美国薯条加工型马铃薯品种原原种繁育研究

2020-10-23包丽仙卢丽丽刘凌云李先平

种子 2020年9期

包丽仙，蒋伟，卢丽丽，刘凌云，李先平

(1.云南省农业科学院经济作物研究所, 昆明 650205;2.云贵高原马铃薯与油菜科学观测实验站, 昆明 650200)

马铃薯不仅是重要的粮食作物，而且它用途多、产业链长，是农业生产中加工产品最丰富的原料作物。薯条是最常见的快餐之一，深受广大消费者特别是年轻消费者的喜爱。薯条主要有冷冻薯条、鲜切薯条等，从2000年以来我国的冷冻薯条一直以进口为主，占马铃薯进口总额的99%以上，市场主要来自美国、加拿大和新西兰等地[1]。我国薯条加工专用品种紧缺，原料供应缺乏，薯条加工产业一直面临供不应求的问题[2-3]。布尔班克(Russet Burbank)是世界上最重要的薯条加工品种，从其育成至今已有百余年的历史[4]。布尔班克也是我国引进的薯条加工型品种之一，但因该品种对土壤、气候、栽培技术要求高而没有得到大面积推广[5]。为了解决布尔班克品种退化的问题，美国育种家一直致力于薯条加工品种的选育开发，并且育成了多个可以与布尔班克相媲美的品种，譬如Ranger Russet[6]、Umatilla Russet[7]、Blazer Russet[8]、Clearwater Russet[9]等。从美国引进这些优良的薯条加工型品种在国内种植并筛选出适宜推广的品种，是促进我国薯条加工型品种开发和选育的策略之一。云南气候类型种类繁多，地形地貌多样，海拔高度差异大，适合马铃薯的周年生产。在云南筛选培育的薯条加工型新品种，通过不同纬度、海拔高度、土壤类型的多点多地选育，最终获得的品种有望在全国范围推广。

原原种繁育是马铃薯脱毒种薯生产的关键，为保证种薯质量，防止病毒再感染，利用茎尖脱毒培育试管苗，在温室或防虫网室生产原原种[10]。为了评估从美国引进的薯条加工型品种在原原种生产上的品种差异性，本试验以23个美国薯条加工型品种或品系为试验对象，用云南省选育的薯条加工型马铃薯品种云薯401作为对照，通过对其生长期内株高和长势的调查以及收获后原原种产量和质量的评价，比较不同品种间的差异，以期为田间筛选优良品种示范推广的原原种生产提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

本试验的研究材料来自美国农业部的23个薯条加工型品种，以及云南省农业科学院育成的薯条加工型品种云薯401(S 03-259)[11]作为对照，供试材料种植1 476～2 296株(表1)。试验所用脱毒组培苗来自云南省农业科学院经济作物研究所马铃薯研究中心。移栽7 d前，脱毒组培苗放置在与待移栽防虫网温室条件一致、干净的温室大棚内炼苗。

表1 引自美国薯条加工型品种及对照品种

1.2 试验方法

2019年8月至12月，本试验在云南省农业科学院嵩明科研基地防虫网温室内进行。每份材料种植在一个长为16 m，宽为1.4 m的苗床内。选用珍珠岩+草泥炭(3∶1)充分搅拌混匀做基质，把基质装入苗床内，苗床基质厚度为10 cm。栽植时，在划好的栽植线上打小洞，株距为10 cm，种完后每天上午浇水1次，持续3 d，之后根据天气情况和基质湿度浇水。栽植9 d后进行首次追肥。全生育期施肥6次，前2次施用高N型全营养型水溶肥(N-P-K=30-10-10)，中间2次用平衡型(N-P-K=20-20-20)，后2次用高钾型水溶肥(N-P-K=10-0-30)浇施，其间对长势差的几个材料单独补肥3次(高N型水溶肥加尿素)。为防止病虫害的发生，前期用施保根、恶霉灵防治立枯病；用代森锰锌、烯酰吗啉、抑快银利防晚疫病，后期用阿米西达防早疫病，同时也防晚疫病；虫害主要是潜叶蝇，采用虫螨光、阿维菌素防治。

1.3 苗期长势观察及原原种收获分级

种苗成活后55 d，调查苗期长势(1～9级)。收获前20 d，测量供试材料株高，每个材料随机测量20株。收获前15 d停止浇水，收获时先拔除茎叶部位，然后将原原种轻轻翻出。剔除有疮痂病、腐烂和混杂的种薯，原原种按照5个等级进行划分并计数即：1级(>20 g)，2级(10～20 g)，3级(5～10 g)，4级(2～5 g)和5级(<2 g)。

1.4 数据分析

试验数据使用Excel 2007软件分析并作图，利用Mesquite v.3.2[12]软件对品种原原种的结薯性进行聚类分析。

2 结果与分析

2.1 不同材料的株高和长势

株高和长势反映了品种的适应情况。在株高方面，与对照云薯401(S 02-259)相比，M 12和M 25的株高中位数以及变异幅度与云薯401最接近；M 10、M 14、M 15、M 34和M 4株高高于云薯401，但是变异幅度比云薯401大，特别是M 10，表明这5个材料整齐度稍差于云薯401；其余16个品种或品系材料，株高低于云薯401，有些材料株高非常低，譬如M 18(图1 A)。在长势方面，8个材料长势与云薯401一致(7级)，7个材料比云薯401好，甚至达到9级(M 15)，其余9个材料长势比云薯401差(图1 B)。综合株高和长势的表现，10个材料与对照品种云薯401表现相近甚至优于对照品种，这10个材料分别是M 1、M 12、M 14、M 15、M 16、M 17、M 22、M 25、M 34和M 4。

图1 24份材料的株高(A)和长势(B)

2.2 材料内不同大小级别原原种单株结薯个数比较

不同材料内，不同大小级别原原种的单株结薯个数所占比例不同。其中，7个材料(M 10、M 11、M 12、M 16、M 34、M 35和M 4)中1级(>20 g)所占比例最高；4个材料(M 31、M 32、M 33和M 9)中2级(10～20 g)所占比例最高；8个材料(M 31、M 14、M 15、M 17、M 22、M 6、M 8和云薯401)中3级(5～10 g)所占比例最高；3个材料(M 1、M 18和M 5)中4级(2～5 g)所占比例最高；剩余3个材料(M 21、M 25和M 7)中5级(<2 g)所占比例最高。10个材料(M 1、M 18、M 21、M 22、M 25、M 33、M 5、M 6、M 7和M 8)中1级(>20 g)所占比例最低；而M 11和M 34中的4级(2～5 g)所占比例最低；12个材料(M 10、M 12、M 14、M 15、M 16、M 17、M 31、M 32、M 35、M 4、M 9和云薯401)中5级(<2 g)所占比例最低(图2)。

图2 24份材料内5个等级原原种所占比例

2.3 材料间原原种结薯性比较

试验材料不同级数原原种单株结薯个数聚类分析发现(图3)，24个材料的结薯性可以分成4个分支。第1分支中，对照品种云薯401与M 16和M 32结薯性最相似；M 31和M 35结薯性最相似；M 12、M 4及M 10结薯性最相似；M 11和M 34结薯性最相似。第2分支中，M 14和M 15的结薯性最相似；M 33和M 6的结薯性最相似。第3分支中，M 5、M 1及M 7的结薯性最相似；M 8、M 22及M 25的结薯性最相似。第4分支中，只有M 21，表明其结薯性与其他品种或品系都不相同。

图3 24个材料不同级数原原种的单株结薯个数聚类分析

3 讨论

大量的研究表明，原原种的重量对马铃薯繁殖系数和产量具有重要影响。

一般而言，随着原原种重量增加，繁殖系数增大、产量增加，但是原原种过大又会造成浪费。因此，对原原种重量适宜的规格因品种不同、种植区域不同而存在差异[13-18]。本试验选择2 g以上的原原种作为合格的原原种，是基于云南省大春季节前期干旱严重，大田原种繁育常因原原种薯块过小出苗不齐，或出苗后无法抵抗干旱而死苗。M 21既是单株结薯个数最高(6.69个·株-1)，也是单株合格数最高(4.42个·株-1)的品系。云薯401作为本地品种，其单株结薯个数为2.66个·株-1，单株合格薯数为2.44个·株-1，分别排在24个品种单株结薯个数和单株合格结薯数的第14位和第12位(图2)。说明在原原种繁育方面，引自美国的这批薯条加工型品种或品系中，大部分材料适合云南的秋季繁育模式，结合田间的评价结果，有望筛选出薯块性状优良且适宜的薯条加工型品种。

马铃薯原原种繁育中，株高和长势对产量的影响尚不清楚。结合24个品种的株高和长势，与结薯性分析结果表明，结薯性相似的品种，其株高和长势表现可能相同也可能不相同。譬如，M 14和M 15的株高和长势表现都很相似(图1)，而且它们的结薯性也最相似(图3)；而M 25和M 18虽然株高和长势表现相差较大(图1)，但是它们的结薯性表现上聚在同一分支(第3分支)，表明它们结薯性比较相似(图3)。韩忠才等在雾培研究中发现，株高、茎粗与马铃薯产量相关性不明显[19]。这个结果与本试验的结果类似，在马铃薯原原种繁育中，结薯数量与株高、长势存在何种联系，有待进一步研究。在本试验中，24份供试材料的肥料施用量基本一致，没有考虑品种间肥料需求特性的差异，这也是造成品种间长势表现差异大的原因之一，在规模化原原种繁育中，要针对品种的需肥特性进行差异化水肥管理，这需要进一步研究这批引进材料的需肥特性。除此之外，原原种的结薯特性是否与田间种植的结薯特性类似，也有待进一步研究。