58 份大豆种质资源蛋白质及脂肪含量分析

乐 帅，廖 洋，何冰冰，刘 帅，陈禅友，万何平

（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 武汉 430056）

大豆，又名黄豆，是世界上广泛种植的主要油料作物之一，同时也为人类提供了主要的植物蛋白质来源［1］。相比于其他作物来说，大豆种子中的蛋白质与脂肪含量占比较高，因此具有较高的经济利用价值［2］。大豆种子主要的营养物质为蛋白质和脂肪，蛋脂总量一般约占60%，其中蛋白质含量一般占到了种子干重的40%左右，且大豆含的必需氨基酸比例合理，含有人类所必需的8 种氨基酸，最接近人体所含的比例，更容易被人体所吸收［3］。大豆种子油脂含量约为15% ～20%，主要以不饱和脂肪酸为主且不含胆固醇，营养价值明显高于其他畜禽肉类［4］。

作为大豆的原产地国家，中国曾经是最大的大豆出口国，现如今逐渐成为大豆进口国。中国每年从美洲等国家与地区进口大量的大豆，据统计，2019 年中国进口大豆近9 000 万吨。当前，大豆已成为我国与美国进行贸易角力的主角之一，也反映出中国在大豆生产上的不足。我国大豆平均蛋白质含量为39.32%，脂肪含量为20.15%，蛋白质含量仅比进口大豆高0.14 个百分点，脂肪含量则低1.5 ～2.0 个百分点［5］。在我国，大豆生产规模呈现上升趋势，且大豆用途从以蛋白质和油用为主，逐渐向菜用、加工制品等多功能用途转变，在种植业结构调整中将发挥重要作用。目前生产中所用大豆品种的商品品质与专用品种的差距较大，高蛋白大豆专用品种相对较少，不能满足市场对大豆品质的要求。本研究以58 份具有代表性的地方大豆资源为研究材料，对其蛋白质和脂肪含量进行测定分析，筛选优质的大豆种质，为专用大豆品种选育提供遗传材料。

1 材料与方法

1.1 试验材料

58 份大豆种质资源由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收集，主要来源于湖北、广东、山东、河南和湖南等地区，其中湖北省内各地区（如黄冈、恩施、荆州、潜江等地区）为主要收集地，58 份大豆种质资源具体来源见表1。

1.2 田间试验

2019 年4 月，将58 份大豆材料进行田间试验，种植于湖北省武汉市汉南区的湖北省豆类（蔬菜）植物工程技术研究中心实验基地，土质为壤土，肥力中等。试验材料按顺序排列，采用穴播，每穴播种2 粒，株距25 cm，中耕除草，病虫防治等田间操作方案参照常规栽培方式进行。于同年10 月下旬收获大豆种子。种子脱粒后晒干，整理入库。

1.3 蛋白质含量、脂肪含量和含水量的测定

利用近红外光谱分析法测定大豆种子蛋白质和脂肪含量［6］。具体步骤：使用波通DA7250 近红外光谱分析仪，选择大豆模块，在58 份大豆材料中分别取饱满的种子约50 g，测定每份大豆种子的蛋白质含量（%）、脂肪含量（%）和含水量（%），每个材料测定3 次。蛋脂总量（%）为蛋白质含量和脂肪含量之和。

1.4 数据分析

利用SPSS20.0 软件进行蛋白质含量、脂肪含量、含水量及蛋脂总量的统计分析，主要计算了平均值、最大值、最小值、标准差和变异系数，其中变异系数CV（%）=（标准差/平均值）×100%。本试验分析所用统计方法参考文献［7］的试验统计方法。

2 结果与分析

2.1 58 份大豆的营养性状统计分析

由表2 可知，58 份大豆资源的种子蛋白质含量、脂肪含量、含水量及蛋脂总量等性状存在广泛的遗传变异。

表2 58 份大豆种子蛋白质含量、脂肪含量、含水量及蛋脂总量比较Tab.2 Comparison of protein content,fat content,water content,and total protein-fat content of 58 soybean seeds

如表3 所示，对蛋白质含量而言，最大值达到了51.19%（MD216），最小值为40.68%（MD163），平均值为45.52%，变异系数为12.57%；对脂肪含量而言，最大值达到了19.87%（MD107），最小值为13.31%（MD216），平均值为17.16%，变异系数为15.85%；对蛋脂总量来说，最大值达到了66.77%（MD184），最小值为56.84%（MD163），平均值为62.67%，变异系数为9.05%。以上结果说明本研究收集的大豆资源在品质性状上具有较丰富的遗传多样性。

表3 58 份地方大豆种质资源品质性状描述性统计Tab.3 Descriptive statistics of quality traits of 58 local varieties of soybean resources

2.2 不同大豆品种的蛋白质含量分析

对58 份地方大豆品种蛋白质含量水平进行分级（图1），蛋白质平均含量为45.52%，其中24份材料的蛋白质含量在40% ～45%之间，33 份材料的蛋白质含量在45% ～50%之间，1 份材料蛋白质含量高于50%。

图1 蛋白质含量分布图Fig.1 Distribution of protein content

2.3 不同大豆品种的脂肪含量分析

由表1 和图2 可知，58 份地方大豆品种资源中，脂肪含量最低的是MD216，为13.31%，脂肪含量最高的是MD107，为19.87%，脂肪平均含量为17.16%。其中，3 份材料的脂肪含量在12% ～14%之间，9 份材料的脂肪含量在14% ～ 16%之间，26 份材料的脂肪含量在16% ～ 18%之间，20 份材料的脂肪含量高于18%。

图2 脂肪含量分布图Fig.2 Distribution of fat content

2.4 不同地区大豆品种蛋白质和脂肪含量差异分析

针对不同省份来源的大豆品种的蛋白质和脂肪含量进行统计研究，结果如图3 所示，不同省份的大豆蛋白质含量和脂肪含量均存在差异。其中，河南、山东和湖北地区收集的大豆蛋白质含量高于湖南和广东地区的大豆品种。而湖南地区收集的大豆脂肪含量较高，河南地区收集的大豆脂肪含量较低。

图3 不同地区大豆蛋白质和脂肪含量比较Fig.3 Comparison of protein content and fat content of soybean in different regions

2.5 不同大豆品种的蛋脂总量分析

由表1 和图4 可知，58 份地方大豆品种资源中，蛋脂总量平均值为62.67%。蛋脂总量最低的是MD163，为56.84%，蛋脂总量最高的是MD184，为66.77%。其中，14 份材料蛋脂总量在59% ～61%之间，12 份材料蛋脂总量在61% ～63%之间，29 份材料蛋脂总量高于63%，低于59%的有3 份。这说明大豆品种资源蛋脂总量总体水平较高，在未来可作为很好的育种选择材料。

图4 蛋脂总量分布图Fig.4 Distribution of total protein-fat content

3 结论与讨论

本研究对从各地区收集到的地方大豆品种的蛋白质及脂肪含量进行了测定分析，结果显示地方大豆品种均含有较高的蛋白质含量，但脂肪含量普遍偏低。通过筛选比较，最终选出16 份可作为优异资源，其中来自湖北潜江的大豆MD216 蛋白质含量达到51.19%，可作为蛋白专用品种。

近年来，我国大豆自给率一直维持在15.0%左右，且大豆品质相对不高，已严重制约了我国大豆产业的发展［8-9］。随着国家“大豆振兴计划”的提出，大豆产业的发展迎来了新的历史机遇，加速专用大豆品种（如高蛋白、高含油量）的选育和推广已成为研究热门［10-11］。

研究［10，12］表明大豆品种的蛋白质和脂肪含量是受多基因调控的数量性状，易受环境条件影响。因此，对现有大豆资源进行筛选是进行品种遗传改良的基础。关于对各类大豆资源筛选鉴定的研究报道较多。其中，研究者对全国野生大豆资源进行蛋白质测定分析，结果显示全国野生大豆蛋白质含量为45.36%，且不同原产地之间的野生大豆的蛋白质含量存在显著差异，其中以江淮地区和松辽平原地区北部野生大豆的蛋白质含量最高，其含量分别为45.9%和46.5%［13-14］。此外，全国各地大豆栽培种的蛋白质含量和油脂含量的研究结果显示，福建省大豆栽培种的蛋白质含量为41.1% ～ 47.0%，油脂含量为14.4% ～ 23.3%［7］。河北省大豆栽培种蛋白质含量为36.23% ～ 49.26%，油脂含量变幅为14.42% ～ 24.10%［15］。山东省大豆栽培种的蛋白质含量变幅为35.4% ～ 49.9%，油脂含量变幅为12.7% ～ 24.0%［16］。陕西省大豆栽培种蛋白质含量为34% ～48%，油脂含量为11.4% ～22.0%［17］。北方与黄淮海生态区栽培种质蛋白质平均含量分别为40.4%和42.4%［18］。本研究收集的大豆资源均为各地区农家地方品种，主要从湖北各地区农户家中收集而来，具有一定的地方特色。从蛋白质和脂肪含量测定的结果来看，地方农家大豆品种的蛋白质含量普遍较高，平均含量为45.52%，而脂肪含量普遍偏低，平均含量为17.16%。这也与我国农家品种主要用于制作豆制品有关，如豆浆、豆腐等。本研究从湖北潜江收集到的大豆资源中筛选得到1 份高蛋白质含量的地方大豆品种，其含量超过51.00%，具有很强的应用潜力。因此，深入挖掘我国不同地区的农家大豆种质资源可作为“大豆振兴计划”提供丰富的遗传资源。