張雄堅,陳景益,黃立飛,王章英,羅忠霞,姚祝芳,房伯平
(廣東省農(nóng)業(yè)科學院作物研究所/廣東省作物遺傳改良重點實驗室,廣東 廣州 510640)
【研究意義】甘薯是多用途的無性繁殖作物,既可作糧食,又可以作飼料,目前作為防癌抗癌的保健食糧掀起消費熱潮[1-2]。橙色甘薯中含有豐富的β-胡蘿卜素,食用后轉(zhuǎn)化為人體必需的維生素A,能有效地維持視覺功能,提升人體的免疫系統(tǒng),減少癌癥、慢性病與栓塞性血管疾病的發(fā)生機率[3]。甘薯無論是在傳統(tǒng)的價值或新的認知方面都具有積極的生產(chǎn)意義。因此,需突出特色優(yōu)質(zhì)甘薯種育種[4],提高甘薯市場供應(yīng)能力,滿足社會對甘薯食用不斷高漲的要求,為民眾保健服務(wù)。廣東省是甘薯生產(chǎn)大省,常年種植面積在 40萬hm2左右,是我省繼水稻之后的第二大糧食作物,具有成熟的生產(chǎn)技術(shù)和市場環(huán)境[5]。優(yōu)質(zhì)甘薯品種的選育成功與利用配套栽培技術(shù),有利于我省種植業(yè)的調(diào)整,提高甘薯市場化程度,推廣應(yīng)用前景看好,社會效益和經(jīng)濟效益明顯?!厩叭搜芯窟M展】在甘薯育種材料創(chuàng)新研究工作中,一直把高產(chǎn)、高干率、優(yōu)質(zhì)、抗病、結(jié)薯性好和耐旱親本材料創(chuàng)新及育種方法創(chuàng)新作為研究重點,具有成熟的育種技術(shù)和豐富的各類型優(yōu)良親本材料,為品種的改良和創(chuàng)制研究奠定了物質(zhì)基礎(chǔ)。多年甘薯品種的選育研究,已選育出包括廣薯70-9、廣薯128、廣薯111、廣紫薯1號、廣薯87等甘薯新品種,并在生產(chǎn)上大面積推廣應(yīng)用[6-7]。隨著國家甘薯產(chǎn)業(yè)體系的建立,國內(nèi)每年涌現(xiàn)出幾十個國家鑒定及省審定的甘薯品種[8],有力地促進了當?shù)氐母适砩a(chǎn)穩(wěn)定與發(fā)展,保證了我國甘薯在世界生產(chǎn)保持領(lǐng)先,同時,也為甘薯育種創(chuàng)新提供了豐富的親本材料,有利于專用型甘薯育種,適應(yīng)生產(chǎn)要求。甘薯是無性繁殖作物,長期種植,品種易受病毒感染而造成一定程度的退化[9-10],影響品種的進一步推廣利用。而優(yōu)質(zhì)、抗病、商品性好的優(yōu)質(zhì)鮮食甘薯品種選育,不但是基本的品種育種要求和品種多樣化的體現(xiàn),也是適應(yīng)當前提高甘薯商品化生產(chǎn)、調(diào)整甘薯種植業(yè)結(jié)構(gòu)的需要?!颈狙芯壳腥朦c】選育優(yōu)質(zhì)、適口性好的鮮食型特色甘薯品種,提高甘薯營養(yǎng)價值,改善商品性和產(chǎn)量,促進甘薯生產(chǎn)和食用消費?!緮M解決的關(guān)鍵問題】針對缺乏廣適優(yōu)質(zhì)富含胡蘿卜素甘薯品種的問題,以抗性好的特色優(yōu)質(zhì)品種或材料進行雜交創(chuàng)新,然后選種鑒定和強化品質(zhì)測定,并研究適宜的商品化配套栽培技術(shù),選育優(yōu)質(zhì)、特色、鮮食型甘薯品種。
根據(jù)甘薯育種目的要求,以抗病、豐產(chǎn)、食用品質(zhì)優(yōu)、富含胡蘿卜素的親本定向組配雜交組合,從其雜交后代中選育出綜合性狀好的高胡蘿卜素類型品種。2010年,選用雜交不親和88-70群、廣適、抗病、優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)品種廣薯87作母本,以雜交不親和D群、食用品質(zhì)優(yōu)、高胡蘿卜素的品種廣薯79作父本組配組合,定向雜交,獲得雜交種子2 197粒;2011年播種后,實生苗選種,品系11-72表現(xiàn)結(jié)薯多且均勻,食味鑒定良好,作為進一步試驗鑒定材料。
1.2.1 復(fù)選試驗 2012年,品系11-72與同期選出的209個株系在廣東省農(nóng)業(yè)科學院白云試驗基地甘薯圃2號試驗田進行復(fù)選試驗。采用直行隨機排列,2次重復(fù),小區(qū)面積 5.5 m2(1.1 m×5 m),單行種植,每個小區(qū)30株,折667 m2插植3 636苗,用第一段嫩壯苗栽種。每32個品系設(shè)兩個對照種,分別為父本廣薯87(CK1)和高產(chǎn)對照種廣薯128(CK2)。薯塊產(chǎn)量結(jié)果采用對比法分析,用CK1校正產(chǎn)量。
1.2.2 品比試驗 鑒于復(fù)選試驗中突出的產(chǎn)量、品質(zhì)及富含胡蘿卜素的特性,品系11-72表現(xiàn)出特異品種的優(yōu)良潛力,與同期選出的50個品系升級參加2013年的品比試驗,于廣東省農(nóng)業(yè)科學院白云試驗基地甘薯圃3號試驗田種植,3次重復(fù),隨機區(qū)組排列,小區(qū)面積11.0 m2(1.1 m×5 m×2),即2行區(qū),每小區(qū)種植50苗,每行25苗,折667 m2插植3 000株。以母本廣薯79作對照。產(chǎn)量結(jié)果采用變量分析和差異顯著性(LSD法)測定。
1.2.3 廣東省甘薯品種區(qū)試多點適應(yīng)性和抗薯瘟鑒定 品系11-72以穩(wěn)定的優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)特性,與同期選出的7個品種升級參加2014—2015年廣東省區(qū)試多點鑒定,定名為廣薯72,在廣州、湛江、汕頭、梅州、肇慶、陽江、韶關(guān)、惠來、高州等9個點試驗,并進行薯瘟病抗性鑒定。試驗采取隨機區(qū)組設(shè)計,3次重復(fù),2行區(qū),小區(qū)面積13.2~14.0 m2,統(tǒng)計面積均折算為13.2 m2,密度為2 860~3 500株/667m2。栽插時間從7月下旬至9月上旬,收獲時間從12月上旬至翌年1月上旬,全生育期120~148 d。所有試驗均按正常栽培肥水管理。
試驗產(chǎn)量數(shù)據(jù)采用Excel 2010和DPS軟件進行統(tǒng)計分析。
薯瘟病抗性鑒定:2015年,室內(nèi)接種鑒定在廣東省農(nóng)科院作物研究所進行,田間(病圃)抗性鑒定在廣東省惠來縣農(nóng)科所進行。
1.2.4 性狀鑒定及方法 參考甘薯DUS測試標準、甘薯種質(zhì)資源數(shù)據(jù)標準和鑒定標準[11-13]進行試驗調(diào)查和測定。從實生苗選種,至省區(qū)試,均進行莖葉和薯塊基本特征特性觀察鑒定,此外,收獲期測定鮮薯產(chǎn)量和大中小薯數(shù),記錄結(jié)薯性。然后取8~10條中大薯鮮樣品,于烘箱中105 ℃烘干至恒重,測定薯塊干物率;鮮薯品質(zhì)成分包括淀粉、可溶性糖、還原糖等采用酸水解法滴定測定,特異成分胡蘿卜素含量采用苯酚浸取法分光度比色測定;薯塊蒸熟食味評價,以4~5位專家品償結(jié)果進行平均。薯瘟病抗性室內(nèi)與田間均采用接種鑒定。
2.1.1 復(fù)選與品比試驗 2012年復(fù)選鑒定結(jié)果,廣薯72每667 m2鮮薯產(chǎn)量3 418.4 kg,經(jīng)校正產(chǎn)量為3 059.8 kg,比優(yōu)質(zhì)對照種母本廣薯87減產(chǎn)1.4%,干薯產(chǎn)量805.3 kg,比對照種減產(chǎn)0.2%;蒸煮鮮食品質(zhì)優(yōu)于對照。
2013年品比結(jié)果(表1)顯示,廣薯72每667 m2鮮薯產(chǎn)量2 935.5 kg,比對照種廣薯79增產(chǎn)24.8%,增產(chǎn)顯著,在同類材料試驗中排第1位;每667 m2干薯產(chǎn)量772.3 kg,比對照種增產(chǎn)31.1%,增產(chǎn)極顯著,在同類材料試驗中排第1位。品比與復(fù)選鑒定結(jié)果基本一致,均表現(xiàn)為高產(chǎn)特性,說明廣薯72具有明顯的高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)潛力。
表1 廣薯72品比試驗薯塊產(chǎn)量Table 1 Root yield of Guangshu 72 in variety comparison test
2.1.2 省區(qū)試多點試驗 2014年省區(qū)試初試,8個試點綜合結(jié)果(表2)顯示,廣薯72平均每667 m2鮮薯產(chǎn)量為2 486.0 kg,比對照種廣薯111增產(chǎn)21.3%,達極顯著水平,排名第一,有87.5%的試點增產(chǎn);平均每667 m2干薯產(chǎn)量為716.7 kg,比對照增產(chǎn)22.3%,達極顯著水平,排名第二,有87.5%的試點增產(chǎn);2015年復(fù)試,8個試點綜合結(jié)果(表2)顯示,廣薯72平均每667 m2鮮薯產(chǎn)量為2 214.0 kg,比對照增產(chǎn)22.0%,達極顯著水平,排名第一,有75.0%的試點增產(chǎn);平均每667 m2干薯產(chǎn)量為629.1 kg,比對照增產(chǎn)26.9%,達極顯著水平,排名第二,有75.0%的試點增產(chǎn)。兩年區(qū)試結(jié)果表明,廣薯72增產(chǎn)極顯著,豐產(chǎn)性突出,75%~87%試點增產(chǎn),適應(yīng)性較廣,兩年省區(qū)試多點測驗中,平均每667 m2鮮、干薯產(chǎn)量分別為2 350.0、672.9 kg,比對照種廣薯111增產(chǎn)21.6%和24.4%,均達極顯著水平。
表2 廣薯72省區(qū)試多點試驗鮮干薯鑒定產(chǎn)量表現(xiàn)Table 2 Yield performance of Guangshu 72 in the provincial multi-location test
由表3可知,廣薯72在選育早期階段便有較高的干率和淀粉含量、胡蘿卜素含量;食味鑒定,在最初實生苗選材時便略優(yōu)于父母本,達80+分,表現(xiàn)為優(yōu)質(zhì)特性;初選復(fù)選時,薯塊干物率與作優(yōu)質(zhì)種對照的母本廣薯87相當,食味高5分,胡蘿卜素含量更顯著高于對照;在品種比較試驗時,薯塊干物率、淀粉含量均優(yōu)于作對照種的父本廣薯79,但胡蘿卜素含量低于對照,符合鮮食優(yōu)質(zhì)胡蘿卜素品種的要求。
省區(qū)試結(jié)果(表3)表明,廣薯72鮮薯平均干物率為28.7%、淀粉含量19.7%、胡蘿卜素含量81 mg/kg,蒸熟食用粉香甜、薯味濃,口感好,食味80~85分,相對于優(yōu)質(zhì)對照種廣薯111,干物率和淀粉含量相當,而胡蘿卜素含量則明顯改善,提高2倍多。
多年試驗觀察表明,廣薯72結(jié)薯多,從品比至區(qū)試,平均每株穩(wěn)定在6條薯以上,屬薯數(shù)型品種,大中薯率(重量)高達80%左右,高產(chǎn)有保障;結(jié)薯性觀察一直評價為好或極好,具有高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)特性的生長基礎(chǔ);薯肉桔紅,富含胡蘿卜素,具有一定的特異性,同時,薯形紡錘形,規(guī)則,美觀,兼具大中薯率高則表明商品價值高。因此,綜合產(chǎn)量、品質(zhì)及結(jié)薯觀察表明,廣薯72符合優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、商品性好的特色鮮食品種的要求。
廣薯72大田薯瘟抗性鑒定發(fā)病率32.5%、為中抗,室內(nèi)薯瘟病抗性鑒定病情指數(shù)13.3%、為抗病,因此,該品種具有明顯的薯瘟抗病性。
綜合以上結(jié)果分析,廣薯72種薯萌芽性中等,株形匍匐,蔓長中等,生長勢強,分枝中等,頂葉淺綠緣紫,成葉綠色,葉形中復(fù)缺刻,葉脈、莖皆為綠色,結(jié)薯性好、穩(wěn)定;結(jié)薯集中整齊,單株結(jié)薯多,大中薯率78.2%,薯形長紡錘形,薯皮桔黃色,薯肉桔紅色,富含胡蘿卜素;薯身光滑較美觀,薯塊均勻,耐貯性好;開花少,雜交不親和群分別屬D、88-70群,具有多群特性。
表3 廣薯72鮮薯品質(zhì)鑒定結(jié)果Table 3 Quality identification result of fresh root of Guangshu 72
表4 廣薯72結(jié)薯性觀察調(diào)查結(jié)果Table 4 Observation results of root characteristics of Guangshu 72
甘薯優(yōu)質(zhì)品種一般薯肉色淡的比較多,產(chǎn)量低,退化快,薯形差,商品價值難于體現(xiàn),而高胡卜素品種色素味濃,掩蓋甘薯風味,以及品質(zhì)特性不突出,干率和淀粉率低[14],廣薯72則綜合了優(yōu)質(zhì)和富含胡蘿卜素特性,有良好的薯形,能充分體現(xiàn)鮮食甘薯的商品價值。近期,利用遠緣親本育種、達到良好的創(chuàng)新效果,選育出適應(yīng)生產(chǎn)需要的特色甘薯[15-16]。但甘薯性狀基因累加效應(yīng),仍然是突破育種的有效方法[17],既要累加效果,突破單一性狀,又要綜合各項優(yōu)良性狀,則需要廣泛的優(yōu)良親本基因的集團育種。廣薯72的親本都有廣薯69的親本背景,但綜合了很多優(yōu)良親本,如波嘎、廣薯79-15、揭薯16等品種親本。經(jīng)多年的集團雜交的積累,且沿著富含胡蘿卜素和優(yōu)質(zhì)兩方面同時累進,廣薯72的育成正是這方面結(jié)果的體現(xiàn)。同時根據(jù)該種的特性和多年種植,良種良法配套如下。
選用薯身光滑、無病蟲害的中等薯塊作種薯進行薯塊育苗。一般在3月中旬至4月上旬下種,出苗后根據(jù)長勢適當施肥、澆水促苗生長,并在苗長出10片葉左右時,剪苗擴繁。當擴繁苗有10個節(jié)左右時摘心打頂,促分枝,培育嫩壯苗。種植時選用第一段嫩壯苗。同時,采用莖尖脫毒苗,在隔離區(qū)培育脫毒種苗,代替常規(guī)種苗種植,可有效易防種性退化,保持高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)和提高商品薯率[18-19]。
廣薯72品種蔓長中等、分枝欠佳,為了發(fā)揮群體生產(chǎn)力,提高產(chǎn)量,每667 m2插植苗數(shù)3 000~3 600株,薯苗入土以3~4節(jié)為宜。
根據(jù)廣薯72莖、葉生長和薯塊增重規(guī)律,宜采用施足基肥、適時追肥和后期酌情補肥的原則。在氮、磷、鉀養(yǎng)分比較平衡的田塊,每667 m2N、P2O5和K2O施用量分別約為13、5、16 kg,其中磷肥作基肥施用。薯苗插植后15~20 d,施促苗肥(施總氮量的25%),作水肥淋施或穴施;植后50 d左右結(jié)合中耕松土、培土,重施氮、鉀肥(施總氮量的70%、鉀量的95%),促進塊根膨大;種植90 d后根據(jù)長勢酌情補施少量氮、鉀肥(施總氮量的5%、鉀量的5%)防止莖葉過早落黃。
廣薯72品質(zhì)優(yōu)且薯肉偏紅,南方薯區(qū)尤其是旱坡地種植,受蟻象和鼠害危害比較嚴重。為了提高商品薯率,有條件的地區(qū)應(yīng)采用蟻象性激素引誘劑的方法進行防治[20-21],薯塊膨大期也要注意防治鼠害。同時,掌握在莖葉快速下降期出現(xiàn)后(約在植后120~150 d)收獲。
本試驗通過選用廣適、抗病、優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)品種廣薯87作母本,食用品質(zhì)優(yōu)、高胡蘿卜素的品種廣薯79作父本,定向雜交選育出綜合性狀好、具有特色的新品種廣薯72。該品種優(yōu)質(zhì)高產(chǎn),省區(qū)試中薯塊干物率為28.7%、淀粉含量19.7%,平均每667 m2鮮、干薯產(chǎn)量分別為2 350.0、672.9 kg,鮮薯的胡蘿卜素含量高達81 mg/kg,適口性好,食味80~85分,薯形紡錘形,美觀,單株薯數(shù)6條以上,大中薯率高達78.2%,適合商品要求,同時,抗薯瘟病,生產(chǎn)適應(yīng)性廣,市場應(yīng)用前景廣闊,可促進鮮食型甘薯規(guī)模化商品化生產(chǎn)。