陳琴，張力，李洋，郭元元，宋煥忠，康德賢，黃皓，唐娟，周生茂，文俊麗，車江旅，陳振東

（1廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院花卉研究所，南寧 530007；2廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜研究所，南寧 530007；3廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院，南寧 530007）

0 引言

大蒜為(Alliumsativum)石蒜科蔥屬1～2 年生草本植物，以蒜苗、蒜薹和鱗莖為主要產(chǎn)品，味道辛辣，營養(yǎng)豐富，具有抗菌[1-2]、抗氧化[3-4]、解毒[5]、抗癌[6]等作用。中國是大蒜第一種植大國，2014—2020 年國內(nèi)大蒜種植面積基本保持在79 萬～85 萬hm2(FAO)，在各地均有栽培，產(chǎn)量和出口量均是世界前列，2020—2021 年出口量占全球的40%[7]。目前許多學(xué)者開展了不同地方大蒜品種的鑒定評價。符家平等[8]對湖北武漢的13 份地方大蒜品種開展了比較研究，認(rèn)為‘品31’適宜在湖北種植，‘漢源大蒜’作為蒜苗適合在湖北種植。張銀虎等[9]對內(nèi)蒙古呼和浩特的4 份地方品種進行比較研究，篩選出地方品種‘清水河大蒜’綜合表現(xiàn)較優(yōu)。伍洪遠(yuǎn)等[10]比較研究了4 份貴州地方品種大蒜，發(fā)現(xiàn)‘麻江紅蒜’綜合性狀表現(xiàn)最好。近年來，廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜研究所參與了近年的“第三次全國農(nóng)作物資源普查與收集行動”，收集到多份地方大蒜品種。無性繁殖和不同地區(qū)間引種導(dǎo)致生產(chǎn)上用種混雜，品種更新慢、品種退化使得大蒜栽培、育種工作難度增加，限制了大蒜產(chǎn)量和品質(zhì)的提高。因此，對廣西各地方大蒜品種開展多方面鑒定對提高地方品種利用率具有重要意義。本研究對廣西大蒜地方品種的農(nóng)藝性狀、品質(zhì)性狀、大蒜素含量進行比較分析，對廣西地方大蒜品種開展多方面鑒定，并進行相關(guān)性分析和主成分分析，以期為廣西大蒜品種篩選和深加工開發(fā)利用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

大蒜品種由廣西壯族自治區(qū)農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜研究所提供，詳細(xì)信息見表1。于2021年11月種植于廣西壯族自治區(qū)南寧市廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院科研基地，2022年4月采收。

表1 供試大蒜品種來源

1.2 試驗方法

農(nóng)藝性狀調(diào)查按照《大蒜種質(zhì)資源描述規(guī)范和數(shù)據(jù)性狀》進行。每份品種隨機選取10株，調(diào)查株高、株幅、葉長、葉寬、葉片數(shù)、地上假莖粗和地上假莖高，成熟風(fēng)干后調(diào)查鱗莖高、鱗莖橫徑、單頭鱗莖重、鱗芽高、鱗芽背寬、鱗芽數(shù)。

1.3 測定指標(biāo)

1.3.1 品質(zhì)測定干物質(zhì)率采用直接干燥法測定，可溶性蛋白含量采用考馬斯亮藍(lán)法檢測，可溶性糖含量采用蒽酮比色法檢測，氨基酸含量參照GB 5009.124—2016的方法檢測。

1.3.2 大蒜素含量分析大蒜素含量參照NY/T 1800—2009 的方法，采用氣相色譜法進行檢測。色譜柱：DB17(30 m×0.32 mm×0.25 μm)。色譜條件：進樣口溫度160℃，檢測器溫度160℃，柱溫初始溫度為50℃，以30℃/min 的速率升至160℃，保持3 min，再以100℃/min的速率升至230℃，保持3 min，載氣為氮氣，流量為55 mL/min，分流比為10:1，進樣量為1 μL。

1.4 主要儀器

試驗所用主要儀器包括梅特勒EL-104電子天平、梅特勒FE28 pH計、Halo DB-20R分光光度計、Biotech synergy HTX 酶標(biāo)儀、日立LA8080 氨基酸分析儀、Agilent 7890B氣相色譜儀等。

1.5 數(shù)據(jù)分析

試驗數(shù)據(jù)采用Microsoft Excel 2010 軟件進行處理，利用DPS 7.05 和SPSS 19.0軟件進行統(tǒng)計分析，對其顯著性差異(P<0.05)用LSD和Duncan’s檢驗法進行多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 大蒜農(nóng)藝性狀

對15 份大蒜品種的13 個農(nóng)藝性狀的均值及標(biāo)準(zhǔn)差進行比較分析，詳見表2～3，不同地方大蒜品種的性狀差異較大。在株高方面，AS14‘鎮(zhèn)隆蒜’最高，達(dá)71.27 cm，其次為AS15‘思旺蒜’和AS7‘大蒜’，分別為68.20、63.77 cm；AS9‘三月蒜’株高最低僅27.43 cm，顯著低于其余品種。株幅最大為AS7‘大蒜’，達(dá)68.07 cm，其次為AS14‘鎮(zhèn)隆蒜’和AS2‘蒜頭’，分別為65.63、60.7 cm，AS7‘大蒜’與二者不存在顯著差異，但顯著高于其余12份品種。AS13‘大新蒜’葉片最長，達(dá)60.07 cm，其次為AS7‘大蒜’，葉片長度為59.97 cm；葉片最短為AS9‘三月蒜’，葉片長度僅26.97 cm，顯著低于其余品種。葉片寬度以AS1‘土蒜’最寬，為2.50 cm，其次為AS3‘安寧蒜’和AS2‘蒜頭’，分別為2.47、2.35 cm，三者之間不存在顯著差異；AS9‘三月蒜’葉片最窄，為0.82 cm，顯著低于其余品種。葉片數(shù)量以AS6‘紅蒜’最多，為9 片，顯著高于其余品種。地上假莖以AS12‘土蒜’最粗，為1.42 cm，其次為AS1‘土蒜’和AS15‘思旺蒜’，分別為1.37、1.27 cm。AS12‘土蒜’地上假莖最高，長達(dá)35.13 cm，其次為AS10‘二月蒜’(30.33 cm)，二者之間存在顯著差異；AS2‘蒜頭’地上假莖高最低，為14.53cm。

表2 蒜苗農(nóng)藝性狀

表3 鱗莖農(nóng)藝性狀

續(xù)表3

鱗莖高以AS8‘仁東香蒜’最高，為49.06 mm，其次為AS15‘思旺蒜’(46.72 mm)，二者間不存在顯著差異；AS1‘土蒜’鱗莖高度最低(21.94 mm)，顯著低于其余品種。鱗莖橫徑以AS15‘思旺蒜’最大，高達(dá)52.04 mm，其次為AS8‘仁東香蒜’和AS13‘大新蒜’，分別為51.48、50.88 mm；最低為AS1‘土蒜’，僅28.62 mm。在單頭鱗莖重方面，以AS8‘仁東香蒜’最高，為41.99 g，其次為AS15‘思旺蒜’，單頭鱗莖重為38.99 g，二者差異不顯著；AS1‘土蒜’單頭鱗莖重最低，僅7.43 g。AS15‘思旺蒜’的鱗芽最高，為38.16 mm，其次為AS8‘仁東香蒜’和AS13‘大新蒜’，分別為36.67、35.26 mm。鱗芽背寬最大為AS6‘紅蒜’，高達(dá)19.73 mm，其次為AS8‘仁東香蒜’和AS5‘富羅蒜’，分別為16.62、16.58 mm。鱗芽個數(shù)以AS4‘城美蒜’最多，高達(dá)38.80 個，顯著高于其余品種；其次為AS12‘土蒜’和AS13‘大新蒜’，分別為30.00、29.00 個；AS5‘富羅蒜’鱗芽數(shù)最少，為8.40 個。15份大蒜品種的13個農(nóng)藝性狀平均變異系數(shù)為0.26，其中以鱗芽數(shù)(0.47)和單頭鱗莖重(0.46)變異系數(shù)最高，說明這2個農(nóng)藝性狀變異較為豐富。

2.2 大蒜品質(zhì)性狀

不同大蒜品種的干物質(zhì)、可溶性蛋白和可溶性糖含量存在較大差異（表4）。干物質(zhì)含量最高的是AS8‘仁東香蒜’，高達(dá)29.77%，顯著高于其余品種；其次為AS13‘大新蒜’(28.00%)；干物質(zhì)含量最低為AS1‘土蒜’(17.43%)。大部分大蒜品種可溶性蛋白含量都在4.5 g/100 g左右，其中AS9‘三月蒜’可溶性蛋白含量高達(dá)6.81 g/100 g，顯著高于其他品種；含量最低為AS12‘土蒜’(3.88 g/100 g)?？扇苄蕴呛恳訟S8‘仁東香蒜’含量最高為21.77%，其次為AS15‘思旺蒜’(17.80%)，二者之間存在顯著差異；含量最低為AS13‘大新蒜’，僅5.18%，顯著低于其他品種。

表4 大蒜的品質(zhì)檢測

2.3 氨基酸含量分析

表5為不同大蒜品種氨基酸含量，共檢出16 種氨基酸，其中必需氨基酸8種（由于嬰兒體內(nèi)不能自主合成組氨酸，故組氨酸也被列為必需氨基酸）。15 個品種氨基酸總量均值為3.56 g/100 g，必需氨基酸含量均值為0.98 g/100 g。其中氨基酸總量最高的為AS10‘二月蒜’(4.54 g/100 g)，其次為AS8‘仁東香蒜’(4.40 g/100 g)，含量最低的為AS12‘土蒜’(2.84 g/100 g)。必需氨基酸含量最高的為AS8‘仁東香蒜’(1.14 g/100 g)，其次為AS10‘二月蒜’(1.13 g/100 g)，最低為AS14‘鎮(zhèn)隆蒜’(0.80 g/100 g)。從各品種的氨基酸含量分布來看，必需氨基酸以纈氨酸或亮氨酸含量最高，非必需氨基酸以精氨酸或谷氨酸含量最高。

表5 大蒜的氨基酸含量 g/100 g

2.4 大蒜素含量分析

依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)品的峰面積測定結(jié)果，以大蒜素的含量為橫坐標(biāo)，相應(yīng)峰面積為縱坐標(biāo)進行回歸計算，回歸方程、相關(guān)系數(shù)見表6。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)品的出峰時間結(jié)合各樣品的出峰面積計算得到各品種大蒜素含量，見圖1。

圖1 大蒜的大蒜素含量

表6 2種大蒜素的線性關(guān)系

由圖1 可知，15 份大蒜品種中大蒜素含量差異較大，平均大蒜素含量為3.16 g/kg。其中AS9‘三月蒜’大蒜素含量最高(7.62 g/kg)，高出平均值141.27%；其次為AS10‘二月蒜’(5.30 g/kg)，高出平均值67.81%；含量最低為AS13‘大新蒜’(1.60 g/kg)。在不同品種中，均表現(xiàn)出二烯丙基三硫醚含量高于二烯丙基二硫醚。二烯丙基三硫醚作為大蒜素的主要成分，在不同品種間的差異與總大蒜素含量差異規(guī)律基本一致。

2.5 大蒜主成分分析

主成分分析是通過對所有的性狀進行歸納，將內(nèi)容相似、影響程度相近的性狀用一個指標(biāo)代替，從而更清晰地分析性狀?；谵r(nóng)藝性狀、品質(zhì)性狀、總氨基酸含量、必需氨基酸含量和大蒜素含量等進行主成分分析。從主成分分析結(jié)果中，選取特征值大于1的因子，提取到5 個主成分（表7）。這5 個指標(biāo)能涵蓋19 個性狀中84.853%的信息，簡化了分析過程，能有效提高結(jié)果精確度。

表7 5個主成分的特征向量、特征值和貢獻(xiàn)率

主成分1特征值為8.102，貢獻(xiàn)率最大為42.641%，主要由可溶性蛋白和大蒜素構(gòu)成，反映大蒜的品質(zhì)，可將其歸納為品質(zhì)因子。主成分2特征值為3.187，貢獻(xiàn)率為16.771%，主要由地上假莖高和地上假莖粗，可歸納為假莖因子。主成分3 特征值為2.423，貢獻(xiàn)率為12.751%，主要由鱗芽背寬、葉片數(shù)量和干物質(zhì)構(gòu)成，均可從不同方面反映各品種不同部位產(chǎn)量，可將其歸納為產(chǎn)量因子。主成分4 特征值為1.375，貢獻(xiàn)率為7.237%，主要由株幅、鱗莖高和可溶性糖組成。主成分5 特征值為1.036，貢獻(xiàn)率為5.452%，主要由地上假莖高構(gòu)成和鱗芽高構(gòu)成，反映植株的株高和鱗芽的高度，可將其歸納為高度因子。

2.6 大蒜素含量與各性狀相關(guān)性分析

對15份大蒜品種的19個性狀進行相關(guān)性分析，見表8。大蒜素含量與株高、葉片長度、葉寬、鱗莖橫徑和干物質(zhì)含量呈極顯著負(fù)相關(guān)；與株幅、鱗莖高、單頭鱗莖重和鱗芽數(shù)呈顯著負(fù)相關(guān)；與可溶性蛋白含量、氨基酸含量和必需氨基酸含量呈極顯著正相關(guān)。單頭鱗莖重與可溶性蛋白含量呈極顯著負(fù)相關(guān)，與氨基酸含量和大蒜素含量呈顯著負(fù)相關(guān)；而與株高、鱗莖高、鱗莖橫徑、鱗芽高和干物質(zhì)含量呈極顯著正相關(guān)，與鱗芽背寬呈顯著正相關(guān)。鱗莖相關(guān)性狀與大蒜素含量密切相關(guān)，在大蒜品種選育過程中應(yīng)密切關(guān)注。

表8 大蒜素與其他性狀相關(guān)性分析

3 討論

氨基酸是蔬菜重要的營養(yǎng)成分，其含量和組成直接關(guān)系到蔬菜的營養(yǎng)價值和風(fēng)味，蔬菜中氨基酸對人的影響及相關(guān)產(chǎn)品的研究越來越受到重視[11-13]?？笛臶14]研究發(fā)現(xiàn)大蒜中含有17 種氨基酸，包括8 種人體必需氨基酸，其中，精氨酸含量最高，占氨基酸總量的20.4%，其次是谷氨酸，占氨基酸總量的19.75%。王煜偉等[15]以19份紫皮大蒜為材料，研究了不同品種間活性物質(zhì)差異，發(fā)現(xiàn)各品種氨基酸含量存在較大差異，共檢出18 種氨基酸，其中以谷氨酸含量最高，各品種間以青海樂都紫皮大蒜氨基酸總含量最高。本研究檢測了廣西的15個大蒜地方品種的氨基酸組成，共檢測到16種游離氨基酸，其中必需氨基酸8種，含量最高的為精氨酸，平均占總氨基酸的20.88%，其次為谷氨酸，平均占總氨基酸的20.38%。這與前人研究結(jié)果略有差異，可能是由品種、產(chǎn)地環(huán)境、采收季節(jié)等原因造成的。

大蒜含獨特辛辣味物質(zhì)大蒜素，由20多種易揮發(fā)物質(zhì)構(gòu)成，使大蒜具有區(qū)別其他蔬菜的特殊作用，使其成為一種重要的藥食兼用蔬菜[16]。大蒜素含量較高的大蒜種質(zhì)資源，對提高大蒜的營養(yǎng)價值和藥用價值都具有重要意義。在大蒜品種選育中，注重產(chǎn)量的同時，應(yīng)結(jié)合營養(yǎng)生長指標(biāo)及大蒜素含量進行綜合選擇，確保篩選到高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的品種或品系[17]。大蒜素是大蒜中有效活性成分的總稱，其中二烯丙基三硫醚(DATS)和二烯丙基二硫醚(DADS)是最重要的2 種功效成分[18]。張志軍等[19]經(jīng)過方法學(xué)考察，驗證了氣相色譜法可用于檢測大蒜中大蒜素含量的測定。任艷云等[20]采用氣相色譜檢測法對國內(nèi)12 個品種的大蒜素含量進行對比研究，各品種大蒜素含量為5.5～9.19 g/kg，其中‘永年大蒜’等4 個品種大蒜素含量相對較高。周宇等[21]對金鄉(xiāng)3 個品種大蒜活性成分進行分析，大蒜素含量為1.81～2.03 mg/kg。筆者對廣西15 份品種大蒜素含量進行分析，含量為1.60～7.62 g/kg，其中‘三月蒜’和‘二月蒜’大蒜素含量較高。

綜合運用主成分分析、相關(guān)性分析等方法進行種質(zhì)資源評價和優(yōu)良種質(zhì)篩選，為蒜種質(zhì)資源的利用、鑒定評價和品種選育提供了很好的指導(dǎo)[22-23]。本試驗對廣西大蒜種質(zhì)資源農(nóng)藝性狀進行了分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)鱗芽數(shù)和單頭鱗莖重2個指標(biāo)的變異系數(shù)較高。羅莉斯等[24]對大蒜種質(zhì)資源分析發(fā)現(xiàn)鱗芽數(shù)的變異系數(shù)最大，其次為鱗莖重和鱗莖盤直徑；都真真等[25]對大蒜種質(zhì)資源分析發(fā)現(xiàn)單頭鱗莖重變異系數(shù)最高，其次為鱗芽數(shù)；這與本試驗結(jié)果相似。主成分分析、相關(guān)性分析等分析方法在簡化指標(biāo)和綜合評價中發(fā)揮了重要作用。本試驗將涵蓋了農(nóng)藝性狀和品質(zhì)性狀在內(nèi)的19個大蒜指標(biāo)轉(zhuǎn)化為5個主要成分，品質(zhì)因子（可溶性蛋白、大蒜素）、假莖因子（地上假莖高、地上假莖粗）、產(chǎn)量因子（鱗芽背寬、葉片數(shù)量、干物率）等，在品種選育和鑒定評價中可以重點關(guān)注并加以利用，但是本試驗是基于表型性狀和品質(zhì)性狀進行的分析，后續(xù)需要進一步從分子水平對廣西地方大蒜種質(zhì)進行深入評價。

4 結(jié)論

本研究發(fā)現(xiàn)廣西不同大蒜地方品種間營養(yǎng)物質(zhì)、氨基酸含量和大蒜素含量等存在明顯差異。試驗分析了15 個廣西地方品種，發(fā)現(xiàn)玉林‘仁東香蒜’和桂林‘三月蒜’分別在品質(zhì)和大蒜素含量上有明顯優(yōu)勢。研究結(jié)果為提高廣西大蒜地方品種利用率和提升大蒜后期加工品質(zhì)和附加值提供了一定的理論基礎(chǔ)。