淮山药种质资源收集鉴定及品种改良

汤 洁,戴兴临*,涂玉琴,涂伟凤,王丽钦,张 弢,张南峰

(1.江西省农业科学院 作物研究所，江西 南昌 330200；2.江西省农业科学院,江西 南昌 330200)



淮山药种质资源收集鉴定及品种改良

汤 洁1,戴兴临1*,涂玉琴1,涂伟凤2,王丽钦2,张 弢1,张南峰1

(1.江西省农业科学院 作物研究所，江西 南昌 330200；2.江西省农业科学院,江西 南昌 330200)

针对江西淮山药生产上品种结构较单一、品种退化严重、抗病和抗旱性较差、产量较低和品质差等问题，开展了种质、品种资源收集鉴定及改良利用研究，期望为这些鉴定资源和引进品种在江西生产上推广应用提供科学依据，以更好地满足人们对淮山药产品的消费需求，促进江西淮山药产业的发展。

淮山药；种质资源；收集鉴定；改良利用

淮山药为薯蓣科薯蓣属作物，为广布于热带和亚热带地区的一年生或多年生缠绕性藤本植物[1]，大多具有可食用的地下块茎，因生长区域不同而别名有所区分，有山薯(D.fordiiPrain et Burk.，广东淮山)、褐苞薯蓣(D.persimilisPrmn et Burk.，广西淮山)、日本薯蓣(D.japonicaThunb.，土淮山)[2]。

淮山药是一味重要中药，又是一种常见的可作蔬菜、粮食的药食同源作物，营养成分全面，风味糯香可口，含有丰富的碳水化合物和蛋白质，其块茎含有丰富的淀粉、蛋白质、维生素、氨基酸及多种药用成分，如胆碱、皂甙、粘多糖等，还含有Fe、Zn、Cu、Ca等多种矿物质，是一种具有良好市场前景及产业开发潜力的药食兼用高效经济作物[3-8]。

《本草纲目》中记载，山药具有“益肾气，健脾胃，止泻痢，化痰涎，润皮毛”的功效。研究表明，山药还具有降血糖、降血脂、抗氧化、抗衰老、调节免疫能力等卓越的药用保健功能[9-10]。淮山药是一种重要的粮食作物，1998年世界山药产量就达3000万t。我国山药栽培历史悠久，自夏、商起就开始种植，明清以来逐渐形成道地药材。近几年来山药产业迅猛发展，种植面积不断扩大，已经由2006年6.67万hm2发展到2013年的近46.7 hm2。一般纯收入15万元/hm2以上[11]。江西全省各地均有淮山药种植，种质资源丰富，一些县(市)如瑞昌、南城、永丰是我国正品山药的地道和主要产区之一，出产的山药品质优良，在国内外享有盛誉。有很多学者在药用植物中“南药北移”、“北药南移”以及“野生变家种”的潮流中为山药的引种、育种做出了很大贡献[12-13]。过去淮山药一直被视为小作物，对其研究主要集中于栽培技术、内含物等方面[14-18]。

随着人们对健康生活品质的日益重视，特别是近十年来，江西淮山药种植、加工等相关产业得到快速发展。但是由于江西淮山药种植农户受到传统种植习惯及新品种种质资源收集、鉴定和利用研究滞后等多种因素影响，主栽品种仍以传统地方品种为主，品种结构较单一，这些品种由于连年种植和农户缺乏提纯复壮技术，品种退化严重，抗病和抗旱性较差、产量较低、品质降低等问题表现突出，如不加强新品种鉴定和改良利用方面的研究，不仅不能满足人们日益多元化的消费需求，而且还不利于淮山药产业的发展。为此，本项目组在国家公益性行业科研专项的支持下，开展了淮山药种质资源的收集、鉴定和改良利用研究，期望为这些新资源和新品种在江西生产上的推广应用提供科学依据。

1　材料与方法

1.1材料

江西省南城县地方品种资源：南城药薯、白皮南城锖薯、红皮南城锖薯；江西省瑞昌市地方品种资源：瑞昌山药、红藤；江西省宜春市品种资源：YC2011-1、YC2011-2、YC2011-3、YC2011-4、YC2011-5(本研究组资源自行编号)，明月山野生山药；赣州石城毛山药。

引进品种资源：水山药、福建大薯、浙江紫山药。

广西农业科学院经济作物研究所引进品种资源：桂淮2号、桂淮5号、桂淮6号、桂淮7号、桂淮8号、桂淮9号。

1.2方法

试验主要在江西省农业科学院作物研究所横岗试验基地、江西南城县建昌镇淮山药示范基地、江西瑞昌市淮山药示范基地进行，农艺、产量性状田间鉴定于2009～2013年连续5年开展。

试验鉴定采用随机区组设计、3次重复，每区组30 m2,2行距，行距1.5 m，株距25 cm，每行60株，每区组120株。江西省农业科学院作物研究所横岗试验基地采用挖机挖沟栽培，沟宽40 cm，沟深80 cm。南城县、瑞昌市按照当地生产上栽培方式，对照品种均为瑞昌山药、南城药薯。

种质改良采用60Co射线物理诱变技术，农艺和产量性状调查：在田间随机取样10株进行田间调查和室内考种。产量数据显著性分析采用Excel 2003软件。抗旱性[19]和抗病性[20]调查参照作物及其相关方法进行。部分种质资源品质测定以新鲜淮山药块茎为样品，委托江西省无公害农产品监督检验站测定其蛋白质、可溶性糖、淀粉、脂肪、氨基酸总量、铁、锌、铜含量和总皂甙等。

2　结果与分析

2.1淮山药种质资源收集、鉴定与评价

为了更好地指导这些品种资源的推广应用，发掘这些品种资源优异性状，本研究组收集了15份淮山药种质资源，其中11份为江西地方资源，3份为外引资源，1份野生山药资源。通过连续5年的试验研究，对这些品种资源的农艺、产量、抗病性、抗逆性等性状进行系统的鉴定和评价。

鉴定和评价结果显示(表1)，瑞昌山药、南城药薯、水山药、红藤等4份资源的生育期短、早熟但产量相对较低，抗旱性及炭疽病、病毒病病害抗性相对较差，如南城药薯、红藤单产仅为9573.0、10531.5 kg/hm2。而白皮锖薯、红皮锖薯、浙江紫山药、YC2011-1、YC2011-2、YC2011-3、YC2011-4、YC2011-5、明月山野生山药等9份资源的产量相对较高，抗旱性、抗病性相对较强，如白皮锖薯、红皮锖薯、福建大薯，产量分别为29710.5、31684.5、41047.5 kg/hm2。

表1　淮山药种质资源鉴定与评价

注:*、**分别表示差异达到显著、极显著水平。下同。

2.2引进淮山药品种资源鉴定及评价

针对江西山药生产品种匮乏、地方品种退化、病害发生严重、抗旱性差、产量低的问题，为满足山药种植农户和企业对高产、优质、高抗、广适性品种的需求，本课题组开展了桂淮6号、桂淮2号、桂淮7号、桂淮9号等一批品种资源的鉴定和评价。鉴定和评价结果显示(表2)，6个引进品种资源产量相对较高，其中桂淮7号、桂淮6号、桂淮8号产量均在45000 kg/hm2以上，分别达60792.0、48124.5、45304.5 kg/hm2，如较瑞昌山药分别极显著增产393.2%、290.4%、267.6%，较南城白皮锖薯分别极显著增产104.6%、62.0%、52.5%。桂淮5号、桂淮2号、桂淮9号产量分别为33030.0、37770.0、36142.5 kg/hm2，分别较瑞昌山药分别极显著增产168.0%、206.4%、193.2%，较南城白皮锖薯分别极显著增产11.2%、27.1%、21.6%。

表2　引进淮山药品种资源鉴定和评价

注:同列*、**分别表示差异达到显著、极显著水平。下同。

同时，从6个引进品种田间苗期性状、抗病性、抗旱性等性状调查和鉴定来看，桂淮5号、桂淮6号、桂淮7号、桂淮8号的出芽势强，苗期长势旺盛，叶片阔大，叶肉肥厚，藤蔓粗壮；桂淮2号、桂淮9号叶小、藤蔓纤细，但长势较旺。6个引进品种资源的抗旱性和抗病性较强，生长发育期间未发现炭疽病、病毒病等常见的主要病害。6个品种均表现出薯肉乳白色、粘液多、口感佳、味浓等良好的商品和食味品质性状。如桂淮6号品质经过江西省无公害农产品质量监督检测站检测，结果显示：鲜样块茎锌和铁含量分别为1.72和2.56 mg/kg，淀粉含量为11.9%，氨基酸总量为2.28 g/100 g，可溶性总糖含量为2.09%，粗脂肪含量为0.10%。

由此可知，6个引进品种在江西生态条件下有较高的生产潜力和良好的生态适应性，产量、抗病性、抗逆性、口感、食味和外观商品性等综合性状表现优良，具有较好的推广应用价值。

2.3利用辐射技术对引进淮山药品种进行改良

针对江西山药品种匮乏、遗传基础狭窄、育种资源缺乏的问题，本课题组利用60Co射线物理诱变方法，开展了山药育种材料的改良研究，并通过系统选育，改良和筛选出了一批育种新材料，拓宽了江西山药遗传基础，为淮山药新品种选育打下了坚实的物质基础。

2010年以广西农业科学院经济作物研究所提供的桂淮2号、桂淮5号、桂淮6号薯块为试验材料，进行60Co射线剂量100 R辐射处理，桂淮2号辐射初芽零余子100粒，桂淮5号、桂淮6号辐射处理初芽薯块50块，处理后在江西农科院作物所横岗试验基地种植。此后连续通过对辐照材料进行系统选育，初步鉴定和筛选出了3份诱变新资源。

调查及考种结果显示(表3)，桂淮2号零余子对照出苗率85%、辐照处理22%，辐射处理比对照减产41.3%，桂淮5号对照出苗率95%、辐照处理16%，处理比对照减产24.2%，桂淮6号对照出苗率85%、辐照处理12%，处理比对照减产11.4%，3个品种处理均比对照减产显著。处理(M0代)的单株薯块数、单薯长度、单薯直径、单薯重、单株薯重等性状均比对照出现不同程度的减弱趋势，性状变异明显。

表3　引进品种资源辐射处理M0代农艺、产量性状

另外，通过对变异材料连续定向选择和系统选育，至第3代对一些选择的优良品系进行了田间和实验室鉴定、考种，初步筛选出了3份中间材料，其农艺、产量性状见表4。桂淮2号诱变系选材料单产39816.0 kg/hm2，比对照增产32.5%；桂淮5号诱变系选材料单产45448.5 kg/hm2，比对照增产36.4%；桂淮6号诱变系选材料单产50581.5 kg/hm2，比对照增产13.3%。

表4　淮山药新品种对照及辐射处理M3代优良品系农艺、产量性状

3　结论与讨论

江西是我国传统的山药产区，具有一些古老、优异的地方品种资源，如瑞昌山药、红藤、南城药薯、南城锖薯、永丰山药等。但据文献资料显示，江西还未开展过有关这些地方品种和国内外淮山药种质资源的收集、保存和性状鉴定研究工作[13]。

江西是我国淮山药传统产区之一，但主栽品种仍以传统的地方品种为主，品种结构较单一，有些产区连作现象比较常见，淮山药炭疽病、病毒病发生比较严重，从而造成产量低、外观及营养品质差，不仅不能满足人们日益多元化的消费需求，而且还不利于淮山药产业的发展。

引进品种资源经过鉴定和评价，认为这些品种资源在江西生态条件下有较高的生产潜力和良好的生态适应性，产量、抗病性、抗逆性、口感、食味和外观商品性等综合性状表现优良，具有较好的推广应用价值。因此，开展淮山药种质资源收集、鉴定和改良利用研究对丰富淮山药种质资源和促进淮山药产业发展具有重要意义。

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(责任编辑：曾小军)

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

国家公益性行业科研专项“淮山药高效栽培技术研究与示范”(200903022)；江西省农业科学院成果转化项目“淮山药高效栽培技术示范推广”。

汤洁(1978─),男,江西永新人,副研究员，硕士,从事作物遗传育种及配套栽培技术研究。*通讯作者：戴兴临。

S632.1

A

1001-8581(2016)10-0015-04