甘薯优良种质徐薯18的育种价值分析

2018-04-09王连军雷剑苏文瑾柴沙沙杨新笋

湖北农业科学 2018年4期

王连军雷剑苏文瑾柴沙沙杨新笋

摘要：徐薯18是江苏徐州地区农业科学研究所育成的高产、稳产、高抗根腐病和适应性广的甘薯[Ipomoea batatas（L.） Lam.]新品种，由徐薯18作为直接亲本先后衍生出优良甘薯新品种52个。该种质遗传基础丰富，抗病性好，配合力高，具有较高的利用价值。今后的甘薯遗传改良还应该重视该品种的利用，同时还需利用国外优异种质资源和野生种资源，用以拓宽甘薯种质的遗传基础。

关键词：甘薯[Ipomoea batatas（L.） Lam.]；徐薯18；种质资源

中图分类号：S531 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2018）04-0011-04

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2018.04.003

Breeding Value of the Sweetpotato Germplasm Collection Xushu18

WANG Lian-jun，LEI Jian，SU Wen-jin，CHAI Sha-sha，YANG Xin-sun

（Institute of Food Corps，Hubei Academy of Agricultural Sciences/Hubei Engineering and Technology Research Center of Sweetpotato/Hubei Key Laboratory of Food Crop Germplasms and Genetic Improvement，Wuhan 430064，Hubei，China）

Abstract： Xushu18 is a new sweetpotato cultivar with high resistance to root rot disease， high and stable yield， and broad adaptiveness. It was bred by Xuzhou Agricultural Science Research Institute. 52 excellent cultivars were bred from Xushu18 as a direct parent. The germplasm Xushu18 possessed rich genetic base， high disease resistance and high combining ability. Breeders should attach great importance on Xushu18 to improve sweetpotato breeding in the future. Meanwhile， wild species and foreign germplasm materials are also needed for broadening the genetic base of sweetpotato germplasm in China.

Key words： sweetpotato[Ipomoea batatas（L.） Lam.]； Xushu18； germplasm resource

徐薯18是江苏徐州地区农业科学研究所盛家廉等[1]从1972年开始，通过有性杂交于1976年育成的甘薯[Ipomoea batatas（L.） Lam.]新品种，该品种高产高抗根腐病。由于其高抗根腐病，有效地缓解了制约中国甘薯生产的严重病害之一甘薯根腐病，徐薯18的育成和大面积推广取得了显著的经濟效益和社会效益[2]。徐薯18是中国推广面积最大的高产高淀粉品种，曾获得国家科技发明一等奖，并一直作为国家区域试验的对照品种[3]。徐薯18同时表现出很好的淀粉耐储藏性，甘薯淀粉在储藏期间的损失严重影响着生产企业效益。徐薯18淀粉含量在储藏2个月时下降幅度低于5%，其他几个品种（系）的下降幅度高达30%[4]。

由于其具备高产、抗病和耐储等特点，被多家科研单位引进用作骨干亲本，培养出了一大批优良的甘薯新品种，为中国甘薯育种奠定了坚实的基础，本研究将分析由徐薯18作为直接亲本衍生出甘薯新品种的特征特性，讨论甘薯优良种质在新品种选育中的作用，为今后甘薯新品种遗传改良提供技术参考。

1 材料与方法

1.1 资料来源

数据来源于中国甘薯品种鉴定年鉴、湖北省农业科学院粮食作物研究所甘薯种质资源保存圃数据和各省品种登记信息。

1.2 分析方法

对国家、省鉴定甘薯品种公告资料中的品种数量、品种类型分布、品种选育方法、选育省份、薯块特征特性和抗病性等的分析和处理均在Excel上完成。

2 结果与分析

2.1 品种数量与类型分布

据统计，1988-2016年，中国直接利用徐薯18鉴定甘薯品种52个，详情见表1和图1。每年利用徐薯18鉴定的甘薯新品种0～6个，平均每年为1.79个。其中未审定1个品种有3个年份，审定1个品种有10个年份，审定2个品种有9个年份，审定3个品种有5个年份，审定4个品种有1个年份，审定6个品种有1个年份。

从图2可以看出，淀粉型品种26个，占50.0%；兼用型品种13个，占25.0%；紫薯品种7个，占13.5%；食用型品种5个，占9.6%；烘烤型品种1个，占1.9%。

2.2 品种选育方法

甘薯新品种选育采取的方法有：放任授粉和定向杂交。从1988-2016年中国鉴定甘薯品种变化情况看，通过定向杂交方式鉴定的新品种数量为42个，占80.8%；通过放任授粉方式鉴定的新品种数量为10个，占19.2%。定向杂交是利用徐薯18进行甘薯新品种选育的主要手段。利用徐薯18作父本的有18个，占34.6%；利用徐薯18作母本（包括集团杂交）有34个，占65.4%。

2.3 选育省份分析

1988-2016年，中国共鉴定甘薯品种52个。其中通过国家鉴定18个，占鉴定总数的34.6%；通过省级鉴定34个，占鉴定总数的65.4%；同时通过省和国家鉴定的品种为6个，占鉴定总数的11.5%。这52个品种分布在13个省（市），江苏省11个，占19.2%；山东省8个，占15.4%；四川省8个，占15.4%；河南省7个，占13.5%；湖南省4个，占7.7%；河北省和重庆市各3个，分别占5.8%；北京市、湖北省和浙江省各2个，分别占3.8%；安徽省、贵州省和辽宁省各1个，分别占1.9%。这些省份集中在北方薯区和长江流域薯区，江苏省是利用徐薯18做亲本通过鉴定最多的省份（图3）。

2.4 薯块特征特性分析

1988-2016年，中国共鉴定甘薯品种52个。薯皮红色的30个，占比为57.7%；薯皮紫红的有14个，占比为26.9%；薯皮黄色的有5个，占比为9.6%；薯皮紫色的有3个，占比为5.7%。薯肉白色的25个，占比为48.1%；薯肉黄色的有15个，占比为28.8%；薯肉紫色的有7个，占比为13.5%；薯肉橘红的有5个，占比为9.6%。

2.5 抗病性分析

抗甘薯根腐病品种有27个，占比为51.9%；感甘薯根腐病品种有5个，占比为9.6%；品种抗甘薯根腐病未知个体有20个，占比为38.5%。抗甘薯茎线虫病甘薯品种有17个，占比为32.7%；感甘薯茎线虫病甘薯品种有8个，占比为15.4%；品種抗甘薯茎线虫病未知个体有27个，占比为51.9%。抗甘薯黑斑病甘薯品种有32个，占比为61.5%；感甘薯黑斑病品种有9个，占比为17.3%；品种抗甘薯黑斑病未知个体有11个，占比为21.2%。甘薯根腐病、茎线虫病和黑斑病的抗病和感病的比例分别为5.4∶1、2.1∶1和3.6∶1。

3 讨论

3.1 甘薯根腐病研究概况及杂种后代抗性遗传趋势

甘薯根腐病由甘薯腐皮镰孢菌引起，主要发生在大田期[5]。目前甘薯根腐病已经成为制约中国甘薯生产的三大严重病害之一，一般发病地块减产10%～20%，重病地块植株成片死亡甚至造成绝产[3]。选育抗病品种是防治甘薯根腐病的重要措施[6]。谢一芝等[7]发现不同的抗性亲本组合的杂交后代中都可出现高抗至高感的的各种抗性类型，但各抗病类型的比例不同。总的趋势表现为双亲抗性水平越高的组合，其后代中高抗或抗病性出现的比例就越高。本研究发现利用高抗甘薯根腐病的甘薯品种徐薯18选育出的抗甘薯根腐病品种比例较高（抗病∶感病=5.4∶1），这与谢一芝等[7]的观点是一致的。

3.2 甘薯茎线虫病研究概况及杂种后代抗性遗传趋势

甘薯茎线虫病是由马铃薯腐烂线虫引起的甘薯三大严重病害之一，甘薯受茎线虫病危害，造成薯块糠心，导致甘薯品质和产量严重下降，近年来已上升为北方薯区最严重的病害[8-12]。培育抗病性品种是防治甘薯茎线虫病最经济、有效的措施[13，14]。谢逸萍等[15]用抗性亲本进行杂交，其后代中高抗和抗病类型材料出现的频率高，而感病和重感类型的材料较少。与此相反两亲本均为感病或中间型的品种，其杂交后代只出现少数的高抗或抗病类型的材料，大部分为感病和重感类型的品种。由于徐薯18高抗根腐病但是感甘薯茎线虫病，发现其后代中抗根腐病比例高于抗茎线虫比例。今后新品种选育中如一个亲本为徐薯18，另外一个亲本建议选用抗甘薯茎线虫病的材料，这样更容易获得抗茎线虫病的后代。

3.3 甘薯黑斑病研究概况及杂种后代抗性遗传趋势

甘薯黑斑病的病原菌为甘薯长喙壳菌，在甘薯生长和储藏期发病，已成为制约甘薯生产的三大严重病害之一。中国每年由该病造成的甘薯产量损失为5%～10%，严重时损失20%～50%[16，17]。带有黑斑病菌的病薯中含有甘薯黑疤霉酮等物质，家畜食用后可引起中毒症状，此外，用病薯作发酵原料会毒害酵母菌和糖化酶菌，延缓发酵过程，降低酒精产量和质量[18]。由于甘薯黑斑病可通过种薯、薯苗及土壤等多种途径传播，彻底根除较为困难，一般采用综合防治方法，其中选育抗病品种是防治黑斑病的重要途径之一。张黎玉等[19]和谢一芝等[20]研究发现不同抗性组合后代中均可分离出高抗至高感类型的材料，杂交后代的抗性强弱随双亲抗性水平的增加而提高。本研究发现徐薯18后代中抗感比由高到低依次是根腐病>黑斑病>茎线虫病，可能与徐薯18高抗根腐病、感甘薯茎线虫病、甘薯黑斑病抗性不一致等有关。

3.4 核心亲本的利用过多，导致育成品种遗传多样性降低，选育出的突破性品种较少

由于美国品种南瑞苕和日本品种胜利百号作为亲本的广泛应用，导致了20世纪90年代之前育成品种的94%具有南瑞苕和胜利百号的血缘，狭窄的遗传基础造成品种的遗传多样性降低，选育突破性的新品种相当困难[21]。王连军等[22]通过分析2005-2014年甘薯品种国家鉴定情况，发现利用率较高的亲本有徐薯18、金山57和徐781，其中徐薯18是近10年利用率高同时利用范围最广的骨干亲本，这个问题需要在未来的甘薯育种中加以重视。同时甘薯新品种选育中应广泛搜集各种种质资源（包括近缘野生种）培育出生产上急需的优异甘薯新品种[23]。

参考文献：

[1] 盛家廉，袁宝忠，朱崇文.高产高抗根腐病甘薯新品种“徐薯18”的选育[J].中国农业科学，1981，14（2）：41-45.

[2] 李鹏，马代夫，李强，等.甘薯根腐病的研究现状和展望[J].江苏农业科学，2009（1）：114-116.

[3] 辛国胜，林祖军，韩俊杰，等.高产高淀粉甘薯新品种“烟薯24号”选育及覆膜栽培技术研究[J].中国农学通报，2013，29（21）： 72-77.

[4] 陶向，张勇为，姜玉松，等.甘薯块根储藏过程中的淀粉含量变化[J].应用与环境生物学报，2010，16（5）：741-744.

[5] 谢逸萍，孙厚俊，邢继英，等.中国各大薯区甘薯病虫害分布及危害程度研究[J].江西农业学报，2009，21（8）：121-122.

[6] 谢逸萍.甘薯根腐病抗病性室内鉴定方法的研究[J].植物保护，1999（6）：7-9.

[7] 谢一芝，张黎玉，戴起伟，等.甘薯根腐病抗性在不同环境条件下的表现及遗传趋势[J].植物保护学报，2002，29（2）：133-137.

[8] 周忠，王欣，马代夫，等.甘薯抗、感茎线虫病品种遗传多态性的RAPD分析[J].江苏农业学报，2005，21（1）：35-39.

[9] 周忠，王欣，马代夫，等.甘薯抗茎线虫病基因的RAPD标记[J].农业生物技术学报，2005，13（5）：549-552.

[10] 揭琴，李華，翟红，等.甘薯抗茎线虫病基因AFLP标记的开发[J].农业生物技术学报，2008，16（5）：837-841.

[11] 揭琴，姜伟，李华，等.甘薯抗茎线虫病基因的遗传分析及SCAR标记[J].分子植物育种，2008，6（3）：523-526.