伊朗北部栽培黑莓与树莓基因型的营养及抗氧化特征比较研究

《BMC Plant Biology》：Nutritional and antioxidant profiles of blackberry and raspberry genotypes

为解决伊朗本土浆果品种营养评价数据缺失问题，马赞达兰农业与自然资源研究教育中心的Mostafa Farajpour团队首次系统评估了12个黑莓/树莓栽培种的矿物质(K、P、Ca、Mg、Fe、Mn、Cu)与抗氧化活性(DPPH、FRAP)。研究发现"Saanich"树莓铁含量(159.5 ppm)显著超标，"TripleCrown"黑莓则展现最优抗氧化能力(DPPH IC50 184.43μg/mL)。该研究为品种选育和膳食补充提供了关键数据，发表于《BMC Plant Biology》。

　　

在浆果类水果中，黑莓(Rubus spp.)和树莓以其独特风味和丰富营养备受青睐。作为蔷薇科悬钩子属植物，全球已发现740余种悬钩子属物种，其中黑莓和树莓自16世纪中叶就开始在欧洲广泛栽培。现代育种技术培育出红、黑、紫、黄等多种果色的品种，这些浆果富含酚类、黄烷醇、花青素等生物活性物质，具有显著的抗氧化能力。然而，尽管已有研究揭示了不同品种间抗氧化活性的差异，但针对特定地区栽培品种的系统性营养评价仍存在明显空白。

伊朗作为浆果新兴产区，其北部地中海气候区种植的黑莓和树莓品种尚未建立完整的营养数据库。特别是在矿物质组成与抗氧化活性的关联性研究方面，缺乏基因型特异性的系统分析。这种数据缺失不仅影响消费者的膳食选择，也制约了针对当地条件的品种改良工作。矿物质作为人体必需的微量营养素，参与酶促反应、激素分泌、骨骼矿化等多种生理过程；而抗氧化物质则能有效清除自由基，预防糖尿病、癌症等氧化应激相关疾病。因此，建立品种-营养-活性的关联图谱，对指导健康饮食和精准育种都具有重要意义。

马赞达兰农业与自然资源研究教育中心的Mostafa Farajpour团队在《BMC Plant Biology》发表了首项针对伊朗北部栽培黑莓和树莓的系统研究。该团队采用随机区组设计，在巴博勒地区(北纬36.47°，东经52.75°)种植了12个品种（9个树莓和3个黑莓），通过原子吸收光谱、DPPH自由基清除法和FRAP还原力测定等技术，全面评估了7种矿物质和2种抗氧化指标。研究不仅揭示了品种间的显著差异，还通过聚类分析和主成分分析(PCA)建立了营养特征谱，为品种筛选提供了科学依据。

关键技术方法包括：使用Perkin-Elmer 2380原子吸收光谱仪测定Ca、Mg、Cu、Mn、Fe含量；采用Spekol分光光度计测定P含量；Corning 410火焰光度计测定K含量；通过DPPH法测定半数抑制浓度(IC₅₀)；FRAP法以FeSO₄为标准计算还原力(mg Fe²⁺/g DW)。所有数据经SAS v9.1进行ANOVA分析，MetaboAnalyst 5.0完成多元统计分析。

矿物质组成分析显示，钾(K)是所有品种中含量最高的元素(0.73-1.21%)，其中树莓品种"Summit"(1.21%)和"KiwiGold"(1.08%)表现突出。特别值得注意的是，"Saanich"树莓展现出异常高的铁(159.5 ppm)和锰(10.5 ppm)含量，分别是黑莓品种"TripleCrown"的12.8倍和2.1倍。在钙镁平衡方面，"Reuben"黑莓同时具备较高的Ca(0.21%)和Mg(0.20%)含量，而"TripleCrown"黑莓虽然Ca含量最高(0.23%)，但Mg含量相对较低(0.18%)。铜(Cu)含量则以"Reuben"黑莓(8.5 ppm)居首。

抗氧化活性评估发现黑莓整体优于树莓。DPPH分析中，"TripleCrown"黑莓的IC₅₀值最低(184.43μg/mL)，抗氧化效率比最差的"Encore"树莓(316.02μg/mL)高34%。FRAP实验进一步证实"TripleCrown"黑莓的还原力最强(17.28 mg Fe²⁺/g DW)，比树莓平均水平高36-57%。这种"双高"特性（低IC₅₀和高FRAP）表明其具有广谱自由基清除能力。

聚类分析将12个品种分为三组：第一组为全部三个黑莓品种，具有高Mg(0.18%)、Cu(6.5 ppm)和FRAP值(16.25 mg Fe²⁺/g DW)；第二组仅包含"Saanich"树莓，以其超高Fe、Mn含量独树一帜；第三组为其余树莓品种，以高K(1%)、P(0.15%)为特征。PCA分析提取的三个主成分累计解释77.02%的变异，其中PC1(40.01%)主要反映抗氧化活性与Ca、P的负相关，PC2(21.32%)关联Mn-Fe-K组合，PC3(15.69%)体现Cu-Mg与Mn-Fe的拮抗关系。

这项研究首次建立了伊朗北部黑莓和树莓品种的营养特征谱，揭示了三个重要发现：其一，"Saanich"树莓可作为铁强化食品的天然来源，其159.5 ppm的铁含量远超普通品种；其二，"TripleCrown"黑莓具有双重抗氧化优势，是开发功能性食品的理想原料；其三，黑莓与树莓在矿物质积累模式上存在属间差异，黑莓更富集Mg、Cu，而树莓偏向积累K、P。这些发现不仅为消费者选择营养型浆果提供了指导，也为育种家指明了品质改良方向。特别是"Saanich"树莓突出的铁含量，对于改善伊朗普遍存在的缺铁性贫血问题具有潜在应用价值。

研究的创新性在于首次将多元统计方法应用于伊朗浆果资源的营养评价，通过PCA和聚类分析揭示了基因型-矿物质-抗氧化活性的复杂互作网络。未来研究可进一步解析造成"Saanich"树莓高铁积累的分子机制，以及黑莓品种抗氧化优势背后的次生代谢通路差异。该成果为区域性特色浆果资源的开发利用奠定了科学基础，对促进精准营养和农业可持续发展具有重要意义。