基于物種多樣性分析辣椒產(chǎn)品的經(jīng)濟效益

李曉燕,蔡強

(1.西安汽車職業(yè)大學(xué)，西安 710038；2.西安石油大學(xué)，西安 710065)

辣椒別名辣子、辣茄和海椒，隸屬于茄科(Solanaceae)辣椒屬(Capsicum)，是一年或多年生草本植物。辣椒原產(chǎn)于中南美洲，于16世紀后期傳入我國[1,2]，被廣泛栽培[3]。辣椒富含胡蘿卜素、辣椒素、維生素C、檸檬酸以及鐵和鈣，經(jīng)檢測，每100 g新鮮辣椒含維生素C超過100 mg，是番茄的9倍[4]。此外，辣椒中所含的辣椒素具有抗癌、抗疲勞、抗氧化、止痛和減肥功能[5,6]。

目前，亞洲擁有全球70%的辣椒產(chǎn)量，其次是美洲(13%)、非洲(9.7%)和歐洲(9.1%)。我國辣椒的種植面積約為3000萬畝，占蔬菜種植面積的12%以上，鮮椒產(chǎn)量約為4000萬噸。從種植面積來看，我國有28個省份是辣椒的主產(chǎn)區(qū)，其中貴州、四川、海南、江西、湖南、湖北、河北和陜西的辣椒種植面積超過100萬畝。

1 辣椒屬的系統(tǒng)發(fā)育分析

目前辣椒屬含有32個物種，只有5個種被馴化栽培：一年生辣椒(C.annuumL.)、下垂辣椒(C.baccatumL.)、中國辣椒(C.chinenseJacq.)、灌木辣椒(C.frutescensL.)和絨毛辣椒(C.pubescensRuiz et Pav.)，其中一年生辣椒的栽培面積最大。由于一年生辣椒的果形和辣味的輕重差異很大，被劃分為5個變種(櫻桃椒、朝天椒、簇生椒、燈籠椒和長椒)。

以茄科中紅絲線屬(Lycianthes)的3個物種L.asarifolia，L.lycioides和L.rantonnetii為外群[7]，在NCBI (https://www.ncbi.nlm.nih.gov/)數(shù)據(jù)庫中下載辣椒屬物種和外群的相關(guān)基因序列，見表1。序列集用clustalx 1.83進行比對并且手動調(diào)整后，采用最大似然法(Maximum Likelihood)，Bootstrap值設(shè)為1000，構(gòu)建psbA-trnH-matK序列的系統(tǒng)發(fā)育樹。使用FigTree v1.4.3對系統(tǒng)發(fā)育樹進行可視化編輯，系統(tǒng)發(fā)育樹見圖1。圖1中僅顯示大于75%的支持率。系統(tǒng)發(fā)育樹顯示，一年生辣椒、中國辣椒和灌木辣椒之間的親緣關(guān)系最近，下垂辣椒和絨毛辣椒之間的親緣關(guān)系最遠。Subgroup I中包含12個辣椒物種，其中5種已被馴化、栽培，7種未被利用的野生種為C.cardenasii，C.chacoense，C.eshbaughii，C.eximium，C.galapagoense，C.praetermissum和C.tovari，栽培物種數(shù)量占比41.7%。基于辣椒屬的系統(tǒng)發(fā)育樹，推測Subgroup I 中的其他未利用種也具有可馴化和栽培的潛力。

表1 用于系統(tǒng)發(fā)育分析的物種名錄及其序列信息

續(xù) 表

圖1 辣椒屬物種基于waxy-psbA-trnH-matK的系統(tǒng)發(fā)育樹

2 我國辣椒產(chǎn)區(qū)特點

辣椒品種多樣。據(jù)不完全統(tǒng)計，我國的辣椒品種數(shù)量高達600個，如新疆鐵板椒、吉林干椒、廣西指天椒、四川子彈頭、云南小米辣和河南三櫻椒。

我國貴州省的辣椒種植面積最大，高達500萬畝，自主培育的辣椒品種超過200個。貴州本地的辣椒品種具有耐低溫和高濕的特點，辣椒品質(zhì)佳，香辣味好。貴州本地辣椒生產(chǎn)的辣椒油和辣椒干是貴州的一大特產(chǎn)。湖南的辣椒種植面積為170萬畝，但種植區(qū)域較散；主栽品種有牛角椒、長線椒和朝天椒等。河南省的三櫻椒被譽為“中國三櫻椒之鄉(xiāng)”，2019年河南省三櫻椒的平均畝產(chǎn)干辣椒為430 kg，年產(chǎn)值高達27億元。新疆地域遼闊，適合機械式種植辣椒，種植面積達60萬畝；新疆產(chǎn)區(qū)的辣椒具有產(chǎn)量高、品質(zhì)好和紅色素含量高等特點。

3 辣椒物種的多樣性

在茄科蔬菜中，相比于番茄和茄子(各含1個栽培種)，辣椒物種有5個物種已被馴化栽培，更加表明了辣椒物種的多樣性[8]。我國辣椒物種資源豐富，陳學(xué)軍等利用ISSR和RAPD標記，對13份辣椒材料(5個栽培種)進行遺傳多樣性分析，結(jié)果表明依據(jù)分子標記能夠準確地將一年生辣椒同其他栽培種區(qū)分開[9]。李寧等采用SSR標記方法，使用20對SSR引物對來自國內(nèi)外的311份辣椒種質(zhì)進行遺傳多樣性和群體結(jié)構(gòu)進行分析，結(jié)果表明不同辣椒群體間的界限明顯，群體之間的基因滲透較高[10]。

地理因素也會影響辣椒的遺傳多樣性。Rai等采用SSR和RAMPO標記對不同國家的辣椒種質(zhì)資源進行分析，發(fā)現(xiàn)同一區(qū)域的辣椒種質(zhì)資源源于自然雜交和遺傳，進化受到了地理區(qū)域的限制[11]。

4 辣椒品種與相關(guān)加工制品

近些年，辣椒產(chǎn)能的不斷增長為辣椒相關(guān)加工產(chǎn)業(yè)提供了充裕的原材料，各式各樣的辣椒制品如辣椒醬、辣椒調(diào)味汁和豆瓣醬等，新型辣椒制品包括有香辣牛肉制品、蟹味菇辣椒醬、魚肉辣椒醬、茶油辣椒醬以及青椒蘸料[12-16]。此外，辣椒色素、辣椒素和辣椒堿等是辣椒深加工提取的產(chǎn)品。

不同品種的辣椒會直接影響辣椒制品的風(fēng)味。童光森的研究發(fā)現(xiàn)新疆鐵皮椒所含的辣椒素最高，由此參與制成的牛肉干色度最佳；使用四川二荊條辣椒和貴州燈籠椒制作的牛肉干感官表現(xiàn)最佳，其中從貴州燈籠椒制作的香辣牛肉干中檢測的揮發(fā)性成分最多，達45種。辣椒油制品一直是日常菜肴的香辣調(diào)味劑，由不同品種辣椒制作而成的辣椒油品質(zhì)亦不相同，朝天紅、長辣7號、辣豐4號和子彈頭這4個品種制作的辣椒油紅色色澤較好，韓國紅、朝天紅、艷辣425和川椒條子制作的干辣椒、油辣椒和辣椒油不僅辣度級別高，其中所含的辣椒素類物質(zhì)含量也較高[17]。

生活中，爽口、開胃的涼拌菜一直深受大眾的喜愛。以麻醬涼皮為例，探究辣椒品種對此涼拌菜感官品質(zhì)的影響，結(jié)果表明辣椒油的增辣效果要明顯優(yōu)于干辣椒，麻醬涼皮最佳辣度的制作工藝為：拉皮250 g，麻醬50 g，黃瓜絲和胡蘿卜絲各50 g，蒜泥20 g，醬油、醋、鹽適量，小米辣或者朝天椒制作的辣椒油8～13 g[18]。以青辣椒為原材料制成的調(diào)味汁風(fēng)味不同于紅辣椒，具有翠綠色澤和清香的辛辣味，是一種新型的調(diào)味蘸料，研究表明青辣椒調(diào)味汁的最佳配方工藝為：青辣椒汁100 mL，蒜汁和姜汁的添加量分別為2.5%和8.0%，食鹽和白砂糖的添加量分別為7.5%和2.5%。

5 辣椒的多樣性與經(jīng)濟效益

我國辣椒產(chǎn)業(yè)的技術(shù)發(fā)展較快，目前已開展了高產(chǎn)、早熟、晚熟、抗病害、耐儲藏等特征的育種工作[19]。影響辣椒經(jīng)濟效益的因素包括辣椒種質(zhì)、栽培土地、肥料、種植時間、管理技術(shù)以及自然災(zāi)害等。

一年生辣椒中的長角椒和簇生椒分別屬于早熟和晚熟品種。長角椒適應(yīng)性廣，可在南方和北方栽培。櫻桃椒、圓錐椒和簇生椒的耐熱、耐旱性較強，然而燈籠椒喜涼、耐旱性較差。不同品種辣椒的抗病能力也不同，長角椒對黃瓜花葉病毒、煙草花葉病毒和炭疽病的抗性較強，圓錐椒次之，燈籠椒的抗病性最差。5個辣椒栽培種的抗病性見表2。

表2 5個辣椒栽培種的抗病性

為了最大化辣椒栽培的經(jīng)濟效益，辣椒的栽培應(yīng)首先考慮品種問題，可根據(jù)當?shù)氐臍鉁亍h(huán)境、栽培設(shè)備、果實用途以及市場銷售時節(jié)等選擇對應(yīng)的辣椒品種。此外，栽培品種混雜也是影響辣椒經(jīng)濟效益的一大難題。許多種植戶會憑經(jīng)驗對辣椒種質(zhì)自選、自留和自用，這通常會導(dǎo)致品種混雜、果型不統(tǒng)一、產(chǎn)量下降和抗性衰退現(xiàn)象[20,21]。

6 小結(jié)

隨著辣椒種植面積的不斷擴大，辣椒的產(chǎn)量也隨之上升。如何使辣椒的經(jīng)濟效益最大化是當前面臨的難題。目前我國已培育出的辣椒超過600個品種，辣椒品種的多樣化，一方面為辣椒產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供了良好的基礎(chǔ)，另一方面也導(dǎo)致了辣椒品種混雜。為了提高辣椒產(chǎn)業(yè)的經(jīng)濟效益，下一步可針對辣椒系統(tǒng)發(fā)育樹Subgroup I中未利用的野生種展開工作，挖掘野生種的馴化和栽培潛力。同時，對辣椒的遺傳多樣性進行深入分析，剖析辣椒各品種間的遺傳關(guān)系，為之后辣椒的育種提供理論依據(jù)。辣椒的品種不同，風(fēng)味特色也不同，之后可依據(jù)每種辣椒的特色研發(fā)多元化的新型辣椒制品，這對辣椒的持續(xù)發(fā)展和市場競爭力的提升具有重要意義。