综述：跨越时代：荞麦满足特定时期需求

本综述系统审视了荞麦（Fagopyrum spp.）这一研究有限却持续全球栽培的孤儿作物（orphan crops）。文章超越其营养属性，分析了其历史传播、进化轨迹及在食品系统、药学和农业中的多功能作用（multifunctional roles），桥接传统与现代应用，并阐述了其遗传可塑性、环境缓冲能力和多重利用潜力构成的“荞麦模型（Buckwheat Model）”如何为气候韧性农业（climate-resilient agriculture）提供框架，助力实现联合国可持续发展目标（SDGs）。

　　

从边际土地到全球栽培

西南中国山区被确认为荞麦栽培的主要起源中心，证据来自历史语言学、考古学、孢粉学和基因组学。遗传分析表明，荞麦从该地区通过两条主要路径扩散到亚洲其他地区：一条穿越喜马拉雅山脉和西藏，另一条沿长江流域。其从边际山区向全球的传播，突显了生产、产量和膳食作用方面的社会经济差异。

荞麦的进化

荞麦拥有数千年的栽培历史，从喜马拉雅地区的野生祖先到当前作为驯化作物的全球分布， exemplifies 自然选择与人类驯化的协同相互作用。其高海拔和高纬度适应机制，以及独特的花形态，不仅为作物育种提供了遗传资源，也为可持续山地农业和生态保护提供了科学范式。

多功能作用：桥接传统与现代

荞麦是多功能作物的典范，横跨传统用途和现代创新。历史上作为主食、医药资源和文化象征，如今其变革性应用涵盖三大领域：1）营养利用：转化为功能性食品、营养保健品和优质牲畜饲料；2）生态管理：通过支持传粉者进行土壤生物修复和生物多样性增强；3）社会经济创新：文化旅游业和价值链发展。其谷物中含有药用级芦丁（rutin），花朵可产优质蜂蜜，秸秆可作饲料，并具有金属积累能力以实现环境修复。

基因组技术进展

测序技术的进步——从BAC文库到染色体级别组装和单倍型解析基因组——彻底改变了对荞麦遗传结构的理解。这些突破阐明了基因组创新如何支撑其环境适应性和驯化轨迹，为气候韧性作物改良提供了路线图。Zhang等人（2017）完成了首个染色体级别基因组（489.3 Mb），揭示了与应激耐受性和类黄酮生物合成相关的基因家族扩张。随后的研究，如Yasui等人（2016）和Zhang等人（2021）的基因组组装，以及最近的Tartary荞麦单倍型解析基因组（He et al., 2024），为理解其适应性进化提供了宝贵资源。这些基因组资源促进了关键农艺性状基因的鉴定，例如控制自交不亲和性（self-incompatibility, SI）的S位点超基因，以及影响籽粒大小和产量的基因。多组学整合（multi-omics integration）正在阐明其非生物胁迫耐受性的分子基础，如铝毒耐受基因FeALMT1和类黄酮途径基因。基因组选择（genomic selection, GS）和基因编辑（gene editing）等技术为加速荞麦育种以应对气候变化挑战提供了强大工具。

未来展望：可持续利用与知识缺口

荞麦丰富的营养成分和生物活性化合物符合消费者对功能性食品日益增长的需求，加速了其商业化潜力。然而，全球生产面临关键制约：研究基础设施不完善、生长条件欠佳、机械化有限以及品种改良滞后。因此，必须努力提高产量、质量和机械化水平。基于本综述，未来的研究方向包括：利用基因组学和基因编辑等先进技术进行遗传改良；开发适应不同农业生态系统的可持续栽培实践；探索其在新产品开发中的全部潜力，例如用于医疗保健的生物活性化合物，以及用于环境修复的植物提取技术。克服这些挑战将释放荞麦作为可持续粮食系统关键组成部分的全部潜力，为实现可持续发展目标（SDGs），特别是目标2（零饥饿）、目标3（良好健康与福祉）、目标12（负责任消费和生产）、目标13（气候行动）和目标15（陆地生命）做出贡献。