謝一芝，郭小丁，賈趙東，馬佩勇，邊小峰

(江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 糧食作物研究所，江蘇 南京 210014)

甘薯不僅是重要的糧食作物，而且還是重要的經(jīng)濟(jì)作物，甘薯富含多種人體必須的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，可預(yù)防多種疾病的發(fā)生[1－2]。紫心甘薯除含有普通甘薯所具有的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)外，還含有較多的花青素，從而顯示出一些獨(dú)特的生理活性和生理功能[3－4]。已有研究表明，紫心甘薯中的花青素具有較強(qiáng)的抗氧化作用，能去除體內(nèi)的自由基，具有保護(hù)肝臟、降低血清中的轉(zhuǎn)氨酶和改善肝功能[5－7];對(duì)高血壓和動(dòng)脈硬化等心血管疾。病有很好的預(yù)防作用[8－9]。甘薯花青素與其它同類(lèi)色素相比具有極強(qiáng)的耐熱性、耐光性，穩(wěn)定性好[10－12]。紫心甘薯新品種的選育和開(kāi)發(fā)利用，對(duì)提高人們的健康水平，促進(jìn)食品和醫(yī)藥行業(yè)的發(fā)展都具有重要意義[1－2，13]。我國(guó)的紫心甘薯品種選育工作起步較遲，為了加速紫心甘薯品種的改良進(jìn)程，對(duì)從日本引進(jìn)的紫心甘薯資源凌紫進(jìn)行了特性鑒定，并通過(guò)配組雜交對(duì)其作為親本利用價(jià)值進(jìn)行了評(píng)價(jià)，以明確其在育種上的利用價(jià)值。

1 材料與方法

1.1 供試品種

用于開(kāi)花性研究的供試品種有日本引進(jìn)的高花青素品種凌紫以及國(guó)內(nèi)育成的紫心甘薯品種寧紫薯1號(hào)、寧紫薯2號(hào)、廣紫薯2號(hào)、徐紫薯1號(hào)等。用于結(jié)實(shí)率研究的親本品種有凌紫、徐紫薯1號(hào)、寧紫薯1 號(hào)、徐薯22、蘇薯11、川薯69、徐薯18、蘇薯10 號(hào)、蘇渝303、廣薯104、萬(wàn)9902 －7、寧P －2、寧P －8、寧P－18等。

1.2 特征特性鑒定

生長(zhǎng)期間對(duì)供試材料凌紫和寧紫薯2號(hào)進(jìn)行特征特性、產(chǎn)量及有關(guān)品質(zhì)性狀的調(diào)查和測(cè)試。收獲前調(diào)查的主要性狀有頂葉色、葉脈色、葉形、莖色、薯皮色、薯肉色和薯形，收獲后測(cè)定薯塊干物率。

1.3 開(kāi)花習(xí)性及結(jié)實(shí)率鑒定

以蕹菜為砧木與親和性好的甘薯品種蘇薯11號(hào)作中間砧木進(jìn)行第1次嫁接，然后再用供試品種為接穗進(jìn)行第2次嫁接，通過(guò)二次嫁接和8 h短日照處理誘導(dǎo)植株開(kāi)花，開(kāi)花期間調(diào)查各品種的開(kāi)花數(shù)量，通過(guò)配組雜交計(jì)算各組合的雜交結(jié)實(shí)率。

1.4 干物率測(cè)定

干物率測(cè)定:收獲后每品種取中等大小薯塊切片后在80℃的烘箱中烘干至恒質(zhì)量，計(jì)算烘干率。

1.5 花青素測(cè)定

花青素測(cè)定采用檸檬酸－磷酸氫二鈉緩沖液提取比色法(pH=3.0)。

1.6 抗病性鑒定

黑斑病鑒定采用室內(nèi)薯塊人工接種法，蔓割病鑒定采用誘發(fā)接種鑒定，根腐病和莖線蟲(chóng)病鑒定采用在疫區(qū)病地誘發(fā)鑒定。

2 結(jié)果與分析

2.1 凌紫的特性鑒定

2.1.1 特征特性 凌紫是日本九州農(nóng)業(yè)試驗(yàn)場(chǎng)于1995年在九州109×Satsumahikar(農(nóng)林40號(hào))的雜交組合后代中選育出的一個(gè)高花青素含量的紫心甘薯品種[14]，經(jīng)鑒定，該品種的頂葉紫色，葉脈深紫色，葉心凌形，薯皮紫紅色，薯肉深紫色，薯形長(zhǎng)紡錘形，干物率36%，中抗黑斑病和莖線蟲(chóng)病，每100 g鮮薯花青素含量為93.85 mg，適合食品加工用或色素提取用。

2.1.2 開(kāi)花習(xí)性 經(jīng)嫁接和短日照處理后，在南京的氣候條件下，對(duì)凌紫與國(guó)內(nèi)幾個(gè)紫心甘薯品種的開(kāi)花習(xí)性進(jìn)行鑒定和比較，按旬統(tǒng)計(jì)單株的開(kāi)花數(shù)。從表1可看出，凌紫的總開(kāi)花數(shù)量少于寧紫薯1號(hào)而多于廣紫薯2號(hào)和徐紫薯1號(hào)，9月上旬至10月下旬的日平均單株開(kāi)花數(shù)2.4朵，凌紫的開(kāi)花數(shù)量在10月上、中旬開(kāi)花數(shù)較多，在10月下旬的開(kāi)花數(shù)較少。

表1 凌紫與幾個(gè)紫心甘薯品種單株開(kāi)花數(shù)比較Tab.1 Comparison of single plant flower on Ayamurasaki and other purple sweetpotato varieties

2.1.3 雜交組合的結(jié)實(shí)率及后代中選率 以凌紫為親本配制的15個(gè)雜交組合平均結(jié)實(shí)率為15.85%，變幅在4.9% ～29.0%，組合間的雜交結(jié)實(shí)率差異較大，其中以寧P－8×凌紫的結(jié)實(shí)率最低，結(jié)實(shí)率僅為4.9%，結(jié)實(shí)率最高的組合廣薯104×凌紫高達(dá)29.0%。

以凌紫為親本的雜交組合后代中選率變幅為1.1% ～11.2%，平均中選率為4.46%，其中以凌紫×蘇薯10號(hào)雜交組合平均中選率最低，中選率僅為1.1%;凌紫×徐薯18雜交組合的中選率最高，中選率為11.2%。組合平均單株結(jié)薯數(shù)為3.3個(gè)，單株結(jié)薯數(shù)變幅為2.0～4.2個(gè);組合平均單株質(zhì)量的變幅0.60 ～1.36 kg，平均單株質(zhì)量為 0.94 kg;組合后代的平均干物率為32.05%，變幅為26.1% ～37.0%。由于親本之一凌紫的干物率高，其作為親本的雜交后代干物率都較高(表2)。

表2 雜交組合的雜交結(jié)實(shí)率及后代表現(xiàn)Tab.2 Cross seed-setting rate and progeny exhibition of combination

2.2 紫心甘薯種質(zhì)創(chuàng)新

江蘇省農(nóng)科院糧食作物研究所2006年配制了凌紫×川薯69雜交組合，獲得雜交種子104粒，2007年在南京本院苗床進(jìn)行播種和大田栽插，在當(dāng)年的實(shí)生苗后代中選出了代號(hào)為N2－2的株系，后經(jīng)初級(jí)鑒定和高級(jí)鑒定試驗(yàn)，該品系于2010年推薦參加了全國(guó)北方區(qū)特用組甘薯品種區(qū)域試驗(yàn)，由于在2010年的全國(guó)北方薯區(qū)特用組區(qū)試中表現(xiàn)較為突出，在2011年繼續(xù)參加全國(guó)北方特用組區(qū)域試驗(yàn)的同時(shí)，參加了全國(guó)北方特用組生產(chǎn)試驗(yàn)，并于2012年3月通過(guò)全國(guó)甘薯品種鑒定，定名為寧紫薯2號(hào)。

2.2.1 寧紫薯2號(hào)的產(chǎn)量表現(xiàn) 國(guó)家北方區(qū)特用組甘薯品種區(qū)域試驗(yàn):寧紫薯2號(hào)于2010—2011年參加了北方特用組甘薯品種區(qū)域試驗(yàn)，2010年平均鮮薯產(chǎn)量為21 810.0 kg/hm2，比對(duì)照品種寧紫薯1號(hào)增產(chǎn)12.89%，增產(chǎn)極顯著，10個(gè)試點(diǎn)全部表現(xiàn)為增產(chǎn)。薯干平均產(chǎn)量為6 529.5 kg/hm2，比對(duì)照品種寧紫薯1號(hào)增產(chǎn)35.82%，增產(chǎn)極顯著，10個(gè)試點(diǎn)全部表現(xiàn)為增產(chǎn)。塊根平均干物率29.94%，比對(duì)照品種高5.05個(gè)百分點(diǎn)。2011年平均鮮薯產(chǎn)量22 267.5 kg/hm2，比對(duì)照品種寧紫薯1號(hào)增產(chǎn)11.87%，10個(gè)試點(diǎn)中有8個(gè)試點(diǎn)表現(xiàn)為增產(chǎn);薯干產(chǎn)量為6 262.5 kg/hm2，比對(duì)照品種寧紫薯1號(hào)增產(chǎn)34.46%，10個(gè)試點(diǎn)全部表現(xiàn)為增產(chǎn)。塊根平均干物率28.12%，比對(duì)照品種高4.72個(gè)百分點(diǎn)。2010—2011年2年平均鮮薯產(chǎn)量22 038.0 kg/hm2，比對(duì)照增產(chǎn)12.37%;薯干平均產(chǎn)量6 396.0 kg/hm2，比對(duì)照增產(chǎn)35.15%，塊根平均干物率29.02%，比對(duì)照品種寧紫薯1號(hào)高4.89個(gè)百分?jǐn)?shù)點(diǎn)。該品種鮮薯產(chǎn)量和薯干產(chǎn)量豐產(chǎn)性和穩(wěn)產(chǎn)性較好，每100 g鮮薯花青素含量35.29 mg。

國(guó)家北方區(qū)特用組甘薯品種生產(chǎn)試驗(yàn):由于寧紫薯2號(hào)在2010年國(guó)家北方區(qū)特用組甘薯品種區(qū)域試驗(yàn)中表現(xiàn)突出，在參加2011年國(guó)家北方區(qū)特組甘薯品種區(qū)域試驗(yàn)的同時(shí)，同步參加了國(guó)家北方區(qū)特組甘薯品種生產(chǎn)試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果表明2011年在合肥、石家莊、洛陽(yáng)3個(gè)點(diǎn)的生產(chǎn)試驗(yàn)結(jié)果表明，平均鮮薯產(chǎn)量24 826.5 kg/hm2，比對(duì)照品種寧紫薯1號(hào)增產(chǎn)14.9%，薯干平均產(chǎn)量7 000.5 kg/hm2，比對(duì)照品種寧紫薯1號(hào)增產(chǎn)26.39%，塊根平均干物率28.2%。

2.2.2 寧紫薯2號(hào)的主要特征特性 寧紫薯2號(hào)頂葉淡紫色，成年葉綠色，葉脈綠色，莖蔓綠色帶紫點(diǎn)，中長(zhǎng)蔓型，分枝數(shù)6～7個(gè)，莖蔓中等粗，葉片心形，薯形長(zhǎng)紡錘形，薯皮紫紅色，薯肉紫色，結(jié)薯較集中薯塊整齊，單株結(jié)薯4個(gè)左右，大中薯率中等，熟食粘甜面香，品質(zhì)優(yōu)良，耐貯性好，中抗莖線蟲(chóng)病、黑斑病和蔓割病，不抗根腐病，經(jīng)多年的試驗(yàn)結(jié)果表明寧紫薯2號(hào)的塊根平均干物率為29.0%。寧紫薯2號(hào)每100 g鮮薯的花青素含量為35.29 mg。

2.3 凌紫作為親本的評(píng)價(jià)

凌紫自1995年育成以來(lái)，在日本及其他國(guó)家的甘薯育種上得到了廣泛的應(yīng)用，日本以凌紫為雜交親本先后育成了紫心甘薯品種Murasakimasari(農(nóng)林54)和Akemurasaki(農(nóng)林62)[15－16]。韓國(guó)以凌紫為母本進(jìn)行放任授粉而育成了紫心甘薯品種Yeonjami[17]，我國(guó)徐州甘薯研究中心在凌紫×徐薯18的組合后代中育成了徐紫薯3號(hào)[18]。多年的鑒定表明凌紫的開(kāi)花習(xí)較好，塊根干物率高，花青素含量高，鮮薯產(chǎn)量較高，綜合性狀優(yōu)良，作為雜交親本其組合后代的薯肉紫色較深，塊根干物率高，適應(yīng)性廣。國(guó)內(nèi)外的育種實(shí)現(xiàn)也表明凌紫是選育紫心甘薯品種的優(yōu)良親本。

3 討論

3.1 引進(jìn)優(yōu)異紫心甘薯資源，篩選核心種質(zhì)

甘薯育種的進(jìn)展取決于種質(zhì)的引進(jìn)和利用，特別是核心種質(zhì)的利用對(duì)甘薯育種能起到事半功倍的效果，我國(guó)的紫心甘薯育種起步遲于日本，我國(guó)早期的紫心甘薯育種親本主要是利用日本紫心甘薯農(nóng)家種山川紫，自日本育成凌紫后，就被我國(guó)廣泛用作雜交親本。因此日本引進(jìn)的紫心甘薯品種山川紫和凌紫在我國(guó)紫心甘薯品種選育中起了重要的作用，特別是凌紫的作用尤為明顯，該品種已成為我國(guó)紫心甘薯品種選育的核心親本。因此在以后的紫心甘薯品種選育過(guò)程中應(yīng)積極引進(jìn)各國(guó)的優(yōu)異紫心甘薯資源，并注重核心種質(zhì)的篩選和利用。

3.2 加強(qiáng)紫心甘薯的種質(zhì)創(chuàng)新，為育種提供新基因源

種質(zhì)資源創(chuàng)新研究在育種上具有預(yù)育種和前育種的作用，是拓寬育種遺傳基礎(chǔ)的重要保證，我國(guó)的紫心甘薯資源較為匱乏，目前育成的紫心甘薯品種主要來(lái)源于山川紫及凌紫等幾個(gè)紫心甘薯種質(zhì)，遺傳基礎(chǔ)狹窄，為了加速紫心甘薯品種的選育步伐，必須加強(qiáng)紫心甘薯種質(zhì)的創(chuàng)新，通過(guò)多種途徑培育出花青素含量高、綜合性狀優(yōu)良的紫心甘薯種質(zhì)，為紫心甘薯品種選育提供優(yōu)良的親本，從而培育出滿(mǎn)足不同市場(chǎng)需求的紫心甘薯品種。

3.3 根據(jù)市場(chǎng)需求確定創(chuàng)新目標(biāo)

紫心甘薯的用途主要用作食用、食品加工用和提取色素用，紫心甘薯因用途不同而對(duì)其花青素含量的要求也不一致。一般而言，作為提取色素用的紫心甘薯品種要求其花青素含量高，但對(duì)于食用型紫心甘薯則要求其花青素含量不宜過(guò)高，因花青素含量過(guò)高其適口性較差。因此，應(yīng)根據(jù)市場(chǎng)需求確定紫心甘薯的創(chuàng)新目標(biāo)。

3.4 加強(qiáng)常規(guī)育種與生物技術(shù)育種相結(jié)合，提高育種效率

由于甘薯存在種間和種內(nèi)雜交不親和性的問(wèn)題，常規(guī)育種方法對(duì)一些目標(biāo)性狀的改良難以奏效，育種效率不高，而生物技術(shù)在克服甘薯雜交不親和性方面效果明顯。因此在紫心甘薯的育種過(guò)程中需加強(qiáng)采用生物技術(shù)與常規(guī)育種相結(jié)合的方法，有針對(duì)性地對(duì)不同目標(biāo)性狀采用不同的育種技術(shù)聚合多種有益基因，創(chuàng)造出綜合多種優(yōu)良性狀和抗性強(qiáng)的優(yōu)異材料，并建立高效育種技術(shù)平臺(tái)，提高育種效率，加速紫心甘薯的育種進(jìn)程。

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