野生大豆利用價值的研究進(jìn)展

王付娟，劉書含，李娟，周強(qiáng)

(信陽農(nóng)林學(xué)院 農(nóng)學(xué)院，信陽市農(nóng)作物種子質(zhì)量與安全工程技術(shù)中心，河南 信陽 464000)

野生大豆起源于中國，豆科，一年生，以群體生存。莖桿細(xì)，一般攀援外物生長，沒有外物時可相互纏繞匍匐地面生長。三片葉，葉子比栽培大豆的小，一般呈卵圓形，且葉子正反面都有絨毛。總狀花序腋生，花比較小，一般為白色或者淡紫色，花萼呈鐘形，花冠呈蝶形，旗瓣近圓形[1]。莢果較小有絨毛，一般每莢中有2～4粒種子，成熟種子呈黑褐色。在自然狀態(tài)下，野生大豆的休眠期長，硬實率高，不容易萌發(fā)。

野生大豆分布廣泛，在我國大多數(shù)省區(qū)都能生長，自然資源較為豐富。但是，由于長期沒有對野生大豆進(jìn)行妥善的保護(hù)，當(dāng)?shù)匕傩丈踔廉?dāng)作雜草拔除，加之近年來城市化發(fā)展迅速，農(nóng)田開墾、過度放牧、旅游業(yè)發(fā)展、設(shè)施建筑等人類的行為活動，以及污水、廢氣排放等環(huán)境污染，使得自然狀態(tài)下生存的野生大豆群體不斷在減少，在一些地區(qū)變得極為稀少甚至已經(jīng)消失。因此，加快對野生大豆的研究和保護(hù)勢在必行。

早在十九世紀(jì)，我國學(xué)者孫醒東、王金陵[2-3]等人就開展了對野生大豆的觀察和研究。到目前為止，我國擁有最多的一年生野生大豆種質(zhì)資源，國家種質(zhì)庫收集和保存了7000多份資源，占世界總資源的90%左右[4]。我國的野生大豆具有蛋白含量高、抗逆性強(qiáng)、繁殖系數(shù)大等優(yōu)良特性，是栽培大豆性狀改良及品種選育的重要基因來源，也是研究大豆起源、進(jìn)化、分類的寶貴資源[5-7]。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和人類生活水平的提高，野生大豆的研究工作越來越受到重視，不僅對收集和保存的野生大豆進(jìn)行了鑒定，還對野生大豆的生產(chǎn)和利用進(jìn)行了研究。

1 野生大豆的優(yōu)良性狀

野生大豆的抗逆性好、適應(yīng)能力強(qiáng)，具有很多優(yōu)良性狀，如抗寒抗旱、耐鹽堿、抗病等[8]。經(jīng)過調(diào)查發(fā)現(xiàn)，在豫南地區(qū)含較多沙礫的土壤地帶，如小樹林、坡地、水溝邊等，野生大豆生長較好，產(chǎn)量很高。對栽培大豆和野生大豆都進(jìn)行刻破處理，然后在相同的生長條件下進(jìn)行發(fā)芽實驗，發(fā)現(xiàn)栽培大豆的發(fā)芽率普遍比野生大豆的發(fā)芽率低，而且在實驗后期，栽培大豆更容易發(fā)霉。斷水處理實驗表明野生大豆表現(xiàn)出更強(qiáng)的抗旱能力。

野生大豆單株莢數(shù)多，易豐產(chǎn)。其產(chǎn)量高，繁殖系數(shù)大，在一定程度上保證了后代的繁殖。同時，野生大豆的蛋白質(zhì)、異黃酮、粗纖維、亞油酸、氨基酸、糖等等含量都很高。這些優(yōu)良的性狀，為野生大豆的應(yīng)用研究指明了方向。

2 野生大豆種質(zhì)資源的應(yīng)用研究

2.1 在常規(guī)育種中的應(yīng)用

在大豆育種中，野生大豆可與栽培大豆雜交，提供有利的基因型，提高栽培大豆的品質(zhì)與抗逆性；也可以利用雜交基因重組創(chuàng)造出新的基因型，拓寬大豆遺傳背景。在群體研究中發(fā)現(xiàn)，野生大豆雖然是自花授粉，但種群內(nèi)的變異非常豐富[9]，這就能增加大豆的遺傳多樣性，為大豆的育種工作提供新的基因。

2.2 在雜種優(yōu)勢中的應(yīng)用

大豆的去雄以及授粉工作很難進(jìn)行，因而在野生大豆中尋找雄性不育基因能夠為群體改良和遺傳研究提供更大的空間。孫寰、趙麗梅等[10-11]利用野生大豆研究細(xì)胞質(zhì)不育系，在1994年獲得了質(zhì)核互作不育系及同型保持系，育成了世界上第一個大豆雜交種(雜交豆號)。而后，趙團(tuán)結(jié)等[12]發(fā)現(xiàn)了敗育很徹底的不育株。野生大豆不育系的發(fā)現(xiàn)，能夠充分利用大豆的雜種優(yōu)勢，提高栽培大豆的產(chǎn)量。2005年來永才[13]等以野生大豆為父本,采用種間雜交、回交和復(fù)合雜交等方法，創(chuàng)造出一批抗病蟲、多花莢、多分枝的種質(zhì)。

2.3 在生物技術(shù)中的應(yīng)用

呂憲禹等[14]利用花粉管通道將野生大豆的DNA導(dǎo)入到小麥當(dāng)中，獲得轉(zhuǎn)基因后的小麥在性狀表現(xiàn)上有了較大的改變，田間試驗分析表明外源DNA的導(dǎo)入改善了植物的農(nóng)藝性狀，并在后代中表達(dá)。后來王轉(zhuǎn)斌[15]利用花粉管通道法將野生大豆DNA導(dǎo)入到“魯豆9號”和“晉豆3號”，實驗結(jié)果表明轉(zhuǎn)基因后代的籽粒蛋白質(zhì)含量均比受體高，有的甚至接近供體水平。事實證明：利用花粉管通道將野生大豆DNA導(dǎo)入受體從而獲得其優(yōu)良特性的做法是可行的。

2.4 作為中間材料的應(yīng)用

用野生資源直接改良栽培大豆的后代，雖然具備地方種質(zhì)不具有的特異的優(yōu)良基因,但一般不適應(yīng)本地的生態(tài)和生產(chǎn)條件，因此，直接轉(zhuǎn)育的中間材料是很難在短期內(nèi)選育出優(yōu)異品種的。目前，通過利用野生大豆種間雜交，可獲得高蛋白、高產(chǎn)的雜種后代，再利用這些雜種后代自交及回交等，獲得具有高蛋白、高產(chǎn)等性狀突出的中間材料。這樣，擴(kuò)寬了大豆的基因庫，具有很大的利用價值。

3 野生大豆的綜合利用價值研究

3.1 野生大豆的營養(yǎng)價值

野生大豆的蛋白質(zhì)含量非常高，普通大豆的蛋白質(zhì)含量在40%左右，而野生大豆的在45.4%左右，有的甚至高達(dá)55.4%[16]。金曉飛等人研究表明：現(xiàn)已知的野生大豆蛋白質(zhì)含量從29.04%到55.7%不等，其平均值達(dá)到44.9%，顯著高于栽培大豆的蛋白質(zhì)含量[17]。野生大豆的高蛋白含量無論是在育種工作中還是在食品加工中都有極大的應(yīng)用價值。在育種中，可改良栽培大豆的品質(zhì)；在食品加工中添加野生大豆，可以提高產(chǎn)品的蛋白質(zhì)含量。野生大豆中還含有豐富的亞麻酸，栽培大豆中亞麻酸的平均含量為3%～5%，而野生大豆的亞麻酸含量為17%，甚至最高可以達(dá)到23%[16]70。除此之外，野生大豆中還含有豐富的氨基酸、脂肪酸以及糖等，可作為食品的添加成分，提高食品的營養(yǎng)價值。

3.2 野生大豆的藥用價值

野生大豆是一種珍貴的藥材。漢代的《神農(nóng)本草經(jīng)》記載：“生大豆,涂癰腫, 煮汁飲,殺鬼毒,止痛”。后來在醫(yī)療實踐中,人們逐漸分辨出黑豆、大豆不同的功效,如《本草綱目》載:“大豆有黑、白、黃、褐、青、斑數(shù)色,黑者入藥”。還發(fā)現(xiàn)黑豆籽粒大小不同,藥用價值又不同。《本草蒙筌》卷五谷部記載:“生大豆：味甘,氣平,無毒,黑白種殊,惟取黑者入藥；大小粒異,須求小粒煎湯,緊小者為雄豆,入藥方效”。可見,依據(jù)古人的經(jīng)驗,籽粒細(xì)小的黑豆藥用價值高[18]。

研究發(fā)現(xiàn)，大豆的藥用價值主要與異黃酮有關(guān)。野生大豆含有豐富異黃酮,可以抑制骨質(zhì)疏松、婦女更年期綜合征，防止心血管疾病，抗病毒、抗腫瘤等[19-20]。除此之外，野生大豆中還含有豐富的亞油酸、氨基酸等等，能夠提高人體免疫力。可充分應(yīng)用野生大豆的功能因子，將之制成保健食品、藥品等。

3.3 野生大豆的飼用價值

野生大豆是一種優(yōu)良的牧草，其飼用價值不可忽視。野生大豆的種子和植株都可作為飼料。野生大豆適應(yīng)能力強(qiáng)、抗逆性好、產(chǎn)量高、成本低廉，其種子蛋白質(zhì)、組纖維等含量高，能滿足營養(yǎng)需求，可以磨成粉加入到飼料當(dāng)中；其植株可作為牧草直接飼用。據(jù)研究表明，野生大豆的青草產(chǎn)量高，營養(yǎng)豐富，適口性好，能夠使家畜迅速增膘，提高產(chǎn)奶量[21]。當(dāng)然，野生大豆也可以與其他植物混合飼用。野生大豆與其他作物間種，能起到肥田養(yǎng)地、增糧增草等作用，可用來建植可持續(xù)利用草地[22]。

4 建議

4.1 加強(qiáng)野生大豆的資源保護(hù)

野生大豆資源非常寶貴，在我國分布也很廣泛，但是近些年受到很大的破壞，資源減少的同時，也造成了一些優(yōu)良基因的流失，這非常不利于研究工作的進(jìn)行以及對野生大豆的開發(fā)。因此，必須要對其進(jìn)行保護(hù)。建立野生大豆原生境保護(hù)區(qū)是目前最為有效的措施，可減慢野生大豆資源流失的速度。同時，部分野生大豆也可以進(jìn)行人工種植，以防止一些優(yōu)良基因的消失。另外，要加大對野生大豆重要性的宣傳力度，呼吁當(dāng)?shù)匕傩找黄鸨Ｗo(hù)野生大豆資源。

4.2 注重對野生大豆的研究與開發(fā)

野生大豆的種皮厚、硬實率高、不易萌發(fā)，成熟后容易裂莢，籽粒小，在實際應(yīng)用中常因人為選擇不當(dāng)致使一些優(yōu)良性狀消失，加之由于保護(hù)不力而造成的資源流失，相關(guān)研究不全面不充分，等等，這些都使得我國對野生大豆的研究開發(fā)及其在栽培大豆育種中的應(yīng)用工作進(jìn)展緩慢。面臨困難，我們要積極克服，加大研究力度，推進(jìn)野生大豆的綜合開發(fā)與利用。

4.2.1 拓寬野生大豆的研究范圍 以往對野生大豆的研究大多集中在其優(yōu)良性狀的利用上，且大量的實驗多是對野生大豆的表型水平的研究，而在基因水平上的研究較少；對野生大豆資源的鑒定和篩選工作也不夠全面，缺少對重要基因資源的發(fā)掘。今后應(yīng)加大力度在基因水平上對野生大豆的優(yōu)異種質(zhì)進(jìn)行分析，利用野生大豆創(chuàng)新大豆新種質(zhì)。如利用耐貧瘠、耐鹽堿及葉量大的特異種質(zhì)，通過基因工程技術(shù)，將野生大豆耐鹽堿的基因轉(zhuǎn)入到普通大豆體內(nèi)，從而培育耐鹽堿的優(yōu)良品種；利用花粉通道技術(shù)將野生大豆的DNA導(dǎo)入栽培大豆之中，培育抗大豆蚜蟲等優(yōu)良品種。齊寧等[7]203利用野生大豆種間雜交后代創(chuàng)新選育出高蛋白、抗大豆疫霉病兼抗灰斑病的新種質(zhì)資源龍品8802-1和高蛋白、抗灰斑病、農(nóng)藝性狀優(yōu)良的大豆新種質(zhì)資源龍品01-757、龍品9501。中國農(nóng)科院作物品種資源研究所利用野生大豆為親本與栽培大豆進(jìn)行雜交培育出‘中野1號’和‘中野2號’大豆新品種，該品種具有耐旱、高蛋白等特性[17]72。發(fā)掘新的基因及時應(yīng)用于育種和生產(chǎn)中，改良野生大豆品種，進(jìn)一步提高其質(zhì)量和產(chǎn)量。

4.2.2 大力開展野生大豆的綜合利用 推廣改良野生大豆品種的種植與栽培，大力推動野生大豆深加工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。利用野生大豆異黃胴和亞麻酸含量高的特異種質(zhì)，積極研發(fā)具有保健功能的產(chǎn)品。發(fā)展野生大豆綠肥用、飼料用加工業(yè)，提高種質(zhì)資源的利用效率，為實現(xiàn)農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展助力。