周時藝，俞奔馳，宋恩亮，雷開文，馬崇熙，盧賽清，韋麗君

（廣西壯族自治區(qū)亞熱帶作物研究所，廣西 南寧 530001）

0 引言

【研究意義】木薯是世界三大薯類作物之一，有“地下糧倉” “淀粉之王”的美譽，是世界上8 億多人口賴以生存的糧食[1]。其用途廣泛，在中國，木薯直接食用占比很小，主要用于淀粉及酒精加工[2]。廣西是我國木薯主產(chǎn)區(qū)，其種植面積和產(chǎn)量約占全國的60%以上。近十年來由于農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)化調(diào)整，廣西木薯產(chǎn)業(yè)受到巨大沖擊，種植面積逐年萎縮，但市場對木薯需求卻十分旺盛。據(jù)統(tǒng)計，2017 年我國進口木薯干片800 萬t，是我國年產(chǎn)量的5 倍以上[3]，可見中國對木薯干片需求之大，也間接反映了我國木薯原材料遠遠滿足不了國內(nèi)工業(yè)需求。因此選育高產(chǎn)高粉、適應(yīng)性廣、低氫氰酸的綜合型木薯新品種，對保障我國木薯原材料供給、促進廣西木薯產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有重要意義?！厩叭搜芯窟M展】多年來，通過育種工作者的不懈努力，一批批優(yōu)質(zhì)的木薯新品種[4?8]得以被應(yīng)用推廣，改善了我國木薯品種單一和退化的狀況。當(dāng)前廣西主栽工業(yè)用高產(chǎn)品種主要有華南205、南植199、華南5 號[9]和新選048[10]，而華南8 號[5]、桂熱911[11]和桂熱4 號[12]則零星分布，鮮食型品種主要有華南9 號[13]、桂熱891[14]、桂熱9 號、面包木薯1 號和面包木薯2 號[15]，間套作型品種有桂熱911、華南205、南植199、華南124、華南9 號、華南8 號和華南12 號[16]，為推動廣西木薯行業(yè)的快速發(fā)展提供了有力保障。但是這些品種基本上只具備高產(chǎn)、高粉、低氫氰酸、抗風(fēng)等1~2 個特點，華南101 面包木薯和桂熱891 的產(chǎn)量、華南系列木薯品種的抗寒性、華南606 的抗風(fēng)能力等都有待提高?！颈狙芯壳腥朦c】截至2016 年底，廣西審定的木薯品種大多數(shù)是從國外引進的品系或者雜交種子，經(jīng)系列試驗、鑒定篩選而育成，廣西本土有性雜交獲得的品種屈指可數(shù)，并且絕大部分品種只具備高產(chǎn)或者高粉等單一特點，缺乏土生土長的廣適性、高產(chǎn)和高淀粉等綜合性狀優(yōu)良木薯新品種?！緮M解決的關(guān)鍵問題】本研究采用開花調(diào)控技術(shù)，選育出高產(chǎn)、高淀粉、低氫氰酸含量，適應(yīng)性強的綜合型木薯品種，以促進木薯產(chǎn)業(yè)增收增效，提高種植木薯的經(jīng)濟效益，保障我國木薯產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

參試品（株）系：（1）親本：母本新選048（XX048），高產(chǎn)低粉，源自廣西大學(xué)農(nóng)學(xué)院，父本桂熱891（GR891），高產(chǎn)高粉、株型矮小緊湊、早熟、低氫氰酸，源自廣西壯族自治區(qū)亞熱帶作物研究所，F(xiàn)1 代（編號為2014-68）；（2）加工主栽品種華南205（SC205）和食用主栽品種華南9 號（SC9）作 雙對照品種。

1.2 試驗方法

2011 年以新選048（♀）× 桂熱891（♂）為親本材料，采用開花調(diào)控技術(shù)獲得雜交種子，2012 年進行優(yōu)良單株評選，2013 年和2014 年分別進行初級系比試驗和中級系比試驗， 2015-2017 年進行高級系比試驗，2017-2018 年進行區(qū)域性試驗，2018-2019 年進行生產(chǎn)性試驗。2019 年12 月11 日進行現(xiàn)場測產(chǎn)，品種申請審定時定名為桂熱11 號（GR11），于2020 年11 月3 日通過全國“熱帶作物品種”審定（ 熱品審2020002）。

1.2.1 優(yōu)良單株評選 2012 年開展單株評選試驗，觀 測株型、結(jié)薯性狀和薯型等。

1.2.2 系比試驗 2013 年進行初級系比試驗，每個株系5 株，每10 個株系種植一組對照（SC205）；2014年進行中級系比試驗，每個株系種植20 株，采用雙行各10 株模式種植，每5 個株系種植一組對照（SC205）；2015-2017 年進行高級系比試驗，小區(qū)面積為5.0 m×5.0 m，株行距1.0 m×1.0 m，3 次重復(fù)，隨機區(qū)組設(shè)計，以SC205 和SC9 作雙對照。3 個系比試驗均于生育期間觀測株型、整齊度、植物學(xué)性狀和結(jié)薯性狀，于12 月收獲時測定鮮薯產(chǎn)量、淀粉含量（比重法）。

鮮薯產(chǎn)量測定：隨機抽取10 株木薯測定鮮薯重后折算成單位面積鮮薯產(chǎn)量；

淀粉含量（比重法）的測定：隨機抽樣約5 000 g鮮薯，先稱其在空氣中的質(zhì)量（m1），再稱其在水中的質(zhì)量（m2），然后按照下面公式計算鮮薯淀粉含 量（SC），SC=210.8×m1/(m1?m2）?213.4[17]。

1.2.3 區(qū)域性試驗 2017-2018 年在廣西南寧、武鳴、桂平及江西南昌、海南白沙等5 個試驗點進行區(qū)域性試驗，小區(qū)面積5.0 m×5.0 m，株行距1.0 m×1.0 m，3 次重復(fù)，隨機區(qū)組設(shè)計，以SC205 和SC9 作雙 對 照。 試 驗 于 每 年 4 月 種 植， 按 NY/T 1681—2009、NY/T 1685—2009 的標準進行管理，當(dāng) 年12 月測定鮮薯產(chǎn)量和淀粉含量（比重法）。1.2.4 生產(chǎn)性試驗 2018-2019 年在廣西南寧、廣西武鳴、桂平及江西南昌、海南白沙等5 個試驗點進行生產(chǎn)性試驗，廣西區(qū)內(nèi)各點的試驗面積為0.67 hm2，區(qū)外各點的試驗面積為0.33 hm2，株行距1.0 m ×1.0 m，以SC205 和SC9 作雙對照。每年的3～4 月種植，按NY/T 1681—2009、NY/T 1685—2009 的標準進行管理，當(dāng)年12 月測定鮮薯產(chǎn)量和淀粉含量。在廣西南寧點隨機抽取鮮薯樣品送至廣西華測檢測認證有限公司測定蛋白質(zhì)、總糖、粗纖維、淀粉、維生素、胡蘿卜素和氫氰酸含量以及干物質(zhì)率，在廣西桂平和江西南昌試驗點隨機抽取鮮薯樣品，送至廣西華測檢測認證有限公司測定淀粉、氫氰酸含量 以及干物質(zhì)率。

1.2.5 新品種GR11 指紋圖譜鑒定 利用2 對微衛(wèi)星標記引物對GR11 等8 份材料進行指紋圖譜鑒定，在 7%聚丙烯酰胺凝膠上以100 W 電泳35 min。

1.2.6 現(xiàn)場鑒定 2019 年專家現(xiàn)場（南寧點）鑒評時隨機連續(xù)抽取10 株木薯，測定株高、主莖高度、主莖直徑、單株鮮薯產(chǎn)量等性狀指標。各點收獲時均測定鮮薯產(chǎn)量，并隨機抽點采集木薯鮮樣，送至廣西 華測檢測認證有限公司進行淀粉等相關(guān)品質(zhì)的測定。

1.3 數(shù)據(jù)處理和分析

運用WPS office（11.1.0.11294）的WPS 表格對試驗數(shù)據(jù)進行整理統(tǒng)計，用SPSS 21.0 對數(shù)據(jù)進行方差 分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 雜交和優(yōu)良單株評選

2011 年獲得的雜交種子于2012 年開展單株評選，篩選出株型緊湊、莖稈直立，無分枝，結(jié)薯集中 、塊根水平分布的優(yōu)良單株。

2.2 系比試驗結(jié)果

2013 年12 月下旬，在初級系比試驗收獲時，選取莖稈直立、株型緊湊、整齊度好、結(jié)薯集中、塊根水平伸長、薯塊大小均勻的優(yōu)良株系480 個（約占總株系20%），其中GR11 平均鮮薯產(chǎn)量3.87 kg·株?1，比對照SC205（2.50 kg·株?1）增產(chǎn)54.80%。

2014 年12 月中旬，在中級系比試驗收獲時，篩選出株型和塊根性狀穩(wěn)定，鮮薯產(chǎn)量和淀粉含量均顯著高于SC205 的優(yōu)良株系約100 個，其中GR11 鮮薯總產(chǎn)量106.00 kg，比對照SC205（68.59 kg）增產(chǎn)54.54%；淀粉含量為35.8%，比對照SC205（29.3%）提高了6.5 個百分點。

通過連續(xù)3 年的高級系比試驗可知（表1），GR11與2 個對照的鮮薯產(chǎn)量存在顯著差異，平均鮮薯產(chǎn)量為38.64 t·hm?2，分別比SC205 和SC9 增產(chǎn)72.32%、73.47%，平均淀粉含量為28.1%，比SC205 高4.0 個百分點，比SC9 高0.9 個百分點。

表1 2015-2017 年GR11 高級系比試驗Table 1 Advanced performance trail results on GR11 in 2015-2017

2.3 區(qū)域性試驗結(jié)果

為了進一步驗證其區(qū)域適應(yīng)性及豐產(chǎn)性能的穩(wěn)定性，2017-2018 年分別在廣西南寧、武鳴、桂平，江西南昌和海南白沙等5 個試驗點進行區(qū)域性試驗，以當(dāng)家品種SC205 和食用品種SC9 作雙對照，結(jié)果見表2。GR11 平均鮮薯產(chǎn)量為41.22 t·hm?2，顯著高于對照SC205，增產(chǎn)幅度9.37%～70.95%，平均增幅19.05%；GR11 產(chǎn)量極顯著高于對照SC9，增產(chǎn)幅度40.66%～85.11%，平均增幅61.15%。GR11在不同地區(qū)及年度間，均比對照SC205 和SC9 高產(chǎn)，由于不同地區(qū)地理條件及管理水平不同，SC205 和SC9 在廣西南寧相比其他4 個試驗點鮮薯產(chǎn)量偏低，而GR11 則不受影響，由此可見，GR11 相比對照具有更廣泛的適應(yīng)性和更高的豐產(chǎn)性。GR11 平均淀粉含量為29.2%，分別比對照SC205 和SC9 高2.6、1.0個百分點?？梢姛o論是鮮薯產(chǎn)量還是淀粉含量，GR11 均明顯高于加工主栽品種SC205 和食用主栽品種SC9，具有鮮薯產(chǎn)量高、淀粉含量高、穩(wěn)定性好 、適宜種植區(qū)域廣等特點。

表2 2017-2018 年GR11 區(qū)域性試驗Table 2 Regional trail results on GR11 in 2017-2018

2.4 生產(chǎn)性試驗結(jié)果

為了示范推廣，2018-2019 年分別在廣西南寧、武鳴、海南白沙等5 個試驗點進行生產(chǎn)性試驗及品質(zhì)分析，廣西區(qū)內(nèi)各點的試驗面積為0.67 hm2，區(qū)外各點的試驗面積為 0.33 hm2，以當(dāng)家品種SC205和食用品種SC9 作雙對照，結(jié)果見表3。除2019 年南昌遭遇極端干旱天氣，造成各參試品種的產(chǎn)量偏低，其中GR11 低至27.60 t·hm?2，以及桂平當(dāng)?shù)亓?xí)慣采用間套種花生的種植模式，造成木薯產(chǎn)量稍偏低，GR11 鮮薯產(chǎn)量為38 t·hm?2左右外，其余的GR11鮮薯產(chǎn)量均在40.76 t·hm?2以上，最高的為白沙點，高達43.34 t·hm?2，表現(xiàn)出了高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)。GR11 在不同年度、不同試驗點，均比加工主栽品種SC205 和食用主栽品種SC9 高產(chǎn)，分別增產(chǎn)9.51%～57.26%和27.30%～89.51%，平均增產(chǎn)率分別為28.38%和52.03%。生產(chǎn)試驗結(jié)果表明，GR11 適應(yīng)性廣、高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)、豐產(chǎn)性好，適宜在種植區(qū)大面積推廣種植。

表3 2018-2019 年GR11 生產(chǎn)性試驗Table 3 Production trail results on GR11 in 2018-2019

GR11 鮮 薯 品 質(zhì) 抽 檢 結(jié) 果：蛋 白 質(zhì)0.75 g·hg?1、氫氰酸22.3 mg·kg?1、總糖1.5 g·hg?1、粗纖維1%、淀粉33.0 g·hg?1、干物質(zhì)含量36.48%、維生素C 37.2 mg·hg?1、胡蘿卜素123 μg·hg?1。

江西南昌點GR11 鮮薯淀粉含量30.3 g·hg?1，比 對 照SC205（26.9 g·hg?1）提 高 了3.4 個 百 分 點；GR11 干物質(zhì)率39.6%，比對照SC205（34.6%）提高了5.0 個百分點；氫氰酸20.5 mg·kg?1。廣西桂平點GR11 鮮 薯 淀 粉34.5 g·hg?1，比 對 照SC205 提 高 了4.0 個百分點；GR11 干物質(zhì)率41.8%，比對照SC205提 高了4.3 個百分點；氫氰酸23.9 mg·kg?1（表4）。

表4 2018-2019 年GR11 與對照SC205 的淀粉和干物質(zhì)率對比結(jié)果Table 4 Contents of starch and dry matters of GR11 and SC205 tested in 2018-2019

2.5 現(xiàn)場測產(chǎn)結(jié)果

2019 年12 月11 日在廣西南寧市興寧區(qū)三塘鎮(zhèn)廣西壯族自治區(qū)亞熱帶作物研究所木薯研究基地現(xiàn)場測產(chǎn)，植后8 個月平均單株鮮薯產(chǎn)量為4.222 kg，折合成每667 m2產(chǎn)鮮薯2.816 t，比對照（SC205）增產(chǎn)35.51%，比對照（SC9）增產(chǎn)32.21%，GR11 與雙對 照的鮮薯產(chǎn)量差異均達顯著水平。

2.6 GR11 的產(chǎn)量潛力和生產(chǎn)性能評價

經(jīng)過歷年各級試驗比較，表明GR11 具有高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)的產(chǎn)量潛力和生產(chǎn)性能及廣泛的適應(yīng)性。GR11與雙對照SC205 和SC9 歷年平均鮮薯產(chǎn)量對比情況見表5。

表5 2015-2019 年GR11 鮮薯產(chǎn)量及淀粉含量Table 5 Tuber yield and starch content of GR11 tested in 2015-2019

2015-2019 年，GR11 每年單產(chǎn)均超過36 t·hm?2，最低36.42 t·hm?2，最高40.77 t·hm?2，說明該品種具有高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)的特性。平均鮮薯產(chǎn)量39.28 t·hm?2，相比SC205 和SC9，增產(chǎn)效果顯著，比SC205 平均增 產(chǎn)12.34 t·hm?2，增 幅45.83%，比SC9 平 均 增 產(chǎn)15.03 t·hm?2，增幅62.01%，近年來木薯市場鮮薯收購平均價格約600 元·t?1[18]，GR11 分別比對照SC205和SC9 增值7 404 元·hm?2、9 018 元·hm?2，經(jīng)濟效益增 加明顯。

2.7 GR11 淀粉含量分析

從表5 可以看到，GR11 除了第1 年外，其余4年淀粉含量≥29.0%，這表明了GR11 具有高淀粉含量的特性，5 年平均淀粉含量為29.7%，比對照SC205（25.8%）高3.9 個百分點，2015-2017 年GR11 平均淀 粉含量為28.1%，比SC9 高0.8 個百分點。

2.8 GR11 的品質(zhì)評價

多年各級品比試驗結(jié)果表明，GR11 品質(zhì)優(yōu)良，連續(xù)3 次鮮薯氫氰酸含量抽檢結(jié)果分別為22.3、20.5 和23.9 mg·kg?1，均低于50 mg·kg?1的國家安全食用標準，表明該品種具有可食用的特性。此外，GR11 鮮薯蛋白質(zhì)0.75 g·hg?1、總糖1.5 g·hg?1、粗纖維1.0%、維生素C 37.2 mg·hg?1、胡蘿卜素123 μg· hg?1。GR11 食味粉而香，耐煮性好（煮糖水和打火鍋不易成 糊狀）。

2.9 GR11 指紋圖譜鑒定

采用SSR6、SSR10 兩對微衛(wèi)信標記對GR11 等8 份材料進行指紋圖譜鑒定，可以獲得4 個等位基因，在這8 份材料中GR11 具有唯一的特征帶SSR6-b/SSR10-ab（表6 和圖1），因此SSR6、SSR10 可以作為本品種的標記指紋。

表6 桂熱11 號分子指紋模式圖譜Table 6 Molecular fingerprints of GR11

圖1 SSR6（A）和SSR10（B）標記在8 個木薯品種（系）中擴增指紋圖譜Fig. 1 Amplified fingerprints of SSR6 (A) and SSR10 (B) in 8 cassava cultivars (lines) with molecular markers

2.10 抗逆性表現(xiàn)

GR11 連續(xù)3 年田間均表現(xiàn)出耐寒性、耐旱性強，中抗朱砂葉螨，苗期容易感染細菌性枯萎病，但 也容易恢復(fù)，不影響鮮薯產(chǎn)量（表7）。

表7 2017-2019 年GR11 抗逆性表現(xiàn)Table 7 Stress resistance of GR11 shown in 2017-2019

3 討論與結(jié)論

廣西是我國木薯主產(chǎn)區(qū)，當(dāng)前推廣栽培的木薯品種絕大部分都是從國外或者省外引進的，或者是引進雜交種子、優(yōu)質(zhì)種質(zhì)資源經(jīng)系列試驗后選育而成的[19]，但引進的絕大部分品種只具備高產(chǎn)或高粉中的1 個優(yōu)點，缺乏廣西本土廣適性、高產(chǎn)和高淀粉等綜合性狀優(yōu)良的木薯新品種。本研究以新選048 為母本，桂熱891 為父本，采用人工開花調(diào)控技術(shù)進行誘導(dǎo)并雜交獲得種子經(jīng)過系列試驗，最后鑒定、篩選出高產(chǎn)高淀粉，氫氰酸含量低，適應(yīng)性廣，豐產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)性好，具有耐旱耐寒和較抗螨、不易落葉等特點，適合在廣西、海南和江西等木薯主產(chǎn)區(qū)推廣種植的鮮食加工兼用型優(yōu)良品種GR11，這是廣西首個通過國審的有性雜交木薯新品種。

在生產(chǎn)性試驗中，GR11 平均鮮薯產(chǎn)量39.68 t·hm?2，比加工主栽品種SC205 增產(chǎn)28.38%，淀粉含量和干物質(zhì)率分別為32.4%、40.7%，比對照SC205分別提高了3.7 百分點和4.7 個百分點。木薯淀粉含量和干物質(zhì)率是衡量淀粉和酒精加工生產(chǎn)經(jīng)濟效益的2 個重要指標，兩者含量越高，轉(zhuǎn)化效益越大[7]，GR11 潛力可見一斑。SC9 是目前主栽的食用品種，其食用方法有切塊或切段蒸煮，或磨制成淀粉后，采用蒸、煎、炸等方式制作成美食[13]，GR11 氫氰酸含量非常低（鮮食平均22.2 mg·kg?1），食味粉而香，耐煮性好，尤其是打火鍋時不易成糊狀。該品種不易落葉，不分枝，株型緊湊，結(jié)薯集中，有望應(yīng)用于機械化種植，這將有助于降低勞動成本，提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)濟效益。隨著木薯產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，木薯的病蟲害也越來越多，其中細菌性枯萎病和朱砂葉螨是兩種主要的病蟲害[20,21]，GR11 具有較強的抗螨能力，但苗期易感染細菌性枯萎病，注意加強防范。廣西、廣東和海南三省是木薯主要種植區(qū)，經(jīng)過多年試驗，GR11 在江西南昌也表現(xiàn)出了極強的豐產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)性，這為木薯北移奠定了基礎(chǔ)，同時對推動木薯產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有重要意義。

研究結(jié)果表明，GR11 具有豐產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)，高淀粉，低氫氰酸，莖干直立、不分枝、株型緊湊，結(jié)薯集中、大小均勻等優(yōu)點，此外還具備耐旱耐寒和較抗螨，不易落葉，適應(yīng)性廣的特點，適宜在廣西、海南和江西等木薯主產(chǎn)區(qū)推廣種植。