长豇豆[Vigna unguiculata(L.)ssp.sesquipedalis Verd.]是一种世界性的豆类作物,我国是长豇豆生产大国和消费大国。长豇豆以嫩荚为食用器官,因其富含蛋白质、氨基酸、矿物质等营养物质,是人们非常喜食的鲜食蔬菜和加工食品。在人们日益注重食物营养健康的今天,对长豇豆营养成分的认识和挖掘利用意义重大。过去对长豇豆营养的研究报道主要是采用少量品种单一环境栽培下的结果,限制了对长豇豆营养成分的认识和挖掘。针对长豇豆营养物质,尤其是氨基酸等含氮营养组分等尚缺乏系统研究的实际,我们开展了多品种(基因型)、多年份(环境)裂区试验,采样系统观测了多品种在不同栽培环境下生长发育而成的商品豆荚的含氮化合物等22个营养品质性状表现,分析了基因型与环境互作下各组分含量水平(性状)的数据特征、品种分布特点及其遗传变异,绘制了长豇豆部分营养成分表,并据此进行了遗传参数测算、性状相关分析和品种聚类,筛选了营养品质的特异资源。旨在揭示遗传与环境互作对长豇豆植物遗传资源的营养成分水平的影响,并为对其有效挖掘和利用提供技术依据。本研究以具有代表性的304个长豇豆品种材料,实施3年份(2017-2019)的田间试验和室内生化成分检测。(1)按照裂区试验设计,依品种和年份两个因子进行田间试验,重复3次,为营养品质性状观测提供材料;(2)系统取样检测了长豇豆物种以含氮营养成分为主的22个性状,建成性状特征数据库,解析各品种各性状的数据特征,并以小提琴图形式描述其品种频率分布和散布点,展示品种间各性状的变异程度,韦恩图展示特异品种资源;(3)对裂区试验的结果依性状进行方差分析,估算遗传参数,明晰遗传和环境及其互作对品质性状的影响强度;(4)选用2018年的试验观测数据,进行了各项品质性状的相关性分析;(5)将各品种多性状观测数据分别进行无量纲化处理后,按照欧式离差平方和方法进行品种聚类,划分品种群,揭示出基于品质性状的304个长豇豆品种的遗传关系。主要结果如下:(1)检测结果显示,2018年品质性状中,水溶蛋白含量、苏氨酸含量、赖氨酸含量三个性状的变异系数大于50%,其均值分别为1.27 mg/g、0.51 g/100g和0.80 g/100g;变异系数在30%—50%之间的性状有单荚质量、异亮氨酸含量、VC含量、酪氨酸含量、质构、缬氨酸含量和干物质含量等7个性状,其均值分别为19.43 g、0.45 g/100g、18.92 mg/100g、0.33 g/100g、15.82 N、0.99 g/100g和10.16%;其余12种性状变异系数均小于30%,其中丙氨酸含量(0.11 g/100g)的变异系数最小为11.89%。根据小提琴图示,多数品质性状指标年份间差异相对较小,但是不同性状的品种散布点和频率分布集中度差异很大,说明品种(基因型)是影响品质性状的主要因素,环境修饰作用强度依不同性状有差异。(2)方差分析结果表明,22个性状品种间均存在极显著差异,环境方差则有不同表现,但均未达到极显著差异水平,品种与环境(栽培年份)互作效果都不明显。经过估算,其中遗传力极高的性状有10个性状,即形态学性状(93.57%-99.00%)、干物质含量(93.57%)、VC含量(92.83%)、可溶蛋白含量(92.43%、93.49%)、天冬氨酸含量(60.25%)、赖氨酸含量(54.27%)和酪氨酸含量(58.00%)。说明这些性状主要受基因控制,环境修饰作用小。韦恩图展示出表型性状、干物质含量、VC含量、蛋白质含量不同年份间特异种质资源。(3)相关分析表明:单荚质量与荚长,以及丝氨酸含量、甘氨酸含量与脯氨酸含量,甲硫氨酸含量与苯丙氨酸含量性状之间均为强正相关性。(4)品种聚类分析表明:304个品种可依品质性状的特征数值相似性强弱划分为2个品种群,品种群I由122个品种构成,又可划分为2个品种亚群。其主要品质特征可以归纳为长荚、重荚,水溶蛋白含量高,氨基酸含量普遍较低;品种群II由其余的182个品种构成,可划分为3品种亚群。以短荚、轻荚,碱溶蛋白含量高,氨基酸含量较高等为其主要品质特征。由此可见,低产品种可溶性蛋白质含量和氨基酸含量普遍较高。绘制出长豇豆部分营养成分表,这些为挖掘长豇豆含氮营养成分的品种资源等提供了依据,也为追求高产和长荚育种兼备高含量蛋白质和氨基酸提出了挑战。因而非常有必要挖掘长豇豆品质优异的品种资源并综合利用。