菜用大豆新品種選育及品質(zhì)性狀影響因素

李祥祥，王 宇，史鳳玉，楊 杰，魏志園，張 鍇*

(河北科技師范學(xué)院a農(nóng)學(xué)與生物科技學(xué)院 b園藝科技學(xué)院，河北 秦皇島，066600)

菜用大豆俗稱毛豆，是指在鼓粒期(R6)～初熟期(R7)籽粒飽滿而尚未成熟，莢色與籽粒色翠綠時(shí)采青食用的專用型大豆品種[1]。目前，隨著生活水平提高，人們?cè)絹碓阶⒅厥澄餇I(yíng)養(yǎng)價(jià)值；而菜用大豆因富含蛋白質(zhì)和氨基酸等，因此受到廣泛青睞。菜用大豆在我國(guó)各地均有種植，尤其在南方省份如浙江和江蘇為主要種植省份，常年種植面積在5萬(wàn)～7萬(wàn)hm2之間[2,3]。近年來，我國(guó)菜用大豆產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，但是相對(duì)于日本等一些國(guó)家來說，菜用大豆育種和生產(chǎn)仍存在不足，主要表現(xiàn)在菜用大豆品種較單一，產(chǎn)量較低，缺少優(yōu)質(zhì)多抗品種等。因此，培育適宜我國(guó)種植的優(yōu)質(zhì)菜用大豆新品種已成為當(dāng)前菜用大豆發(fā)展重點(diǎn)任務(wù)之一。

1 國(guó)內(nèi)外菜用大豆品種選育研究進(jìn)展

1.1 日本國(guó)菜用大豆品種選育

日本是全世界最大的菜用大豆進(jìn)口國(guó)家。目前，日本菜用大豆年消費(fèi)量16萬(wàn)t以上，其中約有40%依賴于進(jìn)口[4]。日本菜用大豆育種起步最早也最深入，早在20世紀(jì)60年代就已開始進(jìn)行菜用大豆品種選育，并且還對(duì)菜用大豆品種成熟期、口感、糖的質(zhì)量分?jǐn)?shù)和氨基酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)等進(jìn)行了深入研究，取得了一定的進(jìn)展。目前，日本已選育出400多個(gè)菜用大豆品種，并且已經(jīng)推廣到許多國(guó)家和地區(qū)[5]。

1.2 我國(guó)菜用大豆新品種選育

1.2.1我國(guó)大陸地區(qū)菜用大豆新品種選育 我國(guó)幅員遼闊，南北地區(qū)土壤條件和氣候條件差異很大。因此，不同地區(qū)適宜種植的菜用大豆品種也不同。曾新宇等[6]對(duì)國(guó)內(nèi)引進(jìn)的8個(gè)菜用大豆品種進(jìn)行比較，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，浙鮮9號(hào)和交大11號(hào)適合在重慶市種植。賀禮英[7]對(duì)江淮地區(qū)41個(gè)菜用大豆品種進(jìn)行比較，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，LX9807，LX1605和75-3等適合在江淮地區(qū)種植。李喜煥等[8]對(duì)10個(gè)菜用大豆品種進(jìn)行篩選，發(fā)現(xiàn)蘇早2號(hào)，春綠60，AGS-292和綠75適合在河北省種植。

根據(jù)種植季節(jié)不同，可將我國(guó)菜用大豆分為春播型和夏播型2種類型。然而，生產(chǎn)上夏播型主栽菜用大豆品種大多是從粒用大豆品種中選育出來的大粒、青皮類型，往往口感品質(zhì)差，不適合冷藏加工?，F(xiàn)有的菜用大豆品種生育期偏長(zhǎng)(生育期大于110 d)，且株型偏高，不耐肥水，容易倒伏等[9]。除此之外，我國(guó)現(xiàn)有的菜用大豆品種抗病性和抗逆性也較差，尤其在夏季高溫時(shí)期容易出現(xiàn)大量的畸形莢和空莢，導(dǎo)致商品性下降。為此，我國(guó)大豆科研人員在菜用大豆品種選育上做了很多探索，如李樹春等[10]利用品系北680和綏農(nóng)27雜交，子代多次自交選擇，培育出了菜用大豆品種龍墾310。李清華等[11]以浙98002為母本，浙88005-7為父本進(jìn)行有性雜交，然后經(jīng)過系譜法選育了興華豆1號(hào)。胡潤(rùn)芳等[12]以浙2818為母本，閩豆1號(hào)為父本，系譜法選擇育成閩豆6號(hào)。楊加銀等[13]以臺(tái)灣75為母本，高雄5號(hào)為父本進(jìn)行有性雜交，然后采用改良單籽傳法育成淮鮮豆5號(hào)等(表1)。

表1 近年來我國(guó)已審定的菜用大豆品種

除此之外，目前我國(guó)選育的菜用大豆新品種還有青酥3號(hào)[14]，青酥5號(hào)[15]，衢鮮2號(hào)[16]，浙鮮豆4號(hào)[17]，浙鮮豆5號(hào)[18]，浙鮮豆6號(hào)[19]，浙農(nóng)6號(hào)[20]，浙農(nóng)8號(hào)[21]，桂鮮豆1號(hào)[22]，通豆6號(hào)[23]和新大粒1號(hào)[24]等。這些新育成品種與之前品種相比，在產(chǎn)量、品質(zhì)和抗病性等方面均有較大提高，如高產(chǎn)品種浙鮮豆5號(hào)，具有廣適、優(yōu)質(zhì)等特點(diǎn)，同時(shí)它的外觀品質(zhì)較好，口感爽口、香甜；桂鮮豆1號(hào)，鮮莢產(chǎn)量高，具有單株結(jié)莢多、青莢綠色飽滿、品質(zhì)優(yōu)良、抗病蟲和抗倒伏能力較強(qiáng)等特點(diǎn)。又如優(yōu)質(zhì)品種新大粒1號(hào)，粗蛋白質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)高達(dá)423.5 g/kg，特大粒，鮮食口感好?？共∑贩N如青酥5號(hào)，高抗大豆花葉病毒病(SMV)；衢鮮2號(hào)為抗大豆霜霉病和銹病品種[25]。

綜上菜用大豆新品種選育結(jié)果可以看出，我國(guó)大豆育種工作者為培育菜用大豆新品種進(jìn)行了比較深入的研究，這為擴(kuò)大菜用大豆種植面積，提高菜用大豆品質(zhì)和產(chǎn)量奠定了良好的基礎(chǔ)。

1.2.2我國(guó)臺(tái)灣地區(qū)菜用大豆品種選育 我國(guó)臺(tái)灣地區(qū)菜用大豆育種研究也較早。20世紀(jì)70年代，臺(tái)灣地區(qū)從日本引進(jìn)了菜用大豆新品種，并利用這些品種開展理論研究和新品種選育工作。如利用日本引進(jìn)品種Taishoshiroge選育了純系“AGS292”，并于1987年通過我國(guó)臺(tái)灣地區(qū)品種審定[39]。此外，我國(guó)臺(tái)灣地區(qū)在引進(jìn)亞洲蔬菜研究與發(fā)展中心(AVRDC)菜用大豆品種之后，經(jīng)過十幾年的引種、篩選、雜交和回交選育，培育了諸如臺(tái)灣290，臺(tái)灣292，臺(tái)灣75等菜用大豆新品種。目前，菜用大豆已成為我國(guó)臺(tái)灣地區(qū)農(nóng)產(chǎn)品出口的代表性作物之一。

2 菜用大豆品質(zhì)性狀及其影響因素

菜用大豆的品質(zhì)性狀包括外觀品質(zhì)、營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)和食味品質(zhì)等。外觀品質(zhì)包括綠莢大小、莢色、每莢粒數(shù)和豆粒大小等，其中出口加工的菜豆外觀品質(zhì)要求有：莢色翠綠，每莢至少有2粒發(fā)育良好的種子，且2粒種子必須相鄰，莢長(zhǎng)超過4.5 cm，莢寬超過1.3 cm，莢厚超過0.6 cm，鮮莢每千克不超過340個(gè)莢，干籽粒百粒質(zhì)量30 g以上[40]。

菜用大豆的營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)主要包括水、油分、蛋白質(zhì)、脂肪、淀粉和可溶性糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)。根據(jù)亞洲蔬菜研究發(fā)展中心(AVRDC)測(cè)定，這些營(yíng)養(yǎng)成分的平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為：糖33.4 g/kg，蛋白質(zhì)136.5 g/kg，油分63.2 g/kg，淀粉33.6 g/kg，纖維15.3 g/kg，無氮浸出物106.5 g/kg。除了以上幾種營(yíng)養(yǎng)成分外，菜用大豆還含有Ca，F(xiàn)e，Mg等多種礦物質(zhì)，以及維生素包括粒用大豆所缺乏的維生素C(270 mg/kg)[41]。

菜用大豆食味品質(zhì)包括甜度、鮮度、口感、質(zhì)地、風(fēng)味和糯性等[42]，口感要求達(dá)到軟、糯、香、甜，這些品質(zhì)主要是由籽粒中的糖、氨基酸、脂肪等的質(zhì)量分?jǐn)?shù)所決定。游離氨基酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)影響籽粒的鮮味，可溶性糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)影響籽粒甜度，脂肪質(zhì)量分?jǐn)?shù)影響籽粒質(zhì)地柔軟度[43]。張秋英等[44]研究表明，影響菜用大豆品質(zhì)主要因素有遺傳、環(huán)境條件、栽培管理措施以及采摘時(shí)期等。

2.1 遺傳因素對(duì)菜用大豆品質(zhì)的影響

菜用大豆品質(zhì)受遺傳因素影響較大，不同菜用大豆品種間的莢長(zhǎng)、莢色、營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)、食用品質(zhì)間存在較大差異。韓志玲等[45]對(duì)山西省和其他地區(qū)的10個(gè)菜用大豆品質(zhì)進(jìn)行比較，結(jié)果表明，在口感品質(zhì)方面，浙鮮4號(hào)，毛豆3號(hào)，晉鮮食33的口感為A級(jí)(香甜軟糯)，晉豆25，晉豆38，晉豆39，浙鮮8號(hào)，新六青口感為B級(jí)(鮮脆)，其余品種口感為C級(jí)(硬或微苦)。徐兆生等[46]對(duì)55份菜用大豆品種鮮豆莢的干物質(zhì)、粗蛋白、淀粉和維生素C質(zhì)量分?jǐn)?shù)進(jìn)行了測(cè)定，結(jié)果表明，干物質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)平均值為358.5 g/kg，變化范圍為262.7～442.0 g/kg，變異系數(shù)為11.60%；以鮮質(zhì)量計(jì)算粗蛋白質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)平均值為143.5 g/kg，變化范圍為97.4～181.4 g/kg，變異系數(shù)為14.33%；以鮮質(zhì)量計(jì)算淀粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)平均值為41.3 g/kg，變化范圍為36.9～57.2 g/kg，變異系數(shù)為8.46%；鮮豆粒維生素C的質(zhì)量分?jǐn)?shù)平均值為275.6 mg/kg，變化范圍為147.0～408.0 mg/kg，變異系數(shù)為21.03%。徐兆生等[46]對(duì)菜用大豆?fàn)I養(yǎng)品質(zhì)進(jìn)行分析，研究結(jié)果表明，干物質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)與粗蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)呈顯著正相關(guān)，與維生素C 質(zhì)量分?jǐn)?shù)呈顯著負(fù)相關(guān)，與淀粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)負(fù)相關(guān)。這表明干物質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)越高的品種，其蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)也越高，但維生素C質(zhì)量分?jǐn)?shù)越低。因此，在進(jìn)行品種遺傳改良時(shí)，應(yīng)該協(xié)調(diào)好品質(zhì)性狀之間的關(guān)系，選育出綜合品質(zhì)性狀優(yōu)良的品種。

2.2 環(huán)境條件對(duì)菜用大豆品質(zhì)的影響

環(huán)境條件包括土壤條件、氣候條件以及微量元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)等，對(duì)菜用大豆品質(zhì)的影響也很大。陳紀(jì)算等[47]研究發(fā)現(xiàn)，在菜用大豆的鼓粒期提供適宜的光照有利于改善菜用大豆的外觀品質(zhì)；但光照過多，會(huì)導(dǎo)致菜用大豆豆莢鼓粒不飽滿、癟莢率提高，影響菜用大豆的外觀品質(zhì)。除此之外，施肥量也會(huì)對(duì)菜用大豆的品質(zhì)產(chǎn)生影響，張洪剛等[48]研究了施用鉀肥、氮肥和磷肥對(duì)菜用大豆品種南農(nóng)9610品質(zhì)的影響，研究結(jié)果表明，隨氮肥施用量的增加，菜用大豆的蛋白質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)顯著增加，但是可溶性糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)和脂肪質(zhì)量分?jǐn)?shù)降低；增施磷肥和鉀肥，可顯著提高菜用大豆籽粒中的可溶性糖和脂肪質(zhì)量分?jǐn)?shù)。由此可見，氮、磷、鉀的施用量對(duì)菜用大豆的營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)和食用品質(zhì)都有很大的影響。張洪剛等[48]研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)?shù)?純氮)的施用量為75～150 kg/hm2，磷肥(過磷酸鈣)為450 kg/hm2，鉀肥(氯化鉀)為 120 kg/hm2時(shí)，菜用大豆的品質(zhì)和產(chǎn)量最好，經(jīng)濟(jì)效益也最高。

2.3 栽培管理措施對(duì)菜用大豆品質(zhì)的影響

栽培管理措施如種植方式和播期等也會(huì)影響菜用大豆品質(zhì)。方萍等[49]研究了玉米與菜用大豆間作對(duì)3種菜用大豆品質(zhì)的影響，研究結(jié)果表明，玉米與菜用大豆間作種植模式對(duì)菜用大豆苦味氨基酸、粗脂肪、淀粉等的質(zhì)量分?jǐn)?shù)無顯著影響，但是對(duì)鮮味氨基酸、蛋白質(zhì)、可溶性糖的質(zhì)量分?jǐn)?shù)影響顯著，其中蛋白質(zhì)和可溶性糖的質(zhì)量分?jǐn)?shù)均高于凈作。浙鮮豆4號(hào)和沈鮮6號(hào)的游離脯氨酸高于凈作，青酥5號(hào)外觀品質(zhì)最好，浙鮮豆4號(hào)次之，沈鮮6號(hào)最差。因此，播期主要影響菜用大豆生長(zhǎng)環(huán)境的溫度、光照和水分。不同菜用大豆品種采用不同的種植方式，可以改善菜用大豆品質(zhì)。

張秋英等[50]研究了播期對(duì)菜用大豆品質(zhì)的影響，結(jié)果表明，播期會(huì)影響籽粒中蛋白質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。這是因?yàn)楣枮I地區(qū)氣溫較低，播期過早會(huì)造成菜用大豆干物質(zhì)積累明顯減少，而晚播能夠縮短菜用大豆的生育期，促進(jìn)營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)，增加苗期的干物質(zhì)積累，從而提高了籽粒中蛋白質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。因此，根據(jù)種植地區(qū)的氣候條件確定合理的播期，有助于提高菜用大豆的品質(zhì)和產(chǎn)量。

除了以上栽培管理措施等對(duì)菜用大豆的品質(zhì)產(chǎn)生影響外，施加外源物質(zhì)也能夠影響菜用大豆的品質(zhì)。王佳木等[51]研究發(fā)現(xiàn)，外源添加殼聚糖(一種來自于甲殼類動(dòng)物的氨基多糖)能夠促進(jìn)菜用大豆葉綠素產(chǎn)生，影響植株光合作用，而植物光合作用的產(chǎn)物是其合成糖類的主要來源，這可能會(huì)影響菜用大豆的食味品質(zhì)。周毅峰等[52]研究發(fā)現(xiàn)，適量施加外源硒能夠提高大豆體內(nèi)抗氧化酶類的活性，這可能對(duì)延長(zhǎng)菜用大豆的采摘期有一定作用。

2.4 采摘時(shí)期對(duì)菜用大豆品質(zhì)的影響

采摘期也是影響菜用大豆品質(zhì)主要因素之一，采摘過早或過晚都會(huì)對(duì)菜用大豆的品質(zhì)產(chǎn)生不利影響。合理的采摘時(shí)間有利于菜用大豆?fàn)I養(yǎng)物質(zhì)的積累。菜用大豆的適宜采摘期與其熟期、生育期、播期以及水肥條件等都有關(guān)系[50]。不同地區(qū)菜用大豆的采摘期有所不同，主要受溫度、光照和水分等因素的影響。

Masuda等[53]研究結(jié)果表明，一天中不同時(shí)間采摘的豆莢甜度、質(zhì)地和綜合評(píng)分無顯著差異，但口感品質(zhì)有所差異。岳青等[55]研究結(jié)果表明，菜用大豆嫩莢膨大表現(xiàn)為慢-快-慢3個(gè)生長(zhǎng)階段，因此嫩莢鮮質(zhì)量和體積最大，豆莢鼓粒完成時(shí)采摘豆莢品質(zhì)最佳。李之國(guó)等[56]對(duì)36個(gè)菜用大豆品種(包括8個(gè)早熟品種，14個(gè)中熟品種，14個(gè)晚熟品種)進(jìn)行了研究，結(jié)果顯示，在莢果發(fā)育早期，菜用大豆中蛋白質(zhì)和脂肪的質(zhì)量分?jǐn)?shù)很容易達(dá)到國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。然而可溶性糖、淀粉和氨基酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)限制了菜用大豆的品質(zhì)，這是由于籽粒中的蔗糖和氨基酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是影響菜用大豆甜度和口感的主要指標(biāo)[54]。因此，為了提高菜用大豆的品質(zhì)，必須在可溶性糖、氨基酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)以及百莢鮮質(zhì)量達(dá)到最大值時(shí)收獲，各熟期的品種最佳收獲期為：早熟品種為花后30～35 d，中熟品種為花后35～40 d，晚熟品種為花后40～45 d。Liu等[57]對(duì)6個(gè)不同熟期菜用大豆品種的莢粒品質(zhì)進(jìn)行了研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，可溶性糖的質(zhì)量分?jǐn)?shù)在R5～R7前半期逐漸升高，在R7后半期逐漸降低。由此可見，采摘時(shí)期對(duì)菜用大豆品質(zhì)影響很大，適時(shí)采摘可提升菜用大豆品質(zhì)。

2.5 食用方式對(duì)菜用大豆品質(zhì)的影響

菜用大豆的食用方式主要為鮮食，可最大程度保持其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，并且可以有效的去除其豆腥味兒。然而大豆中含有抗?fàn)I養(yǎng)因子，這些抗?fàn)I養(yǎng)因子會(huì)抑制人和動(dòng)物對(duì)大豆?fàn)I養(yǎng)物質(zhì)的吸收和利用。吳淑清等[58]研究發(fā)現(xiàn)，擠壓和膨化能夠促進(jìn)人體對(duì)大豆?fàn)I養(yǎng)物質(zhì)的吸收。李大婧等[59]研究發(fā)現(xiàn)，經(jīng)速凍后的新大粒1號(hào)能有效保持豆類原有的清香風(fēng)味，去除大部分豆腥味兒。范柳萍等[60]研究了冷凍預(yù)處理對(duì)油炸菜用大豆水分、脂肪、色澤加工品質(zhì)的影響，研究結(jié)果顯示，冷凍預(yù)處理能夠有效的降低產(chǎn)品的脂肪質(zhì)量分?jǐn)?shù)而對(duì)其他加工品質(zhì)沒有明顯影響。

在食用菜用大豆時(shí)，除了用鹽水煮熟食用外，還可以通過各種技術(shù)手段進(jìn)行深加工，做成零食類休閑產(chǎn)品，這樣既可以使菜用大豆的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值達(dá)到最大化，也能夠提高菜用大豆的經(jīng)濟(jì)效益。

3 菜用大豆育種與品質(zhì)研究的發(fā)展方向

3.1 菜用大豆育種與品質(zhì)性狀分析

我國(guó)是大豆的起源地，種質(zhì)資源豐富，但我國(guó)大豆種質(zhì)資源的評(píng)價(jià)與利用工作相對(duì)滯后，對(duì)種質(zhì)資源開發(fā)利用力度不夠。另外，由于對(duì)種質(zhì)資源保護(hù)程度不夠，導(dǎo)致大量的種質(zhì)資源流失[61]。尤其是菜用大豆的育種工作開始較晚，國(guó)內(nèi)品種相對(duì)匱乏，當(dāng)前所栽培的菜用大豆品種大多引自日本。因此，篩選鑒定適宜我國(guó)本土栽培的品種是當(dāng)前菜用大豆育種工作最重要的內(nèi)容。

菜用大豆的外觀品質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)都有一套完善的評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)，而食味品質(zhì)的評(píng)定還沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。主要是因?yàn)槭澄镀焚|(zhì)的評(píng)價(jià)分為感官評(píng)價(jià)和客觀評(píng)價(jià)，而感官評(píng)價(jià)又受主觀因素的影響，這就會(huì)造成評(píng)定結(jié)果一定程度上受評(píng)定人的感覺、習(xí)俗、生活習(xí)慣和嗜好的影響。針對(duì)這一問題，筆者認(rèn)為可以通過測(cè)定影響食味品質(zhì)的內(nèi)含物成分，研究這些成分與感官評(píng)價(jià)的關(guān)系，從而制定一套完善的評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)。

3.2 菜用大豆育種的發(fā)展方向

針對(duì)菜用大豆發(fā)展中的不足，菜用大豆今后的研究方向應(yīng)主要集中在以下幾個(gè)方面：

(1)針對(duì)不同地區(qū)的氣候特點(diǎn)和土壤條件，培育適合當(dāng)?shù)卦耘嗟牟擞么蠖蛊贩N。加大對(duì)菜用大豆種質(zhì)資源的篩選與鑒定，加快我國(guó)菜用大豆的育種進(jìn)程，培育高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)菜用大豆品種。

(2)制定一套完善的菜用大豆品質(zhì)評(píng)價(jià)體系，篩選鑒定具有較高品質(zhì)的菜用大豆品種，通過各種育種技術(shù)，培育出外觀品質(zhì)、營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)和食味品質(zhì)俱佳的品種。

(3)菜用大豆的食用方式還較為單一，主要是冷凍鮮食，因此可以對(duì)菜用大豆進(jìn)行深加工，制作成保質(zhì)期較長(zhǎng)的休閑零食產(chǎn)品，從而提高菜用大豆的經(jīng)濟(jì)效益。