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赤豆农学和利用研究进展



全 文 :第 23卷
第 3期
福建热作科技
o fT ro P ica l Co rp s
犷0 13 2浑0 3
19 98
赤豆农学和利用研究进展
徐文东
(厦门市专利管理局 厦门 J必口0 1
徐志伟 黄维南
福建省亚热带植物所 厦门 J石0 1沥)
赤豆 原产 我国 , 种子 内含蛋 白质
2 %
, 碳水化合物 65 % , 脂肪 .0 7% . 每
百克种子中含钙 67 毫克 , 铁 5 . 2 毫克 ,
硫胺素 .0 31 毫克 , 核黄素 0 . 1 毫克 , 尼
克酸 .2 7 毫克以及多种维生素 . 赤豆有利
水除湿 、 和血排脓、 消肿解毒等功效 . 研
究赤豆具有重要的经济意义 . 通过联机检
索美国生物学文献 , 本文介绍近 10 年来
国外赤豆农学以及加工利用等方面的研究
进展 .
一 、 农学
赤豆在开花前的发育速率与平均 日长
负相关 , 与平均最高和 (或 ) 最低温度正
相关 . 不同品种对光照周期和温度敏感正
相关 , 与品种来源的纬度负相关 . 在生殖
时期 , 发育速率较大程度地独立于品种和
播期 , 但明显依赖于开花之后主要的 日长
和温度方式 . 那些品种和播期结合的早秋
开始开花的植株生殖时期最短 . 一般地 ,
较迟成熟品种营养生长较盛 , 但种子产量
不相同 . 在赤豆植株生长发育期间 , 碳水
化合物积累式样在变化 . 从生长早期到大
约萌发后第 50 天的生长积累阶段 , 碳水
化合物积累在叶片 , 但植株生长相当慢 .
生长准备阶段 (开花前 ) , 碳水化合物积
累在叶片成为特征 . 在生长发育阶段 (开
始开花到结英前 ) , 植株迅速生长 , 积累
在叶柄的碳水化合物用于 营养和生殖生
长 . 稳定生长阶段 (结英开始到营养生长
结束 ) , 碳水化合物积累转移到茎和英 .
在成熟阶段 , 碳水化合物转移到种子 .
赤豆植株高度 、 叶片数 、 枝条数 、 英
数 、 叶面积指数和营养部分干重随生长阶
段增加 . 主茎上低位叶片早开始衰老 , 中
位叶片 (第 6 叶 ) 最迟开始衰老 . 种子产
量英 / 株 、 英重 / 株 、 种子数 / 株和赤豆
枝 / 株和赤豆枝 / 株正相关 . 日照长度是
赤豆生长的临界点 .
一些学者研究了赤豆种子大小和子叶
特征在营养生长早期的差异 , 叶面积直上
分布和某些形态特征之间的关系 ; 在低群
体密度下 , 干物质积累样式的差异 , 以及
不同群体密度的干物质生产 。 经 2 , 3,
5一三碘苯四 酸 ( T I B A ) 处理 的植株形
态 , 相当不利于光合成 , 可能导致阻碍生
殖生长 . 由于英数和每英的种子数减少 ,
IT B A 可能对赤豆开花和 (或 ) 授粉有直
接效应 . 虽然在田间组成上反应程度不
同 , 但无论种植年份 、 品种和施用方法 ,
T BI A 处理最后减少种子产量 .
二 、 遗传育种
在 T io k u 92 品种系列发现单个隐性
基因控制的雄性不育 , 该性状涉及绒毡层
核行为异常和药室内壁纤维状结构形成时
间的改变 . 种间杂交研究表明 , 在菜豆属
和红豆属栽培种基因库的种类和广度存在
* 此题系福建省自然科学基金项目
一 19 一
福建热作科技
一个包括同种野生和栽培形式的初级基因
库 . 有人研究了更豆属豆类植物的进化 ,
赤豆属 于亚洲种而归在 C er at ot or iP s 亚
属 .
通过花粉粒外壁覆盖层精细结构的研
究表明 , 赤豆和赤豆变种 ia P on en is 的
亲缘关系很近 . 从培养的胚获得绿豆 x 赤
豆 , v. u m b cl at e x 赤 豆 , 赤 豆 x
.v u m b el at a 种间杂交的杂种植株 . 这是
首次获得 V . u m bc la at 与赤豆之间相互交
的杂种 , 但 杂种 能 育 性降低 . 而 从
.V m un go x 赤豆的种间杂交获得能生存的
种子 . 不过绿豆 x 赤豆 , v . m u gn o x 赤豆
杂种完全不育 。 这是由于两亲本种的基因
型影响种间杂种幼苗的生长和致死率 , 也
影响种间杂种的能育性 .
赤豆新品种 E ir m o 一hs oz u 与中熟 品
种 T ak ar a一 hs o z u 相比 , 成熟稍早一点 ,
种子较大 , 品质较好 , 产量高 7 % , 而在
寒冷气温条件下 , 产量大约高 20 % . 优
质高产的新品种 hc u n g UJ p at 对花叶病病
毒 抗 病 性 较 强 . 成 熟 时 间 与
H o n g c h o n oj k d u 相近 , 但种子较大 .
三 、 病虫害及控制
一些学者研究 了 .P ad z u k ico fo 新种
引起的赤豆腐病和赤豆幼苗 R . h iZ oc ot in a
根 腐 病 , 建 立 一 种 从 土 壤 中分 离
c gr ge at u m 的选择性培养基 . 赤豆得病
指数和土壤中存活的 C . gr cg at u m 数量之
间密切相关 . 而从 日本赤豆和美国大豆分
离的 P . r cg at a 侵染它们各 自寄主和导致
棕色茎腐病的能力不同 . C . r ge a ut m A 型
和 B 型繁殖体的数量与赤豆棕色茎腐病
正相关 , 但未发现赤豆田发生棕色茎腐病
的生物和非生物因素有直接关系 . 有人研
究病原真菌 C . gr cg at u m 的诱发突变体 ;
同时接种棕色茎腐病病原真菌和大豆抱囊
线虫 , 使赤豆棕色茎腐病发病更严重 .
从 .c gr eg a ut n 提 取 的 萎 蔫 毒 素
G er ga itn A 在赤豆体内可能变成其它化
合物并对病害的发展起一定作用 . 现已阐
明了抗赤豆棕色茎腐病的遗传机制 , 并研
究了引人抗性基因的效应 , 以及研究 .P
g er ga at 产生的代谢物对赤豆光合电子传
递的抑制 .
许 多 学 者 观 察 了 赤 豆 对 药 物
M e itr b面 n 的耐受程度和对绿豆黄花叶
病病毒的抗性 , 比较了赤豆 .P vi g an o l7
种分离物的致病性 .
赤豆品种 J u l e a 和 P I 2 0 7 0 6 2 系列在
温 带 中等 抗 X .c a m p es t ir , 致 病 小 种
hP ae iol
, 在热带 田间赤豆 对该病原敏
感 ; 对病原的敏感与引起早熟和不良生长
的环境因子相关 ; 当改变这些环境因子 ,
使赤豆更正常生长 , 与对照相比 , 这些品
种表现出抗枯萎病 .
使用 E IL SA 的双抗体多层结构形
式 , 结果表明花生斑驳病病毒与赤豆叶病
病毒亲缘较远 . .A 。比 r a cu s 接种赤豆产生的毒素比在酵母提取液蔗糖液体培养基
中获得的多 7一 8倍 , 用 A . v er s ic ol or 接种
赤豆产生的毒素也比在酵母提取液蔗糖液
体培养基中产生毒素多 .
赤 豆 象 鼻 虫 .c m ac ul a ut “ 和
.C hr od es ia un
s 在曾被侵袭过的赤豆上比
新鲜赤豆上产卵少 , 大量试验处理表明存
在一种带有可溶于 乙醚的组分的产卵标志
物 ; .c m ac u la ut s 标 示 物 抑 制
C
.
r h o d e s i a n u s 产卵 , 但反 之不抑制产
卵 , 这表明种间效应的不对称性 . 在不同
温度 下 , C .比 o d e s ian u s 和 C m a c u l a t u s
在赤豆上产卵和发育都有些差异 .
食 物 和 光 周 期 对 赤 豆 虫 子
( R cl
a v al u s) 飞行活动和繁殖均有影响 ;
可用高效的不饱和的性外激素追踪监测
s
.
b ud w or m 的群体密度 。 7 射线可用于保
一 2 0一
徐文东等 : 赤豆农学和利用研究进展
存赤豆种子 , 控制害虫 . 赤豆体内植物毒
素对 .s or y z ac 存活 和 生殖 势有一定效
应 , 豆科植物和 谷类轮作可作 为控制
.s or yz ac 的一个措施 . 玉米 、 首猎 、 小
麦 、 豌豆等与赤豆轮作 , 可以减少线虫
H
.
g l y e in e s r a e s 群体 .
四 、 结构和化学组分
赤豆种皮 、 幼苗茎干顶端组织的解剖
结构和根次生木质部的发育等方面已有过
详细的研究 .
赤豆种子丹宁含量为 0 . 3% . 可用酶
学方法交叉验证方法测定赤豆淀粉颗粒为
卵形到肾形 , 平均大小 32 ” M (范围在
1 5一45 料M ) , 扫描电镜揭示表面存在深裂
缝 . 胶凝作用温度范围 6-4 “ 一 68 ℃ . 直
链 淀 粉 含 量 , 2 8 . 8% . G a dr n er 色 值
L 9 2
.
5
,
a 二 0 . ;0 b = 5 . 6 . 热糊 状物 的
B ar b en d
e r 粘性式样既没有峰也没有坡 。
5% 或较高浓度淀粉可形成稳定的胶 . 用
不同方法分离的直链淀粉聚合度不同 , 高
碘酸氧化方法所测的聚合度比直接化学方
法的低 。 用支链淀粉酶预处理淀粉以脱
支 , 口淀粉可被完全水解 .
通过聚酞胺 C 一 20 和葡萄糖 L H一 20
结合柱层析方法从赤豆分离出 6 种二聚的
前花色素 , 这些化合物有助于赤豆和赤豆
产品的收敛作用 . 用乙基一N 一苯氨四酸一
琼脂 糖 亲 和 层 析 和 D E A E一 葡 聚 糖
A 一 50 、 葡聚糖 G 一 20 纯化出赤豆上胚轴
微 管 蛋 白 , 它 由两 个 亚 基 组 成 , 在
S D S一 P A G E 上 , 这两个亚基与兔脑微管
蛋白的 : 和 口亚基具有 同样 的泳动率 ,
表明有结合秋水仙素能力 . 从赤豆种子中
分离出贮存蛋 白 F I 球蛋白和 F Z 球蛋
白 . 用 SD S一P A G E 测定 , 赤豆种子主要
贮存蛋白 F Z 球蛋白每个亚基的分子量分
别 为 5 5 3 0 0 、 5 30 0 0 、 2 9 0 0 0 、 2 6 6 0 0 和
25 0 0
. 赤 豆 种 子 总 蛋 白 的 双 向
S D S一 P A G E 电脉谱分辨出约 60 个多肤
(点 ) ; 高碘酸一度夫染色显示 2 个糖蛋
白 , 对应于 s7 球蛋白的 : 和 川 亚基 .
赤豆种子主要蛋白质是一种球蛋白 , 它由
2 个分别含有 5 00 分子量和 35 00 分子
量蛋白亚单位的碳水化合物组成 .
已经从赤豆种子分离出赤豆皂昔 I 、
1

1

W

V 和 VI , 并阐明了它们的结
构 .
五 、 加工利用
用二氧化碳间隔处理改进生产豆芽 ,
随后又有人采用人工日光灯 、 乙烯和二氧
化碳结合处理 , 进一步改善豆芽生产 . 有
些学者研究了捏制对甜赤豆果酱质地的效
应以及烹调过的日本赤豆的味道 。 现已阐
明了适用于赤豆浸和煮前含水量和蒸煮方
法 ; 用浸泡方法 , 赤豆吸水相当慢 , 需较
长时间才能饱和 ; 水温也影响极大 , 低温
时 , 吸水少 。 贮存的赤豆吸水量较低 , 胚
部分表皮的变化是由于贮存期间过分干
燥 ; 吸水率的减少导致赤豆烹调性能变
差 . 通过压力蒸煮可减少贮存时间较长的
赤豆生豆数 , 但不易改变赤豆淀粉糊状物
品质 .
在赤豆蒸煮前 , : 淀粉酶抑制剂有些
活力 (41 单位 / 克 ) , 但沸后半小时 , 完
全失活 . 在蒸煮过程 , 在赤豆子叶的果胶
多糖相当稳定 . 赤豆可与糯米一起生产商
品饼 . 已有人建立了一个简单 、 快速 、 较
准确且实用的分析实验室内大量食品 (包
括赤豆甜饼 ) 样品中钠和钾含量的常规方
法 .
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