97份豌豆资源干籽粒形态和主要营养品质性状的多样性分析

郭 瑞，万何平，乐 帅，陈禅友

（江汉大学 生命科学学院，湖北省豆类（蔬菜）植物工程技术研究中心，湖北省食用豆类植物自然科技资源中心，湖北 武汉 430056）

0 引言

豌豆（Pisum sativumL.）又称麦豆、荷兰豆、青豆等，起源于亚洲西部和地中海，是世界上主要农作物之一，其耐寒能力强、适应性强、生长周期短、食用产品器官多样化，且营养丰富、口感好，深受消费者喜爱。

长期以来，豌豆一直被认为是一种廉价且易得的蛋白质、复合碳水化合物、维生素和矿物质的来源。其含有的植物源蛋白符合人体所需优质蛋白的要求，为全价蛋白质，是人类和动物的宝贵蛋白质来源［1］。相较其他作物，豌豆种子蛋白高脂肪低且营养丰富而均衡，能够满足全世界约8～9亿营养不良人群的饮食需求［2］。

当前，人们对豌豆资源的研究涉及外观形态、生产性能、营养与加工利用和分子遗传，豌豆的成熟种子（干籽粒）既作为繁殖载体也是食用本体，对其种子（干籽粒）外观的观察及多样性分析，有助于豌豆遗传改良及品种良繁保存。

本研究主要观测豌豆干籽粒粒型外观如百粒重、粒形、脐色等形态性状，同时测定籽粒中蛋白质含量和脂肪含量等内在营养品质，进行性状多样性分析，旨在确定各性状数值分布及范围，筛选特异种质，为后续豌豆品质遗传改良提供技术依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验所用97份豌豆种质资源由江汉大学湖北省食用豆类植物自然科技资源中心提供。材料来源于美国、英国、非洲及国内北京、湖北、四川、广东、云南、河南、江西、甘肃、辽宁等不同国家及地区（见表1）。

表1 豌豆种质资源信息表Tab.1 Pea seed resource information

1.2 豌豆干籽粒性状测定项目和方法

1.2.1 百粒重百粒重是指在自然条件下，测定百粒纯干燥种子的质量（g）。测定时将每份豌豆种子倒入一个容器里，进行前期去杂去劣，筛选优良的种子，以便后期观察测定。从每份样品中随机抽取100粒种子为一组称量记录，重复5次，将记录的数据整理成表格。

1.2.2 籽粒外观籽粒颜色主要有绿色、淡黄和褐色，形状有柱形、球形、扁球形。根据《豌豆种质资源描述规范和数据标准》［3］对外观性状的描述，分别观察97份品种中超过90%的籽粒颜色和形状作为试验结果，并做好记录。

1.3 蛋白质含量、脂肪含量和含水量的测定

采用近红外光谱分析法对供试豌豆干籽粒进行了蛋白质含量和脂肪含量（干基）的测定［4］。具体操作：采用波通DA7250近红外光谱分析仪（波通公司推出的第三代二极管阵列近红外分析仪）对经筛选的97份豌豆种子（约50 g）进行蛋白质含量、脂肪含量和含水量的测定，每份材料重复测定3次。

1.4 数据分析

用Excel 2010软件计录蛋白质含量、脂肪含量、水分含量的测定数据，计算相应种质的性状均值：最大值、最小值、标准差和变异系数等结果，其中变异系数CV（%）=（标准差/平均值）×100%；采用GraphPad Prism 8.0绘制展示多组数据分布状态的小提琴图。

2 结果与分析

2.1 豌豆干籽粒形态学性状观测结果

对97份豌豆资源籽粒形态指标进行观测，结果见表2。结果显示百粒重性状最大值为38.64 g，最小值为10.30 g，平均值为24.22 g，变异幅度为28.34，变异系数为25.93%。

表2 豌豆籽粒外观观察结果Tab.2 Observation results on the appearance of pea seeds

续表2

百粒重分布图（图1）显示，97份豌豆资源籽粒百粒重在20.00～24.99 g（C）之间的占比最高，达到26份；百粒重在35.00～39.99 g（F）之间的只有4份，比较低；有6份百粒重位于10.00～14.99 g（A）之间；24份位于15.00～19.99 g（B）之间；20份位于25.00～29.99 g（D）之间；17份位于30.00～34.99 g（E）之间。百粒重在15.00～34.99 g之间的豌豆资源占据总份数的89.7%。

图1 百粒重性状品种分布图Fig.1 Distribution of 100-grain weight characteristic

豌豆资源干籽粒的形态性状所占总数百分比见图2。粒形主要为球形、柱形和扁球形，占比分别为31%、37%、32%，分布均衡；粒色为绿、淡黄和褐占比高，三色合计占总量的98%，另有粒色表现黄色和粉红色的资源各占1%；种子表面为凹坑、皱褶、光滑的豌豆资源分别占总份数的33%、41%和26%；脐色呈现黄色的资源占比57%，另有灰白、淡黄、褐色和黑色等脐色的资源，依次占比19%、12%、9%、3%。

图2 籽粒各形态性状资源百分比Fig.2 Percentage of grain resources for each morphological characteristic

2.2 豌豆干籽粒营养性状测定结果

从表3可知，供试97份豌豆籽粒中蛋白质含量（干基）最大值为41.02%，最小值为33.06%，平均值为36.89%，变异系数为4.17%；籽粒中脂肪含量（干基）最高和最低分别是9.37%、4.39%，平均值为6.95%，变异系数为17.12%。

表3 豌豆籽粒蛋白质含量、脂肪含量和含水量测定结果Tab.3 Results of protein content,fat content,and moisture content of experimental peas seeds

对供试豌豆资源的干籽粒蛋白质含量和脂肪含量的分布状态做小提琴图（图3），发现两个性状基本呈正态分布，蛋白质含量以36.00%～37.00%的资源数量最多，脂肪含量在6.50%～7.50%籽粒的资源较为集中。

图3 蛋白质含量和脂肪含量品种分布图Fig.3 Variety distribution chart of protein content and fat content

3 讨论与结论

豌豆籽粒作为食用器官，分为嫩籽粒（甜豌豆、荷兰豆）和干籽粒（粮用豌豆）。籽粒外形（外观）、口感和营养成分含量等构成了豌豆品质，优质的豌豆品种应该具有优良的外观和内在品质（口感、营养丰富等）［5］。对豌豆资源性状的深入研究，是选育高产优质品种的基础。宗绪晓等［6］通过对731份国外栽培豌豆种质资源进行遗传多样性分析，筛选并构建了豌豆核心种质资源库。中国农科院等相关农业单位也对部分豌豆资源进行了农艺性状、品质性状的研究与评价［7］，为开发和应用优良的种质资源，扩大其遗传多样性奠定了坚实的基础［8］。本文侧重于豌豆干籽粒的外观形态观测及主要营养成分蛋白质和脂肪含量的测定，以明晰豌豆资源中上述性状的具体表现和整体变异范围。

目前可采用籽粒粒形分析仪进行颗粒的粒径分布，并捕获图像后立刻分析，从而快速精确地描述出豌豆籽粒的外型性状，减少试验误差。本文按照常规描述的参考规范来直观观察豌豆籽粒，具有一定人为影响造成的误差。Tzizikas等［9］发现，59个豌豆品系的蛋白质含量为种子干物质的13.70%～30.70%，总体平均为22.30%。而本研究测定的蛋白质平均含量为36.89%，变异系数为4.17%，平均值较高，主要与材料表现有关，也可能受测定方法影响。

本实验测定的豌豆籽粒百粒重变异系数为25.93%，脂肪含量的变异系数为17.12%，此两个性状在试验豌豆中表现出较为丰富的多样性；形态描述性状如粒形、粒色、种子表面和脐色变异较狭窄，但仍可作为品种种子层面的真伪判别参考依据，粒色为粉红色的1份豌豆资源较为稀少，是值得加以利用的特异种质。本实验测定的97份豌豆干籽粒蛋白质含量以36.00%～37.00%的资源数量最多，脂肪含量在6.50%～7.50%较为集中。蛋白质含量高达41.02%和低脂肪含量的两份豌豆资源WD-024和WD-114可作为豌豆高蛋白低脂肪含量的特异资源。

致谢

实验得以完成，感谢中国农业科学院蔬菜花卉研究所种质资源研究室给予种质支持，感谢湖北省食用豆类植物自然科技资源中心提供主要研究材料。感谢江汉大学生命科学学院园艺专业贾凡、尤澳洋、徐田等3位同学参与本实验。