北京
苦荞因富含以芦丁为代表的黄酮类化合物而备受青睐。如何通过绿色、高效的途径进一步提升其活性成分含量，一直是农业与食品科学领域关注的焦点。近日，四川农业大学生命科学学院、中国农业大学理学院以及广西特色作物研究院的研究团队联合在《科学通报》发表了题为“纳米硒促进苦荞黄酮积累：选择性增强黄酮醇代谢”研究论文，揭示了纳米硒（SeNPs）促进苦荞黄酮积累的调控机制，为高品质苦荞的生物强化与高效栽培提供了新的策略。
背景介绍
苦荞（Fagopyrum tataricum）不仅是传统的高原粮食作物，更因其富含多种生物活性物质而具有极高的药用与保健价值。其最突出的特征是富含以芦丁为代表的黄酮类化合物，含量可达普通荞麦的10至100倍，赋予了苦荞优异的抗氧化、降三高等健康功效。然而，在实际农业生产中，如何打破品种限制，通过外源干预手段进一步提升苦荞的黄酮含量，是一项亟待攻克的技术难题。
硒（Se）是人体必需的微量元素，同时对植物生长发育也有着关键作用。传统无机硒肥存在吸收利用率低、易造成生态风险等缺陷。而纳米硒（SeNPs）凭借生物相容性好、吸收率高、毒性低等优势，成为作物营养强化的新方向。基于此，研究团队采用水培、盆栽及微区田间试验相结合的多层次研究体系，探究了纳米硒对苦荞生长发育及黄酮积累的调控机制。
成果介绍
在水培萌发试验中，研究人员发现纳米硒对苦荞芽苗生长具有典型的“低促高抑”双重剂量效应。当纳米硒浓度为1 mg/L时，苦荞地上部生物量与总黄酮积累达到最优平衡。更重要的是，纳米硒处理显著提升了苦荞芽苗的基础抗氧化能力。超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）和过氧化氢酶（CAT）等关键抗氧化酶的活性被激活，协同增加的脯氨酸与谷胱甘肽（GSH）共同构成了一道“抗氧化防线”，为处于快速生长期的芽苗维持了稳定的氧化还原稳态。
图1 纳米硒水培影响苦荞芽苗表型，增强了抗氧化能力
为贴近实际农业生产场景，团队进一步开展盆栽叶面喷施试验。在相同施用浓度（10 mg/L）下，纳米硒对苦荞植株黄酮积累的促进效应优于传统的无机硒（亚硒酸钠）。研究发现，纳米硒处理显著上调了黄酮生物合成途径中上游关键酶基因（如FtPAL，上调达2.88倍）的表达水平。结合LC-MS/MS非靶向代谢组学技术，研究团队进一步绘制了苦荞籽粒的代谢图谱，共鉴定出178种显著差异代谢物。数据显示，纳米硒加速了合成前体L-苯丙氨酸的消耗，将代谢流导向了黄酮醇合成支路，导致下游关键活性物质如芦丁（提升25.04%）、槲皮素（提升34.02%）以及柚皮素（大幅提升454.35%）大量积累；同时，竞争途径中间产物（如木樨草素、芹菜素）含量下降。
图 2. 非靶向代谢组学揭示纳米硒处理诱导苦荞籽粒代谢流向黄酮醇支路发生显著偏移
品质提升是否会以牺牲产量为代价？田间微区试验结果表明，在自然农田环境下，叶面喷施纳米硒不仅未对植株正常形态造成负面影响，反而显著提高了苦荞的单株籽粒重（比对照增加6.90%）和千粒重（提高6.08%）。收获的成熟籽粒中，总黄酮含量显著上升了12.55%。田间叶面施用纳米硒能够促进苦荞籽粒黄酮积累而不影响产量，显示其作为提升作物品质的有效干预手段的潜力。未来，随着纳米农业技术的不断成熟与大田应用推广，这一“绿色强化”策略有望为高附加值功能性苦荞食品的开发注入新的动力。
四川农业大学生命科学学院吴琦教授和中国农业大学理学院潘灿平教授为文章的共同通讯作者。中国农业大学博士生胡沐凡和四川农业大学研究生谭清蔚为共同第一作者。研究工作得到了国家自然科学基金（32572876, 32372032）的资助。
文章信息
胡沐凡，谭清蔚，章淑雯，等.纳米硒促进苦荞黄酮积累: 选择性增强黄酮醇代谢. 科学通报, 2026.
https://www.sciengine.com/doi/10.1360/CSB-2025-5977.
《科学通报》是中国科学院主管、中国科学院和国家自然科学基金委员会共同主办的综合性中文学术期刊，致力于快速报道自然科学各学科基础理论和应用研究的最新研究动态、消息、进展, 点评研究动态和学科发展趋势。
旬刊，每10天出版1期；
栏目：进展、评述、快讯、论文、观点、科技前沿、科学访谈、亮点述评、悦读科学等；
中国科学院文献情报中心分区表综合性大类1区TOP期刊；
中国科技期刊卓越行动计划领军期刊；
《中国科技论文与引文数据库》和《中国科学引文数据库》的源期刊，同时被EI、ESCI和Scopus等收录；
期刊官网：http://csb.scichina.com.
转载、投稿请留言
| 关注科学通报 | 了解科学前沿
特别声明：以上内容(如有图片或视频亦包括在内)为自媒体平台“网易号”用户上传并发布，本平台仅提供信息存储服务。
Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.
