崔聪聪,王秀芝,张晓梅,姚宇涵,董 喆,唐 雨
(赤峰市农牧科学研究所,内蒙古 赤峰 024031)
辣(甜)椒是重要的蔬菜品种,在全世界范围都有广泛种植。2020年全球种植面积为207万h m2,中国为73.75万h m2[1]。辣(甜)椒是我国种植面积最大的蔬菜作物,也是消费量最大的调味品和消费功能最多的蔬菜[2]。由于辣(甜)椒上市时间长,适应性广,在保证蔬菜周年均衡供应中起到了重要作用[3]。近年来,随着人们生活水平的提高,对蔬菜营养品质的要求逐渐提高,辣(甜)椒新品种选育方向由过去单一的丰产型品种向品质育种转变[4],以满足市场需求。鲜食辣(甜)椒要求商品性高、口感好,维生素C含量、辣椒素含量均高,加工型辣椒则往往对辣椒素含量、干物质含量等要求较高,这就要求育种专家选育不同类型的高品质育种材料来提高辣(甜)椒果实营养品质与风味。
本研究通过测定、分析不同辣(甜)椒种质维生素C含量、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量、辣椒素含量等重要营养指标间的差异性,并采用模糊数学的隶属函数法对综合营养指标进行评价,筛选出综合品质优异的种质,以期为辣(甜)椒高品质育种提供物质基础。
供试材料为赤峰市农牧科学研究所多年来引进或选育的优良自交系,其中辣椒材料56份,甜椒材料41份。
试验于2022年3—10月在赤峰市农牧科学研究所试验基地进行。3月10日浸种催芽,采用温室穴盘育苗,5月7日定植于塑料大棚内。采用随机排列,不设重复。双行单株定植,小区面积5 m2,行株距55 cm×35 cm,每小区定植24株。
盛果期在不同种质资源中选择达到商品成熟度的果实5个,洗净、擦干后取中间位置切碎并混合均匀后测定品质指标,3次重复。依据辣、甜椒不同用途及消费需求,测定果实主要营养及风味指标。测定甜椒维生素C含量、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量及可滴定酸含量;测定辣椒维生素C含量、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量、辣椒素含量及二氢辣椒素含量。可溶性糖含量采用蒽酮比色法测定,可溶性蛋白含量采用凯氏定氮法测定,维生素C含量、辣椒素含量、二氢辣椒素含量采用高效液相色谱法测定,可滴定酸含量采用滴定法测定。
利用Excel 2007软件对果实品质指标数据的变异度进行分析。变异系数(CV)=(标准差/平均值)×100%。种质资源营养品质的比较采用模糊数学隶属函数法进行综合评价。隶属函数值计算公式:Zij=(Xij-Xi min)/(Xi max-Xi min),计算各种质单一营养品质指标的隶属函数值后再求各种质的平均隶属函数值[5]。其中Zij表示i种质j指标的品质隶属函数值;Xij表示i品种j指标的测定值;Xi max和Xi min分别表示各种质资源中指标的最大和最小的测定值。
由表 1可知,不同辣椒种质资源品质检测指标差距较大,56份辣椒材料中,辣椒素含量范围在0.00~69.70 mg/kg,整体辣度不高,最高的是91536A,坐果时间早,数量多,辣味浓郁,色泽红艳,是加工辣椒的理想材料;整体辣椒素含量的变异系数达99.27%。二氢辣椒素含量变化幅度在0.00~21.80 mg/kg,最高的同样是91536A;整体二氢辣椒素含量变异系数为108.69%。维生素C含量变化幅度在14.7~1 416.1 mg/kg,最高的是130-3A,为1 416.1 mg/kg(FW),最低的为1233-2,仅14.7 mg/kg(FW),平均值为287.3 mg/kg(FW);整体维生素C含量变异系数112.6%。辣椒可溶性蛋白含量的变化幅度为49.2~329.2 mg/kg(FW),变异系数为45.1%,变异系数较小。辣椒可溶性糖含量的变化幅度为78.3~660.6 mg/kg(FW),变异系数为35.8%,变异系数较小。
由表2可知,不同甜椒种质资源品质检测指标变异系数较小,41份甜椒材料中,维生素C含量变化幅度为302.7~1 310.8 mg/kg(FW),最高的是9204-8,变异系数25.57%。可溶性蛋白含量的变化幅度为59.7~182.3 mg/kg(FW),变异系数为25.77%。可溶性糖含量的变化幅度为92.8~511.1 mg/kg(FW),变异系数为19.13%,变异系数较小。
表2 不同甜椒种质资源品质及变异系数比较
甜椒可滴定酸含量高会影响果实口感,不同甜椒材料的可滴定酸含量的变化幅度为1 879.8~6 892.4 mg/kg(FW),最低的是W-01-07,变异系数为34.4%。可溶性糖含量与可滴定酸含量的比值范围为0.040~0.272,最高的种质是W-01-07,最低的种质是02-41。
蔬菜营养品质需要多个指标的综合评价。研究中可以应用模糊数学的平均隶属函数值大小表示其相对优劣。以维生素C含量、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量、辣椒素含量及可溶性糖含量与可滴定酸含量比值作为辣(甜)椒品质的评价指标,分别计算各材料的平均隶属函数值进行比较。平均隶属函数值越大说明该材料的维生素C含量、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量、辣椒素含量、溶性糖含量与可滴定酸含量比值越高,品质越好。
由表3可知,辣椒品质指标的平均隶属函数值在 0.057~0.696,差值为0.639,以平均隶属函数差值的60%以上为优异种质资源,40%~60%为良种种质资源[6-7]。筛选得到辣椒优异种质资源(平均隶属函数在0.440以上)2份,排名最高的为951-4C,平均隶属函数值为0.696,第2位的为91536A,平均隶属函数值为0.681;良种种质(平均隶属函数在 0.313~0.440)12份,平均隶属函数值从大到小顺序为936-8>265-4A>204-3A>9238-3A>523-6>143-2A>2005-2C>307-2A>91105A>157-1A>152-3A>399-4-12。普通品质辣椒种质资源42份。
表3 辣椒种质资源营养品质的分析与评价
利用同样方法对甜椒种质资源品质进行评价。由表4可知,筛选得到甜椒优异种质资源(平均隶属函数在0.493以上)19份,占甜椒种质资源的46.3%,其中平均隶属函数值>0.600的材料7份,排名前7位的分别是11-116、W-01-07、9204-8、16029-2、16-42A、18-1607A、50-1551A,平均隶属函数值分别为0.815、0.800、0.741、0.655、0.647、0.618、0.614;良种种质资源(平均隶属函数在 0.333~0.493)20份,占比48.8%。普通品质甜椒资源2份。
表4 甜椒种质资源营养品质的分析与评价
可溶性蛋白与可溶性糖是果实体内的重要营养物质,含量的高低对果实的风味有着重要作用。
辣(甜)椒是人们日常生活中喜食的蔬菜种类之一,因其营养丰富、风味多样,深受消费者喜爱。随着人们生活水平的提高,对辣椒的营养品质、风味、商品品质提出了更高的要求,辣(甜)椒品质育种已成为育种的主要方向之一[8-9]。
为了选育出营养品质高、口感、风味好的辣(甜)椒新品种,满足人们日益提高的商品需求,本研究对97份辣(甜)椒种质资源的维生素C含量、可溶性蛋白含量、可溶性糖含量、辣椒素含量等营养指标进行了测定及数据分析,以期选育出营养品质优异的种质资源,为新品种选育提供基础。从测定结果可知,辣椒种质的维生素C含量、辣椒素含量及二氢辣椒素含量变异幅度较大,变异系数分别达到112.6%、99.27%、108.69%,说明可以利用材料间的较大变异,通过育种手段选育出高维生素C含量或者高辣椒素含量的优异种质资源。甜椒4项指标变异系数在19.13%~34.4%,变异幅度小于辣椒,但甜椒的总体维生素C含量较高,品质较好。
本研究参照齐敏等[5]、周涛等[6]研究方法,采用模糊数学隶属函数法综合评价不同辣(甜)椒种质的营养品质。数值越高,则种质的综合品质越好。通过对辣(甜)椒维生素C含量、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量、辣椒素含量等重要的营养指标进行综合评价,筛选出辣椒优质种质资源2份,分别为951-4C和91536A;甜椒筛选出优异种质19份,其中综合品质排名前3位的分别是11-116、W-01-07和9204-8。
辣(甜)椒营养物质含量变化,与不同栽培措施、环境气候、取样时间等均有密切关系;因此,要选育优异品质的种质资源,应综合考虑果实商品性、产量、抗病性等因素进行进一步的试验研究。