彩色马铃薯种质资源的引进与评价

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　　摘 要：【目的】通过对彩色马铃薯种质资源的引进与评价，为选育彩色马铃薯新品种奠定基础。【方法】引进6份彩色马铃薯种质资源（原种二代）在福建省农业科学院作物研究所青口试验基地进行主要农艺性状和品质分析评价的相关试验。【结果】引进的6份种质资源产量均比费乌瑞它（对照）低，维生素C含量均显著高于对照;华颂88的品质表现最佳，其蛋白质、维生素C、淀粉和總氨基酸含量都比对照高，其中：蛋白质（3.18 g·hg-1）、赖氨酸（119  mg·hg-1）、异亮氨酸（75  mg·hg-1）、苯丙氨酸（83  mg·hg-1）、亮氨酸（120  mg·hg-1）、苏氨酸（87  mg·hg-1）、组氨酸（41  mg·hg-1）、天门冬氨酸（546  mg·hg-1）、丝氨酸（77  mg·hg-1）、谷氨酸（549  mg·hg-1）、甘氨酸（71  mg·hg-1）、酪氨酸（68  mg·hg-1）、脯氨酸（71  mg·hg-1）、总氨基酸（2 277  mg·hg-1）含量在6份种质资源中均为最高;华颂66的维生素C含量（47.7  mg·hg-1）最高;青薯9号淀粉含量（22.4 g·hg-1）最高。【结论】综合考虑农艺性状与品质性状，并考虑到尽早利用这些种质资源选育彩色马铃薯新品种的现实需求，建议优先选用华颂88、华颂66和青薯9号这3份种质资源作为亲本配制杂交组合选育新品种。
　　关键词：彩色马铃薯;种质资源;产量;品质
　　中图分类号：S 532文献标识码：A文章编号：1008-0384（2019）03-278-06
　　Abstract： 【Objective】To expand and utilize the resource of colored potato germplasms for breeding new varieties. 【Method】Six new germplasms，obtained from Huasong Seeds Industry （Beijing） Co.，Ltd. and others，were evaluated at  Crop Institute. In November 2017，experiments were conducted at the Qingkou Station to determine the agronomic characteristics，yield and quality of these cultivars and the harvested tubers. 【Result】The yields of these new cultivars were lower than that of the reference. However，vitamin C content was significantly higher in the new varieties with the highest of 47.7 mg·hg-1 in Huasong 66. The starch content of 22.4 g·hg-1 in Qingshu 9 was the highest of all，while the reducing sugar of 0.57 g·hg-1 in Hongmei，the lowest. The quality of Huasong 88 tubers was outstanding with higher protein，vitamin C，starch and total amino acid contents than control. Its protein at 3.18 g·hg-1，lysine at 119 mg·hg-1，isoleucine at 75 mg·hg-1，phenylalanine at 83 mg·hg-1，leucine at 120 mg·hg-1，threonine at 87 mg·hg-1，histidine at 41 mg·hg-1，asparaginic acid at 546 mg·hg-1，serine at 77 mg·hg-1，glycine at 71 mg·hg-1，tyrosine at 68 mg·hg-1，proline at 71 mg·hg-1，and total amino acids at 2277 mg·hg-1 were the highest of all tested species. 【Conclusion】Considering the agronomic traits of the cultivars and the tuber quality as well as timely，effective utilization of resource，Huasong 88，Huasong 66 and Qingshu 9 were recommended for new variety crossbreeding.
　　Key words： colored potatoes; comparative test; yield; quality
　　0 引言
　　【研究意义】彩色马铃薯是指马铃薯块茎的皮和（或）肉为红、紫、蓝或橙色的品种类型。彩色马铃薯因富含花青素具有抗氧化功能和药用价值而逐渐受到国内广大消费者的喜爱。近几年越来越多国内马铃薯育种单位陆续开展彩色马铃薯新品种的选育工作，但未见在南方冬作区的气候生态条件下选育出彩色马铃薯新品种的报道[1-5]。因此，引进彩色马铃薯种质资源进行评价利用，从而选育出具有自主知识产权的适合南方冬作区栽培的彩色马铃薯新品种具有重要的现实意义。【前人研究进展】彩色马铃薯是利用彩色马铃薯种质资源，通过有性杂交选育而成。国外对彩色马铃薯的杂交育种已有较长的历史。国内最早开展彩色马铃薯育种研究的是云南省农业科学院经济作物研究所，自2000年以来通过利用地方品种和引进国际马铃薯中心的彩色马铃薯种质资源，选育出了系列彩色马铃薯新品种[6-8]。【本研究切入点】种质资源是育种工作的基础。因此，引进彩色马铃薯种质资源进行评价利用，是当前开展彩色马铃薯新品种选育的迫切要求。【拟解决的关键问题】福建省农业科学院作物研究所多年来主要开展菜用型马铃薯新品种选育，陆续选育出了闽薯1号、福克76和福克212等新品种[9-11]。在此基础上，于2017年11月，先后从华颂种业（北京）股份有限公司、内蒙古铃田生物技术有限公司等5个单位引进了6份彩色马铃薯种质资源，并对其进行主要农艺性状考查和品质评价的相关试验，以期为选育彩色马铃薯新品种奠定基础。 　　1 材料与方法
　　1.1 供试材料
　　参试彩色马铃薯种质资源为：华颂种业（北京）股份有限公司的华颂88、华颂66，
　　内蒙古铃田生物技术有限公司的红美，
　　兰州大青马铃薯有限公司的黑金刚，
　　青海省农林科学院生物技术研究所的青薯9号，
　　贵州省农业科学院马铃薯研究所的黑美人，
　　以当地主栽品种提供费乌瑞它（福建闽诚农业发展有限公司）为对照，共7个种质资源材料（品种），种薯级别是原种二代。
　　1.2 试验方法
　　1.2.1 试验地点
　　福建省闽侯县福建省农业科学院作物研究所青口试验基地。
　　1.2.2 试验时间
　　2017年12月25日种植，2018年5月5日收获。
　　1.2.3 试验方法
　　试验采用随机区组设计，每个种质资源（品种）为1个处理，共7个处理（小区），3次重复。每个小区2垄，小区长8.0 m、宽2.4 m（包沟）、面积19.2m2;每垄种植66穴，两垄共种植132穴，即种植密度为68 784穴·hm-2。全生育期各小区按每公顷施“阿康”复合肥（15-15-15）1 500 kg、超大生物有机肥4 500 kg折算施肥量。现蕾期和收获时分别记载地上部和薯塊主要形态特征，收获时测量产量，收获后测定薯块的维生素C、蛋白质、淀粉、还原糖和17种氨基酸的含量。种质资源（品种）特征特性记载依据《植物新品种特异性、一致性和稳定性测试指南 马铃薯》（系由中华人民共和国农业农村部发布的农业行业推荐性标准）进行。维生素C、蛋白质、淀粉、还原糖及17种氨基酸含量的测定分别按照相关国家标准，由福建省农业科学院农业质量标准与检测技术研究所测定完成。
　　1.3 数据处理
　　鲜薯产量与品质的试验数据采用Excel 2003软件整理，利用DPS 7.5软件进行方差分析，差异显著性分析采用Duncan′s新复极差法。
　　2 结果与分析
　　2.1 主要形态特征
　　现蕾期进行地上部的株型、茎色、茎翼形状、小叶密集度和叶色等5个主要形态特征考查记载（表1）。从株型看，6份彩色马铃薯种质资源的株型和对照均为直立。马铃薯块茎属于变态茎，植株地上部茎色与地下部块茎的颜色相关联，一般非彩色马铃薯茎色为绿色。因此，从茎色来看，6份种质资源的茎色除了黑美人是褐色外，其余5份种质资源的茎色均为绿带褐色，而对照的茎色为绿色。马铃薯沿茎上着生的翼是识别品种的主要特征之一，分为直翼和波状翼两种。从茎翼形状看，6份种质资源的茎翼和对照都是直翼。小叶密集度也是识别品种的特征之一，主要分为疏、中、密3种。从复叶的小叶密集度看，6份种质资源中，除了黑金刚的小叶密集度为中，其余均为疏，对照的小叶密集度也为疏。从叶色看，6份种质资源的叶色分绿色和深绿色两种，只有青薯9号的叶色是深绿色，其余种质资源和对照均为绿色。
　　收获时对薯形、薯皮色、薯肉色、薯皮类型和芽眼深浅等5种薯块性状进行了观察。从薯形看，华颂88、青薯9号和对照薯形为椭圆形，华颂66、红美、黑金刚和黑美人均为扁椭圆形。从薯皮色看，华颂88、红美、青薯9号等3份种质资源的薯皮色为红色，其余3份种质资源的薯皮色为紫色，对照薯皮色为中黄色。从薯肉色看，青薯9号和对照的薯肉色为中黄色，华颂88和红美为红色，其余3份种质资源为紫色。从薯皮类型看，6份种质资源和对照的薯皮都是光滑的。从芽眼深浅看，除了青薯9号芽眼深，其余5份种质资源的芽眼均表现中等，对照芽眼浅（表1）。
　　2.2 产量
　　从鲜薯产量看出（表2），6份种质资源的鲜薯产量都低于对照，减产幅度达13.36%～65.2%，差异均达极显著水平。6份种质资源的鲜薯产量由高到低分别是： 青薯9号、黑金刚、黑美人、红美、华颂66、华颂88，其中：青薯9号鲜薯产量32 443 kg·hm-2，华颂88鲜薯产量13 033 kg·hm-2。
　　2.3 品质
　　收获后对薯块的蛋白质、维生素C、淀粉、还原糖及17种氨基酸含量进行了检测（表3、4）。各品质成分的含量在不同品种间差异明显。由表3可知，蛋白质含量方面，有3份种质资源蛋白质含量高于对照，分别是华颂88、黑金刚和红美，其中华颂88含量最高，达到3.18 g·hg-1;剩余的3份种质资源的蛋白质含量都比对照低。维生素C含量方面，6份种质资源的维生素C含量都比对照高，而且差异均达到极显著水平，其中华颂66的维生素C含量最高（47.7 mg·hg-1）。淀粉含量方面，黑金刚淀粉含量最低（11.5 g·hg-1），比对照略低，其余5份种质资源的淀粉含量都比对照高，青薯9号淀粉含量最高（22.4  g·hg-1）;除了黑金刚外，其余5份种质资源淀粉含量与对照差异均达极显著水平。还原糖含量方面，6份种质资源中，华颂66比对照高（1.2 g·hg-1），且差异达显著水平;其余的5份种质资源还原糖含量都比对照低，其中青薯9号和华颂88与对照无显著性差异，黑美人、黑金刚和红美与对照存在显著性差异。
　　 从表4可知，马铃薯块茎17种氨基酸含量及总氨基酸含量的品种间差异明显。从17种氨基酸总量看，6份种质资源中，除了华颂88和红美比对照高外，其余4份种质资源均比对照低。华颂88的17种氨基酸总量最高（2 277 mg·hg-1），比对照多31.39%，差异达极显著水平，红美与对照无显著差异。
　　 从17种氨基酸含量看，6份种质资源中单个氨基酸含量较高的有华颂88、红美和黑美人。华颂88的赖氨酸、异亮氨酸、苯丙氨酸、亮氨酸、苏氨酸、组氨酸、天门冬氨酸、丝氨酸、谷氨酸、甘氨酸、酪氨酸和脯氨酸等12种单个氨基酸含量最高，其中：异亮氨酸、苏氨酸、组氨酸、天门冬氨酸、丝氨酸、谷氨酸、甘氨酸和脯氨酸等8种氨基酸与对照存在显著差异，其余4种氨基酸与对照无显著差异。黑美人含有的甲硫氨酸、胱氨酸和精氨酸等3种单个氨基酸含量最高，其中甲硫氨酸与对照含量相等，胱氨酸与对照差异不显著，精氨酸与对照差异显著。红美的缬草氨酸和丙氨酸含量最高，且均与对照存在显著差异。 　　3 讨论与结论
　　随着人们生活水平和受教育水平的提高，越来越多人认识到功能食品的营养价值。彩色马铃薯所含的花青苷（anthocyanin）属于黄酮多酚类化合物，抗氧化活性比白肉和黄肉马铃薯品种高2.5～3.0倍，不仅是一种天然食用色素物质，而且对人体具有多种保健功能，如抗氧化及清除自由基功能、抗癌活性、抗突变活性、抗炎、预防糖尿病、减肥、护肝养胃等保健功能[1-3]。由于当前国内马铃薯育种主要侧重于鲜食型、加工型等类型，加上彩色马铃薯育种起步晚，开展育种的单位不多，现有的彩色马铃薯种质资源少，遗传基础狭窄。因此，每年杂交的组合和数量也远远少于鲜食型、加工型等类型。种质资源是育种工作的基础，要加强彩色马铃薯育种工作必须要加大种质资源的引进与评价力度，特别要重视引进国外彩色马铃薯种质资源。
　　南方马铃薯冬作区除了对品种外观品质要求较高外，还要求商品薯产量高、效益高[17-18]。彩色马铃薯的产量一般比主栽品种产量低[5]，本研究引进的6份彩色马铃薯种质资源也比对照品种费乌瑞它减产13.36%～65.2%。因此，今后开展彩色马铃薯新品种选育需要加强彩色马铃薯种质资源与主栽品种或产量高的中间材料的配组，计算不同组合产量性状的遗传率，使选育出来的品种既有特色又有产量。
　　当前彩色马铃薯营养功能研究主要集中在花青素苷方面，在氨基酸、蛋白质和维生素C等方面的研究还较少。本研究明确了6份种质资源的氨基酸、蛋白质和维生素C等方面的营养品质。6份种质资源的维生素C含量均显著高于对照，其中华颂66（47.7  mg·hg-1）最高;青薯9号淀粉含量（22.4 g·hg-1）最高;华颂88在品质方面表现突出，蛋白质、维生素C、淀粉和总氨基酸含量都比对照高，其中蛋白质（3.18 g·hg-1）、赖氨酸（119  mg·hg-1）、异亮氨酸（75  mg·hg-1）、苯丙氨酸（83  mg·hg-1）、亮氨酸（120  mg·hg-1）、苏氨酸（87  mg·hg-1）、组氨酸（41  mg·hg-1）、天门冬氨酸（546  mg·hg-1）、丝氨酸（77  mg·hg-1）、谷氨酸（549  mg·hg-1）、甘氨酸（71  mg·hg-1）、酪氨酸（68  mg·hg-1）、脯氨酸（71  mg·hg-1）及总氨基酸（2 277  mg·hg-1）在6份种质资源中均为最高，今后应进一步从杂交配组开始，开展包括花青素苷、氨基酸等营养品质在内的遗传规律研究，明确这些营养品质的遗传规律，使彩色马铃薯杂交育种的目标更加明确，效率更高。
　　综合考虑农艺性状与品质改善，并结合能尽早有效地利用这些种质资源，在今后开展杂交育种时可优先选用华颂88、华颂66和青薯9号这3份资源作为杂交亲本。
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　　（责任编辑：杨小萍）
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