低硝酸鹽蔬菜選育之路

◇繆翼

低硝酸鹽蔬菜選育之路

◇繆翼

在這個(gè)需求細(xì)分的年代，有些人聽到“硝酸鹽”、“亞硝酸鹽”等字眼就會(huì)感到恐慌，而有些人還指望通過硝酸鹽的攝入刺激肌肉生長(zhǎng)。時(shí)下，育種家正在努力通過遺傳育種方式選育出硝酸鹽含量低、營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)高的蔬菜品種；科學(xué)家也在正視硝酸鹽給人體健康帶來(lái)的好處。其實(shí)，硝酸鹽含量不是越低越好，也不是越高越好，“恰到好處”的存在最好。

蔬菜，富含各種維生素、礦物質(zhì)、硝酸鹽等。然而，如果儲(chǔ)存不當(dāng)，硝酸鹽會(huì)被硝酸還原酶或者細(xì)菌“入侵”，產(chǎn)生亞硝酸鹽，進(jìn)而更有可能產(chǎn)生對(duì)人體有高度致癌的物質(zhì)——亞硝胺。

研究表明，人體攝入的硝酸鹽80%以上來(lái)自蔬菜。“在生產(chǎn)上解決很難，所以想到了從品種入手”，湖南省農(nóng)科院蔬菜所研究員丁茁荑表示。從10年前其團(tuán)隊(duì)便開始從分子學(xué)角度深入研究小白菜硝酸鹽累積的機(jī)理，以期選育出硝酸鹽含量低、低積累、營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)高的蔬菜品種。

據(jù)介紹，影響蔬菜中硝酸鹽積累的因素很多，近年來(lái)國(guó)內(nèi)外對(duì)不同種類與品種蔬菜體內(nèi)的硝酸鹽含量進(jìn)行了大量研究。結(jié)果表明，一般葉菜類蔬菜硝酸鹽含量較高，根菜類次之，果菜類含量較低；同一蔬菜不同品種間的硝酸鹽積累量也存在較大差異，有的甚至相差幾十倍。

減少積累——由根系“親和力”決定

不同品種的小白菜，其根系對(duì)硝酸鹽吸收以及運(yùn)輸能力不同，也就是說“親和力”不同。丁茁荑告訴記者，“根系親和力高的品種，其硝酸鹽含量就相對(duì)高，反之則較低?！?/p>

蔬菜的種類、品種不同，其根系對(duì)硝酸鹽的親和力就不同。有的蔬菜對(duì)硝酸鹽的親和力較高，能在硝酸鹽濃度低于1 mmol/L的情況下吸收硝酸鹽，有效地適應(yīng)硝酸鹽含量極低的環(huán)境；有的蔬菜對(duì)硝酸鹽的親和力較低，能在硝酸鹽濃度較高（7 mmol/L左右）的情況下吸收適宜的硝酸鹽，適應(yīng)硝酸鹽含量高的環(huán)境。

減緩還原——通過調(diào)控酶活性實(shí)現(xiàn)

丁茁荑告訴記者：“同樣，硝酸還原酶是植物氮素同化最關(guān)鍵的酶，它催化植物體內(nèi)的硝酸鹽還原為亞硝酸鹽，因?yàn)槠浠钚源笮∨c硝酸鹽在植物體內(nèi)的積累關(guān)系非常大。不同品種的蔬菜，硝酸還原酶的活性是有差別的，活性越高，意味著蔬菜的硝酸鹽含量就越低，亞硝酸鹽的含量越高，反之亦然。”

硝酸鹽被還原成亞硝酸鹽甚至亞硝胺后，對(duì)人體健康會(huì)構(gòu)成一定程度的威脅，然而，通過常規(guī)方法難以將硝酸鹽的含量降低到絕對(duì)理想的范圍。“鑒于蔬菜的硝酸鹽含量性狀是可以遺傳的，且大多數(shù)符合數(shù)量性狀的遺傳特性，充分利用這些特性，通過常規(guī)育種和基因工程的手段，進(jìn)而提高硝酸還原酶基因的表達(dá)量，加快硝酸鹽的同化過程，降低其積累，培育出低硝酸鹽含量的蔬菜品種，也是一條可以探索的途徑?！倍∽萝韪鶕?jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果推斷，小白菜品種間硝酸鹽含量的差異極其顯著，最高與最低差異可達(dá)2 000～4 000 mg/kg，4個(gè)季節(jié)這種差異的表現(xiàn)各品種排序基本穩(wěn)定，不受季節(jié)的影響，說明小白菜硝酸鹽含量這一性狀是可遺傳的?！耙簿褪钦f，低硝酸鹽含量的特性是可以代代相傳的。”

代謝水平——依賴高效率的誘導(dǎo)系統(tǒng)

丁茁荑分析，不同品種間的硝酸鹽含量差異不僅僅取決于蔬菜的遺傳特性，還與其自身的代謝水平息息相關(guān)。一方面，硝酸還原酶活性高的蔬菜品種具有高效率的硝酸鹽誘導(dǎo)系統(tǒng)，其體內(nèi)具有較高的酶蛋白，合成速率也較高；另一方面，不同基因型蔬菜品種的硝酸還原酶受硝酸鹽誘導(dǎo)后，其活性變化的速率和幅度不同。由于硝酸鹽還原需要消耗能量，所以，在不同環(huán)境條件下，蔬菜會(huì)根據(jù)自身的代謝需要、能量及中間產(chǎn)物的供應(yīng)情況來(lái)調(diào)控硝酸還原酶，從而影響硝酸鹽的還原和積累。