之豇系列長豇豆品種營養品質分析

董君暘， 汪寶根， 吳曉花， 魯忠富， 汪穎， 王尖， 李國景， 吳新義*

(1.浙江農林大學 園藝科學學院，浙江 杭州 311300； 2.浙江省農業科學院 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、胡蘿卜素、維生素及礦質元素等，營養價值高，既可鮮食又可加工成干制品或腌制品。長豇豆適應性強，全國除西藏等高寒地區外均有種植，通過在不同生態區域適期播種，已實現周年供應。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，采摘時間長，667 m2產量可達2 500 kg，產值1.5萬～2萬元，對豐富城鄉蔬菜供應、促進農民增收具有重要作用。

近年來，隨著蔬菜供求關系的改變、人民生活水平的提高和保健意識的增強，蔬菜產品的營養品質、食用安全性成為廣大消費者的關注熱點。與此同時，長豇豆的育種目標也逐步由“高產”向“高品質”方向轉變，營養品質性狀受到越來越多的關注。陳禪友等[1]調查了10個豇豆品種的可溶性糖、可溶性蛋白質、VC及粗纖維等品質性狀，綜合評價了不同品種的品質綜合指數，并對各品質性狀的遺傳力、遺傳進度進行了計算，為優質豇豆品種的選育提供遺傳學依據；詹園鳳等[2]測定了16份長豇豆種質資源的干物質、VC、粗蛋白、粗纖維、氨基酸等含量，篩選出2份適合海南大棚設施栽培的優異種質；黎庭耀等[3]分析了26份豇豆品種的營養品質性狀，發現還原糖與可溶性固形物含量顯著相關，蛋白質與還原糖、粗纖維和VC含量顯著相關，而粗纖維和可溶性固形物、VC含量呈負相關關系；張瑜琨等[4]比較了7個豇豆品種的品質性狀及產量性狀，發現蛋白質、VC含量與產量性狀之間的關聯度較高，而可溶性糖、纖維素含量與產量性狀之間的關聯度不高。此外，徐勝光等[5-6]還研究了不同土壤環境、不同肥料配方對豇豆品質性狀的影響。

浙江省農業科學院蔬菜研究所是國內較早開展長豇豆遺傳育種研究的專業單位之一，有近40年從事長豇豆育種的歷史，曾在20世紀80年代選育出聞名全國的長豇豆品種之豇28-2，并獲1987年國家發明二等獎；近年來陸續選育了之豇106、之豇60、之豇616、之豇618等之豇系列新品種，在省內外得到廣泛推廣。上述品種的選育時間跨度近40年，育種目標也從最初的以產量為主到當前的以品質為主，為了詳細了解這些品種的品質表現，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性狀進行精細的測定與分析，旨在回顧之豇系列長豇豆品種的品質選育歷程，為現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

供試品種于2018年秋季種植于浙江省農業科學院海寧楊渡科研創新基地。采用完全隨機區組設計，重復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。田間管理與生產上保持一致。各品種均取商品成熟期的豇豆嫩莢檢測，每個重復隨機取10個典型豆莢，各性狀取3個重復的平均數代表該性狀值。

1.3 品質性狀檢測

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(蘇州科銘生物技術有限公司)提取，利用酶標儀檢測含量。利用酸水解-蒽酮比色法原理測定纖維素含量[11]。抗壞血酸氧化酶能夠催化還原型抗壞血酸(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+，Fe2+與1,10-菲羅啉產生有色絡合物，通過在530 nm光波下的特征吸收峰下測定該產物，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，根據該物質在704 nm光波下的特征吸收峰間接測定VB1。VB6與4-氨基安替比林在強氧化劑作用下生成穩定的黃色化合物，根據該物質在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[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行檢測。

2 結果與分析

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個品種的18種游離氨基酸含量，結果表明，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 品質性狀間相關性

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

表2 不同品質性狀間的相關性

3 討論

長豇豆是一種深受我國人民喜愛的豆類蔬菜，其營養品質豐富，嫩莢中富含可溶性糖、VC和人體必需氨基酸等功能物質[2,14]。高產、優質一直是長豇豆育種中的兩大主要目標，但在實際育種過程中，由于存在品質性狀相對復雜、受環境影響大、選擇效率低等因素，品質性狀一直未得到應有的重視。本研究選擇20世紀大面積推廣的主栽品種之豇28-2、21世紀初選育的之豇106和之豇60以及近年選育的之豇616和之豇618代表不同時期浙江省豇豆品種的基本品質水平。經品嘗評價認為，之豇618的品質最佳，之豇60和之豇106的品質最差。通過分析5個品種間品質性狀變化規律發現，隨著育成時間的推移，5個品種的可溶性糖和VC含量呈上升趨勢，纖維素含量呈下降趨勢，這與近年對品質育種的逐步重視相符合。總游離氨基酸、人體必需氨基酸及鮮味相關氨基酸在5個品種間未呈現出有規律的變化趨勢。其中，口感和品質相對較差的之豇106含有最高的總游離氨基酸和人體必需氨基酸，而品質公認最好的之豇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的貢獻較小。因此，可溶性糖、纖維素和VC含量可作為評價長豇豆嫩莢品質的主要指標性狀。

通過分析不同性狀之間的相關性發現，可溶性糖、纖維素、VC之間并無相關性，說明這些性狀之間相對獨立，在基因組上可能受不同的基因途徑調控，因而在育種上可以同步選擇。隨著豇豆基因組學的快速發展，通過分子標記輔助育種技術可提高復雜性狀的選擇效率。Kongjaimun等[15-16]已經定位了多個控制長豇豆嫩莢纖維素含量、可溶性固形物等品質性狀的QTL，為長豇豆品質育種奠定了基礎。因此，挖掘控制品質性狀的關鍵基因，通過分子育種的技術手段聚合有利等位變異，創制和選育品質佳、綜合性狀優秀的新種質和新品種是未來豇豆育種的主要途徑。