徐碧珍 ，沈文杰 ，李育軍 ，植石燦 ，2，秦樹香 ，2，吳彩玉 ，2

（1.廣東省農業(yè)科學院作物研究所/廣東省農作物遺傳改良重點實驗室，廣州，510640；2.華南農業(yè)大學；3.廣州本草四季農產品有限公司）

黃秋葵，錦葵科（Malvaceae）秋葵屬（Abelmoschus）一年生草本植物，拉丁文學名Abelmoschus esculentus （Linnaeus） Moench，英文名 Okra，有很多別名，如羊角菜、秋葵、黃葵、咖啡黃葵、咖啡豆、羊角豆（廣東）、洋辣椒（福建）、越南芝麻（湖南）、補腎草等。它在熱帶地區(qū)可越年生長，是華南地區(qū)的特色、保健和稀有蔬菜。近10 a多來，隨著中國經濟的快速發(fā)展、人民生活的不斷提高，人們追求的食物也更加多樣化，黃秋葵這一特色、保健和營養(yǎng)豐富的蔬菜越來越受到人民的青睞，發(fā)展十分迅猛。

1 黃秋葵的育種目標和方向

1.1 培育營養(yǎng)價值較高的品種

黃秋葵以肉質柔嫩、潤滑的嫩莢供食，營養(yǎng)頗為豐富，果實富含蛋白質、脂肪、碳水化合物和膳食纖維及黃酮、多糖等成分。據測定，每100 g黃秋葵可食部分干物質含粗蛋白質21.43 g、粗脂肪2.47 g、可溶性糖 17.34 g、纖維素 9.42 g、鈣 0.67 g、磷 0.56 g、鐵0.8 mg、維生素 C 29.95 mg，以及鉀、鋅、錳等[1]。 對黃秋葵莢果的理化成分進行分析，發(fā)現采收期是影響黃秋葵嫩莢食用品質的重要因素，莢果在花后第4天已可食用，第6天后品質開始慢慢下降，至10～12 d后莢果己纖維化而不堪食用；此外，種子含高水平的賴氨酸和較低含量的脂肪酸[2]。

黃秋葵因具有豐富的營養(yǎng)成分、可口的味道而在許多國家受到熱捧，因此不斷提高其食用營養(yǎng)價值的是未來育種方向之一。

1.2 培育保健功效較好或有較高藥用價值的品種

明代李時珍的 《本草綱目》記載了黃秋葵的功效：根、莖、花、種子均可入藥，其性味甘、寒滑，入心、肺、腎、胃、肝及膀胱，可治脾虛乏力、腸燥便秘及惡瘡、癰癤等病癥。

黃秋葵含有很多生物活性物質與有效成分，如嫩莢果中含有一種特殊的黏性糖蛋白，是由膠原和黏多糖類物質組成的多糖、蛋白質混合物，不僅可以增強機體的抵抗力，對人體關節(jié)腔里的關節(jié)膜和漿膜起潤滑作用，還能保持人體消化道和呼吸道的潤滑、促進膽固醇類物質的排泄、減少脂類物質在動脈管壁上的沉積，從而保持動脈血管的彈性、防止肝臟和腎臟中結締組織的萎縮及膠原病的發(fā)生[3，4]。目前發(fā)現黃秋葵中所含的這種特殊黏液可用來制備Lepidmoide（LM），LM是一種類似于天然荷爾蒙的物質，它可以控制植物的各種生理效應，是一類新的植物激素促進型互感作用物質。黃秋葵除了富含果膠、多糖外，還含有黃酮類、生物堿、花青素、β-胡蘿卜素、萜類等活性物質[5，6]。

黃秋葵水提液功能明顯，試驗發(fā)現，與對照組比較，黃秋葵水提液可明顯延長小鼠游泳時間、提高小鼠耐力及耐缺氧時間和耐缺氧能力，提高高溫、寒冷條件下存活率、耐寒耐熱能力，消除運動后血乳酸堆積、降低血清尿素氮含量及小鼠劇烈運動后血乳酸水平，說明黃秋葵水提液可提高小鼠在應激狀態(tài)下的生存能力，對疲勞恢復、抗疲勞能力提高具促進作用[7，8]。試驗研究發(fā)現，黃秋葵的醇提取物高劑量可以有效控制肥胖小鼠的體重，有效改善血脂絮亂等癥狀，調節(jié)脂肪組織分泌蛋白質，達到對肥胖小鼠的治療效果[9，10]。

因此，篩選和培育生物活性物質含量高或有效成分含量高的品種，提高食物保健功效或藥品藥用價值，是未來黃秋葵育種的目標之一。

1.3 培育具觀賞價值的品種

黃秋葵植株優(yōu)美、舒展，莖、葉、花和果實各有特色，具觀賞價值，可應用于花圃、庭院等。其莖，有紫紅色或綠色；葉大，掌狀、淡綠色，葉脈紫紅色；花大而艷麗，著生于葉腋、節(jié)節(jié)開花，冠黃心紫，花期較長，晨開午閉；蒴果，圓錐形、羊角狀，有棱或無棱，有綠色、淡綠色或紫紅色。我國古代種植黃秋葵的主要目的是食其葉，到唐、宋以后，由于蔬菜種類日益增多，加之黃秋葵的葉片口感不好，而其花卻具有很高的觀賞價值，故而逐步由菜園退出，轉而邁進花圃，這在唐、宋以后詩人墨客的許多詩詞中得到了充分的反映[1]。培育觀賞性的黃秋葵，可從延遲花期、矮化、果色鮮艷等方向進行研究[11]。

表 1 各地區(qū)一些黃秋葵品種的產量[15，16，20～26]

1.4 培育營養(yǎng)價值高的飼料品種

黃秋葵生長迅速，生物產量高，葉粉生產成本低，適合作為高營養(yǎng)飼料[11]，在蛋雞飼養(yǎng)業(yè)中會有較為廣闊的應用前景，因此培育營養(yǎng)價值高的飼料品種非常重要。黃秋葵莖葉粉含有粗蛋白17.47%、粗灰分13.48%、粗纖維10.9%、粗脂肪7.08%、無氮浸出物51.07%，其中葉黃素含量高達2 370 mg/kg[12]。飼料中葉黃素含量達到60 mg/kg時，就會對蛋黃和雞肉有較好的著色效果，而黃秋葵的莖葉粉葉黃素含量遠遠高于這個水平，因此又可用作飼料著色劑。對比試驗發(fā)現，黃秋葵試驗組的蛋黃著色分布比較均勻，色澤較為純正光亮；且在日糧能量、蛋白水平基本一致的情況下，黃秋葵起到了著色劑和作為飼料原料的雙重功效，省去了額外的著色成本，顯著提高了蛋雞的經濟效益[13]。此外，在蛋雞日糧中添加黃秋葵葉粉可以提高蛋雞生產性能、雞蛋品質，同時對蛋雞盲腸微生物菌群及腸道組織結構可起到一定改善作用，以4%的添加量最適宜、效果最理想[14]。

1.5 培育高產、抗性強的品種

黃秋葵品種之間產量差異比較大[15～19]。從表1可見，除了綠白1號以外，各地的黃秋葵品種產量均與對照品種五?；蛐滦俏褰怯忻黠@差異，其中粵海、閩秋葵2號、贛葵2號等產量遠高于對照品種，而在三亞的試驗中，南湘、一品、綠劍的產量都比對照品種低得多。因此，品種的高產培育有很大的潛力。

黃秋葵生產時也常遇到各種逆境脅迫和病蟲為害，生產上也需要抗性強的品種，因此耐旱、耐寒、耐鹽以及抗病性或比較強的品種也是育種目標之一。

1.6 培育適合加工的品種

黃秋葵種子可替代咖啡豆制作咖啡，也可加工高檔的食用油——秋葵籽油；果實中的黏液是一種新型的親水膠體，可作為天然添加劑應用于乳、肉、面等生產加工中[27]，因此，根據不同的加工產品方向和加工特性要求，培育出適應不同加工產品的秋葵新品種[11]。

2 黃秋葵的育種現狀和研究新進展

2.1 國外黃秋葵遺傳育種現狀和研究進展

①在遺傳資源研究方面 通過聚類分析將加納收集的25份黃秋葵資源分為4類，其中有2份資源完全相同，8份資源具有80%的相似性，3份資源有50%的相似性，12份資源遺傳變異較大[28]；進一步對加納25份黃秋葵種質資源的表現、多樣性、質量性狀以及園藝、農藝性狀、產量性狀等進行了評價研究，結果認為，株高、開花天數、開花節(jié)位、單果質量、種子質量與產量呈顯著正相關；花瓣顏色、葉片茸毛和莖茸毛、果實形狀、花青素含量、開花期等性狀遺傳變異大[29]。這些研究結果為育種改良材料和新品種的選育提供了依據。進一步研究西非25份黃秋葵材料種植在不同環(huán)境下的開花期、單株結莢數、單莢種子數、成熟期株高和單株種子產量的主效可加互作可乘（AMMI）模型、基因型主效應加基因型與環(huán)境互作效應（GGE）模型，分析聯合回歸和AMMI模型與黃秋葵的品種穩(wěn)定性表明，GGE效應對種子產量影響顯著；AMMI和GGE聯合分析比Eberhart和Russell模型更有效；NGAE-96-0060、NGAE-96-0063、NGAE-96-04 等大部分材料都有較好的品種穩(wěn)定性，尤其NGAE-96-04還具有高產、穩(wěn)定的優(yōu)良特性，可以作為育種材料[30]。

②在不育系、雜種優(yōu)勢研究方面 以γ射線誘導黃秋葵植株突變，印度獲得了基因型雄性不育植株，不育性由單隱性基因控制，以其雄性不育系生產雜交種子，估計節(jié)省70%的時間和勞力[31]。以黃秋葵基因互作的研究雜種優(yōu)勢顯示，有4個雜交組合的單株產量具有雜種優(yōu)勢，始花期、開花期、單果質量、果長、果寬、單果種子數、百粒質量的特殊配合力高于一般配合力，非加性效應顯著，其雜種可提高黃秋葵產量[32]。利用配合力和雜種優(yōu)勢分析，發(fā)現黃秋葵具有明顯的雜種優(yōu)勢，所有產量及其構成因素的性狀高度變異且容易分離選擇[33]。

③在抗病性研究方面 印度在人工與自然條件下篩選了20份黃秋葵資源，用DNA診斷手段看其中是否存在抗黃脈花葉病毒病的材料，結果發(fā)現沒有免疫的抗性材料，只有2份材料Nun 1144和Nun 1145有中等的抗性[34]。

2.2 國內黃秋葵的遺傳育種現狀和研究進展

目前，國內的黃秋葵產業(yè)發(fā)展取得了一定的進步，黃秋葵遺傳育種方面的研究主要集中在資源評價、引種、品種比較與新品種選育上，對于黃秋葵的育種方法、改良品種的深入研究還比較欠缺。

①遺傳資源研究方面 對國內外黃秋葵資源進行ISSR分析，并構建分子樹狀圖，把其中的栽培品種資源劃分為2個類群[35]或把所有參試黃秋葵資源分為4個類群[36]。中國熱帶農業(yè)科學院引進新東京5號、五龍1號、五福、翠嬌等品種，結合從國外收集到的野生和栽培品種，于2003-2005年進行栽培、雜交，已貯存70余份不同品系的種子材料[2]。

②引種品比試驗方面 先后從臺灣地區(qū)引進黃秋葵新品種485號、五福和從美洲多米尼克引進美洲1號等品種并試種成功[20，37，38]。 通過各地多個品種的比較試驗篩選到比較適合各地栽培的黃秋葵品種，為我國黃秋葵新品種的生產應用提供助力[16，17，39，40]。

③新品種選育方面 目前，國內對黃秋葵的新品種選育大多都是通過從國內外引種試驗栽培后，發(fā)現優(yōu)良變異株并經系統(tǒng)選育出來的，如粵海[21]、川秋葵 1 號[41]、纖指[42]、碧劍[43]、綠白 1 號[25]、福農 1 號[22]、紅玉[44]、石秋葵 1 號[45]、贛秋葵 1 號[23]、贛秋葵 2 號[24]、紅豐2號[46]等；但通過雜交育種選育或選育出雜交種的還很少，僅有中葵2號[26]、閩秋葵2號[15]等的報道。用生物技術選育新品種研究則還沒有結果。

④耐鹽性等研究方面 2014年國內報道了對24個黃秋葵材料進行耐鹽性篩選的研究結果，發(fā)現超級五角耐鹽性最強，而廣西黃秋葵則表現敏感[47]。通過對不同基因型黃秋葵苗期生長及生理特征的研究，認為苗期的干物質積累、細胞膜穩(wěn)定性及K+含量等是耐鹽黃秋葵的基本特征[48]。通過實時熒光定量PCR技術檢測了不同黃秋葵品種幼苗在不同鹽脅迫下的查爾酮合成酶基因（AeCHS）表達模式，表明黃秋葵的耐鹽性可能與AeCHS基因的表達水平有關[49]。此外，國內也開始采用Illumina Hiseq 2500高通量轉錄測序技術對紫色黃秋葵進行了轉錄組功能基因測序及分析等初步研究[5]，對今后深入開展花色素、黃酮類物質代謝合成途徑及相關功能基因研究有幫助。

3 黃秋葵的雜交育種及快繁技術

3.1 雜交育種技術

①黃秋葵自交作物特征 黃秋葵為兩性花，從花蕾到開花10～15 d?；ㄝ?片；花瓣嫩黃色，5片，旋轉狀排列，近基部與雄蕊管連生；雄蕊單體，花藥多；子房上位，5室，每室著生多數倒生胚珠；柱頭深紫色，梅花狀，5瓣，表面密生茸毛，在成熟時會分泌出大量黏液，對花粉具極強的粘著力；花柱5個，聯合成管，在花開放時與雄蕊同步伸長。開花周期為18～20 h，一般是 18：00～19：00 花冠開始伸展，萼片被撐開一裂縫；翌日上午8：00～10：00，花冠處于全張狀態(tài)，花柱和雄蕊管伸長最大，花粉從花藥中散出，由于花絲的伸長，使一部分花粉可自動粘到柱頭上而自動完成授粉過程；14：00～15：00花冠就閉花， 使花粉與柱頭粘著在一起，也同樣自然授粉了。黃秋葵受精過程時間很短，會刺激子房迅速生長膨大；若受精不成功，其花冠和子房會在開花后翌日脫落。當2個黃秋葵品種栽在一起時，若開花時未采取夾花、套袋等方式進行隔離，則在其2個品種的后代中觀察不到有任何變異，因此說黃秋葵是真正的自交作物[50]。

②雜交制種技術[51]a.選擇去雄花朵。將母本植株的花在開花前1 d先去雄，選擇的花朵要求花萼飽滿，黃白色，個別尖端脹，露出黃色花冠。

b.去雄。先用鑷子或刀片把萼片撕開、去除；然后按花冠旋轉的方向把花瓣也逐一剔除；花藥露出，小心去除花藥。因花絲極短，雄蕊管又脆弱，易傷到雄蕊管，會影響花粉管的生長發(fā)育，或引起病菌感染，使授粉失敗。一般用眼科鑷子或手輕輕將花藥從雄蕊管上剝離，只在水平方向上用力，不要向下撕拉，去雄一定要干凈徹底，不要傷及柱頭。

c.套袋隔離。去雄后，在花柄處掛上標牌，并套紙袋隔離。父本花必須在前1 d下午先套袋。

d.授粉。 翌日 8：00～10：00，取下完全開放的父本花，用鑷子或刀片將花瓣去除，然后取下套在母本上的袋，將父本雄蕊管在母本柱頭上滾動1～2次，大量花粉緊密粘著在柱頭上后，再套上紙袋并夾緊，最后掛上標簽，寫上父、母本編號及授粉日期[11]。

e.授粉后續(xù)管理。授粉后翌日下午就可取下紙袋，觀察是否真正受精，用手輕輕一碰，子房就會脫落的就是未受精。

③黃秋葵有性雜交注意事項 a.母本花去雄最佳時間為開花前1 d，去雄時間越早對花器官損傷越嚴重，對花的正常發(fā)育也越不利。為了促進營養(yǎng)生長，為以后坐果提供充足的養(yǎng)分，雜交用的母本株的前10節(jié)花最好去除。10節(jié)以后每隔2～3節(jié)留1朵花用于雜交，這樣單株的結實負載較輕，有利于養(yǎng)分積累，促進果實發(fā)育，種子飽滿。一般單株以雜交10朵花為宜。

b.去雄選擇晴好天氣，在 8：00～15：00 進行，傷口在有陽光的條件下容易愈合，不易被病菌感染。而陰雨天不可進行去雄工作。

c.為了減少病菌感染機會，用75%酒精消毒鑷子或刀片；去雄前1 d，對雜交用的植株噴25%多菌靈或代森錳鋅可濕性粉劑500～800倍液，殺滅病菌。

d.一般在果皮褪綠干枯、頭部開始脹裂時為最佳采種期，過遲采收果實易裂開，種子易散失。采收時用剪刀剪斷果柄，不要向下撕拉以免傷及莖稈影響后續(xù)果實的發(fā)育。

e.采收的果實應放在太陽下曝曬3～5 d，種子取出后再曬2～3 d，于密閉干燥陰冷的條件下貯藏，種子壽命可保持5 a以上。

3.2 離體快繁技術

為滿足人們栽培需要，保存一些具有優(yōu)良性狀的資源，可以采用離體快繁技術。黃秋葵的各種外植體，都能產生愈傷組織；其在錦葵科內的脫分化、形成愈傷組織的速度都比其他植物種類快，不同的外植體形成的愈傷組織基本上一致[52]。同胚性愈傷組織是大部分植物形態(tài)建成試驗中必需的，且具有很高的利用價值[53]。黃秋葵的愈傷組織在一定條件下較易產生體細胞胚并再生成完整植株[54]，因此黃秋葵的離體快繁研究具有重要的理論意義和生產應用價值。

①莖尖與試管苗培養(yǎng) 采用莖尖和試管苗培養(yǎng)的方法，以黃秋葵莖尖生長點為材料，分別進行生長點的生長、分化芽的生根培養(yǎng)、試管苗的生根繼代增殖培養(yǎng)、試管苗的移栽與定植等研究。該方法不僅使黃秋葵自然雜交雜種優(yōu)勢種質得到保存，而且也為其他栽培植物的非人工有利變異的種質保存提供了新途徑[55]。研究結果顯示，黃秋葵生長點伸長生長培養(yǎng)的理想培養(yǎng)基：1/2 MS+ZT 0.2 mg/L+NAA 0.3 mg/L；黃秋葵生長芽分化培養(yǎng)的理想培養(yǎng)基：MS+6-BA 0.7 mg/L+AgNO30.8 mg/L+NAA 0.1 mg/L；黃秋葵分化芽生根培養(yǎng)和生根繼代增殖培養(yǎng)的理想培養(yǎng)基：1/3 MS+ABT 0.6 mg/L+蔗糖10 g/L+IAA 0.4 mg/L。

②莖段與胚狀體培養(yǎng) 通過黃秋葵的莖段培養(yǎng)（微扦插）和胚狀體途徑實現植株再生和快速繁殖，首先要將黃秋葵成熟種子表面消毒進行無菌發(fā)芽，然后取無菌實生苗作為試驗材料。無菌發(fā)芽培養(yǎng)基：1/2 MS大量元素+MS微量元素+肌醇100 mg/L+煙酸0.5 mg/L+鹽酸硫胺素2.0 mg/L+鹽酸吡哆素1.0 mg/L+甘氨酸2.0 mg/L+IBA 1.0 mg/L+蔗糖2.0%+瓊脂粉0.7%，pH值5.8。比較適合用于黃秋葵莖段離體快繁（微扦插）的培養(yǎng)基配方：MS+1.0 mg/L IBA，該培養(yǎng)基可以用于反復繼代培養(yǎng)黃秋葵的組培苗莖段。帶1葉1芽的莖段在該培養(yǎng)基上培養(yǎng)30 d左右時，可形成株高6～7 cm的完整植株。莖段培養(yǎng)（微扦插）途徑每繼代培養(yǎng)一次可以增殖3～4倍，這種增殖速度已完全可以應用于黃秋葵種苗的組培工廠化生產，此時可以把每個植株切割成3～4段轉接到新配制的同配方的新鮮培養(yǎng)基上再進行繼代培養(yǎng)[54]。

③子葉離體再生培養(yǎng) 以帶子葉和部分下胚軸的頂芽為外植體，建立再生體系。下胚軸長度為2 mm時有利于不定芽的形成，7～10 d苗齡的外植體最易誘導出不定芽；芽分化和生長的最適溫度為（25±1）℃；6-BA濃度＜1 mg/L不定芽難以發(fā)生，6-BA 6 mg/L+NAA 0.1mg/L有利于不定芽形成；GA32.0 mg/L可以提高不定芽的誘導率，低濃度的NAA（0.1～0.2 mg/L）可促進黃秋葵不定根的發(fā)生。一般利用種子在培養(yǎng)基上無菌發(fā)芽長出無菌苗，切取帶子葉和部分下胚軸的頂芽為外植體。具體操作：將消毒種子接種于無激素的1/2 MS培養(yǎng)基上，先進行暗培養(yǎng)，溫度為25℃，萌動發(fā)芽后培養(yǎng)條件為16 h光照，光強2 000～3 000 lx，接種后3 d種子萌芽，后形成無菌苗；將含有不同長度的下胚軸帶子葉、頂芽的黃秋葵無菌苗接種于培養(yǎng)基MS+6-BA 6 mg/L+NAA 0.2 mg/L上進行培養(yǎng)[56]。

4 黃秋葵的育種研究前景

黃秋葵是菜、藥、花兼用的植物，無論在營養(yǎng)價值方面抑或保健功能方面都比其他蔬菜更具優(yōu)勢。隨著人們生活水平的不斷提高，對營養(yǎng)、養(yǎng)生、保健的需求日益增大，并且在未來伴隨很多相關技術難題的解決，黃秋葵的遺傳育種將有著極為廣闊的前景。未來隨著黃秋葵新品種的不斷增加，相信其開發(fā)的功能會越來越多，被應用的領域也會越來越多。如可利用黃秋葵優(yōu)美俊秀的植株形態(tài)開發(fā)觀賞植物；利用其營養(yǎng)素、保健功能活性物質開發(fā)營養(yǎng)養(yǎng)身、保健養(yǎng)生的特色蔬菜品種；利用其藥用有效成分與藥用價值發(fā)展相關的藥用型植物；利用其種子含油率高來作油料作物；利用其葉片葉黃素、β-胡蘿卜素含量高等開發(fā)著色劑和飼料用的品種等。黃秋葵能應用的領域極為廣泛，開發(fā)利用程度高，是一個比較熱門的研究領域，但目前國內的育種主要集中于資源評價、引種、品種比較與新品種選育上，對于深入開展黃秋葵的育種方法和藥食同源、飼用、觀賞等的品種改良方面研究還比較少，與國外相比還有一定差距，因此它具有廣闊的育種研究前景和研究價值。