 Fujian, China	24	浙江小粒薏苡 Zhejiangxiaoliyiyi	中国浙江 Zhejiang, China
3	金沙薏米 Jinshayimi	中国福建 Fujian, China	25	浙江大粒薏苡 Zhejiangdaliyiyi	中国浙江 Zhejiang, China
4	金沙薏米 Jinshayimi	中国福建 Fujian, China	26	太古2-4 Taigu2-4	中国山西 Shanxi, China
5	金沙薏米 Jinshayimi	中国福建 Fujian, China	27	太古2-14 Taigu2-14	中国山西 Shanxi, China
6	金沙薏米 Jinshayimi	中国福建 Fujian, China	28	安国薏苡 Anguoyiyi	中国河北 Hebei, China
7	金沙薏米 Jinshayimi	中国福建 Fujian, China	29	承德薏苡 Chengdeyiyi	中国河北 Hebei, China
8	金沙薏米 Jinshayimi	中国福建 Fujian, China	30	川紫薏苡 Chuanziyiyi	中国四川 Sichuan, China
9	蒲城薏苡 Puchengyiyi	中国福建 Fujian, China	31	薏仁 Yiren	中国贵州 Guizhou, China
10	盘薏黑壳 Panxianheike	中国贵州 Guizhou, China	32	本地六谷 Bendiliugu	中国贵州 Guizhou, China
11	盘薏白壳 Panxianbaike	中国贵州 Guizhou, China	33	六谷 Liugu	中国贵州 Guizhou, China
12	师薏1号 Shiyi 1	中国云南 Yunnan, China	34	贵州薏苡 Guizhouyiyi	中国贵州 Guizhou, China
13	本地种薏谷 Bendizhongyigu	中国广西 Guangxi,China	35	薏11 Yi 11	中国贵州 Guizhou, China
14	老挝薏苡 Laowoyiyi	老挝 Laos	36	薏12 Yi 12	中国贵州 Guizhou, China
15	老挝薏苡 Laowoyiyi	老挝 Laos	37	陆谷 Lugu	中国贵州 Guizhou, China
16	老挝薏苡 Laowoyiyi	老挝 Laos	38	薏14 Yi 14	中国贵州 Guizhou, China
17	老挝薏苡 Laowoyiyi	老挝 Laos	39	罗平薏苡 Luopingyiyi	中国云南 Yunnan, China
18	宁化薏苡 Ninghuayiyi	中国福建 Fujian, China	40	六谷 Liugu	中国云南 Yunnan, China
19	蒲城薏仁 Puchengyiren	中国福建 Fujian, China	41	糯六谷 Nuoliugu	中国云南 Yunnan, China
20	黑薏米 Heiyimi	中国湖南 Hunan, China	42	六谷 Liugu	中国云南 Yunnan, China
21	安国薏苡 Anguoyiyi	中国河北 Hebei, China	43	桥头六谷 Qiaotouliugu	中国云南 Yunnan, China
22	佛鑫3号 Foxin 3	中国云南 Yunnan, China	44	糯六谷 Nuoliugu	中国云南 Yunnan, China
编号 Accession No.	名称 Name	来源 Origin	编号 Accession No.	名称 Name	来源 Origin
45	六谷 Liugu	中国云南 Yunnan, China	67	昌黎薏米 Changliyimi	中国河北 Hebei, China
46	六谷 Liugu	中国云南 Yunnan, China	68	锦屏白薏米 Jinpingbaiyimi	中国贵州 Guizhou, China
47	饭六谷 Fanliugu	中国云南 Yunnan, China	69	昌黎黑川谷 Changliheichuangu	中国河北 Hebei, China
48	糯六谷 Nuoliugu	中国云南 Yunnan, China	70	赣南薏米 Gannanyimi	中国江西 Jiangxi, China
49	花甲六谷 Huajialiugu	中国云南 Yunnan, China	71	通江薏苡 Tongjiangyiyi	中国四川 Sichuan, China
50	花甲六谷 Huajialiugu	中国云南 Yunnan, China	72	店前薏苡 Dianqianyiyi	中国安徽 Anhui, China
51	富薏1号 Fuyi 1	中国云南 Yunnan, China	73	辽宁本地薏苡 Liaoningbendiyiyi	中国辽宁 Liaoning, China
52	引韩1号 Yinhan 1	韩国 Korea	74	薏米8 Yimi 8	中国贵州 Guizhou, China
53	通江白薏苡 Tongjiangbaiyiyi	中国四川 Sichuan, China	75	薏米9 Yimi 9	中国贵州 Guizhou, China
54	临沂薏苡 Linyiyiyi	中国山东 Shandong, China	76	薏米287 Yimi 287	中国贵州 Guizhou, China
55	贞丰五谷 Zhenfengwugu	中国贵州 Guizhou, China	77	黔薏1号 Qianyi 1	中国贵州 Guizhou, China
56	平定五谷 Pingdingwugu	中国山西 Shanxi, China	78	安紫1号 Anzi 1	中国贵州 Guizhou, China
57	盘县五谷 Panxianwugu	中国贵州 Guizhou, China	79	黔薏2号 Qianyi 2	中国贵州 Guizhou, China
58	台安农家种 Taiannongjiazhong	中国辽宁 Liaoning, China	80	云南花壳 Yunnanhuake	中国云南 Yunnan, China
59	义县农家种 Yixixannongjiazhong	中国辽宁 Liaoning, China	81	澜沧小花壳 Lancangxiaohuake	中国云南 Yunnan, China
60	广西白薏苡 Guangxibaiyiyi	中国广西 Guangxi, China	82	隆林薏米 Longlinyimi	中国广西 Guangxi,China
61	广西薏苡 Guangxiyiyi	中国广西 Guangxi, China	83	盘县白壳 Panxianbaike	中国贵州 Guizhou, China
62	南河村薏苡 Nanhecunyiyi	中国辽宁 Liaoning, China	84	遵义小白壳 Zunyixiaobaike	中国贵州 Guizhou, China
63	安国五谷 Anguowugu	中国河北 Hebei, China	85	台湾花壳 Taiwanhuake	中国台湾 Taiwan, China
64	吉林小黑壳 Jilinxiaoheike	中国吉林 Jilin, China	86	贵州薏苡 Guizhouyiyi	中国贵州 Guizhou, China
65	盘县五谷 Panxianwugu	中国贵州 Guizhou, China
66	隘上五谷 Aishangwugu	中国湖南 Hunan, China

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Table 1
表1
表1薏苡品质数据描述统计
Table 1Descriptive statistics of quality indices in adlay (%)

项目Item	X₁	X₂	X₃	X₄	X₅	X₆	X₇	X₈	X₉	X₁₀	X₁₁	X₁₂	X₁₃	X₁₄
最大值Maximum	71.51	25.48	100.00	9.13	21.78	20.67	1.12	0.58	0.38	3.17	1.02	0.60	1.10	0.75
最小值 Minimum	57.82	0.00	74.52	6.32	14.77	14.02	0.76	0.25	0.27	1.87	0.69	0.42	0.70	0.42
平均 Mean (%)	65.54	4.87	95.13	7.82	18.18	17.38	0.94	0.37	0.33	2.47	0.84	0.51	0.88	0.61
标准 SD	3.28	5.69	5.69	0.60	1.36	1.21	0.07	0.08	0.03	0.22	0.06	0.04	0.08	0.06
变异系数CV(%)	5.01	116.90	5.98	7.63	7.46	6.95	7.11	20.77	7.58	9.03	7.74	7.25	8.88	9.13

X₁: Total starch; X₂: Amylase; X₃: Amylopectin; X₄: Fat, X₅: Protein; X₆: Total amino-acid; X₇: Phe; X₈: Gly; X₉: Lys; X₁₀: Leu; X₁₁: Ser; X₁₂: Thr; X₁₃: Val; X₁₄: Ile. The same as belowX₁：总淀粉;X₂：直链淀粉;X₃：支链淀粉;X₄：脂肪;X₅：蛋白质;X₆：总氨基酸含量;X₇：苯丙氨酸;X₈：蛋氨酸;X₉：赖氨酸;X₁₀：亮氨酸;X₁₁：丝氨酸;X₁₂：苏氨酸;X₁₃：缬氨酸;X₁₄：异亮氨酸。下同

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1.2 指标分析

选取收获后籽粒饱满的种子,剥壳、粉碎,过60目筛,作为供试样品进行分析。测试内容包括：总淀粉、直链淀粉、支链淀粉、脂肪、蛋白质、8种必需氨基酸及总氨基酸含量。

1.3 统计分析

采用Excel 2007进行数据整理和计算隶属函数,采用SPSS 19.0软件进行主成分和相关分析。利用隶属函数与因子分析对甘薯营养品质进行综合评价。运用的主要公式如下：
隶属函数值计算公式：S_(in)=(X_in-X_imin)/(X_imax- X_imin)。式中,S_(in)指第n个样品第i指标的原始数据经转化后的隶属函数值;X_in指n个样品第i指标原始测定值,X_imin、X_imax为所有参试材料中第i指标的最小值和最大值。综合评价值D计算公式：D=Σ[P_i×W_i],i=1,2…n,式中D值为供试材料用综合指标评价所得的综合评价值,P_i为样品第i个公因子的分值,W_i为样品第i个公因子的方差贡献率,n为公因子的个数。

2 结果

2.1 不同薏苡种质主要营养组分的一般分析

86份供试薏苡种质进行主要营养成分测定结果（表1、电子附表2）显示,总淀粉、直链淀粉、支链淀粉、脂肪、蛋白质、8种必需氨基酸及总氨基酸含量的变异系数在5.01%—116.90%,以直连淀粉含量的变异程度最高。供试薏苡种质籽粒主要营养组成均存在一定的差异。总淀粉、直链淀粉、支链淀粉含量范围分别为57.82%—71.51%、0—25.48%和74.52%—100.00%,支链淀粉含量≥98%种质的有35份,占所有供试种质的40.70%,属于糯性种质。脂肪含量在6.32%—9.13%,有34份种质的脂肪含量≥8%,占全部种质的39.53%;此外,所有薏苡的蛋白质和总氨基酸含量相对较高,分别为17.44%—21.78%,14.02%—20.67%,其中有8份种质的蛋白质含量在20%以上,占所有种质的9.30%,2个河北种质（昌黎薏米、昌黎黑川谷）的总氨基酸含量高,分别为20.07%和20.67%。在薏仁米中存在8种必需氨基酸成分,氨基酸组分比较齐全,8种必需氨基酸的平均含量为0.33%—2.47%,变异系数为7.11%—20.77%;其中以亮氨酸含量最高,变异幅度为1.87%—3.17%,平均为2.47%;赖氨酸含量最低,变异幅度为0.27%—0.38%,平均为0.33%,属于第一限制氨基酸。
Table S2
附表2
附表2薏苡主要营养指标的测定结果
Table S2Results of nutritional indices determination in Job’s Tears

No.	X₁	X₂	X₃	X₄	X₅	X₆	X₇	X₈	X₉	X₁₀	X₁₁	X₁₂	X₁₃	X₁₄
1	66.78	14.83	85.17	7.22	18.29	17.62	0.96	0.31	0.34	2.47	0.87	0.52	0.81	0.58
2	67.34	11.45	88.55	6.89	17.54	17.21	0.95	0.33	0.36	2.34	0.87	0.53	0.79	0.54
3	65.73	0.38	99.62	7.23	18.78	17.73	0.96	0.33	0.36	2.42	0.88	0.56	0.83	0.60
4	66.41	0.07	99.93	7.35	18.13	17.27	0.92	0.32	0.36	2.34	0.85	0.54	0.84	0.60
5	66.93	3.94	96.06	7.84	17.13	17.03	0.93	0.40	0.35	2.47	0.83	0.50	0.85	0.58
6	65.06	13.35	86.65	7.36	18.71	17.75	0.97	0.30	0.38	2.47	0.86	0.55	0.88	0.65
7	64.88	6.71	93.29	7.28	17.39	16.91	0.92	0.32	0.37	2.29	0.82	0.53	0.84	0.61
8	66.95	9.58	90.42	7.53	17.90	17.06	0.92	0.31	0.37	2.31	0.83	0.53	0.84	0.61
9	65.67	0.00	100.00	7.67	17.69	16.86	0.92	0.28	0.37	2.29	0.83	0.53	0.82	0.59
10	67.39	1.76	98.24	7.88	18.19	17.35	0.93	0.32	0.34	2.38	0.86	0.54	0.81	0.57
11	65.77	9.94	90.06	8.18	17.91	17.21	0.91	0.30	0.32	2.38	0.86	0.52	0.81	0.56
12	71.51	0.00	100.00	7.52	14.77	14.02	0.76	0.26	0.30	1.87	0.69	0.47	0.70	0.47
13	68.54	10.54	89.46	7.85	16.32	15.83	0.85	0.26	0.31	2.19	0.77	0.48	0.78	0.55
14	69.61	0.00	100.00	7.89	16.47	15.95	0.85	0.30	0.33	2.15	0.77	0.50	0.78	0.57
15	68.14	15.70	84.30	6.85	18.50	17.68	0.97	0.26	0.36	2.46	0.84	0.55	0.88	0.66
16	65.03	0.07	99.93	7.93	17.64	17.01	0.91	0.30	0.35	2.32	0.81	0.55	0.85	0.61
17	63.83	0.00	100.00	7.77	18.34	17.40	0.92	0.30	0.36	2.38	0.83	0.57	0.86	0.62
18	71.07	13.17	86.83	6.45	17.17	16.64	0.89	0.25	0.32	2.29	0.80	0.51	0.81	0.61
19	65.08	0.80	99.20	8.06	18.63	18.46	1.01	0.39	0.35	2.77	0.90	0.52	0.91	0.64
20	66.26	0.00	100.00	8.15	19.18	18.46	0.99	0.32	0.36	2.55	0.89	0.57	0.89	0.67
21	65.99	6.82	93.18	8.29	18.41	17.09	0.89	0.30	0.34	2.37	0.82	0.52	0.83	0.61
22	67.39	0.38	99.62	7.61	18.58	18.47	1.00	0.43	0.32	2.73	0.88	0.52	0.90	0.65
23	62.18	6.04	93.96	8.59	19.62	18.57	0.98	0.33	0.35	2.61	0.89	0.57	0.90	0.67
24	62.32	0.47	99.53	7.62	19.21	18.60	1.00	0.28	0.33	2.62	0.88	0.55	0.91	0.67
25	65.72	1.13	98.87	7.34	19.41	18.74	1.01	0.26	0.33	2.66	0.90	0.55	0.91	0.68
26	63.44	2.94	97.06	8.20	18.22	17.33	0.90	0.29	0.35	2.33	0.86	0.51	0.84	0.62
27	62.88	7.32	92.68	8.64	19.04	17.67	0.92	0.28	0.36	2.42	0.87	0.51	0.84	0.64
28	65.26	3.69	96.31	8.82	19.04	18.23	0.97	0.32	0.34	2.54	0.89	0.55	0.86	0.63
29	60.76	6.00	94.00	9.13	21.48	19.75	1.04	0.33	0.38	2.73	0.99	0.60	0.87	0.62
30	63.52	2.04	97.96	8.78	19.82	18.72	0.98	0.31	0.35	2.64	0.93	0.54	0.84	0.63
31	66.32	0.05	99.95	8.15	17.77	16.99	0.91	0.32	0.34	2.33	0.83	0.53	0.80	0.59
32	67.45	21.19	78.81	7.11	18.16	17.55	0.95	0.30	0.33	2.62	0.85	0.52	0.84	0.64
No.	X₁	X₂	X₃	X₄	X₅	X₆	X₇	X₈	X₉	X₁₀	X₁₁	X₁₂	X₁₃	X₁₄
33	66.76	0.00	100.00	8.00	18.18	17.59	0.93	0.26	0.37	2.56	0.84	0.56	0.84	0.65
34	67.23	7.73	92.27	7.81	18.30	17.30	0.92	0.28	0.35	2.56	0.86	0.55	0.79	0.61
35	65.65	25.48	74.52	6.32	16.11	15.86	0.84	0.40	0.31	2.27	0.76	0.47	0.80	0.56
36	67.33	23.75	76.25	6.61	17.62	17.00	0.89	0.33	0.32	2.47	0.80	0.52	0.83	0.64
37	67.25	7.48	92.52	7.98	18.12	17.54	0.91	0.36	0.34	2.59	0.82	0.54	0.87	0.65
38	69.03	3.36	96.64	7.29	17.86	17.03	0.92	0.33	0.32	2.50	0.80	0.52	0.84	0.64
39	67.76	4.18	95.82	7.99	17.96	17.06	0.92	0.34	0.32	2.51	0.81	0.51	0.84	0.64
40	63.20	3.77	96.23	8.04	17.00	16.36	0.88	0.36	0.32	2.33	0.77	0.50	0.81	0.58
41	59.29	2.90	97.10	7.95	16.77	16.48	0.88	0.36	0.33	2.36	0.78	0.50	0.83	0.59
42	63.16	0.00	100.00	8.26	16.54	15.72	0.84	0.36	0.32	2.23	0.73	0.48	0.80	0.56
43	68.52	2.59	97.41	8.72	15.72	14.85	0.81	0.34	0.31	2.09	0.69	0.46	0.77	0.53
44	60.42	0.08	99.92	7.87	16.41	16.02	0.86	0.37	0.32	2.26	0.75	0.49	0.82	0.58
45	66.34	0.08	99.92	8.44	16.88	16.74	0.93	0.38	0.31	2.35	0.80	0.48	0.84	0.60
46	68.88	0.69	99.31	6.97	18.18	17.99	0.97	0.38	0.34	2.49	0.86	0.53	0.90	0.65
47	70.26	0.63	99.37	7.30	15.80	15.68	0.85	0.40	0.32	2.14	0.74	0.48	0.80	0.57
48	66.92	6.03	93.97	7.09	18.85	18.08	0.99	0.37	0.35	2.58	0.86	0.52	0.92	0.67
49	65.31	4.10	95.90	7.52	18.52	18.51	1.07	0.50	0.36	2.65	0.89	0.54	1.00	0.62
50	66.73	0.00	100.00	7.73	17.38	16.96	0.93	0.54	0.31	2.37	0.81	0.50	0.91	0.53
51	68.81	2.78	97.22	7.57	17.95	17.27	0.95	0.36	0.31	2.46	0.88	0.43	0.83	0.58
52	67.12	9.52	90.48	8.37	18.73	18.37	0.98	0.41	0.33	2.69	0.90	0.50	0.87	0.59
53	68.79	12.10	87.90	7.48	18.25	17.98	1.02	0.58	0.29	2.36	0.92	0.42	0.77	0.49
54	66.24	3.94	96.06	7.70	18.34	17.92	0.98	0.37	0.32	2.56	0.89	0.50	0.86	0.61
55	69.18	0.76	99.24	6.85	17.82	17.66	0.97	0.35	0.33	2.48	0.87	0.51	0.84	0.60
56	58.45	0.57	99.43	7.51	19.13	18.58	1.02	0.54	0.30	2.75	0.90	0.50	0.94	0.58
57	63.58	0.00	100.00	7.75	18.61	17.87	0.98	0.47	0.31	2.64	0.86	0.51	0.98	0.60
58	65.17	3.88	96.12	8.34	17.03	16.35	0.94	0.48	0.30	2.31	0.78	0.46	0.91	0.54
59	61.69	0.00	100.00	7.75	21.29	19.54	1.08	0.44	0.34	2.98	0.96	0.53	1.04	0.66
60	68.88	9.28	90.72	6.90	15.71	14.70	0.84	0.40	0.27	2.10	0.70	0.43	0.87	0.49
61	68.87	12.31	87.69	7.01	17.26	16.47	0.94	0.41	0.30	2.41	0.79	0.48	0.94	0.56
62	58.38	4.17	95.83	8.11	18.41	16.89	0.96	0.41	0.30	2.51	0.81	0.46	0.95	0.58
63	63.83	1.72	98.28	8.40	20.56	19.06	1.06	0.46	0.35	2.86	0.93	0.51	1.01	0.64
No.	X₁	X₂	X₃	X₄	X₅	X₆	X₇	X₈	X₉	X₁₀	X₁₁	X₁₂	X₁₃	X₁₄
64	63.07	5.56	94.44	8.98	19.70	18.22	1.02	0.45	0.33	2.70	0.87	0.50	1.01	0.64
65	65.79	2.56	97.44	7.64	20.16	18.42	1.03	0.46	0.31	2.78	0.88	0.51	1.03	0.64
66	68.23	8.07	91.93	7.58	17.80	16.78	0.95	0.43	0.30	2.45	0.81	0.47	0.95	0.57
67	62.22	2.08	97.92	8.78	21.78	20.67	1.12	0.46	0.34	3.17	1.02	0.52	1.08	0.73
68	69.20	2.50	97.50	8.00	17.20	16.44	0.94	0.45	0.29	2.32	0.78	0.47	0.91	0.53
69	64.62	6.08	93.92	8.66	20.55	20.07	1.12	0.46	0.34	3.05	0.95	0.50	1.10	0.75
70	69.16	1.65	98.35	8.65	17.27	16.26	0.93	0.43	0.29	2.33	0.78	0.45	0.88	0.51
71	66.94	13.83	86.17	7.32	18.42	17.11	0.96	0.48	0.31	2.51	0.80	0.46	0.98	0.61
72	67.13	17.01	82.99	8.00	18.24	16.82	0.94	0.47	0.29	2.48	0.79	0.46	0.96	0.61
73	60.31	9.51	90.49	7.72	19.74	19.30	1.00	0.45	0.35	2.84	0.93	0.51	0.96	0.69
74	66.12	0.80	99.20	8.34	17.44	16.88	0.88	0.44	0.33	2.39	0.82	0.48	0.85	0.56
75	58.31	0.00	100.00	9.01	18.59	18.00	0.94	0.44	0.37	2.51	0.88	0.52	0.90	0.59
76	58.21	0.00	100.00	8.14	18.20	16.50	0.88	0.32	0.33	2.32	0.79	0.52	0.83	0.61
77	57.82	0.00	100.00	7.87	18.92	18.07	0.98	0.31	0.34	2.62	0.86	0.56	0.92	0.69
78	66.34	0.00	100.00	8.13	18.14	17.45	0.94	0.28	0.35	2.48	0.86	0.53	0.87	0.65
79	66.37	0.00	100.00	7.89	18.37	17.75	0.97	0.29	0.35	2.54	0.86	0.53	0.89	0.67
80	68.25	3.29	96.71	6.93	17.77	16.78	0.86	0.29	0.31	2.44	0.84	0.54	0.93	0.65
81	67.48	2.81	97.19	7.44	18.80	16.99	0.95	0.43	0.32	2.46	0.78	0.49	0.99	0.61
82	69.02	4.47	95.53	8.03	17.20	16.11	0.91	0.42	0.31	2.30	0.75	0.45	0.93	0.58
83	71.11	6.56	93.44	7.94	15.14	14.36	0.83	0.46	0.27	1.96	0.70	0.42	0.78	0.42
84	60.31	6.14	93.86	8.13	17.50	16.20	0.93	0.41	0.32	2.32	0.75	0.45	0.94	0.58
85	58.08	1.29	98.71	8.44	21.13	19.30	1.05	0.44	0.31	2.90	0.90	0.51	1.07	0.70
86	62.22	0.00	100.00	8.17	21.05	19.18	1.07	0.51	0.38	2.75	0.91	0.56	1.02	0.65
最大值Maximum	71.51	25.48	100.00	9.13	21.78	20.67	1.12	0.58	0.38	3.17	1.02	0.60	1.10	0.75
最小值 Minimum	57.82	0.00	74.52	6.32	14.77	14.02	0.76	0.25	0.27	1.87	0.69	0.42	0.70	0.42
平均 Mean(%)	65.54	4.87	95.13	7.82	18.18	17.38	0.94	0.37	0.33	2.47	0.84	0.51	0.88	0.61
标准差 SD	3.28	5.69	5.69	0.60	1.36	1.21	0.07	0.08	0.03	0.22	0.06	0.04	0.08	0.06
变异系数 CV(%)	5.01	116.90	5.98	7.63	7.46	6.95	7.11	20.77	7.58	9.03	7.74	7.25	8.88	9.13

X₁: Total starch; X₂: Amylase; X₃: Amylopectin; X₄: Fat; X₅: Protein; X₆: Total amino-acid; X₇: Phe; X₈: Gly; X₉: Lys; X₁₀: Leu; X₁₁: Ser; X₁₂: Thr; X₁₃: Val; X₁₄: Ile. All indices above represent percentage rate (%)X₁：总淀粉;X₂：直链淀粉;X₃：支链淀粉;X₄：脂肪;X₅：蛋白质;X₆：总氨基酸含量;X₇：苯丙氨酸;X₈：蛋氨酸;X₉：赖氨酸;X₁₀：亮氨酸;X₁₁：丝氨酸;X₁₂：苏氨酸;X₁₃：缬氨酸;X₁₄：异亮氨酸。上述数据均为百分含量（%）

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2.2 不同薏苡种质主要营养组分间的相关性分析

相关分析表明（表2）,总淀粉含量与直链淀粉含量显著正相关（P<0.05）,但是与支链淀粉、脂肪、蛋白质、总氨基酸及7种氨基酸含量（苯丙氨酸、赖氨酸、亮氨酸、丝氨酸、苏氨酸、缬氨酸、异亮氨酸）呈极显著负相关;直链淀粉含量与支链淀粉含量、脂肪含量之间呈极显著负相关（P<0.01）,支链淀粉含量与脂肪含量呈极显著正相关关系;脂肪含量与蛋白质含量、总氨基酸和丝氨酸含量之间呈显著正相关;8种氨基酸之间也多存在显著或极显著相关关系。结果表明,总淀粉、直链淀粉、支链淀粉、脂肪、蛋白质、总氨基酸含量及8种必需氨基酸之间大多存在显著或极显著的相关关系;由于薏苡主要营养组分间存在普遍的相关性,各组间既相互独立又关系复杂,需要建立科学合理的综合评价方法。
Table 2
表2
表2薏苡主要营养组分指标的相关性
Table 2Correlation analysis of principal nutrient quality indexes of adlay landraces

指标Indices	X₁	X₂	X₃	X₄	X₅	X₆	X₇	X₈	X₉	X₁₀	X₁₁	X₁₂	X₁₃	X₁₄
X₁	1
X₂	0.240^*	1
X₃	-0.240^*	-1.000^**	1
X₄	-0.435^**	-0.433^**	0.433^**	1
X₅	-0.513^**	-0.124	0.124	0.331^**	1
X₆	-0.455^**	-0.119	0.119	0.255^*	0.946^**	1
X₇	-0.373^**	-0.105	0.105	0.213^*	0.889^**	0.920^**	1
X₈	-0.150	-0.032	0.032	0.147	0.187	0.185	0.408^**	1
X₉	-0.293^**	-0.140	0.140	0.138	0.459^**	0.508^**	0.319^**	-0.400^**	1
X₁₀	-0.454^**	-0.073	0.073	0.245	0.906^**	0.934^**	0.902^**	0.302^**	0.316^**	1
X₁₁	-0.377^**	-0.105	0.105	0.231^*	0.891^**	0.959^**	0.863^**	0.115	0.524^**	0.852^**	1
X₁₂	-0.289^**	-0.186	0.186	0.048	0.532^**	0.570^**	0.343^**	-0.483^**	0.804^**	0.412^**	0.555^**	1
X₁₃	-0.395^**	-0.119	0.119	0.201	0.702^**	0.633^**	0.764^**	0.560^**	0.018	0.765^**	0.482^**	0.076	1
X₁₄	-0.396^**	-0.077	0.077	0.109	0.748	0.776^**	0.630^**	-0.175	0.545^**	0.777^**	0.652^**	0.642^**	0.562^**	1

^** Represent significant at 0.01 level; ^* Represent significant at 0.05 level^**表示在P=0.01水平差异极显著;^*表示在P=0.05水平差异显著

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2.3 不同薏苡种质主要营养品质的主成分分析

以薏苡种质的淀粉（总淀粉、支链淀粉、直链淀粉）、脂肪、蛋白质、总氨基酸和8种必需氨基酸种氨基酸含量的隶属函数值为基础,计算各主成分的因子载荷和贡献率（表3）由此可知,蛋白质、总氨基酸和5种氨基酸组分（苯丙氨酸、亮氨酸、丝氨酸、缬氨酸、异亮氨酸）为第一主成分决定因子,蛋氨酸、赖氨酸、丝氨酸组分为第二主成分决定因子,直链淀粉、支链淀粉和脂肪组分为第三主成分决定因子,总淀粉组分为第四主成分决定因子。前4个主成分的贡献率分别为48.333%、16.571%、16.011%和6.146%,累积贡献率为87.061%。因此,利用前4个主成分即可代表被考查性状的原始数据信息。
Table 3
表3
表3各主要性状主成分的因子载荷和贡献率
Table 3Factor loading matrix and contribution percentages of principal components

指标 Indices	主成分 Principal factors
指标 Indices	PR1	PR2	PR3	PR4
X₁	-0.565	0.029	0.269	0.600¹⁾
X₂	-0.232	0.329	0.867¹⁾	-0.284
X₃	0.232	-0.329	-0.867¹⁾	0.284
X₄	0.347	-0.040	-0.601¹⁾	-0.526
X₅	0.960¹⁾	0.081	0.070	-0.037
X₆	0.972¹⁾	0.045	0.127	0.059
X₇	0.903¹⁾	0.303	0.052	0.152
X₈	0.178	0.844¹⁾	-0.304	0.042
X₉	0.544	-0.665¹⁾	0.199	-0.086
X₁₀	0.933¹⁾	0.238	0.096	0.053
X₁₁	0.903¹⁾	-0.018	0.146	0.075
X₁₂	0.599	-0.686¹⁾	0.224	0.059
X₁₃	0.708¹⁾	0.525	-0.111	0.099
X₁₄	0.814¹⁾	-0.205	0.239	0.057
特征值Eigenvalue	6.767	2.320	2.242	0.860
贡献率 Contribution rate (%)	48.333	16.571	16.011	6.146
累积贡献率 Cumulative percentage (%)	48.333	64.903	80.915	87.061

¹⁾Means the biggest absolute value of an index in all factors¹⁾表示某指标在各因子中的最大绝对值

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2.4 不同薏苡种质主要营养品质的综合评价

通过各因子的隶属函数值、权重的确定,利用公式计算出综合评价值（D值）,并以D值的大小反映供试材料营养品质综合评价高低（电子附表3）。得分靠前的10份种质分别为昌黎薏米、昌黎黑川谷、义县农家种、贵州薏苡、台湾花壳、安国五谷、辽宁本地薏苡、承德薏苡、盘县五谷和花甲六谷（表4）。
Table S3
附表3
附表3薏苡种质的主成分得分及综合得分
Table S3Scores of principal component factor and its comprehensive results

编号 No.	主成分得分 Scores of principal component factor				综合得分 Total score	位次 Rank
编号 No.	PR1	PR2	PR3	PR4	综合得分 Total score	位次 Rank
1	1.295	-0.141	0.658	0.407	0.733	37
2	1.193	-0.295	0.493	0.549	0.640	53
3	1.567	-0.527	0.097	0.711	0.729	39
4	1.395	-0.528	0.063	0.691	0.639	54
5	1.277	-0.162	0.088	0.536	0.637	55
6	1.593	-0.379	0.839	0.341	0.863	23
7	1.283	-0.448	0.343	0.455	0.629	59
8	1.290	-0.409	0.480	0.433	0.659	50
9	1.319	-0.639	-0.038	0.560	0.560	68
10	1.344	-0.427	-0.030	0.602	0.611	61
11	1.208	-0.207	0.239	0.264	0.604	63
12	0.100	-0.456	-0.549	0.714	-0.071	86
13	0.680	-0.209	0.181	0.366	0.346	79
14	0.832	-0.460	-0.263	0.660	0.325	82
15	1.429	-0.325	1.056	0.542	0.839	26
16	1.354	-0.561	-0.020	0.508	0.590	64
17	1.530	-0.629	0.062	0.500	0.676	48
18	0.870	-0.235	0.714	0.757	0.542	71
19	1.842	-0.165	0.161	0.583	0.925	15
20	1.855	-0.523	0.176	0.616	0.876	21
21	1.287	-0.350	0.170	0.302	0.610	62
22	1.697	-0.001	0.146	0.812	0.893	19
23	1.924	-0.359	0.347	0.198	0.938	13
24	1.839	-0.381	0.246	0.549	0.899	17
25	1.831	-0.388	0.390	0.761	0.930	14
26	1.413	-0.447	0.026	0.300	0.632	58
27	1.563	-0.413	0.201	0.087	0.724	40
28	1.714	-0.362	0.094	0.328	0.804	31
29	2.351	-0.504	0.278	0.047	1.100	8
30	1.886	-0.417	-0.010	0.293	0.859	25
31	1.280	-0.472	-0.204	0.516	0.540	72
32	1.291	0.005	1.069	0.331	0.816	27
33	1.578	-0.712	0.074	0.592	0.693	46
34	1.392	-0.473	0.272	0.459	0.666	49
35	0.580	0.332	1.000	0.200	0.508	75
编号 No.	主成分得分 Scores of principal component factor				综合得分 Total score	位次 Rank
编号 No.	PR1	PR2	PR3	PR4	综合得分 Total score	位次 Rank
36	1.025	0.079	1.162	0.327	0.714	41
37	1.438	-0.229	0.376	0.466	0.746	36
38	1.231	-0.241	0.192	0.777	0.634	56
39	1.288	-0.192	0.102	0.557	0.641	52
40	1.065	-0.201	-0.146	0.285	0.475	77
41	1.183	-0.244	-0.153	0.144	0.516	74
42	0.887	-0.256	-0.432	0.280	0.334	80
43	0.513	-0.208	-0.452	0.331	0.161	84
44	1.015	-0.240	-0.335	0.260	0.413	78
45	1.156	-0.092	-0.268	0.492	0.531	73
46	1.521	-0.226	0.306	0.954	0.805	29
47	0.697	-0.174	-0.198	0.809	0.326	81
48	1.641	-0.134	0.587	0.714	0.909	16
49	1.910	0.096	0.564	0.678	1.071	10
50	1.210	0.228	-0.096	0.692	0.650	51
51	1.179	0.088	-0.009	0.724	0.627	60
52	1.579	0.106	0.355	0.381	0.861	24
53	1.111	0.736	0.089	0.569	0.708	42
54	1.496	-0.048	0.166	0.604	0.779	34
55	1.343	-0.220	0.142	0.964	0.695	45
56	1.833	0.385	0.023	0.440	0.981	12
57	1.658	0.184	0.171	0.612	0.897	18
58	1.076	0.315	-0.051	0.381	0.588	65
59	2.380	0.108	0.489	0.612	1.284	3
60	0.336	0.377	0.242	0.620	0.302	83
61	1.002	0.340	0.725	0.637	0.696	44
62	1.427	0.260	0.104	0.130	0.757	35
63	2.177	0.129	0.374	0.494	1.164	6
64	1.905	0.226	0.384	0.218	1.033	11
65	1.886	0.299	0.516	0.726	1.088	9
66	1.162	0.340	0.468	0.609	0.730	38
67	2.726	0.250	0.603	0.450	1.483	1
68	1.000	0.272	0.000	0.680	0.570	66
编号 No.	主成分得分 Scores of principal component factor				综合得分 Total score	位次 Rank
编号 No.	PR1	PR2	PR3	PR4	综合得分 Total score	位次 Rank
69	2.460	0.358	0.835	0.472	1.411	2
70	0.957	0.246	-0.223	0.539	0.500	76
71	1.269	0.536	0.826	0.476	0.864	22
72	1.161	0.613	0.797	0.267	0.806	28
73	2.063	0.141	0.674	0.251	1.144	7
74	1.189	-0.052	-0.223	0.453	0.558	69
75	1.810	-0.252	-0.187	0.017	0.804	30
76	1.342	-0.417	-0.265	0.122	0.545	70
77	1.908	-0.426	0.151	0.287	0.893	20
78	1.539	-0.505	0.064	0.568	0.705	43
79	1.634	-0.451	0.163	0.645	0.781	33
80	1.247	-0.287	0.489	0.829	0.684	47
81	1.367	0.150	0.400	0.726	0.794	32
82	0.976	0.203	0.167	0.580	0.568	67
83	0.146	0.373	-0.321	0.538	0.114	85
84	1.176	0.186	0.163	0.110	0.632	57
85	2.302	0.271	0.414	0.271	1.241	4
86	2.341	-0.059	0.378	0.503	1.213	5

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Table 4
表4
表4筛选薏苡种质的综合得分及营养组分特征
Table 4Scores of principal component factor and its comprehensive results

编号No.	X₁	X₂	X₃	X₄	X₅	X₆	X₇	X₈	X₉	X₁₀	X₁₁	X₁₂	X₁₃	X₁₄	综合得分 Total score	位次 Rank
67	62.22	2.08	97.92	8.78	21.78	20.67	1.12	0.46	0.34	3.17	1.02	0.52	1.08	0.73	1.483	1
69	64.62	6.08	93.92	8.66	20.55	20.07	1.12	0.46	0.34	3.05	0.95	0.50	1.10	0.75	1.411	2
59	61.69	0.00	100.00	7.75	21.29	19.54	1.08	0.44	0.34	2.98	0.96	0.53	1.04	0.66	1.284	3
85	58.08	1.29	98.71	8.44	21.13	19.30	1.05	0.44	0.31	2.90	0.90	0.51	1.07	0.70	1.241	4
86	62.22	0.00	100.00	8.17	21.05	19.18	1.07	0.51	0.38	2.75	0.91	0.56	1.02	0.65	1.213	5
63	63.83	1.72	98.28	8.40	20.56	19.06	1.06	0.46	0.35	2.86	0.93	0.51	1.01	0.64	1.164	6
73	60.31	9.51	90.49	7.72	19.74	19.30	1.00	0.45	0.35	2.84	0.93	0.51	0.96	0.69	1.144	7
29	60.76	6.00	94.00	9.13	21.48	19.75	1.04	0.33	0.38	2.73	0.99	0.60	0.87	0.62	1.100	8
65	65.79	2.56	97.44	7.64	20.16	18.42	1.03	0.46	0.31	2.78	0.88	0.51	1.03	0.64	1.088	9
49	65.31	4.10	95.90	7.52	18.52	18.51	1.07	0.50	0.36	2.65	0.89	0.54	1.00	0.62	1.071	10

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3 讨论

3.1 薏苡主要营养组分的遗传差异与品质改良

已有****^[18,19]研究表明,薏苡在形态、生长发育等方面均表现出丰富多样性。MA等^[9]利用SSR分子标记对79份来自中国和韩国的薏苡种质进行了多样性评估,结果表明,其多态性指数在0.034—1.13,中国与韩国种质分别聚为一个大的类群,而且中国的种质群体多样性更为丰富。黄亨履等^[20]在资源普查过程中分析了28份薏苡的主要营养成分（蛋白质、脂肪、氨基酸酸、脂肪酸）,结果表明,薏苡是品质优良、营养价值高的食物,而且不同栽培和野生薏苡的营养组分含量均具有其优势和潜在利用价值。本研究也发现,86份薏苡种质的淀粉、脂肪、蛋白质、氨基酸均存在一定幅度的变异（表1）,其中也不乏糯性、高脂肪、高蛋白的资源类型。目前,随着薏仁米加工产品的多样化,不同产品对于薏米品质也提出了不同要求,如蒸煮和烘焙产品的耐蒸煮性、延展性,药用有效成分（薏苡素、甘油三油酸酯等）萃取率等。因此,专用加工品种的选育和利用也势在必行,本研究通过对优异种质进行鉴定和筛选,对于薏苡优异资源发掘、品质改良和利用提供了丰富的变异来源。氨基酸也是薏仁米的重要营养组分,贾青慧等^[21]分析薏米及其加工副产物薏米糠的研究也表明,薏米及薏米糠蛋白含量与鸡蛋、核桃相当,高于牛乳;氨基酸种类齐全,包括8种人体必需氨基酸,各必需氨基酸含量和花生相当,高于核桃、大豆和鸡蛋,薏米和薏米糠可作为蛋白源;薏米糠中氨基酸较薏米中氨基酸更接近标准模式,营养价值更高,具有较大开发价值。本研究发现所有供试材料中均有丰富的8种必需氨基酸组分,平均含量为0.33%—2.47%,总氨基酸含量平均为17.38%。赖氨酸作为一种人体必需氨基酸,在多种禾本类作物（玉米、水稻等）中均为第一限制氨基酸,薏苡亦然。让人感兴趣的是,ZHOU等^[22]在薏苡中发现了与高粱、玉米同源的22-kD α-醇溶蛋白基因,其表现出了序列和功能的保守性;NETO等^[23]和FILHO等^[24]发现Opaque-2编码的转录因子参与α-醇溶蛋白调控,而Opaque-2突变体被证明可以大幅度提高玉米的赖氨酸含量^[25]。当前,利用Opaque-2突变基因导入提高玉米赖氨酸等必需氨基酸含量,也对玉米进行品质改良的重要手段。从本研究的检测结果来看,所有供试材料的蛋白质（14.77%—21.78%）和赖氨酸（0.27—0.38）含量均存在较大变异,其内在的基因可能也存在比较稳定的突变位点,因此,通过对深入发掘上述基因的突变体,对于薏苡的品质改良和分子辅助选育将具有重要意义。
薏苡籽粒的淀粉合成与其他禾谷类作物类似,胚乳具有粳、糯性之分,而且胚乳糯性基因（waxy）是野生型颗粒结合型淀粉合成酶（GBSSⅠ）基因Waxy隐性突变体,最终导致直链淀粉的极少或终止合成,waxy在小麦^[26]、玉米^[27]、水稻^[28]、高粱^[29]等作物均被克隆和鉴定。HACHIKEN等^[30]在日本与韩国种质中也克隆出来薏苡的waxy,并且可能存在新的突变体类型。再者,鉴于粳、糯性胚乳与碘试剂表现不同的组织化学显色反应,可作为表型鉴定的一个依据,结合waxy的分子检测可实现糯性的辅助选育。颇具启发性的是,本研究发现薏苡的脂肪含量与支链淀粉、蛋白质、总氨基酸含量呈显著正相关（表2）,可以选取胚乳糯性、高蛋白或高脂肪的亲本材料进行提纯或杂交选育,利用不同亲本的正向累加效应,增加了不同组分优势聚合的可能性。

3.2 主成分分析在品质分析评价中的应用

由于品质、产量、抗性等性状大多由多基因控制,且易受环境影响,因此,如何全面有效地对种质资源进行评价,就成为种质筛选和品种改良的关键,特别是在利用多指标进行综合评判时,往往受研究者主观意志的影响,其研究结果常常有所偏颇。主成分分析采用降维的方法,将多个指标（变量）化为少数的几个综合指标（变量）,使得这几个综合变量能够尽可能多地反映原始变量的信息,较准确地确定不同变量的权重,并找出数目较少且能控制所有变量的主成分,从而达到简化的目的。因此,主成分分析在品质评价^[31]、抗性（如：抗旱等）指标筛选和评价^[32]方面均表现出极大的优势。本研究亦采用主成分分析方法将14个品质指标简化为4个主成分并对不同种质的品质特征进行综合评分,并对优良种质进行了初步筛选。值得一提的是,由于薏苡属于异花授粉作物,长期退居或半野生状态、群体杂合度高。因此,在种质资源品质评价的基础上,通过传统育种手段或分子辅助选育进行优异种质的提纯复壮和遗传改良将是今后努力的重要方向。

4 结论

86份供试薏苡种质的淀粉、脂肪、蛋白质、脂肪和氨基酸含量均存在丰富的变异类型,而且氨基酸组分齐全,营养价值高,并发现了糯性、高蛋白、高脂肪的薏苡种质类型,可为专用加工品种选育提供材料。筛选出综合品质较高的10份种质分别为昌黎薏米、昌黎黑川谷、义县农家种、贵州薏苡、台湾花壳、安国五谷、辽宁本地薏苡、承德薏苡、盘县五谷和花甲六谷。
（责任编辑李莉）
The authors have declared that no competing interests exist.