湯 潔,戴興臨*,涂玉琴,涂偉鳳,王麗欽,張 弢,張南峰

(1.江西省農(nóng)業(yè)科學院 作物研究所，江西 南昌 330200；2.江西省農(nóng)業(yè)科學院,江西 南昌 330200)

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淮山藥種質(zhì)資源收集鑒定及品種改良

湯 潔1,戴興臨1*,涂玉琴1,涂偉鳳2,王麗欽2,張 弢1,張南峰1

(1.江西省農(nóng)業(yè)科學院 作物研究所，江西 南昌 330200；2.江西省農(nóng)業(yè)科學院,江西 南昌 330200)

針對江西淮山藥生產(chǎn)上品種結(jié)構(gòu)較單一、品種退化嚴重、抗病和抗旱性較差、產(chǎn)量較低和品質(zhì)差等問題，開展了種質(zhì)、品種資源收集鑒定及改良利用研究，期望為這些鑒定資源和引進品種在江西生產(chǎn)上推廣應用提供科學依據(jù)，以更好地滿足人們對淮山藥產(chǎn)品的消費需求，促進江西淮山藥產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

淮山藥；種質(zhì)資源；收集鑒定；改良利用

淮山藥為薯蕷科薯蕷屬作物，為廣布于熱帶和亞熱帶地區(qū)的一年生或多年生纏繞性藤本植物[1]，大多具有可食用的地下塊莖，因生長區(qū)域不同而別名有所區(qū)分，有山薯(D.fordiiPrain et Burk.，廣東淮山)、褐苞薯蕷(D.persimilisPrmn et Burk.，廣西淮山)、日本薯蕷(D.japonicaThunb.，土淮山)[2]。

淮山藥是一味重要中藥，又是一種常見的可作蔬菜、糧食的藥食同源作物，營養(yǎng)成分全面，風味糯香可口，含有豐富的碳水化合物和蛋白質(zhì)，其塊莖含有豐富的淀粉、蛋白質(zhì)、維生素、氨基酸及多種藥用成分，如膽堿、皂甙、粘多糖等，還含有Fe、Zn、Cu、Ca等多種礦物質(zhì)，是一種具有良好市場前景及產(chǎn)業(yè)開發(fā)潛力的藥食兼用高效經(jīng)濟作物[3-8]。

《本草綱目》中記載，山藥具有“益腎氣，健脾胃，止瀉痢，化痰涎，潤皮毛”的功效。研究表明，山藥還具有降血糖、降血脂、抗氧化、抗衰老、調(diào)節(jié)免疫能力等卓越的藥用保健功能[9-10]?；瓷剿幨且环N重要的糧食作物，1998年世界山藥產(chǎn)量就達3000萬t。我國山藥栽培歷史悠久，自夏、商起就開始種植，明清以來逐漸形成道地藥材。近幾年來山藥產(chǎn)業(yè)迅猛發(fā)展，種植面積不斷擴大，已經(jīng)由2006年6.67萬hm2發(fā)展到2013年的近46.7 hm2。一般純收入15萬元/hm2以上[11]。江西全省各地均有淮山藥種植，種質(zhì)資源豐富，一些縣(市)如瑞昌、南城、永豐是我國正品山藥的地道和主要產(chǎn)區(qū)之一，出產(chǎn)的山藥品質(zhì)優(yōu)良，在國內(nèi)外享有盛譽。有很多學者在藥用植物中“南藥北移”、“北藥南移”以及“野生變家種”的潮流中為山藥的引種、育種做出了很大貢獻[12-13]。過去淮山藥一直被視為小作物，對其研究主要集中于栽培技術(shù)、內(nèi)含物等方面[14-18]。

隨著人們對健康生活品質(zhì)的日益重視，特別是近十年來，江西淮山藥種植、加工等相關(guān)產(chǎn)業(yè)得到快速發(fā)展。但是由于江西淮山藥種植農(nóng)戶受到傳統(tǒng)種植習慣及新品種種質(zhì)資源收集、鑒定和利用研究滯后等多種因素影響，主栽品種仍以傳統(tǒng)地方品種為主，品種結(jié)構(gòu)較單一，這些品種由于連年種植和農(nóng)戶缺乏提純復壯技術(shù)，品種退化嚴重，抗病和抗旱性較差、產(chǎn)量較低、品質(zhì)降低等問題表現(xiàn)突出，如不加強新品種鑒定和改良利用方面的研究，不僅不能滿足人們?nèi)找娑嘣南M需求，而且還不利于淮山藥產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。為此，本項目組在國家公益性行業(yè)科研專項的支持下，開展了淮山藥種質(zhì)資源的收集、鑒定和改良利用研究，期望為這些新資源和新品種在江西生產(chǎn)上的推廣應用提供科學依據(jù)。

1　材料與方法

1.1材料

江西省南城縣地方品種資源：南城藥薯、白皮南城錆薯、紅皮南城錆薯；江西省瑞昌市地方品種資源：瑞昌山藥、紅藤；江西省宜春市品種資源：YC2011-1、YC2011-2、YC2011-3、YC2011-4、YC2011-5(本研究組資源自行編號)，明月山野生山藥；贛州石城毛山藥。

引進品種資源：水山藥、福建大薯、浙江紫山藥。

廣西農(nóng)業(yè)科學院經(jīng)濟作物研究所引進品種資源：桂淮2號、桂淮5號、桂淮6號、桂淮7號、桂淮8號、桂淮9號。

1.2方法

試驗主要在江西省農(nóng)業(yè)科學院作物研究所橫崗試驗基地、江西南城縣建昌鎮(zhèn)淮山藥示范基地、江西瑞昌市淮山藥示范基地進行，農(nóng)藝、產(chǎn)量性狀田間鑒定于2009～2013年連續(xù)5年開展。

試驗鑒定采用隨機區(qū)組設(shè)計、3次重復，每區(qū)組30 m2,2行距，行距1.5 m，株距25 cm，每行60株，每區(qū)組120株。江西省農(nóng)業(yè)科學院作物研究所橫崗試驗基地采用挖機挖溝栽培，溝寬40 cm，溝深80 cm。南城縣、瑞昌市按照當?shù)厣a(chǎn)上栽培方式，對照品種均為瑞昌山藥、南城藥薯。

種質(zhì)改良采用60Co射線物理誘變技術(shù)，農(nóng)藝和產(chǎn)量性狀調(diào)查：在田間隨機取樣10株進行田間調(diào)查和室內(nèi)考種。產(chǎn)量數(shù)據(jù)顯著性分析采用Excel 2003軟件?？购敌訹19]和抗病性[20]調(diào)查參照作物及其相關(guān)方法進行。部分種質(zhì)資源品質(zhì)測定以新鮮淮山藥塊莖為樣品，委托江西省無公害農(nóng)產(chǎn)品監(jiān)督檢驗站測定其蛋白質(zhì)、可溶性糖、淀粉、脂肪、氨基酸總量、鐵、鋅、銅含量和總皂甙等。

2　結(jié)果與分析

2.1淮山藥種質(zhì)資源收集、鑒定與評價

為了更好地指導這些品種資源的推廣應用，發(fā)掘這些品種資源優(yōu)異性狀，本研究組收集了15份淮山藥種質(zhì)資源，其中11份為江西地方資源，3份為外引資源，1份野生山藥資源。通過連續(xù)5年的試驗研究，對這些品種資源的農(nóng)藝、產(chǎn)量、抗病性、抗逆性等性狀進行系統(tǒng)的鑒定和評價。

鑒定和評價結(jié)果顯示(表1)，瑞昌山藥、南城藥薯、水山藥、紅藤等4份資源的生育期短、早熟但產(chǎn)量相對較低，抗旱性及炭疽病、病毒病病害抗性相對較差，如南城藥薯、紅藤單產(chǎn)僅為9573.0、10531.5 kg/hm2。而白皮錆薯、紅皮錆薯、浙江紫山藥、YC2011-1、YC2011-2、YC2011-3、YC2011-4、YC2011-5、明月山野生山藥等9份資源的產(chǎn)量相對較高，抗旱性、抗病性相對較強，如白皮錆薯、紅皮錆薯、福建大薯，產(chǎn)量分別為29710.5、31684.5、41047.5 kg/hm2。

表1　淮山藥種質(zhì)資源鑒定與評價

注:*、**分別表示差異達到顯著、極顯著水平。下同。

2.2引進淮山藥品種資源鑒定及評價

針對江西山藥生產(chǎn)品種匱乏、地方品種退化、病害發(fā)生嚴重、抗旱性差、產(chǎn)量低的問題，為滿足山藥種植農(nóng)戶和企業(yè)對高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高抗、廣適性品種的需求，本課題組開展了桂淮6號、桂淮2號、桂淮7號、桂淮9號等一批品種資源的鑒定和評價。鑒定和評價結(jié)果顯示(表2)，6個引進品種資源產(chǎn)量相對較高，其中桂淮7號、桂淮6號、桂淮8號產(chǎn)量均在45000 kg/hm2以上，分別達60792.0、48124.5、45304.5 kg/hm2，如較瑞昌山藥分別極顯著增產(chǎn)393.2%、290.4%、267.6%，較南城白皮錆薯分別極顯著增產(chǎn)104.6%、62.0%、52.5%。桂淮5號、桂淮2號、桂淮9號產(chǎn)量分別為33030.0、37770.0、36142.5 kg/hm2，分別較瑞昌山藥分別極顯著增產(chǎn)168.0%、206.4%、193.2%，較南城白皮錆薯分別極顯著增產(chǎn)11.2%、27.1%、21.6%。

表2　引進淮山藥品種資源鑒定和評價

注:同列*、**分別表示差異達到顯著、極顯著水平。下同。

同時，從6個引進品種田間苗期性狀、抗病性、抗旱性等性狀調(diào)查和鑒定來看，桂淮5號、桂淮6號、桂淮7號、桂淮8號的出芽勢強，苗期長勢旺盛，葉片闊大，葉肉肥厚，藤蔓粗壯；桂淮2號、桂淮9號葉小、藤蔓纖細，但長勢較旺。6個引進品種資源的抗旱性和抗病性較強，生長發(fā)育期間未發(fā)現(xiàn)炭疽病、病毒病等常見的主要病害。6個品種均表現(xiàn)出薯肉乳白色、粘液多、口感佳、味濃等良好的商品和食味品質(zhì)性狀。如桂淮6號品質(zhì)經(jīng)過江西省無公害農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢測站檢測，結(jié)果顯示：鮮樣塊莖鋅和鐵含量分別為1.72和2.56 mg/kg，淀粉含量為11.9%，氨基酸總量為2.28 g/100 g，可溶性總糖含量為2.09%，粗脂肪含量為0.10%。

由此可知，6個引進品種在江西生態(tài)條件下有較高的生產(chǎn)潛力和良好的生態(tài)適應性，產(chǎn)量、抗病性、抗逆性、口感、食味和外觀商品性等綜合性狀表現(xiàn)優(yōu)良，具有較好的推廣應用價值。

2.3利用輻射技術(shù)對引進淮山藥品種進行改良

針對江西山藥品種匱乏、遺傳基礎(chǔ)狹窄、育種資源缺乏的問題，本課題組利用60Co射線物理誘變方法，開展了山藥育種材料的改良研究，并通過系統(tǒng)選育，改良和篩選出了一批育種新材料，拓寬了江西山藥遺傳基礎(chǔ)，為淮山藥新品種選育打下了堅實的物質(zhì)基礎(chǔ)。

2010年以廣西農(nóng)業(yè)科學院經(jīng)濟作物研究所提供的桂淮2號、桂淮5號、桂淮6號薯塊為試驗材料，進行60Co射線劑量100 R輻射處理，桂淮2號輻射初芽零余子100粒，桂淮5號、桂淮6號輻射處理初芽薯塊50塊，處理后在江西農(nóng)科院作物所橫崗試驗基地種植。此后連續(xù)通過對輻照材料進行系統(tǒng)選育，初步鑒定和篩選出了3份誘變新資源。

調(diào)查及考種結(jié)果顯示(表3)，桂淮2號零余子對照出苗率85%、輻照處理22%，輻射處理比對照減產(chǎn)41.3%，桂淮5號對照出苗率95%、輻照處理16%，處理比對照減產(chǎn)24.2%，桂淮6號對照出苗率85%、輻照處理12%，處理比對照減產(chǎn)11.4%，3個品種處理均比對照減產(chǎn)顯著。處理(M0代)的單株薯塊數(shù)、單薯長度、單薯直徑、單薯重、單株薯重等性狀均比對照出現(xiàn)不同程度的減弱趨勢，性狀變異明顯。

表3　引進品種資源輻射處理M0代農(nóng)藝、產(chǎn)量性狀

另外，通過對變異材料連續(xù)定向選擇和系統(tǒng)選育，至第3代對一些選擇的優(yōu)良品系進行了田間和實驗室鑒定、考種，初步篩選出了3份中間材料，其農(nóng)藝、產(chǎn)量性狀見表4。桂淮2號誘變系選材料單產(chǎn)39816.0 kg/hm2，比對照增產(chǎn)32.5%；桂淮5號誘變系選材料單產(chǎn)45448.5 kg/hm2，比對照增產(chǎn)36.4%；桂淮6號誘變系選材料單產(chǎn)50581.5 kg/hm2，比對照增產(chǎn)13.3%。

表4　淮山藥新品種對照及輻射處理M3代優(yōu)良品系農(nóng)藝、產(chǎn)量性狀

3　結(jié)論與討論

江西是我國傳統(tǒng)的山藥產(chǎn)區(qū)，具有一些古老、優(yōu)異的地方品種資源，如瑞昌山藥、紅藤、南城藥薯、南城錆薯、永豐山藥等。但據(jù)文獻資料顯示，江西還未開展過有關(guān)這些地方品種和國內(nèi)外淮山藥種質(zhì)資源的收集、保存和性狀鑒定研究工作[13]。

江西是我國淮山藥傳統(tǒng)產(chǎn)區(qū)之一，但主栽品種仍以傳統(tǒng)的地方品種為主，品種結(jié)構(gòu)較單一，有些產(chǎn)區(qū)連作現(xiàn)象比較常見，淮山藥炭疽病、病毒病發(fā)生比較嚴重，從而造成產(chǎn)量低、外觀及營養(yǎng)品質(zhì)差，不僅不能滿足人們?nèi)找娑嘣南M需求，而且還不利于淮山藥產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

引進品種資源經(jīng)過鑒定和評價，認為這些品種資源在江西生態(tài)條件下有較高的生產(chǎn)潛力和良好的生態(tài)適應性，產(chǎn)量、抗病性、抗逆性、口感、食味和外觀商品性等綜合性狀表現(xiàn)優(yōu)良，具有較好的推廣應用價值。因此，開展淮山藥種質(zhì)資源收集、鑒定和改良利用研究對豐富淮山藥種質(zhì)資源和促進淮山藥產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有重要意義。

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(責任編輯：曾小軍)

Collection, Identification and Improvement of Yam Germplasm Resources

TANG Jie1, DAI Xing-lin1*, TU Yu-qin1, TU Wei-feng2,WANG Li-qin2, ZHANG Tao1, ZHANG Nan-feng1

(1. Crop Research Institute, Jiangxi Academy of Agricultural Sciences, Nanchang 330200, China;2. Jiangxi Academy of Agricultural Sciences, Nanchang 330200, China)

Aiming at several problems in the production of common yam rhizome in Jiangxi, such as relatively single variety structure, seriously degraded varieties, weak disease and drought resistance, low yield and poor quality, the author carried out the research on the collection, identification, improvement and utilization of yam germplasm and variety resources, in order to provide scientific basis for the popularization and utilization of these identified resources and introduced varieties, and to promote the development of yam industry in Jiangxi.

Yam; Germplasm resources; Collection and identification; Improvement and utilization

2016-04-20

國家公益性行業(yè)科研專項“淮山藥高效栽培技術(shù)研究與示范”(200903022)；江西省農(nóng)業(yè)科學院成果轉(zhuǎn)化項目“淮山藥高效栽培技術(shù)示范推廣”。

湯潔(1978─),男,江西永新人,副研究員，碩士,從事作物遺傳育種及配套栽培技術(shù)研究。*通訊作者：戴興臨。

S632.1

A

1001-8581(2016)10-0015-04