科學通報 | 四川農業大學聯合中國農業大學揭示納米硒促進苦蕎黃酮積累，借助外源干預實現品質提升

苦蕎因富含以蘆丁為代表的黃酮類化合物而備受青睞。如何通過綠色、高效的途徑進一步提升其活性成分含量，一直是農業與食品科學領域關注的焦點。近日，四川農業大學生命科學學院、中國農業大學理學院以及廣西特色作物研究院的研究團隊聯合在《科學通報》發表了題為“納米硒促進苦蕎黃酮積累：選擇性增強黃酮醇代謝”研究論文，揭示了納米硒（SeNPs）促進苦蕎黃酮積累的調控機制，為高品質苦蕎的生物強化與高效栽培提供了新的策略。

背景介紹

苦蕎（Fagopyrum tataricum）不僅是傳統的高原糧食作物，更因其富含多種生物活性物質而具有極高的藥用與保健價值。其最突出的特征是富含以蘆丁為代表的黃酮類化合物，含量可達普通蕎麥的10至100倍，賦予了苦蕎優異的抗氧化、降三高等健康功效。然而，在實際農業生產中，如何打破品種限制，通過外源干預手段進一步提升苦蕎的黃酮含量，是一項亟待攻克的技術難題。

硒（Se）是人體必需的微量元素，同時對植物生長發育也有著關鍵作用。傳統無機硒肥存在吸收利用率低、易造成生態風險等缺陷。而納米硒（SeNPs）憑借生物相容性好、吸收率高、毒性低等優勢，成為作物營養強化的新方向。基于此，研究團隊采用水培、盆栽及微區田間試驗相結合的多層次研究體系，探究了納米硒對苦蕎生長發育及黃酮積累的調控機制。

成果介紹

在水培萌發試驗中，研究人員發現納米硒對苦蕎芽苗生長具有典型的“低促高抑”雙重劑量效應。當納米硒濃度為1 mg/L時，苦蕎地上部生物量與總黃酮積累達到最優平衡。更重要的是，納米硒處理顯著提升了苦蕎芽苗的基礎抗氧化能力。超氧化物歧化酶（SOD）、過氧化物酶（POD）和過氧化氫酶（CAT）等關鍵抗氧化酶的活性被激活，協同增加的脯氨酸與谷胱甘肽（GSH）共同構成了一道“抗氧化防線”，為處于快速生長期的芽苗維持了穩定的氧化還原穩態。

圖1 納米硒水培影響苦蕎芽苗表型，增強了抗氧化能力

為貼近實際農業生產場景，團隊進一步開展盆栽葉面噴施試驗。在相同施用濃度（10 mg/L）下，納米硒對苦蕎植株黃酮積累的促進效應優于傳統的無機硒（亞硒酸鈉）。研究發現，納米硒處理顯著上調了黃酮生物合成途徑中上游關鍵酶基因（如FtPAL，上調達2.88倍）的表達水平。結合LC-MS/MS非靶向代謝組學技術，研究團隊進一步繪制了苦蕎籽粒的代謝圖譜，共鑒定出178種顯著差異代謝物。數據顯示，納米硒加速了合成前體L-苯丙氨酸的消耗，將代謝流導向了黃酮醇合成支路，導致下游關鍵活性物質如蘆丁（提升25.04%）、槲皮素（提升34.02%）以及柚皮素（大幅提升454.35%）大量積累；同時，競爭途徑中間產物（如木樨草素、芹菜素）含量下降。

圖 2. 非靶向代謝組學揭示納米硒處理誘導苦蕎籽粒代謝流向黃酮醇支路發生顯著偏移

品質提升是否會以犧牲產量為代價？田間微區試驗結果表明，在自然農田環境下，葉面噴施納米硒不僅未對植株正常形態造成負面影響，反而顯著提高了苦蕎的單株籽粒重（比對照增加6.90%）和千粒重（提高6.08%）。收獲的成熟籽粒中，總黃酮含量顯著上升了12.55%。田間葉面施用納米硒能夠促進苦蕎籽粒黃酮積累而不影響產量，顯示其作為提升作物品質的有效干預手段的潛力。未來，隨著納米農業技術的不斷成熟與大田應用推廣，這一“綠色強化”策略有望為高附加值功能性苦蕎食品的開發注入新的動力。

四川農業大學生命科學學院吳琦教授和中國農業大學理學院潘燦平教授為文章的共同通訊作者。中國農業大學博士生胡沐凡和四川農業大學研究生譚清蔚為共同第一作者。研究工作得到了國家自然科學基金（32572876, 32372032）的資助。

文章信息

胡沐凡，譚清蔚，章淑雯，等.納米硒促進苦蕎黃酮積累: 選擇性增強黃酮醇代謝. 科學通報, 2026.

https://www.sciengine.com/doi/10.1360/CSB-2025-5977.

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