129份湖北蠶豆地方種質(zhì)的子粒外觀及品質(zhì)性狀分析

陳宏偉+李莉+劉昌燕+萬正煌+沙愛華

摘要：對129份湖北蠶豆（Vicia faba L.）地方種質(zhì)的外觀特性和品質(zhì)特性進行了調(diào)查分析。這些品種的外觀特性表現(xiàn)為中小粒型、粒色為乳白色和深綠色。品種的品質(zhì)特性表現(xiàn)為蛋白質(zhì)含量24.48%～30.93%，脂肪含量1.09%～2.58%，直鏈淀粉含量7.92%～12.99%，支鏈淀粉含量27.28%～42.25%，總淀粉含量36.62%～50.99%。品質(zhì)特性與子粒大小無關(guān)，但與子粒顏色關(guān)聯(lián)緊密，乳白色品種蛋白質(zhì)含量較高，而深綠色品種淀粉含量較高。品質(zhì)性狀之間蛋白質(zhì)含量與淀粉含量呈顯著負相關(guān)，脂肪含量與直鏈淀粉含量呈顯著負相關(guān)，與支鏈淀粉含量呈顯著正相關(guān)。直鏈淀粉含量與支鏈淀粉含量呈顯著負相關(guān)。支鏈淀粉含量與總淀粉含量呈顯著正相關(guān)。根據(jù)品質(zhì)性狀可將129個地方品種聚為四類，第Ⅰ類和第Ⅲ類為高蛋白質(zhì)品種，第Ⅳ類為高脂肪和高淀粉品種，第Ⅱ類為蛋白質(zhì)、脂肪、淀粉含量適中品種。該研究結(jié)果可為進一步利用湖北地方品種選育和改良蠶豆品種提供理論依據(jù)。

關(guān)鍵詞：蠶豆（Vicia faba L.）；湖北地方品種；子粒外觀；品質(zhì)特性；聚類分析

中圖分類號：S643.6；S326 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2016）24-6377-04

蠶豆（Vicia faba L.）為一年或越年生草本植物，自西域引入中原[1]。蠶豆在地中海地區(qū)、中東、美國、加拿大、澳大利亞和中國等地廣泛種植[2]，中國蠶豆生產(chǎn)面積和產(chǎn)量均居世界首位，分別占世界總量的45.7%和35.0%[3]。蠶豆在中國大多數(shù)省份都可種植，常年種植在35萬hm2左右，以云南、四川、湖北和江蘇秋播區(qū)為主，種植面積和產(chǎn)量占全國的85%。其次為甘肅、青海、河北、內(nèi)蒙古春播區(qū)，約占全國的15%。蠶豆種子富含蛋白質(zhì)和碳水化合物，同時低脂肪，子?？晒┦秤谩⒉擞?、飼用[4，5]。栽培蠶豆品種蛋白質(zhì)含量為20.3%～41.0%，平均為27.6%[2]。蠶豆蛋白質(zhì)含有人體必需的8種氨基酸，特別是賴氨酸含量豐富，有助于人體的生長發(fā)育和延緩衰老，在國外被廣泛用作咖啡增白劑、肉制品填充劑及化妝品添加劑等[6，7]。蠶豆子粒淀粉含量約占子粒質(zhì)量的50%左右，蠶豆中直鏈淀粉具有抗?jié)櫺?、成膜性、強度好等特點，蠶豆中的抗性淀粉食用后不致使血糖升高[7]。蠶豆中脂類含量僅為1.0%～1.6%，富含油酸和亞油酸，比動物油脂和乳脂更健康。蠶豆除了用來生產(chǎn)蠶豆淀粉和濃縮蛋白質(zhì)外，還廣泛被制作粉絲、粉皮，深加工為怪味胡豆、五香豆、蠶豆罐頭、蠶豆醬、蠶豆豆奶、油炸蠶豆、膨化蠶豆、水煮蠶豆等零食[7，8]。

蠶豆在湖北歷年種植3.5萬hm2左右，目前湖北蠶豆種植仍然以一些地方品種為主，如荊州地區(qū)青皮蠶豆、鄂北崗地的襄陽大腳板、鄂東南的大板蠶豆等[9]。蠶豆子粒在湖北被加工成多種副食品如粉絲、豆醬、豆皮等，用來提高蠶豆的附加值。此外，青蠶豆作為一種富含維生素的優(yōu)良新鮮蔬菜也被廣泛食用[10]。20世紀90年代，唐代艷[11]曾經(jīng)對130份湖北蠶豆地方種質(zhì)資源品質(zhì)進行過調(diào)查分析，發(fā)現(xiàn)湖北生態(tài)條件下形成的蠶豆品種表現(xiàn)為高蛋白質(zhì)、中淀粉和低脂肪的特性。為了進一步利用這些種質(zhì)資源改良湖北蠶豆品種的品質(zhì)特性，促進湖北蠶豆生產(chǎn)的發(fā)展，本研究對湖北省129份蠶豆地方種質(zhì)的子粒外觀、品質(zhì)性狀以及外觀與品質(zhì)的關(guān)聯(lián)進一步進行了分析，并基于蠶豆品質(zhì)性狀對129份地方品種進行了遺傳聚類，以期為利用這些地方品種與外省或國外引進品種組配、改良和選育品質(zhì)性狀優(yōu)良的蠶豆新品種提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試材料

129份湖北地方品種編號及來源見表1。所有品種均由湖北省農(nóng)業(yè)種質(zhì)資源共享平臺提供。2012-2013年將這些地方品牌種植于湖北省農(nóng)業(yè)科學院試驗基地，試驗地土壤肥力中等。按照李莉等[12]的方法，各品種按編號順序種植，每品種種植 3行，行長2.0 m，行距0.5 m，株距0.2 m，小區(qū)面積3.0 m2，按常規(guī)栽培技術(shù)進行田間管理。收獲時從每小區(qū)中間行第三株開始連續(xù)取樣生長正常的10個植株進行室內(nèi)考種。蠶豆的品質(zhì)依據(jù)國家標準GB5009.5-2010測定蛋白質(zhì)含量，依據(jù)GB5009.5-2008測定直鏈淀粉和支鏈淀粉含量，依據(jù)GB5009.6-2003測定脂肪含量。

1.2 方法

按照《蠶豆種質(zhì)資源描述規(guī)范和數(shù)據(jù)標準》[13]中相關(guān)性狀的描述，對品種外觀形狀進行室內(nèi)考種。

1.3 數(shù)據(jù)分析

利用Excel 2013軟件進行數(shù)據(jù)處理，參照李月等[14]方法采用SPSS 16.0 軟件做相關(guān)分析和聚類分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 子粒外觀

129份品種粒型主要是中小型，其中中粒型的品種34份，小粒型品種95份。粒色除H0001424、H0001425、H0001426、H0000152、H0001417、H00001

51、H0001420、H0001421、H0001423、H0001422、H000

1416、H0001418、H0001419為深綠色外，其余均為乳白色。粒形主要為中厚形、中薄形和窄厚形。其中20個品種H0001523、H0001424、H0001450、H00014

47、H0001446、H0001453、H0001481、H0001420、H000

1489、H0001487、H0001495、H0001492、H0001482、H0

001483、H0001428、H0001533、H0001476、H0001477、

H0001437、H0000154為窄厚形，6個品種H0001530、

H0001511、H0000152、H0001423、H0001498、H0000

156為中薄形，其他品種均為中厚形。

2.2 品質(zhì)性狀間的變異系數(shù)分析

對129份蠶豆湖北地方品種的蛋白質(zhì)含量、脂肪含量、直鏈淀粉、支鏈淀粉和總淀粉含量進行了分析（表2），可見品種間變異范圍較大。蛋白質(zhì)、脂肪、直鏈淀粉、支鏈淀粉、總淀粉含量變化范圍分別為24.48%～30.93%、1.09%～2.58%、7.92%～12.99%、27.28%～42.25%、36.62%～50.99%，其中蛋白質(zhì)含量和總淀粉含量變異較小，變異系數(shù)分別為4.13%和5.29%。脂肪含量變異較大，變異系數(shù)為12.86%。直鏈淀粉和支鏈淀粉變異相對較小，變異系數(shù)分別為8.83%和7.10%。

2.3 不同粒色蠶豆品種的品質(zhì)性狀

在129份湖北蠶豆地方品種中，有13份子粒顏色為深綠色，其余116份為乳白色。比較兩種粒色蠶豆品種的品質(zhì)性狀（表3）發(fā)現(xiàn)，深綠色品種蛋白質(zhì)含量平均為27.59%，乳白色品種蛋白質(zhì)含量為28.39%，深綠色品種比乳白色品種低0.80%。脂肪含量深綠色品種平均為1.50%，乳白色品種為1.39%，深綠色品種比乳白色品種高0.11%。直鏈淀粉含量深綠色品種平均為10.18%，乳白色品種平均為10.33%，深綠色品種比乳白色品種低0.15%。支鏈淀粉含量深綠色品種平均為33.80%，乳白色品種為31.63%，深綠色品種比乳白色品種高2.17%?？偟矸酆可罹G色品種平均為43.98%，乳白色品種為41.96%，深綠色品種比乳白色品種高2.02%?？梢娮恿ｎ伾煌钠贩N主要表現(xiàn)為蛋白質(zhì)含量和支鏈淀粉含量差異較大，而脂肪含量和直鏈淀粉差異較小。此外，兩種粒色品種間蛋白質(zhì)含量、直鏈淀粉含量、支鏈淀粉含量和總淀粉含量變異較小，脂肪含量變異較大。

2.4 粒型及品質(zhì)性狀間的相關(guān)性分析

對粒型及品質(zhì)性狀間進行簡單相關(guān)性分析（表4）發(fā)現(xiàn)，子粒大?。Ｐ停┡c品質(zhì)性狀間相關(guān)均不顯著。蛋白質(zhì)含量與直鏈淀粉、支鏈淀粉及總淀粉含量呈顯著負相關(guān)。脂肪含量與直鏈淀粉含量呈顯著負相關(guān)，與支鏈淀粉含量呈顯著正相關(guān)。直鏈淀粉含量與支鏈淀粉含量呈顯著負相關(guān)。支鏈淀粉含量與總淀粉含量呈顯著正相關(guān)。

2.5 品質(zhì)性狀的聚類分析

以歐氏平方距離為品種間距離的衡量指標，用最短距離法進行系統(tǒng)聚類分析。當遺傳距離為5時，可將129個蠶豆品種聚為4類，分別包含52、38、29和10個品種（圖1）。第Ⅰ類和第Ⅲ類品種表現(xiàn)為高蛋白質(zhì)和低淀粉含量品種，平均蛋白質(zhì)含量分別為28.91%和28.80%，平均總淀粉含量分別為41.71%和39.58%，第Ⅲ類品種的平均支鏈淀粉含量高于第Ⅰ類，分別為31.70%和29.33%。第Ⅳ類為高脂肪和高淀粉含量品種，平均脂肪含量為1.64%，平均總淀粉含量為46.88%，支鏈淀粉含量為37.28%。第Ⅱ類為蛋白質(zhì)、脂肪、淀粉含量適中品種，平均蛋白質(zhì)和脂肪含量分別為27.45%和1.33%，總淀粉和支鏈淀粉含量分別為43.51%和32.54%。

3 討論

129份湖北地方品種的外觀主要以中小粒型為主，粒色以乳白色居多。品質(zhì)表現(xiàn)為高蛋白質(zhì)，蛋白質(zhì)平均含量為28.31%（表2），其中乳白色品種的蛋白質(zhì)含量高于深綠色品種（表3）。129份品種的淀粉含量適中，平均含量為42.16%，其中深綠色品種的淀粉含量高于乳白色品種（表3）。表明蠶豆子粒顏色與品質(zhì)性狀緊密關(guān)聯(lián)。通過遺傳相關(guān)性分析發(fā)現(xiàn)，湖北地方品種的粒型（子粒大?。┡c品質(zhì)性狀之間相關(guān)性不顯著（表4），這與康智明等[15]研究結(jié)果不同，表明通過子粒大小的選擇無助于改良湖北蠶豆品種的品質(zhì)性狀。品質(zhì)性狀之間蛋白質(zhì)含量與淀粉含量呈顯著負相關(guān)，這與康智明等[15]的研究結(jié)果一致。脂肪含量與直鏈淀粉含量呈顯著負相關(guān)、與支鏈淀粉含量呈顯著正相關(guān)、與總淀粉含量相關(guān)性不顯著，表明湖北蠶豆品種選育時可以對脂肪含量和支鏈淀粉含量進行同時選擇，但對總淀粉含量沒有影響。

根據(jù)品質(zhì)性狀對129份湖北地方品種聚類分析，可以將這些品種聚為4大類。第Ⅰ類和第Ⅲ類為高蛋白質(zhì)品種，占全部分析品種的62.80%。第Ⅱ類品種蛋白質(zhì)、脂肪和淀粉含量適中，占全部分析品種的22.50%。第Ⅳ類品種為高脂肪和高淀粉品種，僅有10個品種。聚類結(jié)果表明，湖北地方品種經(jīng)過長期的選擇馴化，逐漸形成了不同的品質(zhì)特性，可以滿足不同的消費需求。

本試驗分析了湖北蠶豆地方品種的品質(zhì)特性以及品質(zhì)特性之間的相關(guān)性、品質(zhì)與外觀的關(guān)聯(lián)性以及不同品種間的遺傳相關(guān)性，為進一步利用這些地方品種改良和培育新的蠶豆品種提供了理論依據(jù)，有助于加快湖北地方品種的改良。

參考文獻：

[1] 李長年.中國農(nóng)學遺產(chǎn)選集甲類第四種豆類[M].上海：中華書局，1958.

[2] 王嬌嬌.冷季豆品質(zhì)性狀近紅外模型建立及區(qū)域分析[D].北京：中國農(nóng)業(yè)科學院，2014.

[3] 王海飛，關(guān)建平，馬 鈺，等.中國蠶豆種質(zhì)資源ISSR標記遺傳多樣性分析[J].作物學報，2011，37（4）：595-602.

[4] 田曉紅，譚洪卓，譚 斌，等.我國主產(chǎn)區(qū)蠶豆的理化性質(zhì)分析[J].糧油食品科技，2009，17（2）：7-12.

[5] AZAZA M S，WASSIM K，MENSI F，et al. Evaluation of faba beans （Vicia faba L.var. minuta） as a replacement for soybean meal in practical diets of juvenile Nile tilapia Oreochromis niloticus[J].Aquaculture，2009，287（1/2）：174-179.

[6] 李雪琴，裘愛泳. 蠶豆生理活性物質(zhì)研究進展[J].糧食與油脂，2002（7）：34-35.

[7] 王春明，劉 洋.蠶豆組成及加工利用進展[J].糧油加工，2011（6）：90-93.

[8] 李兆豐，顧正彪，洪 雁.豌豆淀粉的研究進展[J].食品與發(fā)酵工業(yè)，2003，29（10）：70-74.

[9] 陳宏偉，萬正煌，李 莉.湖北省食用豆類生產(chǎn)研究現(xiàn)狀及發(fā)展思路[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2015（20）：40-41.

[10] 張壽奇，孫先瑢，王 曾，等.荊州地區(qū)蠶豆生產(chǎn)考察報告[J].湖北農(nóng)業(yè)科學，1982（9）：8-11.

[11] 唐代艷.湖北省蠶豆地方品種資源的研究與利用[J].湖北農(nóng)業(yè)科學，1990（11）：16-18.

[12] 李 莉，萬正煌，陳宏偉，等.外引蠶豆種質(zhì)資源鑒定與形態(tài)多樣性[J].湖北農(nóng)業(yè)科學，2013，52（23）：5700-5704.

[13] 宗緒曉，包世英，關(guān)建平，等.蠶豆種質(zhì)資源描述規(guī)范和數(shù)據(jù)標準[M].北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，2006.

[14] 李 月，石桃雄，顧亮亮，等.苦蕎地方資源子實主要性狀的遺傳變異研究[J].植物遺傳資源學報，2014，15（3）：504-510.

[15] 康智明，鄭開斌，徐曉俞，等.不同蠶豆品種農(nóng)藝及品質(zhì)性狀的遺傳多樣性分析[J].福建農(nóng)業(yè)學報，2015，30（3）：249-252.