菜用大豆新品种选育及品质性状影响因素

2021-06-28李祥祥史凤玉魏志园

河北科技师范学院学报 2021年2期

李祥祥，王宇，史凤玉，杨杰，魏志园，张锴*

(河北科技师范学院a农学与生物科技学院 b园艺科技学院，河北秦皇岛，066600)

菜用大豆俗称毛豆，是指在鼓粒期(R6)～初熟期(R7)籽粒饱满而尚未成熟，荚色与籽粒色翠绿时采青食用的专用型大豆品种[1]。目前，随着生活水平提高，人们越来越注重食物营养价值；而菜用大豆因富含蛋白质和氨基酸等，因此受到广泛青睐。菜用大豆在我国各地均有种植，尤其在南方省份如浙江和江苏为主要种植省份，常年种植面积在5万～7万hm2之间[2,3]。近年来，我国菜用大豆产业发展迅速，但是相对于日本等一些国家来说，菜用大豆育种和生产仍存在不足，主要表现在菜用大豆品种较单一，产量较低，缺少优质多抗品种等。因此，培育适宜我国种植的优质菜用大豆新品种已成为当前菜用大豆发展重点任务之一。

1 国内外菜用大豆品种选育研究进展

1.1 日本国菜用大豆品种选育

日本是全世界最大的菜用大豆进口国家。目前，日本菜用大豆年消费量16万t以上，其中约有40%依赖于进口[4]。日本菜用大豆育种起步最早也最深入，早在20世纪60年代就已开始进行菜用大豆品种选育，并且还对菜用大豆品种成熟期、口感、糖的质量分数和氨基酸的质量分数等进行了深入研究，取得了一定的进展。目前，日本已选育出400多个菜用大豆品种，并且已经推广到许多国家和地区[5]。

1.2 我国菜用大豆新品种选育

1.2.1我国大陆地区菜用大豆新品种选育我国幅员辽阔，南北地区土壤条件和气候条件差异很大。因此，不同地区适宜种植的菜用大豆品种也不同。曾新宇等[6]对国内引进的8个菜用大豆品种进行比较，结果发现，浙鲜9号和交大11号适合在重庆市种植。贺礼英[7]对江淮地区41个菜用大豆品种进行比较，结果发现，LX9807，LX1605和75-3等适合在江淮地区种植。李喜焕等[8]对10个菜用大豆品种进行筛选，发现苏早2号，春绿60，AGS-292和绿75适合在河北省种植。

根据种植季节不同，可将我国菜用大豆分为春播型和夏播型2种类型。然而，生产上夏播型主栽菜用大豆品种大多是从粒用大豆品种中选育出来的大粒、青皮类型，往往口感品质差，不适合冷藏加工。现有的菜用大豆品种生育期偏长(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，我国现有的菜用大豆品种抗病性和抗逆性也较差，尤其在夏季高温时期容易出现大量的畸形荚和空荚，导致商品性下降。为此，我国大豆科研人员在菜用大豆品种选育上做了很多探索，如李树春等[10]利用品系北680和绥农27杂交，子代多次自交选择，培育出了菜用大豆品种龙垦310。李清华等[11]以浙98002为母本，浙88005-7为父本进行有性杂交，然后经过系谱法选育了兴华豆1号。胡润芳等[12]以浙2818为母本，闽豆1号为父本，系谱法选择育成闽豆6号。杨加银等[13]以台湾75为母本，高雄5号为父本进行有性杂交，然后采用改良单籽传法育成淮鲜豆5号等(表1)。

表1 近年来我国已审定的菜用大豆品种

除此之外，目前我国选育的菜用大豆新品种还有青酥3号[14]，青酥5号[15]，衢鲜2号[16]，浙鲜豆4号[17]，浙鲜豆5号[18]，浙鲜豆6号[19]，浙农6号[20]，浙农8号[21]，桂鲜豆1号[22]，通豆6号[23]和新大粒1号[24]等。这些新育成品种与之前品种相比，在产量、品质和抗病性等方面均有较大提高，如高产品种浙鲜豆5号，具有广适、优质等特点，同时它的外观品质较好，口感爽口、香甜；桂鲜豆1号，鲜荚产量高，具有单株结荚多、青荚绿色饱满、品质优良、抗病虫和抗倒伏能力较强等特点。又如优质品种新大粒1号，粗蛋白质质量分数高达423.5 g/kg，特大粒，鲜食口感好。抗病品种如青酥5号，高抗大豆花叶病毒病(SMV)；衢鲜2号为抗大豆霜霉病和锈病品种[25]。

综上菜用大豆新品种选育结果可以看出，我国大豆育种工作者为培育菜用大豆新品种进行了比较深入的研究，这为扩大菜用大豆种植面积，提高菜用大豆品质和产量奠定了良好的基础。

1.2.2我国台湾地区菜用大豆品种选育我国台湾地区菜用大豆育种研究也较早。20世纪70年代，台湾地区从日本引进了菜用大豆新品种，并利用这些品种开展理论研究和新品种选育工作。如利用日本引进品种Taishoshiroge选育了纯系“AGS292”，并于1987年通过我国台湾地区品种审定[39]。此外，我国台湾地区在引进亚洲蔬菜研究与发展中心(AVRDC)菜用大豆品种之后，经过十几年的引种、筛选、杂交和回交选育，培育了诸如台湾290，台湾292，台湾75等菜用大豆新品种。目前，菜用大豆已成为我国台湾地区农产品出口的代表性作物之一。

2 菜用大豆品质性状及其影响因素

菜用大豆的品质性状包括外观品质、营养品质和食味品质等。外观品质包括绿荚大小、荚色、每荚粒数和豆粒大小等，其中出口加工的菜豆外观品质要求有：荚色翠绿，每荚至少有2粒发育良好的种子，且2粒种子必须相邻，荚长超过4.5 cm，荚宽超过1.3 cm，荚厚超过0.6 cm，鲜荚每千克不超过340个荚，干籽粒百粒质量30 g以上[40]。

菜用大豆的营养品质主要包括水、油分、蛋白质、脂肪、淀粉和可溶性糖质量分数。根据亚洲蔬菜研究发展中心(AVRDC)测定，这些营养成分的平均质量分数分别为：糖33.4 g/kg，蛋白质136.5 g/kg，油分63.2 g/kg，淀粉33.6 g/kg，纤维15.3 g/kg，无氮浸出物106.5 g/kg。除了以上几种营养成分外，菜用大豆还含有Ca，Fe，Mg等多种矿物质，以及维生素包括粒用大豆所缺乏的维生素C(270 mg/kg)[41]。

菜用大豆食味品质包括甜度、鲜度、口感、质地、风味和糯性等[42]，口感要求达到软、糯、香、甜，这些品质主要是由籽粒中的糖、氨基酸、脂肪等的质量分数所决定。游离氨基酸质量分数影响籽粒的鲜味，可溶性糖质量分数影响籽粒甜度，脂肪质量分数影响籽粒质地柔软度[43]。张秋英等[44]研究表明，影响菜用大豆品质主要因素有遗传、环境条件、栽培管理措施以及采摘时期等。

2.1 遗传因素对菜用大豆品质的影响

菜用大豆品质受遗传因素影响较大，不同菜用大豆品种间的荚长、荚色、营养品质、食用品质间存在较大差异。韩志玲等[45]对山西省和其他地区的10个菜用大豆品质进行比较，结果表明，在口感品质方面，浙鲜4号，毛豆3号，晋鲜食33的口感为A级(香甜软糯)，晋豆25，晋豆38，晋豆39，浙鲜8号，新六青口感为B级(鲜脆)，其余品种口感为C级(硬或微苦)。徐兆生等[46]对55份菜用大豆品种鲜豆荚的干物质、粗蛋白、淀粉和维生素C质量分数进行了测定，结果表明，干物质质量分数平均值为358.5 g/kg，变化范围为262.7～442.0 g/kg，变异系数为11.60%；以鲜质量计算粗蛋白质质量分数平均值为143.5 g/kg，变化范围为97.4～181.4 g/kg，变异系数为14.33%；以鲜质量计算淀粉质量分数平均值为41.3 g/kg，变化范围为36.9～57.2 g/kg，变异系数为8.46%；鲜豆粒维生素C的质量分数平均值为275.6 mg/kg，变化范围为147.0～408.0 mg/kg，变异系数为21.03%。徐兆生等[46]对菜用大豆营养品质进行分析，研究结果表明，干物质质量分数与粗蛋白质量分数呈显著正相关，与维生素C 质量分数呈显著负相关，与淀粉质量分数负相关。这表明干物质质量分数越高的品种，其蛋白质量分数也越高，但维生素C质量分数越低。因此，在进行品种遗传改良时，应该协调好品质性状之间的关系，选育出综合品质性状优良的品种。

2.2 环境条件对菜用大豆品质的影响

环境条件包括土壤条件、气候条件以及微量元素质量分数等，对菜用大豆品质的影响也很大。陈纪算等[47]研究发现，在菜用大豆的鼓粒期提供适宜的光照有利于改善菜用大豆的外观品质；但光照过多，会导致菜用大豆豆荚鼓粒不饱满、瘪荚率提高，影响菜用大豆的外观品质。除此之外，施肥量也会对菜用大豆的品质产生影响，张洪刚等[48]研究了施用钾肥、氮肥和磷肥对菜用大豆品种南农9610品质的影响，研究结果表明，随氮肥施用量的增加，菜用大豆的蛋白质质量分数显著增加，但是可溶性糖质量分数和脂肪质量分数降低；增施磷肥和钾肥，可显著提高菜用大豆籽粒中的可溶性糖和脂肪质量分数。由此可见，氮、磷、钾的施用量对菜用大豆的营养品质和食用品质都有很大的影响。张洪刚等[48]研究发现，当氮肥(纯氮)的施用量为75～150 kg/hm2，磷肥(过磷酸钙)为450 kg/hm2，钾肥(氯化钾)为 120 kg/hm2时，菜用大豆的品质和产量最好，经济效益也最高。

2.3 栽培管理措施对菜用大豆品质的影响

栽培管理措施如种植方式和播期等也会影响菜用大豆品质。方萍等[49]研究了玉米与菜用大豆间作对3种菜用大豆品质的影响，研究结果表明，玉米与菜用大豆间作种植模式对菜用大豆苦味氨基酸、粗脂肪、淀粉等的质量分数无显著影响，但是对鲜味氨基酸、蛋白质、可溶性糖的质量分数影响显著，其中蛋白质和可溶性糖的质量分数均高于净作。浙鲜豆4号和沈鲜6号的游离脯氨酸高于净作，青酥5号外观品质最好，浙鲜豆4号次之，沈鲜6号最差。因此，播期主要影响菜用大豆生长环境的温度、光照和水分。不同菜用大豆品种采用不同的种植方式，可以改善菜用大豆品质。

张秋英等[50]研究了播期对菜用大豆品质的影响，结果表明，播期会影响籽粒中蛋白质的质量分数。这是因为哈尔滨地区气温较低，播期过早会造成菜用大豆干物质积累明显减少，而晚播能够缩短菜用大豆的生育期，促进营养生长，增加苗期的干物质积累，从而提高了籽粒中蛋白质的质量分数。因此，根据种植地区的气候条件确定合理的播期，有助于提高菜用大豆的品质和产量。

除了以上栽培管理措施等对菜用大豆的品质产生影响外，施加外源物质也能够影响菜用大豆的品质。王佳木等[51]研究发现，外源添加壳聚糖(一种来自于甲壳类动物的氨基多糖)能够促进菜用大豆叶绿素产生，影响植株光合作用，而植物光合作用的产物是其合成糖类的主要来源，这可能会影响菜用大豆的食味品质。周毅峰等[52]研究发现，适量施加外源硒能够提高大豆体内抗氧化酶类的活性，这可能对延长菜用大豆的采摘期有一定作用。

2.4 采摘时期对菜用大豆品质的影响

采摘期也是影响菜用大豆品质主要因素之一，采摘过早或过晚都会对菜用大豆的品质产生不利影响。合理的采摘时间有利于菜用大豆营养物质的积累。菜用大豆的适宜采摘期与其熟期、生育期、播期以及水肥条件等都有关系[50]。不同地区菜用大豆的采摘期有所不同，主要受温度、光照和水分等因素的影响。

Masuda等[53]研究结果表明，一天中不同时间采摘的豆荚甜度、质地和综合评分无显著差异，但口感品质有所差异。岳青等[55]研究结果表明，菜用大豆嫩荚膨大表现为慢-快-慢3个生长阶段，因此嫩荚鲜质量和体积最大，豆荚鼓粒完成时采摘豆荚品质最佳。李之国等[56]对36个菜用大豆品种(包括8个早熟品种，14个中熟品种，14个晚熟品种)进行了研究，结果显示，在荚果发育早期，菜用大豆中蛋白质和脂肪的质量分数很容易达到国际标准。然而可溶性糖、淀粉和氨基酸的质量分数限制了菜用大豆的品质，这是由于籽粒中的蔗糖和氨基酸的质量分数是影响菜用大豆甜度和口感的主要指标[54]。因此，为了提高菜用大豆的品质，必须在可溶性糖、氨基酸的质量分数以及百荚鲜质量达到最大值时收获，各熟期的品种最佳收获期为：早熟品种为花后30～35 d，中熟品种为花后35～40 d，晚熟品种为花后40～45 d。Liu等[57]对6个不同熟期菜用大豆品种的荚粒品质进行了研究，结果发现，可溶性糖的质量分数在R5～R7前半期逐渐升高，在R7后半期逐渐降低。由此可见，采摘时期对菜用大豆品质影响很大，适时采摘可提升菜用大豆品质。

2.5 食用方式对菜用大豆品质的影响

菜用大豆的食用方式主要为鲜食，可最大程度保持其营养价值，并且可以有效的去除其豆腥味儿。然而大豆中含有抗营养因子，这些抗营养因子会抑制人和动物对大豆营养物质的吸收和利用。吴淑清等[58]研究发现，挤压和膨化能够促进人体对大豆营养物质的吸收。李大婧等[59]研究发现，经速冻后的新大粒1号能有效保持豆类原有的清香风味，去除大部分豆腥味儿。范柳萍等[60]研究了冷冻预处理对油炸菜用大豆水分、脂肪、色泽加工品质的影响，研究结果显示，冷冻预处理能够有效的降低产品的脂肪质量分数而对其他加工品质没有明显影响。

在食用菜用大豆时，除了用盐水煮熟食用外，还可以通过各种技术手段进行深加工，做成零食类休闲产品，这样既可以使菜用大豆的营养价值达到最大化，也能够提高菜用大豆的经济效益。

3 菜用大豆育种与品质研究的发展方向

3.1 菜用大豆育种与品质性状分析

我国是大豆的起源地，种质资源丰富，但我国大豆种质资源的评价与利用工作相对滞后，对种质资源开发利用力度不够。另外，由于对种质资源保护程度不够，导致大量的种质资源流失[61]。尤其是菜用大豆的育种工作开始较晚，国内品种相对匮乏，当前所栽培的菜用大豆品种大多引自日本。因此，筛选鉴定适宜我国本土栽培的品种是当前菜用大豆育种工作最重要的内容。

菜用大豆的外观品质和营养品质都有一套完善的评定标准，而食味品质的评定还没有统一的标准。主要是因为食味品质的评价分为感官评价和客观评价，而感官评价又受主观因素的影响，这就会造成评定结果一定程度上受评定人的感觉、习俗、生活习惯和嗜好的影响。针对这一问题，笔者认为可以通过测定影响食味品质的内含物成分，研究这些成分与感官评价的关系，从而制定一套完善的评判标准。