周應(yīng)嫄，李想，凌成婷，祖艷群，何永美，楊雍康，李元

（云南農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院，昆明 650201）

植物對(duì)陽光的依賴性導(dǎo)致它們不可避免地暴露于紫外線（UV）中，其中包括波長(zhǎng)范圍在280~320 nm的UV-B。該波長(zhǎng)范圍可能會(huì)對(duì)DNA、RNA和蛋白質(zhì)造成破壞，還會(huì)導(dǎo)致自由基產(chǎn)生。通常UV-B輻射在植物分子、細(xì)胞、器官、個(gè)體甚至生態(tài)系統(tǒng)水平上都會(huì)對(duì)其產(chǎn)生影響，干預(yù)植物生理生化代謝過程及相關(guān)基因表達(dá)與調(diào)控。然而，植物被損傷的跡象卻很少，這是因?yàn)橹参镞M(jìn)化出了有效的保護(hù)手段來抵御UV-B輻射，如積累在植物外層組織中的酚類化合物的作用。

酚類化合物是一種具有生物活性的苯基丙烷類化合物，類黃酮、酚酸、原花青素等酚類化合物遍及整個(gè)植物界，酚類化合物具有吸收UV-B輻射和清除活性氧自由基的雙重功能。目前，在UV-B輻射增強(qiáng)對(duì)水稻葉片及其他植物酚類化合物含量的影響方面的研究較多，但關(guān)于UV-B輻射增強(qiáng)對(duì)水稻籽粒體內(nèi)的酚類含量及其清除自由基能力的研究較少。大量研究表明酚類物質(zhì)有極強(qiáng)的清除自由基的能力，是一類天然的抗氧化劑，所以其在食品、化妝品、藥品和保健品等領(lǐng)域被廣泛使用，是極具市場(chǎng)開發(fā)價(jià)值和經(jīng)濟(jì)價(jià)值的天然產(chǎn)物，也是國(guó)內(nèi)外研究的熱門物質(zhì)。

水稻（L.）是世界上產(chǎn)量和消費(fèi)量最大的谷物之一，在健康與飲食的關(guān)系中起著重要的作用。有研究在水稻中發(fā)現(xiàn)了幾種具有抗氧化活性的化合物，包括酚類化合物、生育酚和谷維素。稻米中的酚類化合物能有效抑制活性氧（ROS）的產(chǎn)生并使其失活，具有延緩衰老、增強(qiáng)抗應(yīng)激反應(yīng)及免疫調(diào)節(jié)機(jī)能等生理功能，還可以降低癌癥、肝纖維化、高膽固醇和心血管疾病的發(fā)生率。我國(guó)目前在水稻種植資源中有色稻占10%左右，紅米水稻占有色稻首位，有8 963份，而紅米中黃酮類等酚類化合物含量顯著高于白米。為了明確UV-B輻射增強(qiáng)對(duì)水稻籽粒形成和酚類化合物含量及其抗氧化能力的影響，本研究以元陽梯田傳統(tǒng)稻種“白腳老粳”為材料，白腳老粳是元陽哈尼梯田地方紅米水稻品種，栽培歷史悠久，是種質(zhì)資源有效保護(hù)、可持續(xù)發(fā)展研究的極佳材料。通過大棚盆栽模式，增加不同強(qiáng)度的UV-B輻射，研究不同UV-B輻射強(qiáng)度對(duì)紅米生長(zhǎng)和籽粒中酚類化合物含量的變化特征，并通過1，1-二苯基-2-三硝基苯肼（DPPH）自由基、2，2′-聯(lián)氮-雙-3-6-磺酸（ABTS）自由基和羥基自由基3項(xiàng)指標(biāo)對(duì)紅米籽粒中酚類化合物的抗氧化活性進(jìn)行評(píng)估，測(cè)定其抗氧化能力，以期為紅米中天然抗氧化劑——酚類化合物的研究及產(chǎn)業(yè)開發(fā)提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

盆栽水稻，供試水稻為元陽哈尼梯田的農(nóng)家紅米水稻品種——白腳老粳（）。每盆插水稻9穴，每穴2~3株，4個(gè)處理，3個(gè)重復(fù)，共12盆。盆的大小為40 cm×35 cm×25 cm，每盆裝土35 kg。所用土為云南農(nóng)業(yè)大學(xué)后山土（25°14′30″N，102°56′27″E），紅壤，有機(jī)質(zhì)含量為29.59 g·kg、全氮含量為2.49 g·kg、堿解氮含量為54.73 mg·kg、全磷含量為13.21 g·kg、速效磷含量為82.56 mg·kg、全鉀含量為16.06 g·kg、速效鉀含量為519.53 mg·kg。

UV-B輻射處理：每個(gè)UV-B輻射處理架設(shè)兩盞紫外燈管在水稻植株上方（紫外燈管為40 W，波長(zhǎng)280~320 nm，上海顧村儀器廠生產(chǎn)），水稻植株頂端輻射強(qiáng)度測(cè)定使用UV-B輻射測(cè)定儀（北京師范大學(xué)光電儀器廠生產(chǎn)）。在自然條件下設(shè)自然光（0 kJ·m）和UV-B輻射（2.5、5.0、7.5 kJ·m·d，分別記為UVB-1、UV-B-2、UV-B-3。即將燈管分別距離水稻60、40、20 cm）4組處理，紫外燈輻射時(shí)間為每日7 h（10：00—17：00），陰天和雨天關(guān)閉紫外燈，不進(jìn)行UV-B輻射處理。觀察水稻的生長(zhǎng)狀態(tài)并隨著水稻生長(zhǎng)手動(dòng)調(diào)節(jié)燈管高度，以保持輻射強(qiáng)度不變。盆內(nèi)水高出土2 cm左右，使水稻長(zhǎng)期處于淹水狀態(tài)。2019年8月15日水稻進(jìn)入孕穗期開始照燈，10月9日收獲水稻后停止試驗(yàn)，其中13 d是陰天或雨天，沒有進(jìn)行紫外線照射。試驗(yàn)期間分別進(jìn)行籽粒乳熟期、蠟熟期和完熟期的采樣保存，以備各指標(biāo)測(cè)定使用。

1.2 指標(biāo)測(cè)定

1.2.1 生長(zhǎng)指標(biāo)

10月9日水稻收獲后，每個(gè)處理隨機(jī)取10株水稻測(cè)定其粒長(zhǎng)粒寬、千粒質(zhì)量、生物量等生長(zhǎng)指標(biāo)，測(cè)量方式為常規(guī)測(cè)量。

每株籽粒生物量的測(cè)定：籽粒收獲后，將水稻籽粒用水輕輕沖洗干凈，然后在通風(fēng)且無陽光直射的室內(nèi)自然風(fēng)干。裝入牛皮紙袋內(nèi)，放入80℃烘箱烘至質(zhì)量恒定，期間每隔24 h測(cè)定一次質(zhì)量直到質(zhì)量恒定，然后迅速稱量烘干后的籽粒質(zhì)量。

1.2.2 酚類化合物的提取

準(zhǔn)確稱取水稻籽粒0.5 g，加入10 mL 70%甲醇提取液，用勻漿機(jī)均質(zhì)，超聲45 min后在10 000 r·min下冷凍離心，過濾，取上清液1 mL用70%甲醇稀釋至50 mL，得待測(cè)樣品溶液，備用。

1.2.3 總酚含量的測(cè)定

參照ASSUMPCAO等的方法，并稍加修改。采用福林酚法測(cè)定總酚含量。準(zhǔn)確移取樣品液1 mL于25 mL容量瓶中，加2 mL福林酚試劑混合反應(yīng)6 min，再加入3 mL 7.5%的NaCO溶液反應(yīng)1 h，然后在765 nm波長(zhǎng)下測(cè)定吸光度值。以沒食子酸為對(duì)照品，測(cè)定100 g水稻籽粒中總酚的含量。

1.2.4 總黃酮含量的測(cè)定

參照GHASEMZADEH等的方法，并稍加修改。采用三氯化鋁分光光度法。準(zhǔn)確移取1 mL樣品于25 mL容量瓶中，加1 mL 5%的NaNO溶液靜置6 min后再加入1 mL 10%的Al（NO）溶液，再靜置6 min，最后加入10 mL 4%的NaOH溶液，用30%的乙醇定容至25 mL后靜置15 min，在510 nm波長(zhǎng)下測(cè)定吸光度。以蘆丁為對(duì)照品，測(cè)定100 g水稻籽粒中總黃酮的含量。

1.2.5 總酚酸含量的測(cè)定

取1 mL待測(cè)樣品置于50 mL容量瓶，加無水乙醇至5 mL，加0.3%十二烷基苯硫酸鈉2 mL及0.6%三氯化鐵-0.9%鐵氰化鉀（1∶1）混合溶液1 mL，混勻，暗處放置5 min。加0.1 mol·L的鹽酸溶液至50 mL，搖勻，在暗處放置20 min。以顯色劑為空白，在750 nm波長(zhǎng)處測(cè)定吸光度。

1.2.6 清除1，1-二苯基-2-三硝基苯肼（1，1-diphe?nyl-2-picrylhydrazyl，DPPH）自由基活性的測(cè)定

參照陳克克等的方法，并稍加修改。在4 mL 2×10mol·L的DPPH溶液中加入1 mL樣品提取液，靜置0.5 h后在517 nm下測(cè)定吸光值A。同時(shí)在4 mL 2×10mol·L的DPPH溶液中加入1 mL乙醇溶液，測(cè)定吸光值。

式中：A代表加樣品的吸光值；代表未加樣品的吸光值。

1.2.7 清除2，2′-聯(lián)氮-雙-3-6-磺酸[2，2′-azino-bis（3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid），ABTS]自由基活性的測(cè)定

參照CHEN等的方法，并稍加修改。移取0.1 mL樣品稀釋液和0.1 mL抗壞血酸標(biāo)準(zhǔn)溶液于10 mL離心管，加入3.9 mLABTS標(biāo)準(zhǔn)溶液，混勻，在室溫下反應(yīng)6 min，734 nm下測(cè)定吸光度。移取0.1 mL 70%的乙醇，加入3.9 mLABTS標(biāo)準(zhǔn)溶液，測(cè)定吸光度。

ABTS自由基清除率=（-）/×100%

1.2.8 清除羥基陰離子（—OH）的測(cè)定

參照涂云飛等的方法，并稍加修改。采用水楊酸捕捉羥自由基法測(cè)定。依次加入1 mL 9 mmol·L水楊酸－乙醇溶液和1 mL的提取液于試管，再加入1 mL 9 mmol·LFe溶液和7 mL蒸餾水于試管，最后加入10 mL 88 mmol·LHO，以此啟動(dòng)Fenton反應(yīng)，搖勻后在紫外分光光度計(jì)510 nm處測(cè)定吸光度；另外取1 mL的蒸餾水代替9 mmol·LFe溶液，測(cè)得吸光度為；最后取1 mL蒸餾水代替樣品提取液所測(cè)得的吸光度為。

1.2.9 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

利用Microsoft Excel進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，計(jì)算平均值和方差。利用統(tǒng)計(jì)軟件SPSS 20進(jìn)行單因素差異分析，采用Duncan檢驗(yàn)法進(jìn)行處理間的差異性分析。用Origin 9.1做圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同UV-B強(qiáng)度對(duì)白腳老粳籽粒形態(tài)的影響

不同強(qiáng)度的UV-B輻射對(duì)水稻籽粒形態(tài)的影響不同（表1）。水稻籽粒的千粒質(zhì)量、生物量隨著UV-B輻射的增強(qiáng)呈降低趨勢(shì)。在UV-B輻射增加到UV-B-1時(shí)，已顯著降低，伴隨著UV-B輻射強(qiáng)度繼續(xù)增加，UV-B輻射的抑制效應(yīng)更加明顯，當(dāng)UVB輻射強(qiáng)度增加到UV-B-3時(shí)，相較于自然光每株籽粒生物量下降了45.8%，千粒質(zhì)量降低了34.9%。水稻籽粒粒寬和長(zhǎng)寬比隨著UV-B輻射增強(qiáng)無顯著變化，但粒長(zhǎng)在UV-B-3時(shí)顯著降低，降幅達(dá)到8.1%。

表1 不同UV-B輻射強(qiáng)度對(duì)籽粒形態(tài)的影響Table 1 Effects of different UV-Bradiation intensities on grain morphology

2.2 UV-B輻射增強(qiáng)對(duì)水稻籽粒酚類化合物含量的影響

2.2.1 UV-B輻射對(duì)總酚含量的影響

如圖1所示，乳熟期、蠟熟期和完熟期，UV-B-2輻射處理下白腳老粳水稻籽粒的總酚含量均較自然光處理顯著增加。在乳熟期，相較于自然光處理，UV-B-1、UV-B-2和UV-B-3輻射處理的總酚含量顯著增加，增幅分別為39.3%、52.5%和56.2%；而當(dāng)水稻長(zhǎng)至蠟熟期，UV-B-1輻射處理下水稻籽?？偡雍颗c自然光處理無顯著差異，UV-B-2輻射處理總酚含量仍顯著增高，相較于自然光和UV-B-1處理增幅分別為31.4%和14.4%，UV-B-3輻射處理下水稻籽?？偡雍枯^UV-B-2處理顯著降低，但仍高于自然光處理；當(dāng)水稻長(zhǎng)至完熟期時(shí)，UV-B-2輻射處理總酚含量相較于自然光和UV-B-1輻射處理顯著增加，增幅分別為35.8%和20.6%，UV-B-3輻射處理相較于UV-B-2輻射處理水稻籽?？偡雍匡@著降低。

圖1 UV-B輻射增強(qiáng)對(duì)水稻籽粒總酚含量的影響Figure 1 Effects of enhanced UV-Bradiation on total phenol content in rice grains

綜上可知，一定的UV-B輻射促進(jìn)了3個(gè)時(shí)期水稻籽粒總酚含量的增加，在蠟熟期和完熟期，5.0 kJ·m·d的UV-B輻射處理下總酚含量增幅最大，當(dāng)UV-B輻射超過5.0 kJ·m·d時(shí)總酚含量會(huì)顯著下降。

2.2.2 UV-B輻射對(duì)總黃酮含量的影響

如圖2所示，UV-B-1和UV-B-2輻射處理下白腳老粳水稻籽粒體內(nèi)總黃酮含量在乳熟期和蠟熟期均顯著增加，乳熟期總黃酮含量增幅分別為21.5%和25.6%，蠟熟期增幅分別為16.7%和17.6%；而在完熟期，UV-B-1和UV-B-2輻射處理總黃酮含量相較自然光無顯著差異。UV-B-3輻射處理下的總黃酮含量相較于其他兩個(gè)輻射強(qiáng)度均顯著下降。

圖2 UV-B輻射增強(qiáng)對(duì)水稻籽粒總黃酮含量的影響Figure 2 Effects of enhanced UV-Bradiation on total flavonoids content in rice grains

以上結(jié)果表明，在一定的UV-B輻射下總黃酮含量會(huì)顯著增加，其中5.0 kJ·m·d的UV-B輻射處理增幅最大，超過這個(gè)適宜的輻射強(qiáng)度后總黃酮含量就會(huì)顯著下降。

2.2.3 UV-B輻射對(duì)總酚酸含量的影響

如圖3所示，在乳熟期和蠟熟期，UV-B-1和UVB-2輻射處理總酚酸含量顯著上升，乳熟期總酚酸含量分別增加了20.3%和22.4%，蠟熟期分別增加了20.4%和24.3%；完熟期UV-B-1輻射處理總酚酸含量雖然有所上升，但與自然光相比無顯著差異，UVB-2輻射處理含量顯著升高，增幅為28.7%，UV-B-3輻射處理導(dǎo)致3個(gè)時(shí)期的總酚酸含量較其他兩個(gè)UV-B處理均顯著降低。

圖3 UV-B輻射增強(qiáng)對(duì)水稻籽粒總酚酸含量的影響Figure 3 Effects of enhanced UV-Bradiation on total phenolic acid content in rice grains

由以上結(jié)果可知，UV-B輻射處理可以顯著誘導(dǎo)水稻籽粒產(chǎn)生酚酸，但輻射強(qiáng)度過高會(huì)顯著抑制酚酸的產(chǎn)生。

2.3 UV-B輻射增強(qiáng)對(duì)酚類清除自由基的影響

2.3.1 UV-B輻射對(duì)DPPH自由基清除率的影響

如圖4所示，UV-B-2輻射處理下酚類化合物對(duì)DPPH自由基的清除率在3個(gè)時(shí)期中均最高，均與自然光處理有顯著差異。在乳熟期，UV-B-1、UV-B-2和UV-B-3輻射處理與自然光相比去除率均有顯著上升，分別增加了13、15個(gè)和16個(gè)百分點(diǎn)；當(dāng)水稻進(jìn)入蠟熟期，UV-B-2輻射處理下酚類化合物對(duì)DPPH自由基的清除率相較于自然光和UV-B-1輻射處理均顯著上升，但UV-B-3輻射處理時(shí)酚類化合物對(duì)DPPH自由基的清除率在UV-B-2輻射處理基礎(chǔ)上顯著下降；在水稻完熟期，UV-B-1輻射處理時(shí)酚類化合物對(duì)DPPH自由基的清除率相較于自然光有所上升，但無顯著差異，UV-B-2和UV-B-3輻射處理效果與蠟熟期一致。

圖4 UV-B輻射增強(qiáng)對(duì)DPPH自由基清除率的影響Figure 4 Effects of enhanced UV-Bradiation on free radical scavenging rate of DPPH

由以上結(jié)果可知，5.0 kJ·m·d的UV-B輻射處理下酚類化合物對(duì)DPPH自由基的清除效果最為顯著，高于該輻射強(qiáng)度后酚類化合物對(duì)DPPH自由基的清除率會(huì)顯著下降。

2.3.2 UV-B輻射對(duì)ABTS自由基清除率的影響

如圖5所示，水稻乳熟期時(shí)UV-B-1和UV-B-2輻射處理下酚類化合物對(duì)ABTS自由基的清除率與自然光處理相比顯著上升，UV-B-3輻射處理較UVB-2處理又顯著下降；水稻蠟熟期UV-B-1、UV-B-2和UV-B-3輻射處理酚類化合物對(duì)ABTS自由基的清除率相互之間無顯著差異，UV-B-1和UV-B-3輻射處理相較于自然光處理有所上升，但無顯著差異，僅有UV-B-2輻射處理時(shí)酚類化合物對(duì)ABTS自由基的清除率顯著高于自然光處理；當(dāng)水稻進(jìn)入完熟期，UV-B-1和UV-B-2輻射處理時(shí)酚類化合物對(duì)ABTS自由基的清除率與蠟熟期無異，即UV-B-2輻射處理時(shí)清除率最高，UV-B-3輻射處理后清除率又較UVB-2處理顯著下降。

圖5 UV-B輻射增強(qiáng)對(duì)ABTS自由基清除率的影響Figure 5 Effectsof enhanced UV-Bradiation on free radical scavenging rate of ABTS

以上結(jié)果表明，一定的UV-B輻射強(qiáng)度有助于增強(qiáng)酚類化合物對(duì)ABTS自由基的清除能力，但超過這個(gè)適宜的強(qiáng)度后清除率便會(huì)顯著下降。

2.3.3 UV-B輻射對(duì)—OH自由基清除率的影響

如圖6所示，在乳熟期、蠟熟期和完熟期UV-B輻射增強(qiáng)顯著提高了酚類化合物對(duì)—OH自由基的清除率，3個(gè)時(shí)期的UV-B-1和UV-B-2輻射處理都有助于清除—OH自由基，且相較于自然光均有顯著差異。另外，3個(gè)時(shí)期的UV-B-3輻射處理下酚類化合物對(duì)—OH自由基的清除率均較其他兩個(gè)UV-B輻射處理顯著下降，尤其是在完熟期。

圖6 UV-B輻射增強(qiáng)對(duì)羥基自由基（—OH）清除率的影響Figure 6 Effects of enhanced UV-Bradiation on the scavenging rate of hydroxyl radical（—OH）

以上結(jié)果表明，UV-B輻射增強(qiáng)有助于酚類化合物清除—OH自由基，但在7.5 kJ·m·d的UV-B輻射處理下酚類對(duì)—OH自由基的清除能力會(huì)顯著降低。

2.4 酚類含量與自由基的相關(guān)性

由表2可知，在乳熟期，UV-B輻射增強(qiáng)對(duì)DPPH自由基的清除率有極顯著作用；總黃酮對(duì)ABTS、—OH自由基具有極顯著清除作用；總酚酸含量與ABTS自由基清除率呈極顯著正相關(guān)，與—OH自由基清除率呈顯著正相關(guān)。在蠟熟期，UV-B輻射增強(qiáng)總酚對(duì)DPPH、ABTS自由基有極顯著的清除作用；總黃酮對(duì)—OH自由基有顯著的清除作用；總酚酸對(duì)DPPH、ABTS自由基有顯著的清除作用，對(duì)—OH自由基有極顯著清除作用。在完熟期，總酚含量與ABTS自由基清除率呈顯著正相關(guān)關(guān)系，總黃酮與DPPH自由基清除率呈顯著正相關(guān)關(guān)系，總酚酸對(duì)ABTS自由基具有極顯著的清除作用，但是3個(gè)物質(zhì)含量與—OH自由基清除率呈極顯著負(fù)相關(guān)。

表2 酚類含量與自由基的相關(guān)性Table 2 Correlation between phenolic content and free radicals

3 討論

UV-B輻射會(huì)影響紅米籽粒形態(tài)，且隨著UV-B輻射地增強(qiáng)，水稻籽粒的千粒質(zhì)量、生物量都不同程度地降低，這可能是因?yàn)樗具M(jìn)入生殖生長(zhǎng)期后，特別是抽穗后，UV-B輻射抑制了上部葉片的光合作用，從而使輸送給籽粒的光合產(chǎn)物變少，導(dǎo)致灌漿不充分、籽粒厚度下降，大粒米比例也變少，最終導(dǎo)致籽粒生物量等下降。但水稻籽粒形態(tài)是受多基因、多途徑調(diào)控的復(fù)雜性狀。此外，當(dāng)水稻籽粒持續(xù)暴露于較高強(qiáng)度UV-B輻射下，會(huì)使葉綠素含量下降，水稻葉片和籽粒出現(xiàn)褪綠斑，最終導(dǎo)致壞死（圖7）。

圖7 自然光處理與UV-B輻射處理下水稻籽粒形態(tài)對(duì)比圖Figure 7 Comparison of rice grain morphology under natural light treatment and UV-Bradiation treatments

低強(qiáng)度的UV-B輻射可以起到調(diào)節(jié)信號(hào)的作用，植物對(duì)此有特殊的感知，以適應(yīng)在陽光下生存，植物的保護(hù)作用基于多種基因的表達(dá)，包括在表皮組織中酚類化合物的合成。有學(xué)者以青蒿為實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?，研究了UV-B輻射對(duì)類黃酮生物合成的表觀遺傳調(diào)控。離體繁殖和馴化的植株在低強(qiáng)度UV-B輻射處理后采用高效液相色譜儀測(cè)定11個(gè)類黃酮化合物的含量，又檢測(cè)了8個(gè)基因，結(jié)果發(fā)現(xiàn)在UV-B輻射下，黃酮生物合成途徑上游、等基因和下游、、等基因的表達(dá)上調(diào)，其中苯丙氨酸解氨酶的轉(zhuǎn)錄及蛋白表達(dá)上調(diào)最為顯著。在UV-B輻射下，植物通過積累花青素、類黃酮等酚類化合物實(shí)現(xiàn)自我保護(hù)。有報(bào)道顯示，UV-B輻射能誘導(dǎo)藥用植物和采后果實(shí)中花青素的積累，同時(shí)其也刺激了吸收UV-B的黃酮類化合物的產(chǎn)生和抗氧化活性酶的合成。研究表明UV-B處理使低海拔地區(qū)采集的野生馬鈴薯葉片中的酚類化合物含量增加。而且，蘿卜植株經(jīng)增強(qiáng)UV-B輻射處理后，地下器官的類黃酮含量增加。本研究中，3個(gè)時(shí)期5.0 kJ·m·d的UV-B輻射處理下，水稻體內(nèi)的酚類化合物含量都顯著增加，這是因?yàn)閁V-B能誘導(dǎo)植物體內(nèi)、、等基因過表達(dá)，從而激活合成酚類化合物的酶，使酚類積累，這與大田試驗(yàn)結(jié)果相同。

但當(dāng)UV-B輻射增加到7.5 kJ·m·d時(shí)，水稻體內(nèi)的類黃酮等酚類含量都顯著下降，這可能是UV-B輻射強(qiáng)度過大，超過了水稻耐性范圍，導(dǎo)致還原糖含量降低，合成酚類前體物質(zhì)減少，最后直接影響酚類化合物的積累。在長(zhǎng)時(shí)間的UV-B暴露下，類黃酮與羥基肉桂酸的比例急劇增加，而后者在低劑量UV-B輻射過的植物中更為普遍。UV-B輻射屬于逆境，植物在逆境中會(huì)促進(jìn)酚類合成，但超過耐性范圍后，酚類合成途徑被破壞，酚類化合物含量開始下降。研究發(fā)現(xiàn)，荒漠植物紅砂在增強(qiáng)的UV-B輻射脅迫下，其類黃酮代謝途徑的關(guān)鍵酶F3H的活性先顯著升高后顯著降低，類黃酮含量也相應(yīng)先顯著升高后顯著降低。這與本研究UV-B輻射對(duì)紅米籽粒酚類化合物的影響相同。這些結(jié)果說明酚類化合物的積累不僅與植物基因型有關(guān)，還與輻射強(qiáng)度有關(guān)，且UV-B輻射強(qiáng)度與酚類化合物含量的關(guān)系可以用二次多項(xiàng)式來描述。

但增加UV-B輻射到7.5 kJ·m·d后酚類清除自由基的能力會(huì)顯著降低，這可能是該輻射強(qiáng)度已經(jīng)超過了紅米籽粒中酚類的耐受程度，導(dǎo)致合成酚類的途徑被破壞，以致含量下降，從而使清除自由基的能力下降，此結(jié)果與采用光譜法測(cè)定酚類化合物清除—OH自由基和DPPH自由基的結(jié)果相同：在一定的濃度范圍內(nèi)，酚類物質(zhì)對(duì)這兩種自由基都有較強(qiáng)的清除作用。本試驗(yàn)中，完熟期的總酚、總黃酮含量與—OH自由基的清除率都呈極顯著的負(fù)相關(guān)關(guān)系，這可能是因?yàn)樗旧L(zhǎng)到完熟期，酚類化合物的結(jié)構(gòu)與—OH自由基相互作用導(dǎo)致體內(nèi)活性成分被破壞，使其失去清除—OH自由基的能力。有研究也得出相似的結(jié)果：植物合成酚類化合物的酶會(huì)被長(zhǎng)時(shí)間高強(qiáng)度的UV-B輻射破壞，從而抑制酚類含量的積累，其清除活性氧自由基的能力也相應(yīng)地被削弱。本試驗(yàn)中水稻籽粒體內(nèi)的類黃酮等酚類化合物的合成酶被長(zhǎng)時(shí)間高強(qiáng)度的UV-B輻射破壞，使酚類含量降低，水稻籽粒防御能力下降，從而導(dǎo)致了活性氧自由基的積累（圖8）。

圖8 UV-B輻射增強(qiáng)對(duì)紅米籽粒酚類化合物含量及其抗氧化能力的影響Figure 8 Effects of enhanced UV-Bradiation on phenolic compounds content and antioxidant capacity of red rice seeds

UV-B輻射對(duì)酚類化合物的影響是一個(gè)熱門的研究方向，但各酚類物質(zhì)的提取及測(cè)定方法急需統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)化。本試驗(yàn)為盆栽試驗(yàn)，局限于生長(zhǎng)環(huán)境的限制。今后需將大田和室內(nèi)盆栽試驗(yàn)相結(jié)合，開展長(zhǎng)期系統(tǒng)的研究，更加深入地研究UV-B輻射對(duì)紅米籽粒各酚類物質(zhì)的影響，以期進(jìn)一步為紅米酚類物質(zhì)及其抗氧化活性的研究提供理論依據(jù)。

4 結(jié)論

（1）UV-B輻射增強(qiáng)會(huì)影響紅米水稻的生理形態(tài)，降低紅米水稻籽粒粒長(zhǎng)、粒寬、千粒質(zhì)量、生物量和產(chǎn)量。

（2）2.5 kJ·m·d和5.0 kJ·m·dUV-B輻射處理使紅米水稻酚類化合物含量顯著上升，7.5 kJ·m·dUV-B輻射處理下酚類化合物含量顯著下降。UV-B輻射增強(qiáng)對(duì)紅米水稻酚類化合物含量呈現(xiàn)低濃度促進(jìn)高濃度抑制的作用。

（3）UV-B誘導(dǎo)的紅米水稻籽粒的抗氧化能力與酚類化合物含量有顯著的正相關(guān)關(guān)系，但完熟期酚類化合物含量與羥基自由基清除率呈極顯著的負(fù)相關(guān)關(guān)系。