马铃薯不同杂交组合及后代淀粉品质性状的评价

张瑞婷，石 瑛，李 欣，王冬雪

（东北农业大学农学院，黑龙江 哈尔滨 150030）

长期以来，我国都是以产量和主要营养成分作为衡量马铃薯品质的标准，而很少考虑其加工品质和适应性，导致可用于加工的马铃薯品种较少，尤其是马铃薯淀粉专用加工型品种欠缺。随着我国马铃薯加工产业的发展，加工企业对马铃薯原料薯不仅仅只限于对高淀粉的追求，对淀粉的品质特性也开始日益关注。

马铃薯淀粉与其它种类淀粉在物理化学性能及应用上均存在较大的差异[1-2]，在所有植物淀粉中，马铃薯淀粉的糊浆粘度峰值是最高的，高于玉米、木薯、小麦淀粉的糊浆粘度峰值，就马铃薯淀粉本身而言，不同原料薯加工的淀粉之间糊浆粘度也有差异。马铃薯淀粉的糊化温度低，低于玉米、小麦、木薯和甘薯淀粉的糊化温度[3]。另外，马铃薯淀粉还具有颗粒大，糊化透明度高，易膨胀，含有天然磷酸基团，蛋白质残留量低，口味温和，无刺激，不易退化和凝胶等特性。因此，马铃薯淀粉以其优越的性能被广泛地应用于食品加工、农业、建筑和工业生产中[4-6]。

本试验以选育淀粉加工专用型马铃薯品种为目标配制的杂交组合为供试材料，对各杂交组合后代的淀粉粘度、糊化温度和峰值粘度温度等性状进行了评价和鉴定，筛选出优良的杂交组合，为马铃薯品质育种亲本的选配提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试材料为来源于东北农业大学马铃薯研究所配制的10个杂交组合的无性二代，组合代号及名称见表1。每个组合包含无性系45份，全部无性系材料为450份，以炸片品种大西洋和晚熟品种克新13号作为对照品种。

表1 供试材料Table 1 Materials tested

1.2 田间试验方法

试验种植在东北农业大学香坊植物类实验实习基地马铃薯试验田，试验地前茬为大豆。2010年5月14日播种，田间排列采用随机区组设计，3次重复，以每个组合的15个无性系为1次重复。行长为1.5 m，株距为0.3 m，行距为0.7 m，每个无性系种植 1行，每行种植6株，整薯播种。667 m2施肥量为尿素5 kg，二铵10 kg，硫酸钾5 kg，马铃薯播种前作种肥施入。正常田间管理，收获日期为2010年9月9日。

1.3 品质分析方法

淀粉的制备：称取1.5 kg左右的鲜马铃薯用水洗净并切成丁，再用组织捣碎机加蒸馏水捣碎，然后将适量试样放于80目筛上用蒸馏水冲洗，其纤维素等残留于筛上，蛋白质、无机盐、糖、可溶性物质留于水中，淀粉则沉淀于下层，再过100目筛，将沉淀物用蒸馏水充分洗涤后，静止6～7 h，下层淀粉水量降至50%左右，用真空抽滤机抽滤，使含水量降至40%左右，经脱水后的淀粉可利用日光晒干或放于干燥箱中进行干燥，干燥的温度在≤40℃，干燥的时间25～60 min。

淀粉水分的测定：采用快速水分测定仪测定。

淀粉粘度测定：按照GB/14490-1993规定的方法测定。

准确称取20 g淀粉（以干基计）于500 mL带胶塞的容量瓶中，加蒸馏水配制成500 mL的淀粉乳，将配好的淀粉乳倒人粘度杯中，按规定安装好仪器，从20℃开始升温，升、降温速率为1.5℃/min，在95℃和50℃分别保温0.5 h，即可得到粘度曲线。记录粘度曲线上的糊化温度、峰值粘度温度和淀粉粘度。测量盒扭矩6.9×10-2N·m，转子转速75 r/min，粘度单位为BU。

1.4 数据采集与处理

收获后半个月内对每个组合的无性系进行淀粉的提取，随后进行淀粉粘度和糊化温度的测定。对淀粉粘度和糊化温度等品质性状进行方差分析和差异显著性测验（SSR法）[7]，使用Excel 2003对各主要性状绘制次数分布图。

2 结果与分析

将各组合后代淀粉粘度、糊化温度和峰值粘度温度的结果进行方差分析和差异显著性测验，结果列成表2和表3。

2.1 淀粉粘度

淀粉粘度，就是淀粉糊的粘稠程度。淀粉粘度高低是评价马铃薯淀粉质量优劣的重要指标。由表2可见，供试不同杂交组合间的平均淀粉粘度存在显著差异。

表3列出了各杂交组合后代淀粉粘度的多重比较结果，从表3中数据可以看出，各参试组合在淀粉粘度上均未超过对照品种大西洋。以大西洋为母本配制的组合0825、0822、0828、0821和组合0850的淀粉粘度值比其它组合和对照品种克新13号都高，平均淀粉粘度分别是1 508、1 480、1 429、1 408、1 404，5个组合间的淀粉粘度差异未达到显著水平；以1533为母本配制的组合0837、0838、0833和组合0835的淀粉粘度稍低，平均淀粉粘度分别为1 378、1 375、1 326和1 320，都达到了优级水平，这4个组合间粉粘度差异不显著；组合0840的淀粉粘度最低，显著低于其它参试组合。

表2 淀粉品质性状的方差分析Table 2 Analysis of variance for starch characters

表3 各组合间淀粉品质性状的比较Table 3 Comparison of strach quality character in different crosses

依据各组合内无性系淀粉粘度在不同区间内所占的比率绘制成图1，由图可以看出，参试的各杂交组合淀粉粘度均在900 BU以上，各组合无性系个数在淀粉粘度高值端分布较多。其中组合0821、0822、0825、0828、0837和组合0850中淀粉粘度值大于1 300 BU的无性系个数占75%以上，组合0833、0835和组合0838中淀粉粘度值大于1300BU的无性系个数占63%左右，组合0840淀粉粘度大于1 300 BU的无性系个数仅占11%，其余的都分布在1 100～1 300 BU之间。以大西洋为母本的5个杂交组合中淀粉粘度大于1 500 BU的无性系个数占33.3%～62.5%，其中组合0822的无性系个数占62.5%；这几个组合的母本均为对照品种大西洋（淀粉粘度1 733 BU），可见其在淀粉粘度上的遗传力较高。

2.2 糊化温度

淀粉加水加热至60～75℃左右，淀粉粒急剧大量吸水膨胀，形状被破坏，呈现为半透明的胶体状的糊浆，这一过程即为淀粉的糊化，糊化温度是淀粉能实现糊化的温度[8]。淀粉糊化特性是反映淀粉品质的重要指标，对淀粉的营养及其加工品质有重要影响。由表2可见，供试不同杂交组合间的平均糊化温度存在显著差异。

图1 各杂交组合淀粉粘度的分布Figure 1 Starch viscosity distribution of different crosses

各杂交组合后代淀粉糊化温度的多重比较结果见表 3。从表3中数据可以看出，参试组合0825、0822、0840、0850、0835的糊化温度在0.01水平下与对照品种大西洋和克新 13号差异都不显著，糊化温度相当且较低，这5个组合的平均糊化温度分别为 67.9、67.7、67.6、67.4、67.4℃，可以从这些组合后代中筛选出低糊化温度的无性系作为今后品质育种的资源材料。

图2 各杂交组合淀粉糊化温度的分布Figure 2 Gelatinization temperature distribution of different crosses

依据各组合内无性系的淀粉糊化温度在不同范围内所占的比率绘制成图2，从图2可以看出，组合0821、0822、0825、0828、0850和0835的无性系个体在糊化温度小于68℃的低值端分布较多，占无性系总数的2/3左右，其中组合0835中的无性系分布最多，占无性系总数的3/4。淀粉的糊化温度越低越有利于生产上的加工与利用，在淀粉品质育种中，应选择糊化温度较低的杂交组合后代进入下一轮的筛选鉴定。

2.3 峰值粘度温度

峰值粘度温度，就是淀粉浆糊达到最高粘度时的温度。淀粉的峰值粘度温度越低，淀粉的可利用性越好。由表2可见，供试不同杂交组合间的平均峰值粘度温度存在显著差异。

将各杂交组合后代淀粉峰值粘度温度的多重比较结果见表3，从表3可以看出，各参试的组合在峰值粘度温度上均超过对照品种克新13号和大西洋。峰值粘度温度高的组合有0840、0837、0838，平均峰值粘度温度分别为86.1、83.7、82.5℃，3个组合间差异不显著；组合0822峰值粘度温度最低，平均温度值为78.5℃。其它各组合的峰值粘度温度较高，各组合间的峰值粘度温度差异未达到显著水平。

图3 各杂交组合淀粉峰值粘度温度的分布Figure 3 Peak viscosity temperature distribution of different crosses

依据各组合内无性系的淀粉峰值粘度温度在不同范围内所占的比率绘制成图3，从图3可以看出，以大西洋为母本的各杂交组合的无性系个数在峰值粘度温度低值端分布较多，小于80℃的无性系个数占到了总体的1/2以上，组合0821、0822、0825、0828、0850分别占 50%、67%、63%、71%、60%，但组合0825、0828、0850的峰值粘度温度在90℃以上也占有一定比例，大约占到20%左右，所占比例较小；而以1533为母本的各杂交组合的无性系个数在峰值粘度温度低值端分布则较少，小于80℃的无性系个数还不到总体的2/5，组合0833、0835、0837、0838、0840分别占40%、37%、11%、25%、11%，其中组合0835的峰值粘度温度在小于85℃的无性系个数所占比例较大，达到了88%。在实际应用上，淀粉的峰值粘度温度越低越有利于生产上的加工与利用，所以应该选择在峰值粘度温度低值端分布较多的杂交组合进入下一轮的育种程序。

通过对各杂交组合后代在淀粉粘度、糊化温度、峰值粘度温度方面进行综合分析，结果表明以大西洋为母本配制的各杂交组合后代的无性系在粘度高值端、糊化温度低值端及峰值粘度低值端所占比例较大，而以1533为母本配制的各杂交组合后代的无性系个数在粘度高值端所占比例也较大、但在糊化温度低值端和峰值粘度低值端所占比例很小。组合0822（大西洋×东农308）是综合表现最好的组合，后代平均粘度为1 480 BU、平均糊化温度为67.7℃、平均峰值粘度温度为78.5℃，后代无性系的淀粉粘度都在1 100 BU以上，1 300 BU以上的占75%，糊化温度小于68℃的无性系个数占67%，平均峰值粘度温度为所有参试组合中最低值，在峰值粘度温度低值端占67%。其次表现较好的是组合 0835（1533×D2）和组合0850（大西洋× D2），其平均粘度值分别为1 404和1 320 BU，无性系个体在粘度高值端所占比例都在60%上；组合0835后代的平均糊化温度最低，无性系个数在糊化温度低值端占75%，组合0850占到63%；在峰值粘度温度上，组合0835在小于85℃的无性系个数所占比例较大，达到了88%，组合0850在小于85℃的无性系个数占60%。

3 讨论

长期以来，中国马铃薯育种和生产只是单纯地追求产量，忽视了对加工品质的选育和改良。随着马铃薯产业的发展，马铃薯淀粉加工对原料薯的选择，已经不只要求其有较高的淀粉含量，已逐渐开始对淀粉品质有了一定的要求。马铃薯淀粉品质性状及其重要农艺性状均是复杂的微效多基因控制的数量性状，除了品种自身的特性外，在很大程度上又取决于自然气象条件、土壤肥力和栽培管理技术水平等影响。

目前我国的马铃薯育种仍然以常规的杂交育种为主，育种成败的关键在于亲本的正确选择和杂交组合的配制。从本试验可以看出，以大西洋为母本配制的杂交组合后代的平均淀粉粘度高，后代具有高粘度的无性系个体所占的比例大。大西洋品种自身的淀粉粘度值非常高，表明用其做母本可将其高粘度这一特性较好地遗传给后代。在糊化温度和峰值粘度温度这两个性状上，以大西洋为母本的后代无性系在其低值端占的比例都很大，而以1533为母本的后代无性系在其低值端所占比例较小。因此，以大西洋为母本的杂交组合后代在今后的淀粉品质育种中应予以重视。

本试验参试的10个杂交组合后代均为无性二代材料，试验中仅对其淀粉的粘度、糊化温度和峰值粘度温度进行了测定和分析，而对各组合后代的淀粉含量、淀粉产量及其它性状均未测定，因此不能对各组合的优劣进行最终的评价。在今后的育种工作中应结合主要的农艺性状综合地评价各杂交组合，以明确各组合的特点和利用方向。

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