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藕:出淤泥而全染,但好吃
发布时间:2024-10-10     作者:张莉俊   来源:科普中国   分享到:

出品:科普中国

作者:张莉俊(中国科学院武汉植物园)

监制:中国科普博览

湖北有一道传统名菜,叫排骨藕汤,几乎每家每户餐桌上、招待客人的宴会上、亲朋好友的聚会上都能看到它的身影。这道具有地方特色的“排骨藕汤”最重要的材料就是藕,今天就跟大家一起聊聊藕。

藕是莲的根吗?

大家都知道,藕位于种植莲的淤泥之下,农民伯伯要花很大的力气才能把它挖出来,有的地方也把藕叫“藕根”,那么藕是不是莲位于地下的根呢?

其实并不是,藕是莲的一种根状茎,是植物器官变态中的一种类型。这种变态跟其他器官变态一样,都是由于环境影响造成器官功能改变,从而导致形态结构发生显著变异的现象。

顾名思义,根状茎就是茎经过变态发育,变成根一样的形状,横卧在地下。因为是茎,所以具有明显的节和节间,节上有小而退化的鳞片叶,叶腋中的腋芽或顶芽可形成向上直立的地上茎,同时在节上还会产生不定根。

根状茎贮有丰富的营养物质,繁殖能力很强。很多禾本科的植物、竹子、藕、生姜等都是根状茎。

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根状茎

(图片来源:参考文献[1])

藕是怎么形成的?

既然藕是莲的一部分,那么想要了解藕的形成过程,就需要先来认识一下莲。

莲是大家都很熟悉的水生植物,它的圆形叶片挺立在水上,夏天开出圣洁美丽的花朵,花开之后还会长出莲蓬,结出莲子,冬天莲的地下部分则会产生莲藕。因此莲主要由莲花、莲叶、莲蓬、莲子、莲藕和根等组成。

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莲结构图

(图片来源:中国科学院武汉植物园莲种质资源与遗传育种课题组)

从图中可以看出,莲根状茎的形态有两种,一种没有膨大的为藕鞭,由多个节和节间组成,细长如鞭;另一种膨大的是藕,即由藕鞭顶端膨大形成的根状茎。

莲整个生育期大体可以分为前期和后期,前期植株主要进行茎叶生长和开花结实,当尾梢上出现最高的后栋叶后,莲便进入了后期结藕期。这个阶段主要就是进行营养储存,光合作用的同化产物主要供给膨大的根状茎,根状茎快速变粗变短,开始进入藕的形成期。

藕在膨大时,藕鞭先端由水平生长变为向斜下方伸长,节间缩短增粗,形成一节藕后,前一节藕增粗的同时先端顶芽继续向前生长形成下一节,一般每5—7天就有一节藕膨大,直至顶芽上翘定型,在主藕形成的同时主藕的侧芽分生膨大形成子藕,其节数较主藕少,子藕还可形成孙藕。

这时候,可能有人会问:春季我们吃的藕带是什么部位呢?

藕带是幼嫩时期的根状茎,也就是藕鞭,主要在春季进行伸长生长,这时候如果荷塘的藕生长得过于密集,可以通过采摘藕带的方式进行疏苗。过了夏季盛花期,有一部分藕带会膨大成藕,但是后期即使没有膨大的藕带也没有食用价值,因此藕带的季节性非常强,只有在春季才能吃到,人们一般通过清炒或者酸辣炝炒将它做成美食。如果还想长时间保存,大多都把它做成泡菜藕带,也是爽脆开胃。

什么决定了藕的形成?

科学家们发现,虽然外部环境和激素都对藕的膨大有影响,但究其根本,能否膨大是由基因控制的。

科学家在研究莲的过程中,发现了一个有趣的现象:温代莲的根状茎在发育后期可膨大成藕,而热带莲连的根状茎却不能膨大成藕,将温带莲换到热带地区种植,它们的根状茎仍然保持其在原产地的膨大特点。

由此可见,莲的根状茎膨大是受遗传物质所控制的。之后,经过科学家们的不断探索,发现了对地下茎膨大有促进作用的基因NnBEL6。还有科学家发现,莲藕膨大过程中还有4个基因与莲根状茎淀粉的形成紧密相关,这几个基因表达与莲根状茎膨大过程中淀粉含量的增加、淀粉颗粒的增多、变大同步。

藕有什么作用呢?

藕作为莲膨大的根状茎,虽然成为了人们的美食来源,但藕生来不是为人类服务的,而是为植物本身的生存和繁衍服务的。

1.扩大地盘

藕能以母体为中心,随机地向两侧产生分枝并延伸开来,以侵入到新的地段。用不了多久,就可以成为水域中占绝对优势的植物。很多荷塘需要每年或隔年进行挖藕清塘,主要目的就是为了控制莲的覆盖面积,否则,莲很快就会覆盖整个荷塘。

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挖藕

(图片来源:新华社)

2.储藏营养物质,保持生命力

藕皮层的薄壁细胞贮存有丰富的糖类、淀粉粒和蛋白质,科学家对藕膨大过程中淀粉含量的研究表明,膨大的中后期淀粉迅速合成、转运和积累,含量急剧增加,藕淀粉含量约占根状茎干物质总质量的70%以上。藕内部又具有发达的通气组织,这些结构使埋于土中的藕仍保持着生命力,可以存活一至多年。

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1600倍下‘武植2号’(莲的品种名)根状茎膨大后期淀粉粒的形态和分布

(图片来源:参考文献[4])

3.帮助植株越冬

蔓延于土中的藕鞭在冬天到来前就枯萎了,但膨大的藕却不会枯萎。藕端上具有被鳞片保护着的顶芽,当下个春天来临时还能萌发成新个体,保证后代的繁衍。

刚刚提到,温带莲根状茎膨大,热带莲根状茎不膨大,而且,将两者的生长环境互换,热带莲就无法在亚热带地区和温带地区成果越冬了。所以推测可知,藕膨大可保证莲成功越冬及来年春季正常发芽。

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温带莲和热带莲的根状茎发育状态

(图片来源:参考文献[8])

藕汤虽好吃,但不是所有的藕都适合熬汤

藕中含有丰富的淀粉,但不同类型的藕,其淀粉含量、组成和性质不同,这些直接影响藕及其加工产品的品质。藕的品质大致可分为两大类:

一类是脆质类型,这种类型的藕要求含水量高、淀粉含量低、含糖量高、粗纤维含量低等,经加工后不易造成淀粉大量析出、糊化,产品黏度低,质地清爽,适于凉拌、炒食等,也可以加工成莲藕汁饮料。

另一类是粉质类型,这种类型的藕要求含水量低、淀粉含量高,且淀粉中支链淀粉含量要高,这样加工成的藕粉在食用时糊化凝沉弱,凝胶强度低,有较理想的稳定性,口感柔软、韧滑,黏度大,且这类藕炖、煮品质好,适于加工蜜汁莲藕、排骨藕汤等。

在我国,产藕的地方不少,但能够煨出藕汤的藕,却并不多见。湖北的藕,又粉又嫩,软软糯糯,可以煨出好喝的鲜汤。到了湖北,别忘了喝一碗地道的排骨藕汤!


参考文献:

1.强胜. 植物学. 高等教育出版社. 2010:160-161

2.辛佳,孙恒. 你知道莲心是如何发育的吗?中国科普博览,2022年7月

3.程立宝,李淑艳等. 莲藕根状茎膨大过程中淀粉合成相关基因的表达. 中国农业科学2012,45(16):3330-3336;

4.张晓冬. 莲藕根状茎碳水化合物代谢及淀粉特性的初步研究. 硕士毕业论文.2005. 扬州大学;

5.赵庆雷,王瑜等. 莲藕根状茎膨大机理机器影响因素的研究进展. 山东农业科学2013,45(5):138-141

6.李峰. 莲藕根状茎膨大机理初步研究. 硕士论文. 2008. 华中农业大学

7.Yanling Liu, Hyun Song,et. Identification of QTLs and a putative candidate gene involved in rhizome enlargement of Asian lotus(Nelumbo nucifera). Plant Molecular Biology 110, 23-26(2022)  

8.Mei Yang, Lingping Zhu,et. Transcriptomic Analysis of the Regulation of Rhizome Formationg in Temperate and Tropical Lotus(Nelumbo nucifera). Scientific Reports 5, Article number: 13059(2015)


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