董君暘， 汪寶根， 吳曉花， 魯忠富， 汪穎， 王尖， 李國景， 吳新義*

(1.浙江農(nóng)林大學(xué) 園藝科學(xué)學(xué)院，浙江 杭州 311300； 2.浙江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 蔬菜研究所，浙江 杭州 310021)

長豇豆是我國廣泛栽培的重要豆類蔬菜，其嫩莢富含蛋白質(zhì)、胡蘿卜素、維生素及礦質(zhì)元素等，營養(yǎng)價(jià)值高，既可鮮食又可加工成干制品或腌制品。長豇豆適應(yīng)性強(qiáng)，全國除西藏等高寒地區(qū)外均有種植，通過在不同生態(tài)區(qū)域適期播種，已實(shí)現(xiàn)周年供應(yīng)。近年來我國長豇豆年播種面積近54萬hm2，栽培面積約占世界的1/5。長豇豆生長周期短，采摘時(shí)間長，667 m2產(chǎn)量可達(dá)2 500 kg，產(chǎn)值1.5萬～2萬元，對豐富城鄉(xiāng)蔬菜供應(yīng)、促進(jìn)農(nóng)民增收具有重要作用。

近年來，隨著蔬菜供求關(guān)系的改變、人民生活水平的提高和保健意識的增強(qiáng)，蔬菜產(chǎn)品的營養(yǎng)品質(zhì)、食用安全性成為廣大消費(fèi)者的關(guān)注熱點(diǎn)。與此同時(shí)，長豇豆的育種目標(biāo)也逐步由“高產(chǎn)”向“高品質(zhì)”方向轉(zhuǎn)變，營養(yǎng)品質(zhì)性狀受到越來越多的關(guān)注。陳禪友等[1]調(diào)查了10個(gè)豇豆品種的可溶性糖、可溶性蛋白質(zhì)、VC及粗纖維等品質(zhì)性狀，綜合評價(jià)了不同品種的品質(zhì)綜合指數(shù)，并對各品質(zhì)性狀的遺傳力、遺傳進(jìn)度進(jìn)行了計(jì)算，為優(yōu)質(zhì)豇豆品種的選育提供遺傳學(xué)依據(jù)；詹園鳳等[2]測定了16份長豇豆種質(zhì)資源的干物質(zhì)、VC、粗蛋白、粗纖維、氨基酸等含量，篩選出2份適合海南大棚設(shè)施栽培的優(yōu)異種質(zhì)；黎庭耀等[3]分析了26份豇豆品種的營養(yǎng)品質(zhì)性狀，發(fā)現(xiàn)還原糖與可溶性固形物含量顯著相關(guān)，蛋白質(zhì)與還原糖、粗纖維和VC含量顯著相關(guān)，而粗纖維和可溶性固形物、VC含量呈負(fù)相關(guān)關(guān)系；張瑜琨等[4]比較了7個(gè)豇豆品種的品質(zhì)性狀及產(chǎn)量性狀，發(fā)現(xiàn)蛋白質(zhì)、VC含量與產(chǎn)量性狀之間的關(guān)聯(lián)度較高，而可溶性糖、纖維素含量與產(chǎn)量性狀之間的關(guān)聯(lián)度不高。此外，徐勝光等[5-6]還研究了不同土壤環(huán)境、不同肥料配方對豇豆品質(zhì)性狀的影響。

浙江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜研究所是國內(nèi)較早開展長豇豆遺傳育種研究的專業(yè)單位之一，有近40年從事長豇豆育種的歷史，曾在20世紀(jì)80年代選育出聞名全國的長豇豆品種之豇28-2，并獲1987年國家發(fā)明二等獎；近年來陸續(xù)選育了之豇106、之豇60、之豇616、之豇618等之豇系列新品種，在省內(nèi)外得到廣泛推廣。上述品種的選育時(shí)間跨度近40年，育種目標(biāo)也從最初的以產(chǎn)量為主到當(dāng)前的以品質(zhì)為主，為了詳細(xì)了解這些品種的品質(zhì)表現(xiàn)，本研究擬對之豇系列長豇豆品種豆莢的可溶性糖、纖維素、維生素、游離氨基酸含量等品質(zhì)性狀進(jìn)行精細(xì)的測定與分析，旨在回顧之豇系列長豇豆品種的品質(zhì)選育歷程，為現(xiàn)階段豇豆品種選擇及未來豇豆新品種的選育提供參考。

1 材料與方法

1.1 供試材料

供試材料包括之豇系列的5個(gè)長豇豆品種，分別是之豇28-2、之豇106、之豇60、之豇616、之豇618，各品種的選育時(shí)間、基本特性見表1。

表1 之豇系列長豇豆品種的基本信息

1.2 田間試驗(yàn)

供試品種于2018年秋季種植于浙江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院海寧楊渡科研創(chuàng)新基地。采用完全隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，重復(fù)3次。起壟種植，畦寬連溝1.5 m，畦長10 m，每畦種植2行，株距40 cm，行距75 cm。田間管理與生產(chǎn)上保持一致。各品種均取商品成熟期的豇豆嫩莢檢測，每個(gè)重復(fù)隨機(jī)取10個(gè)典型豆莢，各性狀取3個(gè)重復(fù)的平均數(shù)代表該性狀值。

1.3 品質(zhì)性狀檢測

使用高效液相色譜儀檢測可溶性糖含量。首先稱取0.1 g樣本，加入1 mL水研磨成勻漿，過夜浸提，4 ℃環(huán)境下8 000g離心10 min后取上清液，用水系針頭式過濾器過濾后上機(jī)檢測。色譜柱為HP-Amino(250 mm×4.6 mm)，流動相為70%乙腈，流速為1 mL·min-1，柱溫為40 ℃，示差檢測器溫度40 ℃，進(jìn)樣量為10 μL。

纖維素和維生素采用試劑盒(蘇州科銘生物技術(shù)有限公司)提取，利用酶標(biāo)儀檢測含量。利用酸水解-蒽酮比色法原理測定纖維素含量[11]?？箟难嵫趸改軌虼呋€原型抗壞血酸(AsA)氧化生成DHA，通過測定AsA的氧化速率，間接測定VC含量。VE可還原Fe3+為Fe2+，F(xiàn)e2+與1,10-菲羅啉產(chǎn)生有色絡(luò)合物，通過在530 nm光波下的特征吸收峰下測定該產(chǎn)物，間接測定VE含量。VB1在堿性條件下還原鐵氰化鉀生成亞鐵氰化鉀，亞鐵氰化鉀與Fe3+在弱酸條件下生成普魯士藍(lán)，根據(jù)該物質(zhì)在704 nm光波下的特征吸收峰間接測定VB1。VB6與4-氨基安替比林在強(qiáng)氧化劑作用下生成穩(wěn)定的黃色化合物，根據(jù)該物質(zhì)在390 nm光波下的特征吸收峰間接測定VB6含量。

游離氨基酸檢測參照文獻(xiàn)[12]。首先稱取約1.5 g樣品研磨，加入3%的磺基水楊酸，定容至8 mL后振蕩約1 h提取游離氨基酸，于10 000g離心10 min后取上清液，將上清液通過0.45 μm孔徑的過濾器過濾后，取20 μL上清液用L-8900氨基酸自動分析儀進(jìn)行檢測。

2 結(jié)果與分析

2.1 可溶性糖含量

由圖1可知，長豇豆嫩莢中主要有蔗糖、葡萄糖、果糖3種可溶性糖，且葡萄糖所占比例最高(52.45%)，果糖次之(31.16%)，蔗糖最低(15.60%)，說明長豇豆嫩莢中可溶性糖以葡萄糖為主。

圖1 可溶性糖含量測定

圖2顯示，不同品種的可溶性糖成分存在較大差異。之豇618的蔗糖含量最高(7.194 0 mg·g-1)，分別是之豇616、之豇60、之豇106和之豇28-2的3.16、2.97、2.14、1.41倍。之豇616的葡萄糖含量高(18.198 8 mg·g-1)，其余含量都較低，在11.1～14.5 mg·g-1。果糖含量最低的是之豇106，為5.346 0 mg·g-1；含量最高的是之豇616(12.448 3 mg·g-1)，分別是之豇106、之豇60、之豇618、之豇28-2的2.33、1.64、1.51和1.51倍。

不同品種內(nèi)部各可溶性糖所占比列也存在較大的差異。之豇616蔗糖、葡萄糖和果糖所占的比例分別為6.91%、55.28%、37.81%，而之豇618三者的比例分別為25.70%、44.79%、29.50%，之豇28-2三者的比例分別為18.45%、51.64%、29.90%。綜合分析表明，3種可溶性糖的總含量大小依次是之豇616>之豇618>之豇28-2>之豇60>之豇106。

2.2 纖維素含量

圖3顯示，之豇28-2的纖維素含量最高，至少高出其他品種100 mg·g-1；之豇106次之，之豇616和之豇60的纖維素含量相近，之豇618的纖維素含量最低。

圖3 不同品種的纖維素含量

2.3 維生素含量

本研究分析了各品種中VC、VE、VB1、VB6等4種維生素(圖4)。VC即還原型抗壞血酸(AsA)含量在5個(gè)品種間存在較大的差異。其中，之豇618含量最高，其次是之豇28-2，之豇106的含量最低。之豇28-2、之豇60、之豇616的VE含量較高，且其間相差較小，之豇106的含量最低。VB1含量測定結(jié)果顯示，品種間差異較小，其中，之豇618的含量最高，之豇28-2的含量最低。VB6含量測定結(jié)果表明，研究材料間整體差距不大。其中，之豇618和之豇616的含量最高，之豇60處于中等水平，而之豇28-2、之豇106含量較低。

2.4 游離氨基酸含量

本研究測定了5個(gè)品種的18種游離氨基酸含量，結(jié)果表明，絲氨酸、蘇氨酸、天冬氨酸和谷氨酸的含量較高，其他氨基酸含量相對較低。圖5顯示，之豇106在游離氨基酸總含量上最高，其次為之豇618，而之豇28-2的總量最低。之豇106人體必需的5種氨基酸(Lys，Phe，Met，Thr，Leu)上含量最高，其次是之豇618，其余品種含量均較低。研究表明，游離谷氨酸和游離天門冬氨酸是食物中鮮味的重要來源[12-13]。據(jù)此分析表明，之豇60中鮮味氨基酸含量最高，其次為之豇106。

2.5 品質(zhì)性狀間相關(guān)性

通過對不同性狀間的相關(guān)性分析(表2)可知，葡萄糖與果糖之間存在正相關(guān)，且均與可溶性糖之間存在正相關(guān)。3種可溶性糖中，只有蔗糖與VC之間存在正相關(guān)，葡萄糖和果糖則與總游離氨基酸之間存在一定的負(fù)相關(guān)。VC與游離谷氨酸之間存在正相關(guān)，游離天冬氨酸和游離谷氨酸之間也存在正相關(guān)。

表2 不同品質(zhì)性狀間的相關(guān)性

3 討論

長豇豆是一種深受我國人民喜愛的豆類蔬菜，其營養(yǎng)品質(zhì)豐富，嫩莢中富含可溶性糖、VC和人體必需氨基酸等功能物質(zhì)[2,14]。高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)一直是長豇豆育種中的兩大主要目標(biāo)，但在實(shí)際育種過程中，由于存在品質(zhì)性狀相對復(fù)雜、受環(huán)境影響大、選擇效率低等因素，品質(zhì)性狀一直未得到應(yīng)有的重視。本研究選擇20世紀(jì)大面積推廣的主栽品種之豇28-2、21世紀(jì)初選育的之豇106和之豇60以及近年選育的之豇616和之豇618代表不同時(shí)期浙江省豇豆品種的基本品質(zhì)水平。經(jīng)品嘗評價(jià)認(rèn)為，之豇618的品質(zhì)最佳，之豇60和之豇106的品質(zhì)最差。通過分析5個(gè)品種間品質(zhì)性狀變化規(guī)律發(fā)現(xiàn)，隨著育成時(shí)間的推移，5個(gè)品種的可溶性糖和VC含量呈上升趨勢，纖維素含量呈下降趨勢，這與近年對品質(zhì)育種的逐步重視相符合?？傆坞x氨基酸、人體必需氨基酸及鮮味相關(guān)氨基酸在5個(gè)品種間未呈現(xiàn)出有規(guī)律的變化趨勢。其中，口感和品質(zhì)相對較差的之豇106含有最高的總游離氨基酸和人體必需氨基酸，而品質(zhì)公認(rèn)最好的之豇618的含量反而略低于之豇106，這也說明游離氨基酸可能對長豇豆嫩莢品質(zhì)的貢獻(xiàn)較小。因此，可溶性糖、纖維素和VC含量可作為評價(jià)長豇豆嫩莢品質(zhì)的主要指標(biāo)性狀。

通過分析不同性狀之間的相關(guān)性發(fā)現(xiàn)，可溶性糖、纖維素、VC之間并無相關(guān)性，說明這些性狀之間相對獨(dú)立，在基因組上可能受不同的基因途徑調(diào)控，因而在育種上可以同步選擇。隨著豇豆基因組學(xué)的快速發(fā)展，通過分子標(biāo)記輔助育種技術(shù)可提高復(fù)雜性狀的選擇效率。Kongjaimun等[15-16]已經(jīng)定位了多個(gè)控制長豇豆嫩莢纖維素含量、可溶性固形物等品質(zhì)性狀的QTL，為長豇豆品質(zhì)育種奠定了基礎(chǔ)。因此，挖掘控制品質(zhì)性狀的關(guān)鍵基因，通過分子育種的技術(shù)手段聚合有利等位變異，創(chuàng)制和選育品質(zhì)佳、綜合性狀優(yōu)秀的新種質(zhì)和新品種是未來豇豆育種的主要途徑。