小豆种质资源群体百粒重及淀粉粒大小的遗传变异

维普资讯 http://www.cqvip.com 华北农学报・２００６，２１（６）：４１．４４　小豆种质资源群体百粒重及淀粉粒大小的遗传变异　金文林，濮绍京，赵　波，苏丽丽　（北京农学院作物遗传育种研究所，ｊＢ京　１０２２０６）　摘要：对来源于我国主产区的４４６份、日本２６份和韩国２份小豆种质资源的百粒重及淀粉粒大小进行了鉴定。结果　表明，我国小豆种质资源群体平均百粒重为１１．６３　ｇ，变幅为５．２８—２４．４７　ｇ，品种间差异达极显著；筛选出百粒重大于１７　ｇ　的大粒和特大粒种质资源７份；４７４份小豆子粒的淀粉粒大小平均为５７．７１　，变幅为４６．２１—８３．４６舯，广义遗传力（ｈ２）　为５８．９９％，属中等遗传力；小豆淀粉粒的大小（ｙ）与子粒百粒重（　）具有显著的回归关系：ｙ＝３８．０７６　１７＋１．７７０　６２ｘ。　关蕾词：小豆；种质资源；淀粉粒；相关分析；遗传参数　中图分类号：￥，５２１　文献标识码：Ａ　文章编号：１０００—７０９１（２ｏｏ６）ｏ６—００４１—０４　Ｇｅｎｅｔｉｃ　Ｖａｒｉａｔｉｏｎ　ｏｆ　１００・Ｓｅｅｄ　Ｗｅｉｇｈｔ　ａｎｄ　Ｓｉｚｅ　ｏｆ　Ｓｔａｒｃｈ　Ｇｒａｎｕｌｅｓ　ｉｎ　Ａｄｚｕｋｉ　Ｂｅａｎ　Ｇｅｒｍｐｌａｓｍ　Ｒｅｓｏｕｒｃｅ　Ｇｒｏｕｐｓ　ＪＩＮ　Ｗｅｎ—ｌｉｎ，ＰＵ　Ｓｈａｏ—ｊｉｎｇ，ＺＨＡＯ　Ｂｏ，ＳＵ　Ｌｉ—ｌｉ　（Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆ　Ｃｒｏｐ　Ｇｅｎｅｔｉｃ　Ｂｒｅｅｄｉｎｇ，Ｂｅｉｊｉｎｇ　Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ　Ｃｏｌｌｅｇｅ，Ｂｅｉｊｉｎｇ　１０２２０６，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：１００一ｓｅｅｄ　ｗｅｉｇｈｔ　ａｎｄ　ｓｉｚｅ　ｏｆ　ｓｔａｒｃｈ　ｇｒａｎｕｌｅｓ　ｏｆ　４４６，２６　ａｎｄ　２　ｓｈａｒｅｓ　ｏｆ　ａｄｚｕｋｉ　ｂｅａｎ　ｇｅｒｍｐｌｓａｍ　ｒｅＳＯＵｒｅＣ￣　ｆｒｏｍ　ｍａｊｏｒ　ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　ａｒｅａ￥ｉｎ　Ｃｈｉｎａ，Ｊａｐａｎ　ｎａｄ　Ｋｏｒｅａ　ｓｅｐａｒａｔｅｌｙ　ｗｅｒｅ　ａｐｐｒａｉｓｅｄ　ｉｎ　ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ．Ｔｈｅ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｉｎｄｉｃａｔｅｄ　ｔｈａｔ：　Ｔｈｅ　ａｖｅｒａｇｅ　ｖａｌｕｅ　ｏｆ　１００一ｓｅｅｄ　ｗｅｉｇｈｔ　ｏｆ　ａｄｚｕｋｉ　ｂｅａｎ　ｇｅｒｍｐｌｓａｍ　ｒｅｓｏｕｒｕｅｓ　ｉｎ　Ｃｈｉｎａ　ｗａｓ　１１．６３　ｇ　ｗｉｔｈｉｎ　ｔｈｅ　ｒａｎｇｅ　ｏｆ　５．２８—　２４．４７　ｇ，ａｎｄ　ｔｈｅ　ｄｉｆｅｒｅｎｃｅ　ｂｅｔｗｅｅｎ　ｖａｒｉｅｔｉｅｓ　ｗａｓ　ｅｘｔｒｅｍｅｌｙ　ｓｉｇｎｉｉｆｃａｎｔ；７　ｓｈａｒｅｓ　ｏｆ　ｇｅｒｍｐｌａｓｍ　ｒｅｓｏｕｒｅｅｓ　ｏｆ　ｂｉｇ　ｓｅｅｄ　ｏｒ　ｅｓｐｅ—　ｃｉａｌｌｙ　ｂｉｇ　ｓｅｅｄ　ｗｈｉｃｈ　１００一ｓｅｅｄ　ｗａｓ　ｅｘｃｅｅｄｅｄ　１７　ｇ　ｗｅｒｅ　ｏｂｔａｉｎｅｄ．Ｔｈｅ　ｍｅａｎ　ｏｆ　ｓｉｚｅ　ｏｆ　ｓｅｅｄ　ｓｔａｒｃｈ　ｇｒａｎｕｌｅｓ　ｏｆ　ａｌｌ　４７４　ｓｈａｒｅｓ　ｏｆ　ａｄｚｕｋｉ　ｂｅａｎ　Ｗａｓ　５７．７１　ｔｔｍ　ｗｉｔｈｉｎ　ｔｈｅ　ｒａｎｇｅ　ｏｆ４６．２１—８３．６４　Ａｒｍ，ａｎｄ　ｉｔｓ　ｇｅｎｅｒａｌｉｚｅｄ　ｈａｂｉｔａｂｉｌｉｔｙ（ｈ２）Ｗａｓ　５８．９９％ａｓ　ｍｉｄｄｌｅ　ｖａｌｕｅ．Ｔｈｅｒｅ　Ｗａｓ　ｓｉｎｇｉｉｆｃａｎｔ　ｒｅｇｒｅｓｓｉｏｎ　ｒｅｌａｔｉｏｎ　ｂｅｔｗｅｅｎ　ｓｉｚｅ　ｏｆ　ｓｅｅｄ　ｓｔａｒｃｈ　ｇｒａｎｕｌｅｓ（Ｙ）ａｎｄ　１００－ｓｅｅｄ　ｗｅｉｈｇｔ（　），ａｎｄ　ｉｔｓ　ｒｅｇｒｅｓｓｉｏｎ　ｅｑｕａｔｉｏｎ　Ｗａｓ），　３８．０７６　１７＋１．７７０　６２ｘ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：Ａｄｚｕｋｉ　ｂｅａｎ；Ｇｅｒｍｐｌｓａｍ　ｒｅｓｏｕｒｃｅ；Ｓｔａｒｃｈ　ｇｒａｎｕｌｅｓ；Ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ　ａｎａｌｙｓｉｓ；Ｇｅｎｅｔｉｃ　ｐａｒａｍｅｔｅｒ　小豆（Ｖｉｇｎａ　ａｎｇｕｌａｒｉｓ　Ｏｈｗｉ＆Ｏｈａｓｈ）起源于中　充分合理利用小豆中淀粉成分是农副产品深加　国。在亚洲东南、东北部及喜玛拉雅高地国家有悠久　工和增值的重要组成部分［５］，是拉动农业和农村经济　的栽培历史，是我国栽培历史最为古老的小杂豆之　发展，提高农民收入的重要途径。小豆淀粉颗粒的大　一，也是我国北方主要杂粮之一。我国小豆栽培面积　小与风味、舌感有密切关系，而小豆子粒的大小与淀　和总产量均占世界首位，年出口贸易量约占全世界小　粉颗粒也有一定的关系。了解我国小豆主产区种质　豆贸易量的８５％＿１　Ｊ。　资源的子粒及淀粉粒大小的遗传变异对专用出口小　小豆是豆沙的主要原料，其蛋白质含量高，并含　豆的品质育种具有一定的现实指导意义。本研究对　多种氨基酸、维生素及丰富的钙、铁、磷等元素［４］，亦　来源于我国主产区的４４６份、日本２６份和韩国２份小　具有药用价值。尽管小豆被视为小作物，但在亚洲血　豆种质资源的子粒大小、淀粉粒大小等进行了鉴定评　统人群的食物消费组成及国际食用豆类贸易中占有　价，筛选出一批大粒、特大粒种质资源材料。　重要地位。　收稿日期：２００６—０１—２６　基金项目：北京市自然科学基金（￣ｏ，ｔ２ｏｏ６）；北京市教委科技项目（ＫＭ２００３１００２（ＸＦ／９）　作者简介：金文林（１９５６一），男，江苏盐城人，教授，主要从事小豆遗传与育种、应用数学研究工作。　维普资讯 http://www.cqvip.com 华北农学报　２１卷　１材料和方法　１．１供试材料　院作物遗传育种研究所小豆室繁殖田严格进行多代　扩繁的子粒，种植环境基本一致。因来源于黑龙江、　从北京农学院作物遗传育种研究所种质库保存　山东、河南、安徽、湖北、四川等省以及韩国的供试材　料较少，本研究对上述地区的小豆种质资源不进行单　的１　０００余份小豆种质中抽取的４１２份材料组成随机　独的遗传参数分析。　样本。材料来源列于表１。供试材料均为北京农学　裹１小豆种质资源样品来源及数量　Ｔａｂ．１　Ｏ！￣１１１　ａｎｄ　ａｍｏｕｎｔ　ｏｆ　ｓａｍｐｌｅｓ　ｏｆ　ａｄｚｕｌｄ　ｂｅａｎ　ｇｅｒｍｐｌａｓｍ　ｌ＇ｅＳｏ￣　样品来源　数量（份）　样品来源　数量（份）　样品来源　数量（份）　Ｏｒｉｇｉｎ　０ｆ　ｓａｍｐｌｅｓ　Ｓｈａｒｅｓ　Ｏｒｉｇｉ．ｏｆ　ｓａｍｐｌｅｓ　Ｓｈａｒｅｓ　Ｏｒｉ　ｎ　ｏｆ　ｓａｍｐｌｅｓ　Ｓｈａｒｅｓ　黑龙江Ｈｅｉｌｏｎｇｊｉａｎｇ　４　山西Ｓｈａｎｘｉ　２２　湖北Ｈｕｂｅｉ　２　吉林．Ｊｉｌｉｎ　４０　陕西Ｓｈａａｎｘｉ　６　四川Ｓｉｃｈｕａｎ　２　辽宁Ｌｉａｏｎｉｎｇ　１７　山东Ｓｈａｎｄｏｎｇ　４　日本Ｊａｐａｎ　２６　河北Ｈｅｂｅｉ　３７　河南Ｈｅｎａｎ　２　韩国Ｋｏｒｅａ　２　北京Ｂｅｉｊｉｎｇ　２２６　江苏Ｊｉａｎｇｓｕ　ｌ８　天津Ｔｉａｎｊｉｎ　６４　安徽Ａｎｈｕｉ　２　总计　Ｉｂｃａｌ　４７４　１．２小豆子粒大小的测定　野），在每个有效视野中取最大的淀粉粒测定其长　子粒大小以风干百粒重表示。各品种随机取１００　（　，）和宽（　：），利用４０个淀粉粒观察数据计算其几　粒小豆进行称重，２—３次重复，取其平均值。　何平均数（Ｙ），Ｙ＝（　ｌ×Ｘ２）　。　１．３小豆淀粉粒的制取及测定　１．４统计分析　１．３．１红小豆淀粉粒的制备各品种选取典型子粒　方差分析和遗传参数模型同文献［６］。　（具有本品种平均粒重的子粒）５—６粒，在室温（２５￣Ｃ）　下用蒸馏水浸泡２４　ｈ，去除种皮，然后从豆瓣（子叶）　２　结果与分析　中部取少量淀粉放置在载玻片上，滴入碘一碘化钾染　２．１小豆子粒大小的遗传变异　色，染色约５　ｍｉｎ，盖上盖玻片置于光学显微镜下　对来源于我国主产区的４４６份、日本２６份和韩　（１　６００×）进行光学切片观察。　国２份小豆种质资源的百粒重进行了鉴定（表２），我　１．３．２红小豆淀粉粒大小的测定　用测微尺测量其　国主产区小豆种质资源群体平均百粒重为１１．６３异，　淀粉粒大小。每个子粒观察８个有效视野（即上下子　变幅为５．２８～２４．４７　ｇ；日本小豆种质资源群体为　叶各４个。一个视野中有５个以上淀粉粒为有效视　１５．４６　ｇ，变幅为７．６８～２６．Ｏ８　ｇ，品种间差异达极显著。　表２供试材料中子粒大小的分布　＂ｌｉｍｂ．２　Ｄｉ￣ｑｂｕｔｌｏｎ　ｏｆ　ｓｅｅｄ　ｂｙ　ｄｔｌｌ＇ｅｒｅｎｔ　ｓｉｚｅ　Ｉｎ　ｔｅｓｔｅｄ　ｍａｔｅｒｉａｌｓ　胡家蓬根据我国小豆种质资源情况，百粒重６　ｇ　育种上，将百粒重１０．０　ｇ以下的称为小粒种，１０．１—　以下的为小粒类型，百粒重６—１１．９　ｇ的为中粒类型，　１４．０　ｇ称为中粒种，１４．０　ｇ以上的称为大粒种［　。本　百粒重１２　ｇ以上的为大粒类型　。而在小豆生产及　群体小粒种资源占２０％，中粒种占６６％，大粒种占　维普资讯 http://www.cqvip.com ６期　金文林等：小豆种质费ｉ乘群体百牡量度淀粉粗大小的遗传变异　４３　１４％左右；日本小豆种质资源中大粒种占５０％。若按　质资源主要集中在河北和北京地区；而日本不断收集　日本小豆分类，百粒重１４．０　ｇ以下的为小粒种，１４．１　和开发利用大粒种质资源，大粒种所占比例相对较　～１７＋０　ｇ为中粒种，１７．０　ｇ　ｌ２￣＿ｌｚ为大粒种，则我国小豆　高。从供试材料中筛选出一批大粒和特大粒种质资　种质资源中大粒种很少，本群体中不足２％，大粒种　源（表３）。　衰３百粒重大于１７　ｇ的种质资源来源及种质号　＂ｌｋｂ・３　ｏｒｉｇｉｎ　ａｎｄ　ｃｏｄｅ呻Ｉ艄ｏｆｔｈｅ　ｇｅｒｍｐｌａｓｍ舶鲫ｍ馏ｏｆ　１００－ｓｅｅｄ　ｗｅｉｇｈｔ　ｅｘｃｅｅｄｉｎｇ　１７　ｇ　注：括号中数字为百粒重（ｇ）Ｎｏｔｅ：Ｔｈｅ　ｄａｔａ　ｉｎ　ｂｒａｃｋｅｔｓ　ｗｅｌｔ￣１００－ｓｅｅｄ　ｗｅｉｇｈｔ　ｖａｌｕｅ　２．２小豆种质资源子粒淀粉粒大小的遗传变异　相对较小。子粒淀粉粒大小的广义遗传力（ｈ２）平均　对４７４份来自不同地区的供试材料测定表明，淀　为５８．９９％，属中等遗传力；河北和山西的小豆种质资　粉粒大小平均为５７．７１／ｚｍ，变幅为４６．２１～８３．４６／ｚｍ，　源群体子粒淀粉粒遗传变异系数（Ｇｃｖ）较大，而天津　品种间差异极显著，不同地域的小豆种质群体之间也　的相对较小（表４）。日本小豆种质资源群体子粒淀　有显著差异：天津和河北省的小豆种质资源子粒淀粉　粉粒大小平均为６３．３７　ｍ，比我国小豆种质资源群体　粒相对较大，辽宁和吉林的小豆种质资源子粒淀粉粒　平均值大，且广义遗传力较高，遗传变异也相对较大。　衰４不同原产地供试小豆群体子粒淀粉粒大小（几何平均数）的遗传参数　＂ｌｋｂ．４　Ｇｅｎｅｔｉｃ　ｐｌｌｌ￣ｌ＇ｌｉ　ｆｏ　ｄ豫（群姗ｍ　ｍ咖）ｏｆ　ｓｅｅｄ　ｓｔａｒｃｈ　ｇｒａｎｕｌｅｓ　ｆｏｔｅｓｔｅｄ　ａｄｚｕｋｉ　ｂｅａｎ　ｇｒｏｕｐｓ　ｆｒｏｍ　ｄｉｆｅｒｅｎｔ　４ＮｌＵｌｌｔｌ＇ｌｓｅ　ｏｆ　ｏｒｉｇｉｎ　２．３子粒淀粉粒大小与百粒重的关系　构造【“　］已有报道，每个豆沙粒子由几个糊化、膨　小豆淀粉粒的大小直接影响豆沙的粗细、舌感、　润了的淀粉粒被蛋白质包裹着，淀粉粒大小平均４Ｏ　风味等，而小豆子粒淀粉粒的大小必须借助显微镜　／ｚｍ　Ｘ　３４／ｚｍ。从小豆豆沙馅生产企业了解到，采用　通过制片才能测量。据多年观察，小豆淀粉粒的大　不同的小豆原料制出的豆沙粗细、舌感、风味不同。　小与子粒百粒重有一定的相关性。利用４７４份小豆　这可能与小豆品种、生产地环境以及豆沙馅生产工　种质资源群体的子粒百粒重（　）和淀粉粒大小（ｙ）　艺有关。作为豆沙馅食味的主要因素之一是物性，　数据，经统计分析获得了，，＝３８．０７６　１７＋１．７７０　６２ｘ　在豆沙的物性上，豆沙粒子的大小　形状、含水量等　回归方程，检验显著（ｒ＝Ｏ．９２２　９８）。表明可以通过　都有影响。豆沙粒子的大小与淀粉粒大小直接有　测定子粒大小来间接反映淀粉粒的大小，也为小豆　关。本研究对来自不同地区的４７４份小豆种质资源　育种单位及豆沙生产企业提供了参考依据。　群体子粒淀粉粒大小分析表明，品种间淀粉粒大小　３　讨论　差异达到极显著，淀粉粒大小（ｙ）与子粒百粒重（　）　呈极显著正相关，且有ｙ＝３８．０７６　１７＋１．７７０　６２ｘ回　小豆主要是作为豆沙馅的原料而被消费。在小　归关系。不同地区的小豆原料子粒大小有显著差　豆煮熟加工过程中有关豆沙粒子的形成　－ｌ。。、粒子　异，从而制出的豆沙粗细、舌感、风味也不完全相同　维普资讯 http://www.cqvip.com 华北农学报　２ｌ卷　是可以理解的。　小豆从野生型向栽培型演化过程中，子粒百粒　重不断增加［１４］。近５０年来，由于消费者取向，流通　商和生产者的需要，育种部门加强人工选拔、杂交育　种。大粒种质资源不断开发利用，生产利用的农家地　方品种和新育成的品种百粒重大幅度增加。据调　查，２０世纪８０年代以前，北京地区小豆农家种百粒　重为７～９　ｇ，２０世纪９０年代初推广的京农２号百粒　重为ｌ１—１２　ｇ，９０年代末推广的京农５号百粒重为　ｌ４—１５　ｇ，新世纪初推广的京农６号百粒重为ｌ６～　１８　ｇ，其他地区小豆也有同样的趋势。而农家的大　量小粒种不断被淘汰、丢失，这些种质中也会有大量　未被发现的优良基因，需要有关部门加以收集、鉴定　和保存。　在供试的小豆种质资源群体中，百粒重遗传变　异丰富，地区间小豆种质群体也有一定的差异。但　在长期有从事小豆育种的地域收集到的小豆种质资　源群体百粒重相对较高，如河北、北京地区，日本更　加明显；长期无人从事小豆育种的地域收集到的小　豆种质资源群体保持了原农家品种，百粒重相对较　低，如吉林、陕西等省。胡家蓬对来源于全国的　３　９５４份小豆种质百粒重资料进行分析，平均百粒重　为９．６　ｇ，变幅１＿８—２０．１　ｇ，百粒重１６　ｇ以上的只有　５２份。占１．３２％【　。本研究群体是来源于我国小豆　主产区的４４６份，平均百粒重为１１．６３　ｇ，百粒重１６　ｇ　以上的占２．４６％，比全国小豆种质资源群体平均值　高。而日本供试小豆种质资源群体平均百粒重达　１５．４６　ｇ，变幅为７．６８～２６．０８　ｇ。因此有必要从日本　引进优质大粒小豆材料，进一步丰富我国大粒小豆　种质资源。　在测量淀粉粒大小时，需要注意的关键性操作：　①试验中发现，小豆子粒浸泡时间长短对淀粉粒的　观察有影响。在室温（２５℃）条件下，浸泡２４～３６　ｈ。　淀粉粒轮廓清晰；浸泡超过３６　ｈ，部分品种的淀粉粒　会发生边缘扩散，导致淀粉粒“变小”瓦解，无法测　量。浸泡时间过短（＜１６　ｈ），淀粉粒较硬，且抱团不　易分散开，难以测量。最适宜的浸泡时间为２４　ｈ。　②由于百粒重大小与淀粉粒大小直接相关，对品种　淀粉粒大小测定时要严格选取具有该品种典型粒重　的子粒。③有些小豆品种存在石豆现象，当发现有　浸泡后不吸水的小豆子粒时，必须重新选取典型子　粒。④同一个子粒中，淀粉粒大小差异很大，为统一　标准，建议在测量时首先要获得有效视野，每个有效　视野中选取最大的淀粉粒进行测量。　参考文献：　［１］盖钧镒。金文林．我国豆类研究现状及发展策略［Ｊ］．作　物杂志，１９９４，４：３—５．　［２］金文林，濮绍京，赵波，等．北京地区小豆比较优势　研究［Ｊ］．北京农学院学报，２００５，２０（３）：６—１０．　［３］　田‘静。范保杰，程须珍．小豆种质资源异地繁殖的可　行性分析［Ｊ］．华北农学报，２００３：１９（专辑）：９３—９５．　［４］　中国预防医学科学院营养与食品卫生研究所编著．食　物成分表［Ｍ］．北京：人民卫生出版社，１９９２．　［５］　金文林编著．特用作物优质栽培及加工技术［Ｍ］．北　京：化学工业出版社，２００３．　［６］　濮绍京，金文林，赵波，等．我国北方小豆地方品种　资源研究Ⅷ．北京生态条件下农艺性状的遗传表现及　相关分析［Ｊ］．北京农学院学报，２００３，１８（３）：１７４—　１７７．　［７］　胡家蓬．中国小豆种质资源的收集与评价［Ｊ］．作物品　种资源，１９９９，（１）：１７—１９．　［８］　金文林．小豆品质性状研究进展［Ｊ］．北京农学院学　报，１９９５，１０（２）：９４—１０５．　［９］　渡裂笃二．小豆馅　食品化学的研究．第２鞭小豆　煮熟（加熟）ｌ＝土弓馅粒子形成ｌ二０　、　［Ｊ］．共立女　子大学耗要，１９８２，２５：４１—５０．　［１０］　谷地田武男．馅６：明Ｉ寸＇弓研究．第１鞭，尊；！馅原料　溅粉及　馅粒子　形赏６：一）　［Ｊ］．新溺噪食品研　究所鞭，１９６１，６：２１—２９．　［１１］　平田健．小豆溅粉　糊化ｌ＝及；　中小豆蛋白耍　影　响［Ｊ］．日本食品工案学会志，１９８５，３２：３５—４２．　［１２］　铃木繁男监修．馅一　７、ｙ夕［Ｍ］．光琳书院，　１９７５．　［１３］　谷地田武男．馅忙阴寸为研究．第４鞭．馅　粒度槠　成　辣馅　物理性ｌ二０　、　［Ｊ］．新渭垛食品研究所　辍。１９７２。１２：３１—３８．　［１４］　金文林，山口裕文，蓬原雄三．栽培小豆与野生小豆　种间差异性研究［Ｊ］．作物品种资源。１９９３，（１）：４—６．　［１５］金文林。郭蓓，文自翔，等．野生小豆种质资源遗传　多样性ＲＡＰＤ分［Ｊ］．华北农学报，２００４。１９（２）：２８—３１．