苦瓜Momordica charantia L.为葫芦科苦瓜属植物，因具有特殊苦味而得名，其营养成分全面而独特，不仅有良好的食用价值，还具有明显的药用功效，素有“药用蔬菜”之称。据《本草纲目》记载：苦瓜具有“去邪热，解劳乏，清心明目”之功效。现代药理研究也表明苦瓜具有抗氧化、消炎、抗肿瘤、降血糖、抗菌、减肥、免疫调节等药理保健作用^[1]。近年来，国内外学者对苦瓜的活性成分进行了大量的研究，分离和鉴定出多糖^[2]、皂苷^[3]、黄酮^[4]、蛋白^[5]等多种活性物质，其中，苦瓜总皂苷被认为具有显著的降血糖作用^[6]。目前对苦瓜皂苷的研究主要集中在分离鉴定^[7-11]、提取工艺优化^[12-14]及药理功能^[15-18]等方面，从药用角度筛选高皂苷含量的苦瓜品系还鲜有报道，且只针对苦瓜的果实和籽粒，并未对不同品系茎和根系的皂苷含量进行研究^[19-20]。在苦瓜果实采收结束后，叶片往往枯黄，而茎和根系仍维持正常形态，相关研究表明苦瓜根、茎皂苷提取物均具有降血糖活性^[21-22]，如能对其进行开发，将提高苦瓜的利用率和附加值。

笔者在前期研究中发现不同苦瓜品系不同部位的皂苷含量差异较大，为此本研究通过对29个品系苦瓜的果实、根、茎皂苷含量进行测定比较，并从聚类、F₁果实皂苷含量与亲本关系、果实皂苷含量的动态变化等方面进行分析，为高含皂苷含量的苦瓜品种选育和苦瓜果实、根、茎综合利用提供理论依据。

1 材料与方法 1.1 试验材料

试验用苦瓜材料(表 1)均由福建省农业科学院农业生物资源研究所提供，包括21个稳定自交系及8个自育杂交一代组合；人参皂苷 Rg1对照品从中国药品生物制品检定研究所购买。无水乙醇、正丁醇、甲醇、香草醛、高氯酸、冰醋酸等试剂均为国产分析纯。

主要仪器：KQ-400DE超声波清洗仪，昆山市超声仪器有限公司；UV-1600紫外可见分光系统，天津市拓普仪器有限公司；R-210旋转蒸发器、B-491水浴锅，瑞士BUCHI公司；JSP-200 高速多功能粉碎机，浙江省永康市金穗机械制造厂。

1.2 试验方法 1.2.1 种植及取样

种植地点为福清道桥。2015年3月16日播种育苗，4月8日大棚定植，采取随机区组种植，3次重复，5月28日~6月17日果实采摘，7月26日拉秧。选取授粉后16~17 d (商品瓜采收期)且发育正常的苦瓜果实为不同品系苦瓜果实皂苷含量测定的样品；选取3个品系授粉后9、13、17 、21、25 d 且发育正常的苦瓜果实为果实皂苷含量动态变化测定的样品；选取拉秧时苦瓜根和苦瓜子叶以上1.5 m左右的主蔓作为不同品系苦瓜根、茎皂苷含量测定的样品。

1.2.2 预处理

将采收后的苦瓜果实切片，根、茎切段，105℃杀青15 min，65℃烘干，粉碎机粉碎后过40目筛，用自封袋密封后放入4℃冰箱保存。

1.2.3 皂苷提取及测定

参考张武君等^[14]的方法，采用超声辅助提取，香草醛-高氯酸比色法测定样品中的皂苷含量。

1.2.4 杂种优势测定

参考庄巧生等^[23]的方法，平均显性度=2(F1-Mp)/(Hp-Lp)，其中，Mp为双亲均值；Hp为高亲值；Lp为低亲值。

1.3 数据统计分析

采用Microsoft Excel 2010进行供试材料各部分皂苷含量均值、标准差和变异系数、杂种优势计算；采用SPSS 19.0进行双变量相关性分析和系统聚类分析，相关性采用Pearson相关系数表示，聚类的类别间距采用ward′s法表示。

2 结果与分析 2.1 不同品系苦瓜不同部位皂苷含量比较

从表 1可以看出，不同品系苦瓜根、茎、果实的皂苷含量变幅分别为1.35%~6.32%、0.56%~3.17%、0.75%~2.47%，变异系数分别为33.01%、49.64%、29.04%，表明不同苦瓜品系根、茎、果实的皂苷含量有较大差异，为高皂苷种质资源的筛选提供了可能； 29个苦瓜品系的根、茎、果实皂苷平均含量分别为2.80%、1.22%、1.28%，茎和果实的平均皂苷含量相近，而根的平均皂苷含量是茎和果实的2倍以上，有望作为皂苷提取的原料加以利用。

2.2 29个苦瓜品系各部位皂苷含量聚类

通过相关性分析发现，29个苦瓜品系根和茎的皂苷含量相关系数达到0.894，而果实皂苷含量与根、茎皂苷含量的相关系数均小于0.3，因此，笔者将29个苦瓜品系分为根茎和果实两部分进行聚类，均聚为5类，聚类树状图见图 1；各类群品系数及皂苷含量见表 2。

由表 2可知，在5大类群中，根茎皂苷含量从高到低依次为：第5类＞第4类＞第1类＞第3类＞第2类，第4、5类群为‘小型苦瓜2’、‘小型苦瓜3’、‘小型苦瓜4’，‘小型苦瓜2’为台湾野生小苦瓜，其根茎皂苷含量在所测定的材料中最高，表明小型苦瓜的根茎可能具有较高的皂苷含量，可对该类型苦瓜进行深入研究，第1、4、5类群共占品系数的34.5%，具有较高的根茎皂苷含量，可以从中筛选出即能收获高产优质商品瓜，又能间顾根茎加工利用的品系；果实皂苷含量从高到低依次为：第5类＞第4类＞第3类＞第2类＞第1类，第4、5类包括‘小型苦瓜1’、‘小型苦瓜2’、‘小型苦瓜5(如玉45号)’、‘新翠’，‘如玉45号’为自育杂交一代品种，由漳州本地野生小苦瓜与大果型苦瓜杂交而成，果实皂苷含量在所有测定的果实中最高，表明部分小型苦瓜果实皂苷含量也较高，第3、4、5类群共占品系数的37.9%，具有较高的果实皂苷含量，可从中选择产量高，商品性好的品系进行杂交组配或直接利用。

2.3 F₁代苦瓜果实皂苷含量杂种优势分析

由表 3可知，在8个F1代组合中呈现正向优势的有6个，表现为完全显性或部分显性，占75%，其中5个为超亲优势，占62.5%，说明果实皂苷含量的杂种优势是普遍存在的，可采用皂苷含量较高的亲本进行高皂苷品种选育。

2.4 不同时期苦瓜果实皂苷含量变化

由图 2可知，3个苦瓜品系的果实皂苷含量在授粉后9~21 d不断下降，13 ~17 d降幅最大，21~25 d略有回升；从整条苦瓜来看，3个品系的单果皂苷总量在授粉后的9~13 d及21~25 d上升幅度较大，13~21 d上升幅度较小。从以上来看，9 d采收皂苷含量最高，25 d采收单果皂苷总量最高，但考虑到9 d采收，果实鲜重仅50 g左右，生物量较少，产量低，20 d之后采收，整个植株将会消耗大量养分用于种子的成熟，后续多数果实将无法座果或膨大，产量也低，而13~21 d单果皂苷总量虽略有增加，但越迟采收果实的含水量越大，烘干时耗能更大，且影响同一植株后续果实的生长发育，所以加工用苦瓜果实建议在授粉后13 d左右采收。

3 讨论与结论

本研究对29个不同品系苦瓜根、茎、果实中的皂苷含量进行测定，发现不同品系苦瓜各部分的皂苷含量存在较大差异，苦瓜根、茎皂苷含量接近或高于果实，有望作为皂苷提取的原料加以利用。相关性分析显示，苦瓜根和茎的皂苷含量高度相关，而果实皂苷含量与根、茎皂苷含量基本不相关，可能的原因是，根和茎为同时采收，积累皂苷的时间较长，而果实从授粉到采收的时间较短，其皂苷含量除受基因型影响外，还受到外界环境，植株整体长势，单株挂果量等影响，因此与最终采收的根、茎皂苷含量几乎不相关。田力东等^[19]比较了35个苦瓜品种的果肉和籽粒中的皂苷含量，平均值分别为1.96%和0.74%，表明苦瓜籽中的皂苷含量较低，这与笔者在预实验中的发现一致，因此本研究不进行种子皂苷含量的比较。

系统聚类法将29个苦瓜品系分别根据根茎皂苷含量和果实皂苷含量聚为5大类群，在5大类群中，根茎皂苷含量最高的2个类群均为小型苦瓜，果实皂苷含量最高的两个类群除‘新翠’外，也都为小型苦瓜，本研究采用的29个苦瓜品系中仅5个为小型苦瓜，均在根茎或果实中表现出较高的皂苷含量，该类型苦瓜一般用于煲汤或制成苦瓜茶，需求较小，限制了发展空间，本研究认为小型苦瓜还有望利用其根茎或果实提取皂苷进行开发利用。在29个品系中，‘如玉45号’果实皂苷含量最高，为2.47%，根茎皂苷含量中上，为2.6%，而2014年在漳州露地栽培的‘如玉45号’秋收果实和11月下旬收获茎干的皂苷含量分别为6.86%和4.59%(另文发表)，远高于本次试验的测定结果，说明皂苷含量与采收季节和种植方式有极大关系。‘如玉45号’作为带有野生苦瓜基因的杂交一代品种，雌花率高，在漳州露地栽培每667 m²产量可达4 000 kg以上，采收期可达6个月，在完成果实采收后，其基部茎粗能达到7~9 cm，而一般的苦瓜或其他野生苦瓜的茎粗仅能达到1~2 cm，因此其果实和根、茎均有较高的利用价值。

F1代苦瓜果实皂苷含量杂种优势分析表明，果实皂苷含量的杂种优势是普遍存在的，因此可以通过对高皂苷含量亲本的选择，配制高皂苷含量的苦瓜新组合。

苦瓜果实的皂苷含量从授粉后9~21 d不断下降，21 d后略有回升，第9 d 采收的果实皂苷含量最高，第25 d采收的果实单果皂苷总量最高，曹晶晶等^[20]研究发现第25 d采收的果实单果皂苷总量最高，与本研究结果一致，但考虑到加工耗能及同一植株后续果实生长等实际情况，建议加工用苦瓜果实于授粉后13 d左右采收。苦瓜果实皂苷含量的变化规律可能与果实增重规律^[24]有关，苦瓜果实增重过程大致呈3个阶段：一是授粉后8 d内为果实增重缓慢期，平均日增果重1.6~2 g；二是授粉后8~20 d为果实快速增重期，平均日增果重30~50 g；三是授粉后20 d以后果实增重放缓，因此可以认为，在果实的快速增重期，以合成初级代谢产物为主，皂苷作为次生代谢产物合成速度低于果实增重速度，所以9~21 d果实皂苷含量不断下降，而授粉20 d后果实增重放缓，次生代谢物合成加快，所以21 d后果实皂苷含量开始上升。

苦瓜中的皂苷成分非常复杂，因此不仅要筛选出高皂苷含量的苦瓜资源，还要对该品系皂苷提取物的保健功能及对应的有效组分进行深入研究，虽然苦瓜根和藤具有接近或高于苦瓜果实的总皂苷含量及一定的降血糖活性，且在民间用药中均有记载，但是否与苦瓜果实具有相同的保健功能，还要进行成分提取和测定，以及药理、毒理和临床研究。