藜麦作为一种营养丰富的“超级谷物”，在全球粮食安全中扮演着越来越重要的角色。近日，中国科学院西北生态环境资源研究院的研究团队在《Journal of Food Composition and Analysis》上发表了一项研究，深入探讨了中国四种藜麦品种在不同生长环境下的营养成分差异，以及遗传和环境因素对这些差异的影响。

藜麦（Chenopodium quinoa Willd.）原产于南美洲安第斯山脉，因其高营养价值而被誉为“超级谷物”。近年来，藜麦的种植在中国逐渐兴起，尤其是在甘肃等地区。然而，关于藜麦的营养成分如何受到遗传和环境因素的影响，目前的研究还相对较少。

研究团队选取了四种藜麦品种（Longli-1、Longli-3、Longli-5 和 Longli-7），分别在甘肃省的天祝县和东乡县进行种植。通过微计算机断层扫描（micro-CT）技术，研究人员详细分析了藜麦籽粒的内部微观结构，并对其营养成分进行了全面检测，包括蛋白质、游离氨基酸、矿物质元素、维生素、类胡萝卜素、总黄酮和脂肪酸。

研究发现，藜麦的营养成分在两个生长地点之间存在显著差异。例如，藜麦的平均粗蛋白含量在东乡县（DX）为14.93 g/100 g，而在天祝县（TZ）则为11.6到18.53 g/100 g。此外，东乡县种植的藜麦在游离氨基酸含量上普遍高于天祝县。研究人员还发现，藜麦籽粒中的矿物质含量受到遗传和环境因素的共同影响，而维生素、类胡萝卜素和总黄酮的含量则主要由遗传因素决定。

通过机器学习算法（Boruta 和 SVM-RFE），研究人员识别出11个关键生物标志物，这些生物标志物是导致两个生长地点藜麦营养成分差异的主要因素。这些生物标志物包括1种微量元素（硼，B）、4种非必需矿物质（铪，Hf；砷，As；铊，Tl；铅，Pb）、3种必需氨基酸（色氨酸，Trp；缬氨酸，Val；苏氨酸，Thr）和3种非必需氨基酸（丙氨酸，Ala；天冬氨酸，Asp；精氨酸，Arg）。

这项研究不仅揭示了遗传和环境因素如何影响藜麦的营养成分，还为在中国进行更精确的农业实践和干预提供了科学依据。此外，这些发现也为未来的藜麦育种工作提供了指导，有助于开发出适应不同气候和土壤条件的新品种，从而进一步推动藜麦在中国的种植和应用。

该论文通讯作者为赵昕副研究员和赵鹏善研究员，得到了中国科学院“西部之光”项目、国家自然科学基金、甘肃省科技计划项目等的资助。研究团队表示，未来将继续深入研究藜麦的营养特性和环境适应性，以期为全球粮食安全做出更大贡献。