存在於高粱根中的類黃酮可能具抗霜作用
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文章來源 : 農業科技決策資訊平台 2020-09-29
高粱是種高效率利用水和氮的植物，且用途很廣泛，如作為人類糧食、動物飼料和生質能源乙醇，此外，種植高粱較玉米來得有優勢，其乙醇產量高且較能適應壓力環境（乾旱、鹽度和溫度），因此是全球第五大最有價值的穀類作物。然而，高粱對寒冷及霜凍的耐受性卻是一大挑戰，農民需在六月的第一週種植高粱五個月，以避免受到寒害，即使如此，十月初在美國東北部易出現霜凍的現象，然而，不論輕度霜凍或過早面臨寒流也會使植物死亡，導致農民受到損害。根據美國賓州州立大學的研究人員表示一些高粱根部所含的類黃酮化合物對土壤微生物產生正向影響，而這項發現為北美農民開發出抗凍品系的經濟作物邁出第一步。
早期研究顯示當高粱暴露在壓力環境時，如真菌、昆蟲攝食或霜凍，其葉片會產生類黃酮（3-deoxyanthocyanidins），另外，也有研究發現低溫環境會刺激代謝物的產生，如增加不飽和脂肪酸和活性氧（ROS），活性氧則進一步促使抗氧化劑的合成，如類黃酮和酚類化合物，這些類黃酮能協助植物適應和生存。在這項研究中，研究員將篩選出的品系進行試驗，第一組品系本身固有地產生類黃酮，第二組無法產生類黃酮，第三組則是當面臨壓力時，如凍霜和真菌病原菌，植株才會產生類黃酮，研究員分析了在高粱根部附近的土壤微生物群落—真菌與根圈細菌，來探討根部類黃酮的存在是否影響影響土壤微生物的群落。另外，研究員也分析根中總類黃酮、總酚及抗氧化劑活性，以確認不同品系是否影響根中類黃酮濃度與土壤微生物群落，並了解霜凍如何影響這些關係。【延伸閱讀】在植物上找到的新型抗生素macrobrevin
試驗結果發現根圈細菌群落與真菌相比，細菌經凍霜後生物量和呼吸作用皆降低，且細菌與總類黃酮含量較有關，但尚不清楚是否為直接影響，根據「植物生物學」期刊的研究，研究人員認為類黃酮可提供高粱所需的耐寒能力，加上土壤中的某些微生物可和類黃酮進行交互作用，從而使植物能適應寒冷的環境。因此，這項研究證明篩選出之高粱品系的確因凍霜而影響根部類黃酮與土壤微生物群落的組成。
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