劉煥成，曹廣祿，韓英鵬，李文濱，趙宏偉*（.東北農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院，哈爾濱50030；.哈爾濱市農(nóng)業(yè)科學(xué)院糧食經(jīng)濟(jì)作物研究分院，哈爾濱5008）

生殖生長期溫度對大豆各器官維生素E及其組分含量影響

劉煥成1,2，曹廣祿2，韓英鵬1，李文濱1，趙宏偉1*
（1.東北農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院，哈爾濱150030；2.哈爾濱市農(nóng)業(yè)科學(xué)院糧食經(jīng)濟(jì)作物研究分院，哈爾濱150028）

研究以α-生育酚含量水平不同的兩個(gè)大豆品種北豐9（高）和龍選1號（低）為試驗(yàn)材料，在大豆生殖生長期利用光照培養(yǎng)箱以三個(gè)溫度處理（28~34℃、22~28℃、16~22℃），研究不同溫度對大豆莖、葉、莢皮、籽粒維生素E含量影響。結(jié)果表明，隨溫度升高，大豆莖中α-生育酚、γ-生育酚和維生素E總含量降低（P<0.01），葉片中α-生育酚和維生素E總含量降低（P<0.01），籽粒中γ-生育酚、δ-生育酚和維生素E總含量降低（P<0.01），而籽粒中α-生育酚增加（P<0.01）。中等溫度（22~28℃）更有利于大豆莢皮中δ-生育酚和VE總含量積累，而低溫（16~ 22℃）不利于α-生育酚和γ-生育酚積累。高溫條件能提高α-生育酚從葉、莖和莢皮向籽粒中轉(zhuǎn)化運(yùn)輸率（P< 0.01），有利于大豆籽粒中α-生育酚含量積累。

大豆；溫度；維生素E；影響

網(wǎng)絡(luò)出版時(shí)間2016-6-17 15:21:45[URL]http://www.cnki.net/kcms/detail/23.1391.S.20160617.1521.002.htm l

劉煥成,曹廣祿,韓英鵬,等.生殖生長期溫度對大豆各器官維生素E及其組分含量影響[J].東北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2016,47(6):8-17.

Liu Huancheng,Cao Guanglu,Han Yingpeng,et al.Effect of temperature during reproductive stages on contents of vitamin E and components in different organs of soybean[J].Journal of Northeast Agricultural University,2016,47(6):8-17.(in Chinese with English abstract)

Key words:soybean;temperature;vitamin E;effect

維生素E（VE）具有維持人和動物正常繁殖生理功能，又稱生育酚。維生素E由α-生育酚（αtocopherol/α-Toc）、β-生育酚（β-tocopherol）、γ-生育酚（γ-tocopherol/γ-Toc）、δ-生育酚（δ-to?copherol/δ-Toc）及相應(yīng)生育三稀酚八個(gè)異構(gòu)體組成。生育酚是一種重要抗氧化劑，生物活性順序?yàn)棣?β>γ>δ。各生育酚在不同植物中含量不同，在大豆籽粒中含量為γ>δ>α>β，β-生育酚大豆中含量低，一般忽略不計(jì)[1]。α-生育酚生物活性是γ-生育酚活性10倍，且更易被穩(wěn)定吸收并保留在細(xì)胞中，維生素E含量目前以α-生育酚含量為標(biāo)準(zhǔn)[2]。維生素E只在光合生物中合成，包括植物、藻類和藍(lán)藻，是人類和動物日常必需營養(yǎng)物質(zhì)[3-4]。醫(yī)學(xué)證據(jù)表明，每日攝入400 IU生育酚可降低動脈粥樣硬化、癌癥、帕金森癥、心腦血管、阿爾茨海默氏病等疾病風(fēng)險(xiǎn)[1,5-6]。

目前，國際上不斷擴(kuò)展維生素E基礎(chǔ)理論及其在食品、醫(yī)藥、保健、化妝等領(lǐng)域研究與應(yīng)用。維生素E有天然和人工合成兩種，天然維生素E主要存在于油料作物中，包括大豆、向日葵、油菜等均含有豐富生育酚。研究顯示人工合成維生素E生物活性僅為天然的50%~74%[7]。因此，提高油料作物中維生素E含量意義重大。大豆作為油料作物，是天然維生素E主要來源，也成為維生素E研究與應(yīng)用主要對象。

生育酚存在于高等植物莖、葉、花瓣和種子中[5,8]。其合成一方面受氣象條件、土壤養(yǎng)分、海拔等生態(tài)因子共同作用[9-11]，另一方面，作物栽培管理對生育酚含量有一定影響[12]。大豆生殖生長期是籽粒形成階段，各類營養(yǎng)物質(zhì)不斷從莢皮、莖、葉等營養(yǎng)器官向籽粒運(yùn)輸，是大豆籽粒形成重要時(shí)期。Britz等研究表明，結(jié)莢初期至完熟期氣溫對大豆籽粒α-生育酚含量有顯著影響[11-13]。然而，溫度對大豆其他器官維生素E含量影響尚未見報(bào)道，本研究主要探討生殖生長期溫度對大豆籽粒、莢皮、莖、葉等器官維生素E含量影響，以期為大豆品種區(qū)域化種植提供理論依據(jù)。

1　材料與方法

1.1供試大豆材料

2014年在哈爾濱市松北區(qū)哈爾濱市農(nóng)業(yè)科學(xué)院試驗(yàn)田種植大豆，經(jīng)篩選選取北豐9和龍選1號兩個(gè)大豆品種，北豐9的α-生育酚、γ-生育酚、δ-生育酚和維生素E總含量分別為43.7、324.4、192.4和560.5μg·g-1，龍選1號分別為13.1、220.9、104.9和338.9μg·g-1。

1.2試驗(yàn)方法

2015年5月10日兩品種在室外花盆中各種100盆，20行排列，每行10盆?；ㄅ枰?guī)格為高13 cm，上沿直徑13 cm，底部直徑10 cm。始莢初期為避免邊際優(yōu)勢影響，選取中央?yún)^(qū)域繁茂度一致盆栽轉(zhuǎn)移至不同溫度光照培養(yǎng)箱，每個(gè)溫度處理選取15盆。光照培養(yǎng)箱設(shè)3個(gè)溫度梯度，即28~34℃、22~28℃、16~22℃，高溫16 h，低溫8 h。光照強(qiáng)度15 000 lx，16 h光照，8 h黑暗。每個(gè)溫度處理分別在始粒期（R5）、鼓粒期（R6）和完熟期（R8）取樣，每次取樣4株，取樣后放置-80℃冰箱保存。試驗(yàn)過程中，北豐9和龍選1號樣品全部取回。取樣后，分別檢測莖、葉、莢皮、籽粒部位α-生育酚、γ-生育酚、δ-生育酚和維生素E總含量。

1.3測定方法

1.3.1樣品提取和萃取

大豆莖、葉、莢皮、籽粒65℃溫度下烘箱中烘干后磨成粉，稱取0.1000 g，加入0.0500 g抗壞血酸和3 m L 80%乙醇，震蕩混勻10 s后置于超聲波清洗器中提取15min，提取8min時(shí)震蕩混勻10 s 1次，提取完成后13 000 r·min-1離心15min，上清液經(jīng)0.45μm濾膜過濾后在設(shè)定色譜條件下測定。

1.3.2維生素E定性和定量

利用高壓液相色譜技術(shù)（HPLC），采用外標(biāo)法對生育酚各異構(gòu)體作定性和定量分析。以α-生育酚、γ-生育酚、δ-生育酚標(biāo)樣保留時(shí)間定性，以樣品生育酚峰面積代入回歸方程定量。維生素E總含量為α-生育酚、γ-生育酚和δ-生育酚含量之和。

色譜條件：色譜柱購自DIKMA公司，色譜柱填料為Diamonsil（TM）鉆石C18，5μm，柱規(guī)格為250 mm×4.6mm；熒光檢測器激發(fā)波長295 nm，發(fā)射波長330 nm；流動相為甲醇，流速1.5 mL·min-1；柱溫40℃；進(jìn)樣量20μL；檢測時(shí)間長度10min[14-15]。

圖1　溫度對大豆葉片維生素E及其組分含量影響Fig.1 Effects of temperature stress on contents of vitamin E and its components in soybean leaves

1.4數(shù)據(jù)分析

采用軟件DPS 9.50新復(fù)極差法作多重比較分析，Excel2010軟件繪圖。

2　結(jié)果與分析

2.1溫度對大豆葉總維生素E及其組分含量影響

溫度對大豆葉總維生素E及其組分含量影響見圖1。

如圖1所示，不同溫度條件下，兩供試大豆品種葉片在始粒期、鼓粒期和完熟期3個(gè)不同時(shí)期α-生育酚和維生素E總含量均隨處理溫度升高而降低。多重比較分析顯示，不同溫度處理間兩者含量均差異極顯著（P<0.01）。而γ-生育酚和δ-生育酚含量不同生育期表現(xiàn)出品種間差異性，尤其是始粒期差異顯著。

始粒期龍選1號γ-生育酚和δ-生育酚含量順序?yàn)橹袦兀?2~28℃）>低溫（16~22℃）>高溫（28~ 34℃），北豐9γ-生育酚含量隨溫度升高而降低。其中，龍選1號γ-生育酚含量不同溫度處理間差異顯著（P<0.05），北豐9γ-生育酚含量不同溫度處理間差異極顯著（P<0.01）。即始粒期兩個(gè)品種γ-生育酚含量在高溫處理（28~34℃）條件下均顯著低于其他兩個(gè)溫度（16~22℃和22~28℃）。

鼓粒期龍選1號γ-生育酚含量隨溫度升高而升高，北豐9γ-生育酚含量隨溫度升高而降低。北豐9γ-生育酚含量不同溫度處理間差異顯著（P< 0.05）；鼓粒期龍選1號δ-生育酚含量順序?yàn)橹袦兀?2~28℃）>低溫（16~22℃）>高溫（28~34℃），北豐9δ-生育酚含量隨溫度升高而降低。鼓粒期兩個(gè)品種在高溫處理?xiàng)l件下δ-生育酚含量均顯著低于其他兩個(gè)溫度（龍選1號P<0.05，北豐9 P<0.01）。

完熟期龍選1號γ-生育酚和δ-生育酚含量完熟期隨溫度升高而降低；北豐9γ-生育酚含量順序?yàn)橹袦兀?2~28℃）>高溫（28~34℃）>低溫（16~ 22℃），而δ-生育酚含量隨溫度升高而升高，龍選1號δ-生育酚含量高溫處理極顯著低于其他兩個(gè)溫度，且兩品種γ-生育酚含量和北豐9δ-生育酚含量3個(gè)溫度處理間均表現(xiàn)為差異極顯著（P<0.01）。

2.2溫度對大豆莖總維生素E及其組分含量影響

不同溫度條件下，大豆莖中維生素E含量各生育期均較低，各生育酚異構(gòu)體含量為0.41~15.68 μg·g-1，總維生素E含量為0.64~26.62μg·g-1，完熟期檢測含量較高。生育酚含量順序均為α>γ>δ。3個(gè)溫度處理下α-生育酚含量均值與γ-生育酚和δ-生育酚含量均值比分別為1.32和3.20。

如圖2所示，不同溫度處理下，兩供試大豆品種莖完熟期α-生育酚、γ-生育酚和維生素E總含量均隨溫度升高而降低，多重比較分析顯示，不同溫度處理間含量均極顯著（P<0.01）。兩供試大豆品種莖完熟期δ-生育酚含量在中等溫度處理（22~ 28℃）均最高，并與高溫和低溫條件處理（28~34℃和16~22℃）差異極顯著（P<0.01）。但鼓粒期和始粒期溫度影響品種間表現(xiàn)不同。

鼓粒期，兩供試大豆品種α-生育酚和維生素E總含量低溫處理（16~22℃）均極顯著高于其他兩個(gè)溫度處理（P<0.01）。鼓粒期γ-生育酚和δ-生育酚含量受溫度影響結(jié)果不同。鼓粒期龍選1號γ-生育酚含量順序?yàn)楦邷?低溫>中溫（高溫與中溫間表現(xiàn)顯著差異），北豐9則隨溫度升高而降低，達(dá)極顯著（P<0.01）。鼓粒期龍選1號和北豐9δ-生育酚含量順序?yàn)榈蜏?高溫>中溫，其中龍選1號各溫度處理間無差異性，北豐9不同溫度處理間差異極顯著（P<0.01）。

始粒期，兩供試品種α-生育酚含量低溫處理下最高，極顯著高于其他兩個(gè)溫度處理（P<0.01）。此時(shí)溫度對其他組分影響表現(xiàn)為，高溫降低γ-生育酚和維生素E總含量，但增加龍選1號δ-生育酚含量，而對北豐9δ-生育酚含量影響最高和最低溫度處理無顯著差異。

2.3溫度對大豆莢皮總維生素E及其組分含量影響

始粒期和完熟期兩供試大豆品種莢皮中維生素E含量較低，α-生育酚、γ-生育酚和δ-生育酚含量范圍為0.33~8.31μg·g-1。完熟期后，兩供試大豆品種莢皮中α-生育酚、γ-生育酚、δ-生育酚和VE總含量平均為3.57、12.15、9.36和25.08μg·g-1。

如圖3所示，兩供試品種α-生育酚含量始粒期順序均為低溫>高溫>中溫，并表現(xiàn)極顯著差異（P<0.01）。但始粒期和完熟期溫度影響品種間表現(xiàn)不同，即始粒期龍選1號高溫處理α-生育酚含量最高，北豐9低溫處理最高，并與其他兩溫度處理達(dá)極顯著（P<0.01）。完熟期龍選1號α-生育酚含量順序?yàn)橹袦?低溫>高溫，處理間達(dá)到極顯著（P< 0.01）。北豐9低溫處理α-生育酚含量極顯著低于其他兩個(gè)溫度處理，中、高溫處理間差異不顯著。兩供試品種γ-生育酚含量不同時(shí)期也表現(xiàn)品種間差異。γ-生育酚含量總體表現(xiàn)為，兩供試品種始粒期高溫處理極顯著高于其他兩個(gè)溫度處理（P< 0.01）。鼓粒期龍選1號隨溫度升高γ-生育酚含量增加，且差異極顯著（P<0.01）。而鼓粒期北豐9隨溫度升高γ-生育酚含量降低，差異極顯著（P< 0.01）。完熟期，龍選1號γ-生育酚含量順序?yàn)橹袦?低溫>高溫，不同溫度處理間差異極顯著（P< 0.01）。而北豐9γ-生育酚含量低溫處理極顯著高于其他兩個(gè)溫度處理（P<0.01），中、高溫處理間差異不顯著。兩個(gè)供試大豆品種多重比較分析顯示，始粒期兩個(gè)供試品種莢皮δ-生育酚和VE總含量高溫極顯著高于其他兩個(gè)溫度處理（P<0.01）。完熟期中等溫度莢皮δ-生育酚和VE總含量極顯著高于其他兩個(gè)溫度（P<0.01）。但在鼓粒期兩個(gè)供試品種δ-生育酚和VE總含量受溫度影響表現(xiàn)品種差異，即龍選1號隨溫度升高δ-生育酚和VE總含量增加，而北豐9相反，兩品種不同溫度處理間差異極顯著（P<0.01）。

圖2　溫度對大豆莖維生素E及其組分含量影響Fig.2 Effects of temperature stress on contents of vitam in E and its components in soybean stems

圖3　溫度對大豆莢皮維生素E及其組分含量影響Fig.3 Effects of temperature stress on contents of vitamin E and its components in soybean pod walls

2.4溫度對大豆籽粒總維生素E及其組分含量影響

如圖4所示，不同溫度處理?xiàng)l件下，兩個(gè)供試大豆品種籽粒在始粒期、鼓粒期和完熟期3個(gè)不同時(shí)期α-生育酚含量均隨溫度升高而增加，多重比較分析顯示，完熟期兩個(gè)品種不同溫度處理間α-生育酚含量達(dá)極顯著（P<0.01），鼓粒期龍選1號不同溫度處理間α-生育酚含量達(dá)極顯著（P<0.01），北豐9達(dá)顯著（P<0.05），而始粒期龍選1號差異不顯著，北豐9在高溫與低溫處理間達(dá)顯著差異（P< 0.05）。不同溫度處理?xiàng)l件下，兩個(gè)供試大豆品種籽粒在始粒期、鼓粒期和完熟期3個(gè)不同時(shí)期γ-生育酚、δ-生育酚和維生素E總含量均隨溫度升高而降低，多重比較分析顯示，始粒期、鼓粒期和完熟期不同溫度處理間含量均差異顯著（P<0.01）。

圖4　溫度對大豆籽粒維生素E及其組分含量影響Fig.4 Effects of temperature stress on contents of vitamin E and its components in soybean seeds

2.5大豆各器官維生素E含量比較

完熟期收獲后，大豆各器官維生素E 3個(gè)溫度處理平均含量水平差異較大。各器官α-生育酚含量順序?yàn)槿~>籽粒>莖>莢皮，γ-生育酚和δ-生育酚含量順序?yàn)樽蚜?葉>莢皮>莖。如表1所示，葉中α-生育酚含量是籽粒的9.79倍，且葉片與籽粒、莖、莢皮中α-生育酚含量均達(dá)極顯著（P<0.01）。

為評估大豆植株源到庫維生素E轉(zhuǎn)化情況，本研究分析不同溫度處理?xiàng)l件下完熟期籽粒與葉片、莖、莢皮α-生育酚含量比值。結(jié)果顯示（見表2），兩品種隨處理溫度升高籽粒/葉、籽粒/莖、籽粒/莢皮α-生育酚含量比值均升高，多重比較分析顯示，不同溫度處理間差異水平均達(dá)極顯著（P<0.01）。

如表3所示，始粒期至完熟期是大豆籽粒維生素E不斷積累過程，各生育酚含量不斷提高，完熟期達(dá)到峰值。α-生育酚、γ-生育酚、δ-生育酚和維生素E總含量平均值3個(gè)溫度處理不同時(shí)期差異極顯著（P<0.01）。

表1　大豆各器官維生素E及其組分含量多重比較分析Table1 Multiple comparative analysis on contents of vitamin E and its components in different organs of soybean(μg·g-1)

表2　大豆籽粒/葉、籽粒/莖、籽粒/莢皮α-生育酚含量比值多重比較分析Table 2 Multiple comparative analysis onα-tocopherol ratio in seed/leaf,seed/stem,seed/pod-wall of soybean

表3　不同生育期大豆籽粒維生素E含量多重比較分析Table 3 Multiple comparative analysis of vitamin E con tent in soybean seeds at different stages(μg·g-1)

3　討論

維生素E生化合成反應(yīng)發(fā)生在高等植物葉綠體中[16]。大豆葉片作為光合作用器官，是維生素E主要合成場所。本試驗(yàn)結(jié)果顯示，大豆葉片α-生育酚和維生素E總含量在始粒期、鼓粒期和完熟期3個(gè)籽粒形成時(shí)期均隨溫度升高而降低（P<0.01）。鼓粒期，高溫處理（28~34℃）條件下δ-生育酚含量顯著低于其他兩溫度處理（16~22℃和22~28℃）。始粒期，高溫處理（28~34℃）條件下γ-生育酚顯著低于其他兩溫度處理（16~22℃和22~28℃）。生育酚生化合成途徑最后反應(yīng)中，2-甲基-6-葉綠醇苯醌（MPBQ）在2-甲基-6-葉綠醇苯醌甲基轉(zhuǎn)移酶（MP?BQ甲基轉(zhuǎn)移酶）催化下生成2,3-二甲基-6-葉綠醇苯醌（DMPBQ），MPBQ和DMPBQ在生育酚環(huán)化酶催化下分別生成δ-生育酚和γ-生育酚，γ-生育酚甲基轉(zhuǎn)移酶催化下分別生成β-生育酚和α-生育酚[17]。α-生育酚是維生素E合成途徑最終產(chǎn)物，影響其含量因素相對較少，兩供試大豆品種本試驗(yàn)中均易受溫度影響。而γ-生育酚和δ-生育酚為維生素E合成途徑過程中間產(chǎn)物，除溫度外，生化合成過程中影響含量因素復(fù)雜，無法評估溫度對其在大豆中含量影響。大豆總維生素E及其組分含量是多基因控制的數(shù)量遺傳性狀[18]，龍選1號和北豐9分別屬于維生素E含量低和高的大豆品種，控制維生素E含量和生化合成酶類相關(guān)基因差異較大，造成維生素E含量對溫度敏感度差異，所以溫度對維生素E含量影響存在品種差異。

莖與莢皮是大豆主要養(yǎng)分運(yùn)輸器官，兼有少量光合作用，生育酚主要來源于葉片輸送產(chǎn)物及自身合成，但大豆莖與莢皮中維生素E含量均極顯著低于葉片和籽粒。大豆莖和莢皮內(nèi)生育酚含量也直接或間接受溫度影響。完熟期，大豆莖內(nèi)α-生育酚、γ-生育酚和維生素E總含量均隨溫度升高而降低（P<0.01），中等溫度（22~28℃）有利于大豆莢皮中δ-生育酚和VE總含量積累，而低溫（16~ 22℃）不利于α-生育酚和γ-生育酚在莢皮中積累。鼓粒期，大豆莖內(nèi)低溫處理（16~22℃）條件下α-生育酚和VE總含量極顯著高于其他兩溫度處理。大豆莢皮α-生育酚不同溫度含量順序?yàn)榈蜏?高溫>中溫，不同溫度處理間差異極顯著（P< 0.01）。始粒期，大豆莖內(nèi)低溫處理（16~22℃）條件下α-生育酚含量極顯著高于其他兩個(gè)溫度處理，高溫處理（28~34℃）有利于γ-生育酚、δ-生育酚和VE總含量積累。本試驗(yàn)中始粒期和鼓粒期未得到與完熟期相同結(jié)論，可能是兩時(shí)期取樣時(shí)間點(diǎn)人為很難完全準(zhǔn)確把握，加之大豆莖與莢皮VE含量較低，不可避免造成不同溫度處理間生育酚含量人為誤差較大。

大豆籽粒中α-生育酚含量在始粒期、鼓粒期和完熟期隨處理溫度升高而增加，在鼓粒期和完熟期不同溫度處理間均表現(xiàn)為顯著差異，但在始粒期無顯著差異，原因是籽粒剛形成，即使在成熟籽粒中α-生育酚含量不高，造成數(shù)據(jù)分析不準(zhǔn)確，而對于含量較高的γ-生育酚、δ-生育酚和VE總含量則無影響。結(jié)果顯示，大豆籽粒中γ-生育酚、δ-生育酚和VE總含量在始粒期、鼓粒期和完熟期均隨溫度升高而降低。多重分析結(jié)果表明，不同溫度處理間的γ-生育酚、δ-生育酚和VE總含量差異極顯著（P<0.01）。同類研究表明，溫度對籽粒中3種生育酚含量影響較大，溫度升高促使α-生育酚含量增加，相反會促使γ-生育酚和δ-生育酚含量降低，與本研究結(jié)果一致；但溫度對VE總含量無顯著影響，與本研究結(jié)果不同[11,15,19]。

根據(jù)源、流、庫功能性劃分，葉片是主要生育酚合成器官，莖和莢皮是生育酚主要運(yùn)輸器官，大豆籽粒是最終生育酚主要貯藏器官。本試驗(yàn)對大豆籽粒與葉片、莖、莢皮α-生育酚含量比值作比較分析，結(jié)果顯示，籽粒/葉、籽粒/莖、籽粒/莢皮均隨處理溫度升高而升高（P<0.01）。結(jié)果表明，隨處理溫度升高，源和流向庫的α-生育酚轉(zhuǎn)化率提高。葉片和莖α-生育酚含量隨溫度升高而降低，大豆籽粒α-生育酚含量隨溫度升高而增加。另外，大豆葉片α-生育酚含量極顯著高于莖和莢皮，葉片對籽粒α-生育酚含量增加可能貢獻(xiàn)更大。目前研究顯示，植物生長階段在高光照[20-21]、干旱[19,22]、高鹽[23]、重金屬[24]和低溫[25-26]條件下，生育酚生化合成發(fā)生改變。溫度升高對生育酚合成有較大影響：一方面，溫度升高會促使γ-生育酚和δ-生育酚向下級產(chǎn)物α-生育酚和β-生育酚合成，或抑制上級產(chǎn)物DMPBQ和MPBQ向γ-生育酚和δ-生育酚合成。如果此假設(shè)成立，則溫度升高造成γ-生育酚和δ-生育酚自身合成減少，并向下級產(chǎn)物合成，致使含量降低，而維生素E總含量減少主要源于γ-生育酚和δ-生育酚自身合成受到抑制。溫度對生育酚生化合成影響雖發(fā)生在光合作用器官—大豆葉片、莖和莢皮中，但是對籽粒生育酚含量間接影響一致。溫度對生育酚合成關(guān)鍵基因表達(dá)的影響等假設(shè)，需基因表達(dá)研究進(jìn)一步驗(yàn)證。

大豆葉、莖、莢皮和籽粒各器官生育酚含量存在差異。各器官α-生育酚含量順序?yàn)槿~>籽粒>莖>莢皮，γ-生育酚和δ-生育酚含量順序?yàn)樽蚜?葉>莢皮>莖。其中，α-生育酚是生物活性最高生育酚，具有重要應(yīng)用價(jià)值。本試驗(yàn)通過對完熟期大豆各器官α-生育酚比較分析可知，大豆葉片含有豐富α-生育酚，是維生素E主要異構(gòu)體形式，含量是γ-生育酚和δ-生育酚2.27和5.17倍，極顯著高于其他器官，是籽粒α-生育酚含量9.79倍。

大豆植株進(jìn)入始粒期后籽粒中各生育酚含量不斷提高（P<0.01），籽粒形成時(shí)期是α-生育酚、γ-生育酚、δ-生育酚和VE總含量積累關(guān)鍵時(shí)期。雖然利用基因工程技術(shù)可提高種子中α-生育酚含量[27]，但大豆生產(chǎn)管理中，生殖生長階段保證充足水分、養(yǎng)分和光照等前提下，在高溫地區(qū)種植或提供高溫條件，可能會獲得α-生育酚含量較高大豆籽粒。

4　結(jié)論

a.溫度升高會促使大豆籽粒α-生育酚含量提高，抑制γ-生育酚、δ-生育酚和維生素E總含量在籽粒中積累。

b.溫度升高會降低大豆莖中α-生育酚、γ-生育酚和VE總含量，及大豆葉中α-生育酚和維生素E總含量。

c.中等溫度（22~28℃）更利于大豆莢皮中δ-生育酚和VE總含量積累，而低溫（16~22℃）不利于α-生育酚和γ-生育酚積累。

d.隨處理溫度升高，源和流向庫的α-生育酚轉(zhuǎn)化率提高。因此葉片和莖的α-生育酚含量隨溫度升高而降低，而大豆籽粒α-生育酚含量隨溫度升高而增加。

[1]Bramley PM,Elmadfa I,Kafatos A,etal.Vitamin E[J].Journal of the Science of Food and Agriculture,2000,80:913-938.

[2]Kamal E A,Appelqvist LA.The chemistry and antioxidant prop?erties of tocopherols and tocotrienols[J].Lipids,1996,31:671-701.

[3]Falk J,Munne BS.Tocochromanol functions in plants:Antioxida?tion and beyond[J].Journal of Experimental Botany,2010,61: 1549-1566.

[4]Mene S L,Della P D.Biosynthesis,regulation and functions of tochocromanols in plants[J].Plant Physiology and Biochemistry, 2010,48:301-309.

[5]Buring JE,Hennekens CH.Antioxidant vitamins and cardiovas?cular disease[J].Nutrition Reviews,1997,55:53-60.

[6]Christen W G,Gaziano JM,Hennekens CH.Design of physi?cians'health studyⅡ-a randomized trial of beta-carotene,vita?mins E and C,and multivitamins,in prevention of cancer,cardio?vascular disease,and eye disease,and review of results of com?pleted trials[J].Ann Epidemiol,2000,10(2):125-134.

[7]Clemente T E,Cahoon E B.Soybean oil:Genetic approaches for modification of functionality and total content[J].Plant Physiology 2009,151:1030-1040.

[8]Munne BS,Alegre L.The function of tocopherols and tocotrienols in plants[J].Critical Reviews in Plant Sciences,2002,21:31-57.

[9]李衛(wèi)東,盧為國,梁慧珍,等.大豆籽粒維生素E含量與生態(tài)因子關(guān)系的研究[J].作物學(xué)報(bào),2007,33(7):1094-1099.

[10]接偉光,張勇,蔡柏巖,等.磷素對不同大豆品種籽粒維生素E含量的影響[J].農(nóng)業(yè)科學(xué)與技術(shù)(英文版),2011,12(12): 22237-22239.

[11]Britz S J,Kremer D F,Kenworthy W J.Tocopherols in soybean seeds:genetic variation and environmental effects in field-grown crops[J].Journal of the American Oil Chemists Society,2008,85: 931-936.

[12]Philippe S,Gilles T,Denis P,et al.Soybean tocopherol concentra?tions are affected by crop management[J].Agricultural and Food Chemistry,2010,58:5495-5501.

[13]Pratyusha C,Philippe S,Wucheng L.Effects of high temperature stress at different development stages on soybean isoflavone and tocopherol concentrations[J].Agricultural and Food Chemistry, 2011,59:13081-13088.

[14]王麗,宋志峰,紀(jì)鋒,等.高效液相色譜法測定大豆中的維生素E含量及其與粗脂肪含量的線性回歸分析[J].大豆科學(xué),2006, 25(2):113-117.

[15]李國營,范志影,劉方,等.高效液相色譜法測定谷子種質(zhì)資源中維生素E的研究[J].中國農(nóng)業(yè)科技導(dǎo)報(bào),2009,11(1):129-133.

[16]Li Y,Wang G,Hou R,et al.Engineering tocopherol biosynthetic pathway in lettuce[J].Biologia Plantarum,2011,55(3):453-460.

[17]Munne B S,Falk J.New insights into the function of tocopherols in plants[J].Planta,2004,218:323-326.

[18]張紅梅,李海朝,文自翔,等.大豆籽粒維生素E含量的QTL分析[J].作物學(xué)報(bào),2015,41(2):187-196.

[19]Steven J,Britz,Kremer D F.Warm temperatures or drought dur?ing seed maturation increase freeα-tocopherol in seeds of soy?bean(Glycine max[L.]Merr.)[J].Agricultural and Food Chemis?try,2002,50:6058-6063.

[20]Maeda H,Della P D.Tocopherol functions in photosynthetic or?ganisms[J].Current Opinion in Plant Biology,2007(10):260-265.

[21]Collakova E,Della Penna D.The role of homogentisate phytylt ransferase and other tocopherol pathway enzymes in the regula?tion of tocopherol synthesis during abiotic stress[J].Plant Physiol?ogy,2003,133:930-940.

[22]Liu X,Hua X,Guo J,et al.Enhanced tolerance to drought stress in transgenic tobacco plants overexpressing VTE1 for increased tocopherol production from Arabidopsis thaliana[J].Biotechnolo?gy Letters,2008,30:1275-1280.[23]Yusuf M A,Kumar D,Rajwanshi R,et al.Overexpression of gam?ma-tocopherol methyl transferase gene in transgenic Brassica jun?cea plants alleviates abiotic stress:Physiological and chlorophyll a fluorescence measurements[J].Biochim Biophys Acta,2010, 1797:1428-1438.

[24]Gajewska E,Sk?odowska M.Relations between tocopherol,chloro?phyll and lipid peroxides contents in shoots of Ni-treated wheat [J].Journal of Plant Physiology,2007,164:364-366.

[25]Maeda H,Sage T L,Isaac G,et al.Tocopherols modulate extra? p lastidic polyunsaturated fatty acid metabolism in Arabidopsis at low temperature[J].Plant Cell,2008,20:452-470.

[26]Song W,Maeda H,Della PD.Mutations of the ER to plastid lipid transporters TGD1,2,3 and 4 and the ER oleate desaturase FAD2 suppress the low temperature-induced phenotype of Arabidopsis tocopherol-deficient mutant vte2[J].The Plant Journal,2010,62: 4-18.

[27]Shintani D,Della P D.Elevating the vitamin E content of plants through metabolic engineering[J].Science,1998,282:2098-2100.

Effect of temperature during reproductive stages on contents of vitamin E and components in different organs of soybean

LIU Huancheng1,2,CAO Guanglu2,HAN Yingpeng1,LI Wenbin1,ZHAO Hongwei1(1.School of Agriculture,Northeast Agricultural University,Harbin 150030,China;2.School of the Grain and Economic Crops,Harbin Academy of Agricultural Science,Harbin 150028,China)

The paper was conducted to determine the effects of temperature in stems,leaves,pod walls and seeds under three temperature regimes(28-34℃,22-28℃and 16-22℃)with two soybean cultivars,Beifeng9 and Longxuan1,differing inα-tocopherol content.Results showed that with the increase of temperature,α-tocopherol,γ-tocopherol and total vitamin E contents in soybean stems,α-tocopherol and total vitamin E contents in soybean leaves,γ-tocopherol,δ-tocopherol and total vitamin E contents in soybean seeds were decreased(P<0.01),while α-tocopherol content in soybean seeds were increased(P< 0.01).Medium temperature(22-28℃)was the most advantageous for accumulation of δ-tocopherol and total VE contents in soybean pod walls,while low temperature(16-22℃)was not advantageous for accumulation ofα-tocopherol andγ-tocopherol contents.High temperature improved transport rate of theαtocopherol from leaves,stems and pod walls to seeds(P<0.01),which resulted in increasing the accumulation of the α-tocopherol content in soybean seeds.

soybean;temperature;vitamin E;effect

S565.1

A

1005-9369（2016）06-0008-10

2016-02-26

國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（31471517）

劉煥成（1978-），男，高級農(nóng)藝師，博士研究生，研究方向?yàn)榇蠖股锛夹g(shù)。E-mail:liuhuancheng58@163.com

趙宏偉，教授，博士生導(dǎo)師，研究方向?yàn)樽魑锷砼c高產(chǎn)栽培技術(shù)。E-mail:hongweizhao@163.com