邱婷婷 王兵帆 郝加敏 周贺芳
摘 要 淮南市农科院选育的紫色乌塌菜品种“NKHXW281”“NKHXW297”富含花青素。对比了这两个品种和传统黄心品种“淮南精品塌地乌(CK1)”和“淮南塌地乌8号(CK2)”农艺性状和营养品质。结果表明,紫色乌塌菜在株高和开展度方面显著高于对照组,富含可溶性糖、蛋白质等营养元素,而且含有大量花青素,满足了现代人对健康的需求。
关键词 紫色乌塌菜;农艺性状;营养品质;花青素
不结球白菜(Brassica campestris ssp. chinensis)属于十字花科芸薹属,是其中3个亚种之一。过去的研究已证明不结球白菜可以细分为6个变种,乌塌菜是其中之一。乌塌菜以其独特的外观、很好的耐寒性、富含维生素和膳食纤维而受到广大消费者喜爱,并在江淮流域得到广泛种植。随着人们生活质量的提高,传统黄心乌已无法满足大众需求,具有高品质和高观赏性的乌塌菜品种选育成为研究的热门方向。在蔬菜育种过程中,花青素因其特殊的生理功能,逐渐被育种者重视。这种天然色素不仅能有效清除人体自由基,对抗衰老,还有助于调节血糖、缓解眼疲劳、抑制過敏、抗炎和抗癌。此外,花青素也在植物自身防御中扮演关键角色,尤其是在提高植株抗寒能力和保护植物免受紫外线伤害方面。
基于上述需求,淮南市农科院利用传统育种技术培育出“NKHXW281”和“NKHXW297”两个紫色乌塌菜品种。本研究主要探讨这两个新品种与传统黄心乌塌菜品种在农艺性状和营养品质上的差异,以期选育推广更符合江淮地区需求的紫色乌塌菜,并为培育高花青素乌塌菜提供有价值的遗传资源。
1 材料与方法
1.1 试验材料 选择淮南市农业科学研究院新选育的“NKHXW281”和“NKHXW297”作为试验材料,同时选取“淮南精品塌地乌(CK1)”和“淮南塌地乌8号(CK2)”作为对照。两个对照品种均由淮南市农业科学研究院(原淮南市农业科学研究所)培育,种子材料由淮南市农业科学研究院提供。
4个参试品种均于8月底播种。25~30 d后,将种苗定植于淮南市农业科学研究院试验基地。每亩土壤施用1 000 kg有机肥和50 kg复合肥(15-15-15)作为基肥。每个品种1个试验小区,每个试验小区定植200株,3次重复,共12个试验小区。栽植株行距为30 cm×30 cm。定植30 d后,从每个试验小区随机选择5株进行农艺性状观测;同时从每个试验小区选取50株进行产量测定。
1.2 测定方法
1)蛋白质测定。参考王学奎的测定方法,首先取样本于液氮罐中带回试验室,取1 g植物材料在液氮中研磨至粉末状。随后加入10 mL ddH2O(双蒸水),以使植物中的蛋白质充分溶解。经过12 000 r/min的离心,取上清液作为样本溶液。制备1 mg/mL的标准蛋白溶液,并依此绘制标准曲线。利用该标准曲线,测定待测样品中的蛋白质含量。
2)可溶性糖测定。将1 g植物样品剪碎后,采用80%乙醇溶液进行萃取。在80 ℃水浴中加热30 min。萃取后,进行冷却和离心。重复此萃取过程3~4次。接着,采用1 mg/L标准蛋白溶液,并加入蒽酮试剂。在620 nm波长下制定标准曲线。最后,根据此标准曲线测定待测样品含糖量。
3)花青素测定。2021年采用盐酸浸提法在试验室进行花青素含量测定。2022年由江苏三黍生物科技有限公司承担花青素含量测定工作,具体方法:干冰取样,寄送至测定单位;取足够量的样品,用研磨机研磨;称取0.1 g样品,加入5%甲酸溶液,离心;再次加入甲酸溶液,离心;重复上一步骤,直至上清液无色,在530 nm处测定吸光光度值。
1.3 数据分析 用SPSS分析软件进行数据统计处理和显著性分析。
2 结果与分析
2.1 农艺性状比较 从表1可知,紫色乌塌菜与传统黄心乌塌菜在农艺性状上表现出显著的差异。
1)株高对比。NKHXW281的平均株高为15.5 cm,相比CK1增长25%,相比CK2增长13.9%。NKHXW297的平均株高为16.8 cm,相比CK1增长35.5%,相比CK2增长23.5%。从数据对比可以看出,两个紫色乌塌菜品种的株高显著增加(高出2~3 cm)。
2)开展度与叶片数对比。NKHXW281和NKHXW297的开展度均大于对照品种。然而,NKHXW297的叶片数只有31片,较CK1少了15片,与CK2及NKHXW281的38片相比分别少了7片。这可能是导致NKHXW297产量较低的关键因素之一。
3)叶柄形态对比。NKHXW281和NKHXW297的叶柄形态均扁而窄,与对照品种CK1和CK2的扁而宽有所区别。叶柄的这一特点也可能是影响NKHXW297产量的原因之一。
4)颜色差异。NKHXW281和NKHXW297外叶紫色,与对照的绿色形成鲜明对比。这种颜色的差异表明新品种富含花青素。
2.2 产量比较 从表2可以看出,2021年和2022年紫色乌塌菜的产量与传统黄心乌塌菜的差异。2021年,NKHXW281与CK1相比增产1.8%,但与CK2相比减产2.7%。2022年,NKHXW281的产量与CK1和CK2相比,均呈减少趋势。NKHXW297与两个对照相比,两个年度均呈显著减产趋势。
从试验情况来看,虽然紫色乌塌菜在某些农艺性状上表现出一定的优势,但其产量与传统黄心乌塌菜相比还存在一定差距。
2.3.1 可溶性糖含量 2021年和2022年,NKHXW281的可溶性糖含量分别为13.1 mg/g和13.6 mg/g,与CK1持平,稍高于CK2。NKHXW297的可溶性糖含量在2021年和2022年分别为11.34 mg/g和10.8 mg/g,两年均低于对照CK1和CK2。这表明NKHXW281糖分含量相对更加稳定,而NKHXW297的糖分含量稍低。
2.3.2 蛋白质含量 2021年和2022年,NKHXW281的蛋白质含量分别为13.21 mg/g和13.16 mg/g。NKHXW297的相应数值则为13.8 mg/g和13.15 mg/g。两个紫色乌塌菜品种的蛋白质含量与CK1和CK2相当,这意味着新品种在蛋白质供给上与传统品种没有明显差异。
2.3.3 花青素含量 花青素是重要的天然色素和抗氧化剂。根据2021年和2022年的测定数据,CK1和CK2未检测到花青素,NKHXW281和NKHXW297的花青素含量分别为0.83 mg/g、0.65 mg/g和2.03 mg/g、1.76 mg/g。这两者的含量都显著高于对照品种,这一发现非常有意义。
3 小结与讨论
新培育的紫色乌塌菜,特别是NKHXW297,其花青素含量2021年达到2.03 mg/g,而传统黄心乌品种则不含花青素。花青素的存在能够提高植物抗逆能力,同时有益于人体健康。这两个紫色品种的培育为乌塌菜种质资源提供了有意义的补充。
当然,从试验数据的对比中也能够看出一些问题。尽管新培育的紫色乌塌菜品种在可溶性糖与蛋白质含量上与传统品种相当,但在持续高温环境下,其花青素含量表现出明显的不稳定性,这种不稳定性限制了紫色乌塌菜的种植时间,意味着其不能过早种植。对于这一问题,未来仍需进一步研究和解决。试验还发现,紫色乌塌菜在植株高度和展开度上均超过了传统黄心乌。但是NKHXW297的产量明显低于传统品种。进一步分析原因,我们认为这可能与NKHXW297株型偏松散、叶柄形状宽窄不一和较少的叶片数有关。这一观察与宋波等人的研究结果相吻合,即叶片数和叶柄宽度是影响黄心乌产量的关键因素。
针对上述问题,我们计划采用多代驯化的方法,进一步改良紫色乌塌菜的农艺性状。新培育的紫色乌塌菜品种在花青素含量上具有明顯优势,但其在性状稳定性和产量方面的问题也不能忽视,未来应进一步展开研究。
参考文献
[1] 曹寿椿,李式军.白菜地方品种的初步研究——Ⅰ.形态学的观察与研究[J].南京农业大学学报,1980(2):32-38,106-111.
[2] 侯喜林,李英,刘同坤.不结球白菜遗传育种与分子生物学研究进展[J].南京农业大学学报,2022,45(05):864-873.
[3] 宋波,徐海,陈龙正,等.我国乌塌菜研究进展[J].中国蔬菜,2013(14):9-16.
[4] 侯喜林,张昌伟.被人们遗忘的蔬菜第一大作用功能——调节人体的酸碱平衡[J].长江蔬菜,2022(2):15-17.
[5] 朱红芳,李晓锋,朱玉英.不同品种不结球白菜生长特性和营养品质的分析与评价[J].上海农业学报, 2019,35(6):39-45.
[6] 房鑫,覃新云,农可懿,等.紫甘薯源花青素的抗氧化活性及模拟消化稳定性研究[J].饲料工业, 2023, 44(5):33-39.
[7] 李婧,杨芳,栾广祥,等.黑果枸杞的花青素类成分及其药理作用的研究进展[J].华西药学杂志,2022,37(03):331-336.
[8] 尤丽,党娅,杨彬彦.蓝莓花青素对2型糖尿病小鼠糖脂代谢的调节作用[J].食品工业科技,2022,43(9):381-388.
[9] 全文彬,纪昊垚,麦梓锋,等.花青素对眼部保护作用及其机制的研究进展[J].食品与发酵工业,2022,48(19):304-312.
[10] 张挺,李冀宏,周浩楠,等.花青素对神经退行性疾病的作用[J].生命的化学,2022,42(9):1 635-1 642.
[11] 张宇娇,陆俊宇,陈学伟,等.花青素改善运动能力的研究进展[J].营养学报,2022,44(06):607-612.
[12] 张秀娟,吴伟,陈欣,等.葡萄籽原花青素对牙龈上皮细胞炎症介质表达的影响[J].华西口腔医学杂志,2022,40(01):39-44.
[13] 罗连响,黄芳芳,吴锐剑,等.花青素对阿尔兹海默病关键药理途径的生物信息学分析及实验验证[J].中国免疫学杂志,2021,37(18):2 217-2 224.
[14] 陈忠胜.探讨蓝莓花青素对人结肠癌细胞株HT-29增殖、凋亡及组蛋白乙酰化修饰的影响[D].贵阳:贵州医科大学,2021.
[15] 王学奎.植物生理生化实验原理和技术[M].北京:高等教育出版社,2006.
[16] Nadine I,Jia D,Anna I,et al.Natural variation for anthocyanin accumulation under high-light and low-temperature stress is attributable to the ENHANCER OF AG-4 2 (HUA2) locus in combination with PRODUCTION OF ANTHOCYANIN PIGMENT1 (PAP1) and PAP2.[J].The New phytologist,2015,206(1):422-435.
[17] Xie Y,Tan H,Ma Z,et al.DELLA Proteins Promote Anthocyanin Biosynthesis via Sequestering MYBL2 and JAZ Suppressors of the MYB/bHLH/WD40 Complex in Arabidopsis thaliana[J].Molecular Plant, 2016,9(5):711-721.
[18] 宋波,徐海,陈龙正,等.乌塌菜主要农艺性状的杂种优势研究[J].江苏农业科学,2012,40(7):132-134.
邱婷婷,王兵帆,郝加敏,周贺芳,安徽省淮南市农业科学研究院,邮编232001。
收稿日期:2023-12-28