廣東省食用豆類種質資源的創新利用與前瞻

朱文斌 ，房裕東 ，李育軍 ，鄧松清 ，盧希旭 ，黃妙林 ，植石燦 ，徐碧珍

（1.廣州市從化區農產品質量安全監督檢測中心，510925；2.華南農業大學；3.廣東省農業科學院作物研究所）

種質資源是作物新品種培育、遺傳育種研究的重要物質基礎，縱觀作物育種的歷史，每次重大突破無不得益于關鍵性種質材料的發掘與有效利用。如今，社會經濟與生態文明發展、人口數量增長均需要有多樣性的作物品種及種質資源與之相適應，通過綠色高值的生產與加工技術，提供豐富、可溯、安全的農產品和食物。

豆類種質資源是指豆科作物種質資源。豆類作物主要包括豌豆、豇豆、紅小豆（赤豆）、蠶豆、四棱豆、毛豆（菜用大豆）、綠豆、扁豆、利馬豆等。由于一般將除了大豆、花生以外的可供食用的豆科作物稱為食用豆類作物，因此，食用豆類作物種質資源在作物種質資源中也占有重要地位。廣東省食用豆類作物有豇豆、普通菜豆、豌豆、綠豆、赤豆、扁豆、蠶豆、四棱豆、刀豆等，雖在20 a前有一個團隊在食用豆類作物方面進行了短暫的研究，但沒幾年就結束了。除了對菜用豇豆、普通菜豆、豌豆等的育種栽培研究有長期堅持以外，國內至今沒有一個科研團隊對其他食用豆類進行深入研究，食用豆類整體研究開發工作十分滯后甚至停頓。本文就我國及廣東省食用豆類種質資源的創新利用等進行了前瞻性的探討。

1 食用豆類種質資源創新利用的依據

1.1 食用豆類種質資源是重要的作物種質資源

未來15 a，世界人口可能達到80億，我國人口也將達到16億，屆時我國糧食的單產水平、總產量必須比現在分別提高55%、60%才能滿足人口增長的需要。我國是世界上作物種質資源最為豐富的國家之一，根據現階段經濟發展水平、現代農業產業化發展和現有種質資源保存及研究現狀，迫切需要收集更多數量的種質資源尤其是優異的本土種質資源、國外種質資源。但是，目前也存在尤為突出的資源增多與其研究利用效率低下的矛盾，因此，對作物種質資源進行深入研究、創新及其有效的分享利用極為重要。食用豆類種質資源也是重要的作物種質資源之一，我國是普通菜豆、蠶豆、豌豆、綠豆、紅豆（赤豆）、豇豆、飯豆等多種食用豆類的主要生產國，也是紅豆、綠豆、飯豆等作物的遺傳多樣性中心、起源中心，豇豆屬和木豆屬的多個野生種資源在我國也有廣泛分布。而廣東民間長期以來有生產普通菜豆、紅豆、豇豆、蠶豆、豌豆、綠豆、扁豆、四棱豆和刀豆等的習慣。

1.2 食用豆類作物種質資源研究起步較晚、進展滯后

豆類作物既是我國人民生活的重要食物來源，又是用途廣泛的工業原料，也是良好的飼料作物和養地作物。但長期以來，食用豆類沒有得到應有的重視。我國主要的糧食作物是水稻、小麥、玉米等，而對于豆類作物，除了大豆、花生外，其他豆類作物被稱為小雜豆，也稱為小雜糧，習慣上被作為一種換茬作物、補充作物進行零星種植，效益差、產量低、品質也不高。

我國是豆類作物的主產和消費大國，栽培歷史比較悠久，也有一定甚至較大的栽培面積，豆類作物的多樣性與遺傳資源豐富，生產、市場上對其新優品種、栽培技術、加工技術與多樣化的產品有強烈的需求。盡管過去在資源收集與保存、農藝性狀鑒定、目錄編寫以及形態學、細胞學、遺傳育種、栽培生理與加工技術等研究利用方面取得了一些成績，促進了我國豆類產業的發展，但長期以來，食用豆類作物種質資源的開發研究相對薄弱，國內有關豆類植物研究的機構較少，研究也不深入。

廣東省內除花生、大豆、豇豆種植面積較大外，各地也存在豐富的其他豆類種質資源，但至今還沒有進行全面收集，且幾乎沒有系統研究。另外，很多豆類育種、生產和加工方面的技術難題沒有解決。因此，除了需要繼續優化傳統品種和改進加工技術外，還需探求食用豆類資源利用和產業發展的新途徑、新技術和新方法。

1.3 豆類作物是具有健康、營養與保健作用的糧食和蔬菜

豆類作物的營養價值非常高，和谷類一樣，是對人最有益的食品之一。無論是干豆還是鮮豆，豆芽還是豆莢，都具有豐富的營養價值。其中，鮮豆、豆莢和豆芽主要是作蔬菜來使用，干豆或干豆品則作糧用。國內外研究資料顯示，豆類作物富含優質的蛋白質、不飽和脂肪酸、B族維生素，以及鈣、磷、鎂、鉀等無機鹽，還含有少量的胡蘿卜素等。如四棱豆的脂肪酸含量明顯高于其他種類的蔬菜，其中又以不飽和脂肪酸如人體必需的亞油酸和亞麻酸為主，可改善脂肪代謝，有助于降低人體中甘油三酯和膽固醇的含量，另外，四棱豆中所含的B族維生素能維持正常的消化腺分泌功能，促進胃腸道蠕動，幫助消化，增進食欲；而豇豆中所含的磷脂有促進胰島素分泌、參加糖代謝的作用，是糖尿病人的理想食品。

與多種糧食、其他蔬菜相比，豆類作物營養價值高，是一種優良的營養保健型糧食和蔬菜。因此，進行食用豆類作物種質資源的研究與利用，不僅可改善人民的膳食結構，還可提高人們的健康、營養與保健水平，對豐富和優化我省的“米袋子”和“菜籃子”結構，提高我省的糧、菜食品安全均具有現實和深遠的戰略意義。

在廣東，常把扁豆、紅豆、綠豆等作為藥食同源的食料和藥材，傳統綠豆餅在廣東客家與潮洲地區很普遍；綠豆、紅豆（赤豆）、蕓豆、豇豆等豆類籽粒制作成的點心、甜品，是廣東（嶺南）地區的常見點心，是當地甜品的首選食材；綠豆、豌豆芽等豆芽菜是家庭主婦的必選菜；青豌豆粒、豌豆苗菜是超市的搶手貨；將蠶豆粒做成菜肴在河源、梅州地區很流行；而四棱豆則成為稀有蔬菜，價格居高不下。

1.4 市場需求大、研究利用價值高

目前，我國市場對豆類作物產品的需求量有逐步增加的趨勢。2001年，我國食用豆類作物中，蠶豆、普通菜豆、豌豆、綠豆的面積分別為133.5萬、113.6萬、106.7萬、133.9萬 hm2，這4種食用豆類的栽培面積合計達487.7萬hm2。目前，估計我國食用豆類的栽培面積超過670萬hm2。食用豆類是我國傳統的出口農產品，雖然出口量不大，但每年平均出口量在50萬t以上，個別年份突破100萬t。

食用豆類遺傳基因的挖掘與利用潛力很大，如豇豆等的胰蛋白酶抑制劑基因開發前景廣闊，該基因已被轉化到水稻、玉米、芥菜、楊樹、蘋果等植物中，增強了植物的抗蟲性。食用豆類普遍具有生物固氮作用，也可作為綠肥，通過加強對其的研究和培肥地力等的應用開發，有助于降低氮肥的施用量，減少有關企業生產中造成的環境污染問題，形成當前我國社會所最需要的農業循環經濟增長模式，實現農業的可持續發展戰略。因此，加強食用豆類種質資源的搜集、整理與發掘利用，對種質資源的創新和利用，對引導我國豆類產業發展作用顯著。

在廣東嶺南地區，四棱豆、蠶豆、扁豆、綠豆、赤豆、毛豆等種植較少，甚至還沒有被重視，隨著綠豆在省內市場價格的提高，有時甚至高達30元/kg，加之四棱豆、扁豆、赤豆、毛豆品種比較稀少，而消費者喜歡多樣化、稀少、無公害安全的糧菜農產品的情況下，目前省內市場對豆類尤其是這些稀少的食用豆類的需求量大增，為其開發創新和推廣應用提供了良好的市場前景和市場基礎。

我省是食用豆類重要的進出口省份之一，例如，我省是綠豆主要的出口省份之一，2007-2008年出口數量達到3 491 t，位居全國第8位；進口數量則達到3 598 t，位居全國第2位。因此，食用豆類在我省具有較大的市場需求，且其利用價值也很高，值得重視。

2 食用豆類種質資源國內外創新利用情況

2.1 種質資源及其研究方面

我國目前保存了食用豆類種質資源35 000余份，其中以綠豆、豌豆、蠶豆、紅豆、普通菜豆為主，其次是豇豆、飯豆和小扁豆，其他豆類較少或很少。“十一五”以來，我國用分子標記技術開展了普通菜豆、豌豆、蠶豆等資源的遺傳多樣性分析，蠶豆、豌豆的低溫篩選，蠶豆、豌豆、普通菜豆、綠豆和紅豆的精準鑒定，并對新收集的17種食用豆類資源的田間農藝性狀進行了鑒定和編目。

1999年，廣東省農業科學院作物研究所參與了河源、梅州市的蠶豆資源考察工作，收集了15份蠶豆地方資源，但后來未對蠶豆性狀等進行進一步研究；2000年曾開展四棱豆的繁育工作，但卻因發生凍害而失敗；2008年從菲律賓引進了四棱豆種質資源，并成功進行了資源擴繁與示范推廣，但面積很小；近幾年，廣東省農業科學院作物研究所李育軍研究員所在的團隊在河源市東源縣、梅州市蕉嶺縣進行了糧用豇豆、紅豆、扁豆等食用豆類的考察與資源收集，收集了一些種質資源，并從國家種質資源庫中安排了35份四棱豆資源和5份刀豆資源進行繁種和種質資源多樣性的研究，開展了扁豆、豇豆、紅豆的資源收集與繁育、生物學和植物學性狀的調查研究工作，目前進展順利。

2.2 育種創新、生產技術和產品方面

除大豆等外，我國其他豆類遺傳育種研究水平落后于其他重要作物，豆類種質資源、遺傳育種技術力量少且較為分散，且以前的育種目標比較單一，聚焦在豐產性和早熟性上，而育種工作者忽視其在多熟制、生活多樣化、健康營養需求以及在產業化結構調整中的重要作用。在食用豆類的生產中普遍存在著品種混雜、老化、質差、缺乏競爭力等問題。即使育成新品種，也缺乏有效的推廣應用。另外，種植分散、零星，以粗放型管理為主，生產技術手段極為落后，集約化、規模化的優勢產業群和優勢區域幾乎沒有形成。

我國在食用豆類育種方面與發達國家相比還有很大的差距。早在20世紀80年代，國際半干旱熱帶作物研究所就用木豆栽培種與野生種資源雜交、回交等方法，獲得雄性不育系，首先進入木豆雜種優勢利用的行列。泰國20世紀90年代，首先開展亞種間遠緣雜交，將野生綠豆資源的抗豆象基因成功轉育到栽培綠豆中，獲得了兼具優異農藝性狀和突出抗豆象的優異綠豆品種；日本以種間雜交手段，將飯豆資源的抗豆象基因成功轉育到紅豆資源中，獲得兼具優良農藝性狀和突出抗豆象的紅豆資源，抗性程度達100%。國外關于利用基因工程技術獲得優異種質材料的報道也較多，例如，國際半干旱熱帶作物研究所將Bt基因轉錄到鷹嘴豆、木豆資源中，成功培育了穩定的抗食莢螟和抗棉鈴蟲的高代品系；澳大利亞通過基因克隆、轉導和植株再生技術，將普通菜豆資源的抗豆象基因成功轉育到豌豆中并得到穩定表達，獲得了遺傳穩定的抗豆象豌豆品系。

“十一五”以來，我國選育了蕓豆綠心1號、蕓豆綠心2號；育出抗蟲或抗病的綠豆新品種中綠4號、中綠5號和中綠6號，還育成綠豆新品種冀綠9239、冀綠9309、冀綠7號、冀綠8號、濰綠1號、濰綠4號；育成紅豆新品種冀紅8937、冀紅9218、保8824-17、保 876-16；育出蠶豆新品種戴韋、青海13；育成豌豆新品種科碗1號、科碗2號、科碗4號和科碗軟莢3號。廣東育成或推廣的豇豆品種有珠豇1號、珠豇3號、豐產2號和夏寶等；推廣的豌豆品種有604等。

雖然我國新育成了許多新優食用豆類品種，但是總體來說，我國食用豆類產品質量和國外發達國家相比還有差距，主要是缺乏名牌產品。因此，在今后的食用豆類作物生產中要樹立品牌戰略思維，做到規模適度，優區優栽，產業鏈完善，使產品質量不斷提高，積極推進豆類生產技術標準化、國際化，提高產品的競爭力。

雖然我國也開展了一些食用豆類品種的配套栽培新技術、新模式的研究，制定了一些無公害、綠色生產技術規程，促進了食用豆類產業的發展。但總體與國外相比，在育種、栽培和加工研究方面仍有待提高。

1997年以來，廣東省農業科學院作物研究所在華南地區重點進行了春秋豇豆和冬季豌豆的良種示范與生產技術推廣；2004年育成珠豇1號豇豆新品種，通過廣東省品種審定，并發表多篇豆類研究論文；近年來，進行了綠豆、普通菜豆、糧用豇豆的繁育與生產示范；2013、2014年編寫了《扁豆生產技術》、《四棱豆生產技術》（待出版）。

3 食用豆類種質資源創新利用的內容

目前食用豆類種質資源創新利用的內容主要有以下方面。

①收集、引進和繁殖一批食用豆類種質資源，這里的豆類包括四棱豆、豇豆、綠豆、紅豆、扁豆、蠶豆、豌豆、普通菜豆等，以此拓寬食用豆類種質資源的遺傳基礎，為創新、利用豆類種質資源提供可能。

②開展新型食用豆類種質資源的創新和育種利用研究，利用常規育種技術選擇育種親本，并對育種親本進行自交純化，優化育種親本。

③進行新型食用豆類作物新品種選育及生物技術輔助育種方法的研究，初步建立新型食用豆類作物的育種創新體系，選育出優質、高效、抗病、抗逆的新品種。

④開展食用豆類綠色栽培的關鍵配套技術研究，以便在新品種的示范、推廣應用中發揮作用。

⑤完善新型食用豆類種質資源的繁種技術，提高新品種示范、推廣的物質基礎，促進其走向良性發展。

⑥改進與創新嶺南食用豆類的傳統加工制作模式，在食用豆類農產品、食品飲料、保健品、藥品產業發展和藥食同源飲食文化中創造新的產業優化模式。

4 食用豆類種質資源創新利用的前景

種質資源是作物育種和農牧業生產的源頭，也是農牧產業發展的物質基礎，優良品種是提高產量、改善品質和增強抗性最為有效的方式。隨著社會經濟發展和人民生活水平的提高，市場對優質抗性食用豆類新品種和可溯安全生產技術需求越來越旺盛，需要如下類型的食用豆類品種。

①蛋白質含量高的品種 高蛋白含量的品種可以為豆奶等生物制品生產提供原料。

②抗病蟲草害能力強的品種 以減少栽培過程中農藥、除草劑的環境釋放量，從而獲得綠色安全豆類農產品供人們食用。

③抗逆性強的品種 以應對生長期間的惡劣環境造成的障礙，如濕害造成的豇豆、普通菜豆等豆類開花結莢期死藤、病害等問題。

④一些專用型品種 如在反季節蔬菜栽培中使用抗寒性特別強的品種，以便在實施栽培時減少能源和物質供應，達到節能降耗的低碳要求。

⑤耐貯運品種 以方便商品流通和延長商品貨架壽命。

⑥豆類自身存在的有毒成分 （如普通菜豆、扁豆毒蛋白等）含量低的品種 以期從根本上解決常發的普通菜豆、扁豆等食物中毒問題。

只有加強對食用豆類種質資源的認識深度和發掘能力，才能培育出符合新要求的品種，滿足巨大的市場需求轉變和多樣化需要。因此，品質育種、抗逆育種和專用型品種的選育及其資源創新研究任務還十分艱巨，很多難題或問題需要進行協同合作和技術攻關，可溯、高效、安全栽培技術也急需研究提高，因而豆類育種、生產與加工技術發展前景十分可觀。

目前，廣東省的大豆（含毛豆）栽培面積約為6.67萬hm2，食用豆類（含糧用、菜用）的栽培面積約在10.005萬hm2。目前，隨著食用豆類消費需求的上升和市場價格的上漲，其生產面積有上升的趨勢，但粗產品仍然不足，加工產品更加缺乏，產銷市場潛力和前景廣闊。

5 結語

廣東省的豆類作物尤其是食用豆類的研究和創新利用主要表現在種質資源收集和創新、品種選育、配套栽培生產技術研究、食品加工和藥用開發利用等方面，需要得到有關方面的大力支持，以及新團隊的組建及其團隊成員的齊心協力。

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