优质鲜食及加工型甘薯新品种徐紫薯8号生产力及特性鉴定

后 猛, 张允刚, 刘亚菊, 王 欣, 唐 维, 闫 会, 马代夫, 李 强*

(1. 江苏徐淮地区徐州农业科学研究所/江苏徐州甘薯研究中心/农业部甘薯生物学与遗传育种重点实验室, 江苏 徐州 221131；2. 江苏师范大学生命科学学院, 江苏 徐州 221116)

【研究意义】甘薯因其高产、生物量大、耐逆性强、适应性广等特点，广泛分布于世界上100多个国家，尤其是发展中国家。我国是世界上第一大甘薯生产国，近年来种植面积维持在400万hm2左右，年鲜薯产量约1亿t[1]。甘薯是继水稻、小麦和玉米之后的第四大粮食作物，其除了富含大量碳水化合物外，还富含维生素A和C、膳食纤维、蛋白质、铁和钾等多种营养物质，被认为是一种营养全面的功能性保健食品[2-3]。紫肉甘薯(purple-fleshed sweetpoato，PFSP)因其富含花青素而得名，随着对其营养保健功能的研究深入[4-6]，紫肉甘薯受到越来越多消费者的青睐。前人研究表明，从甘薯中提取的花青素无毒无味，具有较稳定的理化性质[7]，广泛应用于食品、医疗保健以及化妆品生产。【前人研究进展】日本是较早开展高花青素甘薯品种选育的国家，20世纪90年代，日本科研人员先后育成紫肉品种山川紫(Yamagawamurasaki)和绫紫(Ayamurasaki)[8-9]，目前利用这些品种已开发出多种加工产品，取得了较好的经济效益和社会效益。随着我国农村产业结构的调整以及人们对食品的营养保健功能要求越来越高，根据消费市场发展需要，国内科研机构已将紫肉甘薯育种作为当前育种的重要目标之一。近些年来，各育种单位通过引进国外优异紫肉甘薯品种作为育种亲本材料，选育出一大批鲜食或加工用紫肉甘薯新品种。【本研究切入点】以花青素含量高、高淀粉、抗病性强的徐紫薯3号[10]为母本，早熟、多抗、高产、高花青素的万紫56[11]为父本。【拟解决的关键问题】通过诱导开花、有性杂交、单系选择、多点鉴定选育出甘薯新品种徐紫薯8号，2018年通过非主要农作物品种登记申请，登记编号：GPD甘薯(2018)320033。该品种鲜薯产量高、早熟、花青素含量高、熟食味较好，是一个优质鲜食及加工型高花青素甘薯新品种。

1 材料与方法

1.1 亲本来源

母本为抗病性强、淀粉含量高的高花青素型甘薯品种徐紫薯3号，其由日本品种绫紫与徐薯18杂交而来[7]；父本为高产、多抗、早熟的高花青素型甘薯品种万紫56，其由引进的优异甘薯材料日本紫心集团杂交选育而成。

1.2 性状评价方法

1.2.1 产量评价 2014-2015年参加本所内复选圃和鉴定圃对比试验，在徐州设置1点次；2016-2017年参加江苏省联合鉴定试验，在江苏省内赣榆、徐州、涟水、泗洪、泰兴、江苏省农业科学院六合基地、江苏丘陵地区南京农业科学研究所江宁区禄口街道金陵绿谷科技示范园等地设置14点次；2017年参加长江中下游薯区多点鉴定试验，在长沙、武汉、南昌、合肥、南京、杭州、徐州等地设置7点次。田间试验采用随机区组排列设计，3次重复，每小区栽插80～125株，小区面积12.8～24 m2，均采用宁紫薯1号为对照品种。田间管理同一般大田。

1.2.2 田间性状鉴定及产量形成规律分析 参考李强等[12]和张允刚等[13]描述的标准进行甘薯性状调查。2017年在本研究所甘薯试验田进行挖根试验，栽插后46 d开始，每隔2周进行1次挖根调查，3次重复，每次8株，共挖根考种6次。测定性状包括地上部茎蔓、叶片、叶柄鲜重以及叶片数和百孔叶片重，地下部薯块鲜重等。分别将植株各部位鲜样切碎后，称取100 g置于烘箱内70 ℃烘至恒重，测定叶片、茎蔓、叶柄和薯块烘干率，从而计算出植株各部位干重，最终得到叶面积指数、净同化率和经济产量系数等数据[14]。

1.2.3 品质性状测定 使用VECTOR22/N型傅立叶变换近红外反射光谱仪对1.2.2中块根烘干样品淀粉、粗蛋白、还原糖和可溶性糖等组分进行分析[14]。采用柠檬酸-磷酸氢二钠缓冲液(pH 3)提取鲜薯块根花青素[10]。

1.2.4 抗病性鉴定 参照谢逸萍等[15-16]的方法，在徐州和南京对根腐病[Fusariumsolani(Mart.) Sacc.f.sp.batatasMcClure]、茎线虫病(DitylenchusdestructorThorne)采取田间自然诱发鉴定，对黑斑病(CeratocystisfimbriataEllis et Halsted)采用薯块室内针刺接种法鉴定。

1.3 数据统计

所有试验数据分析均采用DPS软件[17]和Excel表处理。

2 结果与分析

2.1 亲本组配

我国紫肉甘薯资源比较匮乏，为了拓宽甘薯品种的遗传基础，本世纪初国内各育种单位开始从国外引进多个优异紫肉甘薯品种，通过将地理关系较远的两亲本进行杂交，从而达到优良性状互补的目的。徐紫薯3号是用高花青素含量日本品种绫紫作母本，本所选育出的高产、广适、综合性状较好的徐薯18为父本杂交而来，2011年3月通过全国甘薯品种鉴定委员会鉴定；万紫56是重庆三峡农业科学院从亲本日本紫心集团杂交后代中筛选出来的，2010年3月通过重庆市农作物品种审定委员会审定，2011年通过全国甘薯品种鉴定委员会鉴定。这2个亲本材料都含有国外优异紫肉甘薯品种的血统，徐紫薯8号是在两亲本杂交后代的优异品系中筛选鉴定选育而成。

2.2 选育过程

2011年以徐紫薯3号为母本，万紫56号为父本，嫁接后经过短日照处理以诱导开花，采取人工控制授粉杂交。2012年播种种子，根据薯形、薯肉色深浅、结薯习性、产量水平进行实生苗单系选择。2013-2014年进入复选鉴定圃I和II，表现为鲜薯产量高、干物率高、薯形美观、食味较好，2015年进入鉴定圃比较试验。因其高产高花青素含量，徐紫薯8号被推荐参加2016-2017年江苏省甘薯品种联合鉴定试验，2017年参加长江中下游薯区多点联合鉴定试验，均表现出鲜薯产量稳定、食味好、商品性高。该品种于2018年通过非主要农作物品种登记申请。

表1 徐紫薯8号产量表现Table 1 Yield performance of Xuzishu 8

2.3 主要形态特征

该品种薯块萌芽性好，出苗多且整齐；顶端无茸毛；茎蔓中长、较细，多分枝；叶片深缺刻，顶叶黄绿色带紫边，成年叶为绿色，叶脉为浅紫色，茎蔓为绿色带紫斑；薯块纺锤形，紫皮紫肉，结薯集中薯块整齐，单株结薯3～4个，大中薯率高，商品性好；熟食口感较好；较耐储存。

2.4 生产力鉴定

经4年23点次鉴定(表1)，徐紫薯8号平均鲜薯产量31.11 t/hm2，较对照宁紫薯1号增产20.43 %；平均薯干产量9.09 t/hm2，较对照增产40.11 %；平均淀粉产量5.93 t/hm2，较对照增产48.17 %。平均烘干率29.21 %，比对照宁紫薯1号高4.10个百分点；平均淀粉率19.05 %，比对照高3.57个百分点。

2.5 品质成分分析

2017年长江中下游薯区联合鉴定试验品质分析结果表明(表2)，徐紫薯8号薯块干基粗蛋白含量为6.27 %，比宁紫薯1号高出2.90个百分点；而还原糖和可溶糖含量低于宁紫薯1号，这可能是甜度评分低于对照的主要原因。徐紫薯8号鲜薯花青素含量110.00 mg/100g，熟食口味较好，花青素含量和食味评分均高于宁紫薯1号。

2.6 抗病性鉴定

2015-2017年在徐州和南京两地对徐紫薯8号和宁紫薯1号进行抗病性鉴定(表3)，结果显示徐紫薯8号中抗根腐病，不抗茎线虫病和黑斑病。因此，在大田种植徐紫薯8号过程中，注意防治茎线虫病和黑斑病，不宜在根腐病重发地种植。

2.7 产量形成特点

2.7.1 叶面积和净同化率变化趋势 光合面积对甘薯产量形成影响较大，合理的叶面积变化动态是高产甘薯品种的重要生理特点[18]。徐紫薯8号和宁紫薯1号的叶面积指数在整个生育期间交替领先，均都在59 d左右达到最大值，而后逐步降低，大约70 d后徐紫薯8号的叶面积指数高于宁紫薯1号(图1A)。净同化率是影响光合产物生产效率的主要因素，由品种特性决定[19]。徐紫薯8号净同化率为“双峰”变化动态，宁紫薯1号则为前期先升高，而后期一直降低的变化趋势，整个生长发育阶段徐紫薯8号的净同化率都高于宁紫薯1号(图1B)，表明徐紫薯8号光合产物的积累量大于宁紫薯1号。

2.7.2 干物质积累与分配 源、库、流之间的协调关系是甘薯高产的关键，光合产物的积累和分配与品种特性和栽培条件相关[20]。从图2可以看出，随着甘薯生长期的延长，徐紫薯8号和宁紫薯1号的薯干产量和经济产量系数均一直在曲折上升，尤其是栽插后80～100 d，徐紫薯8号的干物质积累量和合成速度远远高于宁紫薯1号，说明徐紫薯8号生长后期长势足，后劲大，净同化率较高，光合产物向块根运输加快，源、库关系协调更加合理。徐紫薯8号薯干产量和经济产量系数一直高于宁紫薯1号，且徐紫薯8号可以在较短的时间内达到更高的产量，表现出高产、早熟的优良特性。T/R值反映了地上部(源)与地下部(库)的关系，是光合物质在甘薯植株不同部位分配效率的重要衡量标准。图3显示，徐紫薯8号的T/R值小于宁紫薯1号，且其幅度变化不大，表明徐紫薯8号的地上(源)与地下(库)发育更为协调。

表2 徐紫薯8号品质分析结果Table 2 Quality analysis results of Xuzishu 8

Notes: CPC-DW: Crude Protein Contents of Dry Weight; RSC: Reducing Sugar Contents; SSC: Soluble Sugar Contents; AC-FW: Anthocyanin Contents of Fresh Weight.

表3 徐紫薯8号抗病鉴定结果Table 3 Disease-resistant results of Xuzishu 8

图1 叶面积指数(A)和净同化率(B)在甘薯生长过程中的变化Fig.1 The dynamic trends of leaf area index(LAI)(A) and net photosynthetic rate(B) during development

图2 薯干产量(A)和经济产量系数(B)在甘薯生长过程中的变化Fig.2 The dynamic trends of dry yield per plant(A) and economic yield coefficient(B) during development

图3 T/R值在甘薯生长过程中的变化Fig.3 The dynamic trends of T/R value during development

3 讨 论

我国紫肉甘薯育种起步较晚，育种亲本资源材料匮乏，遗传改良进度缓慢。为了解决以上难题，重视对国外优异紫肉甘薯的引进和利用，育成了含有日本紫肉品种血缘的高花青素甘薯新品种徐紫薯8号。徐紫薯8号既继承了徐紫薯3号花青素含量高的特点，又遗传了万紫56产量高的优点。与宁紫薯1号相比，徐紫薯8号光合产物的合成和分配效率更高，尤其是在生育后期，徐紫薯8号生长稳健、净同化率高，干物质向地下部转运加快、经济系数高，光合产物积累量有明显优势。

目前徐紫薯8号栽种范围广泛，北到内蒙中部，南到海南，西到新疆中部等区域均有种植；早熟性较好，生育期80～90 d即可收获，蒸煮糯、粉、香、甜，口感最佳。徐紫薯8号花青素含量高，其呈现的紫色尤为绚丽，加工品质优良，已加工试制紫薯全粉、速溶全粉、速冻薯丁、薯泥、紫薯馅、紫薯果脯等，还可以酿紫薯干红酒，经国际二级品酒师鉴定，口感评分90分。虽然花青素含量高，但其茎叶却无苦味，加之叶片色泽好，茎尖、叶片、叶柄都可做菜用甘薯食用。徐紫薯8号易开花，形似喇叭，株形半直立，可做园林绿化用。因此，徐紫薯8号具有种植区域广泛、鲜薯产量高、花青素含量高、鲜食口感好、早熟性好、加工适应性广等其他甘薯品种所不具备的优点，是一个“全能型”紫肉甘薯品种，也将会成为一个优异的育种亲本材料。

4 结 论

徐紫薯8号是江苏徐淮地区徐州农业科学研究所选育出的一个优异高花青素甘薯新材料。该品种蔓长中等，结薯较集中，大小均匀，块根早熟性好，鲜薯和花青素含量高，食味较好，加工品质好，可用于多种工业原料和食用产品的加工和利用。徐紫薯8号适应范围广，并于2018年通过非主要农作物品种登记申请，能够在我国多地作为优质鲜食及加工型高花青素紫薯品种推广种植。