集群豆种质资源多样性及工业应用潜力研究

《Genetic Resources and Crop Evolution》：Study of galactomannan content, gum viscosity and rheological properties and diversity analysis through biochemical traits and simple sequence repeat (SSR) markers in cluster bean

研究人员聚焦集群豆种质资源，评估其形态生化特性、矿物含量及半乳甘露聚糖（Galactomannan）性质，揭示其工业应用潜力与遗传改良空间

　　集群豆（Cyamopsis tetragonoloba (L.) Taub.）是一种主要在干旱和半干旱地区种植的关键豆科作物，其种子中提取的多糖类半乳甘露聚糖胶在食品、农业、造纸、制药、纺织等多个工业领域具有广泛的应用价值。本研究旨在通过形态生化特性评估以及半乳甘露聚糖胶的流变性质评价，对集群豆种质资源的变异性进行研究。此外，还利用20个简单重复序列（SSR）标记对种质资源的遗传变异性进行了评估。研究结果显示，集群豆每株荚果产量范围为20.70至94.38克，平均值为44.12克。种子中必需矿物质的浓度在不同样本间存在差异，钙（Ca）平均含量为0.29%，范围在0.19至0.46%之间。钾（K）含量相对稳定，平均值为0.59%，范围在0.53至0.66%之间。钠（Na）和镁（Mg）的变异性较大，钠（Na）平均含量为0.18%（范围：0.14–0.20%），镁（Mg）平均含量为0.15%（范围：0.07–0.34%）。半乳甘露聚糖含量范围为21.09至34.37，平均值为27.15。甘露糖与半乳糖（MG）比值在1.84至2.89之间，平均比值为2.44。胶的黏度范围为0.020至0.063，平均值为0.034。18个具有多态性的SSR产生了47个等位基因，平均每个SSR有2.47个等位基因。共有13个SSR位点完全为纯合子，而在一个位点上所有基因型均表现为杂合子。平均多态性信息含量（PIC）为0.24，尽管最大多态性信息含量（PIC）为0.62。研究表明，集群豆种质资源在形态生化特性、矿物含量以及半乳甘露聚糖性质方面存在显著的变异性，突显了其在工业应用和遗传改良方面的潜力。此外，SSR标记分析显示了中等程度的遗传多样性，并建议通过杂交、诱变育种或先进的生物技术方法来开发和引入集群豆的变异性，以增强其遗传基础和育种潜力。