低硝酸盐蔬菜选育之路

◇缪翼

低硝酸盐蔬菜选育之路

◇缪翼

在这个需求细分的年代，有些人听到“硝酸盐”、“亚硝酸盐”等字眼就会感到恐慌，而有些人还指望通过硝酸盐的摄入刺激肌肉生长。时下，育种家正在努力通过遗传育种方式选育出硝酸盐含量低、营养品质高的蔬菜品种；科学家也在正视硝酸盐给人体健康带来的好处。其实，硝酸盐含量不是越低越好，也不是越高越好，“恰到好处”的存在最好。

蔬菜，富含各种维生素、矿物质、硝酸盐等。然而，如果储存不当，硝酸盐会被硝酸还原酶或者细菌“入侵”，产生亚硝酸盐，进而更有可能产生对人体有高度致癌的物质——亚硝胺。

研究表明，人体摄入的硝酸盐80%以上来自蔬菜。“在生产上解决很难，所以想到了从品种入手”，湖南省农科院蔬菜所研究员丁茁荑表示。从10年前其团队便开始从分子学角度深入研究小白菜硝酸盐累积的机理，以期选育出硝酸盐含量低、低积累、营养品质高的蔬菜品种。

据介绍，影响蔬菜中硝酸盐积累的因素很多，近年来国内外对不同种类与品种蔬菜体内的硝酸盐含量进行了大量研究。结果表明，一般叶菜类蔬菜硝酸盐含量较高，根菜类次之，果菜类含量较低；同一蔬菜不同品种间的硝酸盐积累量也存在较大差异，有的甚至相差几十倍。

减少积累——由根系“亲和力”决定

不同品种的小白菜，其根系对硝酸盐吸收以及运输能力不同，也就是说“亲和力”不同。丁茁荑告诉记者，“根系亲和力高的品种，其硝酸盐含量就相对高，反之则较低。”

蔬菜的种类、品种不同，其根系对硝酸盐的亲和力就不同。有的蔬菜对硝酸盐的亲和力较高，能在硝酸盐浓度低于1 mmol/L的情况下吸收硝酸盐，有效地适应硝酸盐含量极低的环境；有的蔬菜对硝酸盐的亲和力较低，能在硝酸盐浓度较高（7 mmol/L左右）的情况下吸收适宜的硝酸盐，适应硝酸盐含量高的环境。

减缓还原——通过调控酶活性实现

丁茁荑告诉记者：“同样，硝酸还原酶是植物氮素同化最关键的酶，它催化植物体内的硝酸盐还原为亚硝酸盐，因为其活性大小与硝酸盐在植物体内的积累关系非常大。不同品种的蔬菜，硝酸还原酶的活性是有差别的，活性越高，意味着蔬菜的硝酸盐含量就越低，亚硝酸盐的含量越高，反之亦然。”

硝酸盐被还原成亚硝酸盐甚至亚硝胺后，对人体健康会构成一定程度的威胁，然而，通过常规方法难以将硝酸盐的含量降低到绝对理想的范围。“鉴于蔬菜的硝酸盐含量性状是可以遗传的，且大多数符合数量性状的遗传特性，充分利用这些特性，通过常规育种和基因工程的手段，进而提高硝酸还原酶基因的表达量，加快硝酸盐的同化过程，降低其积累，培育出低硝酸盐含量的蔬菜品种，也是一条可以探索的途径。”丁茁荑根据实验结果推断，小白菜品种间硝酸盐含量的差异极其显著，最高与最低差异可达2 000～4 000 mg/kg，4个季节这种差异的表现各品种排序基本稳定，不受季节的影响，说明小白菜硝酸盐含量这一性状是可遗传的。“也就是说，低硝酸盐含量的特性是可以代代相传的。”

代谢水平——依赖高效率的诱导系统

丁茁荑分析，不同品种间的硝酸盐含量差异不仅仅取决于蔬菜的遗传特性，还与其自身的代谢水平息息相关。一方面，硝酸还原酶活性高的蔬菜品种具有高效率的硝酸盐诱导系统，其体内具有较高的酶蛋白，合成速率也较高；另一方面，不同基因型蔬菜品种的硝酸还原酶受硝酸盐诱导后，其活性变化的速率和幅度不同。由于硝酸盐还原需要消耗能量，所以，在不同环境条件下，蔬菜会根据自身的代谢需要、能量及中间产物的供应情况来调控硝酸还原酶，从而影响硝酸盐的还原和积累。