甘薯育种创制品种多样性比较鉴定试验

张雄坚，陈景益，邹宏达，黄立飞，王章英，罗忠霞，陈新亮，房伯平

（广东省农业科学院作物研究所/广东省农作物遗传改良重点实验室，广东 广州 510640）

【研究意义】甘薯是多用途的传统粮食作物，富含食用纤维、碳水化合物、维生素、矿物质等人体必需的重要营养成分［1-2］，在食用类型上可分为食用型、淀粉加工型、食用与淀粉兼用型、食用紫薯、食饲兼用型、叶菜型、食用烘烤型7种类型［3］。当前，国内外甘薯研究热点集中于紫薯、淀粉、花青素方面，鲜食、特用（紫肉、叶菜用）甘薯将是今后研究的重中之重［4］。甘薯主要育种目标已从侧重高产转移到优质、抗病、高产，培育营养强化和功能型品种，如富含花青素、胡萝卜素、锌、硒、铁等的品种［5］。广东以种植生产、销售、消费优质食用鲜薯为主，是全国最大的鲜食型甘薯消费市场和集散地。【前人研究进展】我国甘薯育种研究在甘薯遗传转化、分子标记、体细胞杂交、细胞诱变等技术领域处于国际优势地位，常规育种创制也走在世界前列［6］。品种间杂交育种，是甘薯常规育种创制的主要途径［7］。常规育种创制是经过筛选优良及特异品种作亲本杂交，获得大量杂交种子，播种后从亲本构建的实生苗群体中选种（实生苗选种），对所选品系进行初步田间对比试验（复选），缩小育种目标材料，然后开展田间比较鉴定试验（品比试验），进行品种多样性鉴定，综合评价所选的育种材料，对农艺综合性状突出或优异的材料则进一步开展多点鉴定（区试）［8］和生产示范，评价新品种在不同地区的适应性，据此在生产上合理推广利用。甘薯田间比较鉴定试验在常规创制选育中具有承前启后的关键作用。甘薯在广东具有很大的生产优势，收集的地方品种积累了丰富多样的育种创制亲本材料［9］。在此基础上，为适应生产要求，广东甘薯育种目标向多样性与专用型方向发展，选育品种在考虑产量、干物率和淀粉含量的基础上，还关注品种的外观、食用品质、营养成分含量和病害抗性等指标，逐渐育成了花青素型、胡萝卜素型、淀粉型、优质食用型、菜用型和兼用型品种。近年广东甘薯种植面积基本稳定在15 万hm2左右，居全国第4 位。2006 年以来广东甘薯品种改良取得较大进展，选育的品种广泛种植于南方乃至全国薯区，为甘薯产业发展作出了巨大贡献［10］。【本研究切入点】常规育种创制具有明显成效，而多样性品种比较鉴定则是常规育种创制中的重要环节。本研究在常规育种创制过程中，经过实生苗选种，再经过田间复选种植试验，淘汰部分育种材料，升级品系参加本研究的鲜食品种比较鉴定试验，依品种多样性分花青素（紫色）、胡萝卜素、优质淀粉3 个类别试验，根据生产需要为广东省、国家（南方）区试贮备综合性优良的专用型育种材料，或直接为生产示范、开发提供特异性突出的鲜食用品种。【拟解决的关键问题】升级参加本比较鉴定试验的品系，全面调查及测定参试品系的株型、茎叶特性、结薯特性、产量、品质、特异成分、食味等，评价各品系的优良特性、综合性状等，从多样性品系中筛选出各类型育种材料或特优鲜食品种。

1 材料与方法

1.1 试验材料

甘薯育种创制中，从亲本组合杂交制种后播种，经实生苗选种至复选试验，选择鲜食品系共50 份材料（表1）。2020 年参加田间品种比较试验，依据品种多样性，分花青素（紫色）、胡萝卜素、优质淀粉3 个类别品系试验，分别以广紫薯8 号和广薯87、广薯72、广薯87 为对照种，其中广紫薯8 号为国家鉴定品种，2019 年广东省主导品种；广薯87 为国家鉴定品种，2008—2020年广东省主导品种；广薯72 为广东省审定品种，2019 年广东省主导品种。

表1 50 份参试甘薯材料信息Table 1 Information of 50 tested sweet potato materials

1.2 试验方法

每类别甘薯各品系按随机区组排列种植，3 次重复。小区面积11 m2，分2 行区，单行5 m。小区种植50 株，单行25 株，667 m2插植密度3 000株。整个试验用地为3 000 m2（包括保护行）。

试验地为广东省农业科学院白云试验基地甘薯圃3 号田，粘土，肥力中上，前作为水稻，稻草回田作绿肥。2020 年6 月22 日整地、作垄，每667 m2施240 kg 草原羊有机肥作基肥；7 月11日种植；8 月21 日中耕施肥，每667 m2混合穴施35 kg 复合肥（N∶P∶K=15∶15∶18）和15 kg 尿素；全期喷药防治虫害3 次，早中期喷除草剂2 次；12 月9—11 日收获，生育期147 d 左右。

收获期对茎叶和薯块基本特征特性进行观察鉴定，性状鉴定及方法参照甘薯DUS 测试标准、甘薯种质资源数据标准和鉴定标准［11-13］。测定鲜薯产量和大中小薯数，记录结薯性，取8～10条中大薯鲜样于烘箱中105 ℃烘干至恒重，测定薯块干物率；鲜薯淀粉、可溶性糖、还原糖含量等采用酸水解法滴定测定，特异成分胡萝卜素和花青素含量分别采用苯酚浸取与柠檬酸-磷酸盐缓冲液浸取法分光度比色测定；薯块蒸熟食味评价，以4～5 位专家品尝结果进行分析。其中对照种广薯87 的蒸熟食味为80 分，其他各品系甘薯依此比较、打分，并在甜度、粘度、粉度、滑感、纤维感方面分5 级进行评价。试验数据采用Excel 2010 和DPS 软件进行统计分析。

2 结果与分析

试验期间，甘薯生长基本正常。前期雨水较多，有利于甘薯生长；中期，尤其是2020 年9 月，基本有台风雨，此时正值分枝结薯期和蔓薯并长期，对结薯有一定影响；后期（10—11 月）较干旱，对促进结薯有利。对照品种鲜薯667 m2产量均大于1 500 kg，具有参考对照作用；经观察和测定，对照品种植株、产量、品质、特征性状等均在常规范围内，因此，可作对照分析，整体试验结果可靠。50 份比较鉴定材料中，与对照比较，有12份材料具一定优势，升级作为更高级的育种品系材料保留，以进一步作品种鉴定，另7 份引入资源圃保存（表2）。

表2 3 个甘薯类别的比较鉴定试验综合结果Table 2 Comprehensive results of comparison test of three sweet potato categories

2.1 胡萝卜素类别甘薯品系比较分析

与对照相比，15 个参试品系中有11 个品系（17-124、18-010、18-013、18-050、18-054、18-062、18-074、18-137、18-138、18-175、18-187）薯肉呈桔红或红色，表现出富含胡萝卜素的特性，经测定胡萝卜素含量均比对照高，而另4 个品系（17-108、17-116、18-033、18-039）薯肉呈橙或橙黄色，胡萝卜素含量均比对照低；4 个品系（18-033、18-039、18-050、18-137）干物率和淀粉含量比对照高，其余均比对照低；6 个品系（17-108、17-116、18-010、18-013、18-062、18-175）鲜薯增产，其中3 个（17-116、17-116、18-013）增产显著或极显著，其余减产，其中7 个（18-033、18-039、18-050、18-054、18-074、18-138、18-187）减产显著或极显著。根据结薯性、产量、胡萝卜素含量、品质评价，18-10 结薯数特多、优质高产、胡萝卜素含量高，18-62 极短蔓、高产、胡萝卜素含量高，两品系升级区试（多点）鉴定或生产示范利用。

2.2 优质淀粉类别甘薯品系比较分析

与对照相比，17 个参试品系中无品系鲜薯增产，只有18-114 与对照相当、减产不显著，其他均减产显著或极显著；4 个品系（18-011、18-028、18-114、18-126）薯干产量与对照相当，增减产不显著，其他均减产显著或极显著；而干物率、淀粉含量及食味，多数品系均比对照高，少数与对照相当，整体具有较高的品质保障。根据品质、产量、结薯性及株型评价品系，4 个品系（18-28、18-111、18-114、18-126）的 结 薯性好或极好、高产、优质、干物率及淀粉含量高，均升级区试（多点）鉴定或生产示范利用，其中1 个（18-111）为紫色茎叶特异株型。此外，17-111、18-91、18-127 结薯性好，产量较高，干物率＞35%及淀粉含量＞24%，可作为品质特优材料利用，3 个品系被引入资源圃保存。

2.3 花青素类别甘薯品系比较分析

与紫色对照种广紫薯8 号对比，18 个参试品系的薯肉均呈紫色，花青素含量均比对照提高，其中9 个（17-156、18-046、18-079、18-082、18-084、18-088、18-106、18-142、18-143）差异显著；鲜薯产量均与对照相当，增减产不显著；干物率及淀粉含量除3 个品系（17-064、18-083、18-141）与对照相当或低外，均明显提高，说明紫色品系的品质改善明显。根据品质、结薯性，结合花青素含量和鲜薯产量，18-70 薯形美观、特优，18-79 结薯稳定、苗旺花盛、花青素特异，17-156、18-46、18-57、18-82 均高产优质、淀粉含量特高，这6 个品系升级区试（多点）鉴定或生产示范利用。此外，17-175、18-40、18-88、18-106 结薯性好，干物率＞36%及淀粉含量＞23%，可作紫薯特优材料利用，4 个品系被引入资源保存。

2.4 甘薯品系综合性状与评价

50 个甘薯品系中，有12 份材料（表3）升级区试（多点）鉴定或生产示范，对鉴定的性状项目进行描述和评价，以明确特性和利用价值。

2.4.1 胡萝卜素类别品系（1）广薯18-10：来源于绵紫9 号计划集团杂交后代。该品系优质，特高产，胡萝卜素含量高，可作为优质胡萝卜素类型生产品种入选区试鉴定。667 m2鲜薯产量2 760.7 kg，比对照增产55.3%，达极显著水平，排第1 位；薯干产量647.6 kg，比对照增产18.2%，未达显著水平，排第1 位。株型匍匐，前中后期生长势分别为中、中、中，顶叶色浅绿，叶形深复，叶脉色绿，茎色绿。薯形下膨，薯皮黄，薯肉桔红。结薯集中、不整齐，结薯性极好，特多薯，高产，耐湿，生食甜爽。每100 g 薯肉含胡萝卜素13.0 mg，干物率为23.5%，鲜薯淀粉11.0%、可溶性糖5.6%、还原糖2.2%，食味80分（甜、粘、稍滑）。品质及胡萝卜素含量与复选鉴定结果基本一致（表3）。

表3 12 个升级品系主要特性与前期鉴定试验结果比较Table 3 Comparison of the main traits of 12 upgraded strains and the results of the previous test

（2）广薯18-62：来源于广薯79 计划集团杂交后代。该品系薯块产量高、稳定，多中薯，胡萝卜素含量高，极短蔓，苗直立性好、茂盛，适宜机械耕作，可作为胡萝卜素类型、机械生产利用品种入选区试鉴定。667 m2鲜薯产量2 023.3 kg，比对照增产13.8 %，未达显著水平，排第4 位；薯干产量489.3 kg，比对照减产10.7%，差异不显著，排第6 位。株型半直立，前中后期生长势分别为强、强、强，顶叶绿，叶形浅单，叶脉色绿，茎色绿。薯形纺锤，薯皮桔黄，薯肉色红。结薯集中、整齐，结薯性极好，特多薯，多中薯，稳定，高产，甜爽，薯块整齐。每100 g 薯肉含胡萝卜素17.3 mg，干物率为24.2%，鲜薯淀粉11.6%、可溶性糖6.7%、还原糖1.5%，食味75 分（甜、稍滑）。品质及胡萝卜素含量与复选鉴定结果基本一致（表3）。

2.4.2 优质淀粉类别品系（1）广薯18-28：来源于广薯79 集团杂交后代。该品系品质优，淀粉含量高，薯形美观，优质商品薯品种，可作为淀粉加工、商品薯入选区试鉴定和开发利用。667 m2鲜薯产量1 922.3 kg，比对照减产31.3%，达极显著水平，排第8 位；薯干产量686.8 kg，比对照减产14.3%，不显著，排第4 位。株型匍匐，前中后期生长势分别为强、中、中，顶叶紫绿，叶形浅单，叶脉色浅紫，茎色绿带紫。薯形纺锤，薯皮红，薯肉淡黄。结薯集中、整齐，结薯性极好，薯块整齐、均匀、美观。干物率35.7%，鲜薯淀粉22.5%、可溶性糖5.7%、还原糖1.6%，食味85 分（粉、稍香、甜、滑）。品质与复选鉴定结果基本一致（表3）。

（2）广薯18-111：来源于福薯604 集团杂交后代。该品系茎叶紫绿，有观赏价值，薯块整齐、美观，优质，有一定产量，观赏与优质薯块兼用品种，可作株型特异优质品种入选开发示范和利用。667 m2鲜薯产量1 345.5 kg，比对照减产51.8%，达极显著水平，排第18 位；薯干产量460.6 kg，比对照减产42.5%，达极显著水平，排第18 位。株型匍匐，前中后期生长势分别为强、强、强，顶叶紫绿，叶色紫，叶形浅复，叶脉色紫红，茎色深紫。薯形纺锤，薯皮紫红，薯肉黄带紫。结薯分散、整齐。结薯性好，薯块整齐、美观，但大小不均。干物率34.2%，鲜薯淀粉22.9%、可溶性糖5.0%、还原糖2.0%，食味83 分（粉、稍香、甜、稍滑）。品质、株型与复选鉴定结果基本一致（表3）。

（3）广薯18-114：来源于广薯12-87 计划集团杂交后代。该品系高产，薯块整齐、规则，黄肉，可作薯脯薯条加工品种，入选优质加工生产种区试鉴定。667 m2鲜薯产量2 759.7 kg，比对照减产1.0%，不显著，排第2 位；薯干产量835.9 kg，比对照增产4.3%，不显著，排第1 位。株型半直立，前中后期生长势分别为强、强、中，顶叶绿，叶心形带齿，叶脉色浅绿，茎色绿。薯形纺锤，薯皮淡黄，薯肉黄。结薯集中、整齐。结薯性极好，薯块整齐，皮滑，美观，多大中薯，甜爽，宜加工薯脯及炸薯条。干物率30.3%，鲜薯淀粉18.4%、可溶性糖5.7%、还原糖2.7%，食味80 分（稍粉、极甜、稍滑）。产量与复选鉴定结果基本一致（表3）。

（4）广薯18-126：来源于广薯14-135 集团杂交后代。该品系薯块高产优质，淀粉含量高，可作为优质高淀粉生产种入选区试鉴定和开发利用。667 m2鲜薯产量2 113.2 kg，比对照减产24.2%，达极显著水平，排第6 位；薯干产量758.8 kg，比对照减产5.4%，未达显著水平，排第3 位。株型匍匐，前中后期生长势分别为中、强、强，顶叶绿，叶心形，叶脉色绿，茎色绿。薯形下膨，薯皮紫红，薯肉黄带橙紫。结薯分散、整齐，结薯性好，较高产，但大小不均，略弯曲，宜淀粉加工。干物率35.9%，鲜薯淀粉24.3%、可溶性糖5.7%、还原糖1.9%，食味85 分（粉、稍香、很甜、稍粘、稍滑）。产量与复选鉴定结果基本一致（表3）。

2.4.3 花青素类别品系（1）广薯17-156：来源于广薯12-87×徐紫3 号组合杂交后代。该品系结薯稳定，较高产，薯块花青素含量高，干物率及淀粉含量特高，可作为紫色类型加工品种入选开发示范和利用。667 m2鲜薯产量1 594.0 kg，比对照减产1.4%，未达显著水平，排第10 位；薯干产量646.5 kg，比对照增产26.5%，达显著水平，排第4 位。株型半直立，前中后期生长势分别为强、中、中，顶叶紫，叶形浅复，叶脉浅紫，茎色绿带紫。薯形下膨，薯皮暗紫红，薯肉紫带白、分散。结薯集中、整齐，结薯性好，较高产，稳产，但薯块凹凸不平。每100 g 薯肉含花青素84.9 mg，干物率40.6%，鲜薯淀粉26.6%、可溶性糖4.7%、还原糖1.0%，食味80 分（粉、甜、稍滑）。产量、品质、花青素含量与上年品比及复选鉴定结果基本一致（表3）。

（2）广薯18-46：来源于广薯79 集团杂交后代。该品系株型好，生长均匀，高产，多薯，特高干物率和淀粉含量，食味特优，高产特优紫薯品种，可作为优质紫色类型生产利用品种入选区试鉴定。667 m2鲜薯产量1 748.6 kg，比对照增产8.2%，未达显著水平，排第3 位；薯干产量692.9 kg，比对照增产35.5%，增产极显著，排第2 位。株型半直立，前中后期生长势分别为强、强、强，顶叶绿，叶形浅单，叶脉紫，茎色绿。薯形下膨，薯皮紫，薯肉紫。结薯集中、整齐，结薯性好，多薯，稳定，但薯略裂。每100 g薯肉含花青素72.5 mg，干物率39.6%，鲜薯淀粉25.1%、可溶性糖4.1%、还原糖1.1%，食味85分（很粉、稍香、甜、稍滑、无苦）。产量、花青素含量与复选鉴定结果基本一致（表3）。

（3）广薯18-57：来源于广79 集团杂交后代。该品系薯块优质，高产，短蔓，幼嫩的茎尖可直接作叶菜［14］，可作为紫薯和茎叶菜用类型生产品种入选区试鉴定。667 m2鲜薯产量1 704.1 kg，比对照增产5.4%，未达显著水平，排第5 位；薯干产量612.1 kg，比对照增产19.7%，未达显著水平，排第7 位。株型匍匐，前中后期生长势分别为中、中、中，顶叶浅绿，叶尖心形，叶脉绿，茎色绿。薯形纺缍，薯皮紫，薯肉紫带白。结薯集中、整齐，结薯性极好，多薯，中薯，高产，薯略弯曲。每100 g 薯肉含花青素44.4 mg，干物率35.9%，鲜薯淀粉21.9%、可溶性糖4.5%、还原糖1.2%，食味80 分（粉、稍香、稍甜、稍滑）。品质、花青素含量与复选鉴定结果基本一致（表3）。

（4）广薯18-70：来源于广薯79 计划集团杂交后代。该品系特高干物率和淀粉含量，食味特优、粉香，薯形美观、商品性好，可入选紫色特优商品薯开发利用。667 m2鲜薯产量1 480.9 kg，比对照减产8.4 %，未达显著水平，排第14 位；薯干产量599.8 kg，比对照增产17.3%，未达显著水平，排第8 位。株型匍匐，前中后期生长势分别为中、强、中，顶叶色浅绿，叶心形带齿，叶脉浅绿，茎色绿带紫。薯形短纺锤，薯皮暗紫红，薯肉紫带白。结薯集中、整齐，结薯性极好，多薯，多中薯，薯形规则整齐。每100 g 薯肉含花青素52.5 mg，干物率40.5%，鲜薯淀粉25.3%、可溶性糖4.9%、还原糖0.7%，食味85 分（很粉、香、稍甜、稍滑、无苦）。品质、结薯性与复选鉴定结果基本一致（表3）。

（5）广薯18-79：来源于广薯14-76×广薯12-87 组合杂交后代。该品系株型好，苗旺花盛持久，薯块花青素高，淀粉含量高，紫薯绿化兼用型品种，可作为色素加工类型和环境园林美化品种入选生产开发利用。667 m2鲜薯产量1 403.1 kg，比对照减产13.2%，未达显著水平，排第17位；薯干产量502.4 kg，比对照减产1.7%，未达显著水平，排第18 位。株型半直立，前中后期生长势分别为强、强、强，顶叶浅绿，叶形浅复，叶脉色绿，茎色绿。薯形下膨，薯皮深紫，薯肉深紫。结薯集中、整齐。结薯性极好，多薯，结薯稳定，抗病，但薯块凹凸不平，宜色素加工。每100 g 薯肉含花青素124.7 mg，干物率35.8%，鲜薯淀粉23.3%、可溶性糖4.8%、还原糖1.3%，食味80 分（很粉、稍香、稍苦）。花青素特异性、品质与复选鉴定结果基本一致（表3）。

（6）广薯18-82：来源于广薯14-76×广薯12-87 组合杂交后代。该品系株型直立，较高产，花青素含量高，食味特优、粉、香、甜，无苦味，淀粉含量特高，可作为优质紫色类型品种入选区试鉴定和开发利用。667 m2鲜薯产量1 669.8 kg，比对照增产3.3%，未达显著水平，排第7 位；薯干产量621.4 kg，比对照增产21.6%，未达显著水平，排第6 位。株型半直立，前中后期生长势分别为中、强、强，顶叶色浅绿，叶形浅单缺，叶脉色绿，茎色绿。薯形短纺锤，薯皮紫，薯肉紫。结薯集中、整齐。结薯性极好，高产，大薯，稳定。每100 g 薯肉含花青素54.3 mg，干物率37.2%，鲜薯淀粉25.5%、可溶性糖4.7%、还原糖0.6%，食味88 分（很粉、香、甜、稍滑、无苦）。产量、品质与复选鉴定结果基本一致（表3）。

3 讨论

本品比鉴定试验从各类别甘薯材料中共鉴定出12 个升级品系，适宜各类专用型品种的进一步鉴定。从生产应用上可分为两类：一是高产类别甘薯，二是特色类别甘薯。高产类别甘薯包括广薯18-10、广薯18-114 和广薯18-46，鲜薯或干薯增产显著，高产特性突出，结薯性好，进行区试鉴定，可发挥产量潜力，适应性强，符合普遍生产需要，容易通过省级或以上的品种区试鉴定，获得申请品种审定或品种鉴定的资格，有机会在生产上广泛推广应用［15］。特色类别甘薯则须更多在鉴定特异性和栽培方式上探讨，以体现品种的差异性和应用功能，提高甘薯开发经营利用价值。适宜商品开发的特色类别甘薯，如广薯18-28、广薯18-70，薯形好，品质优，口感好，需要进行提高薯块商品性试验，选择适宜沙质土地鉴定，以保持薯型均匀和薯皮光滑，获得良好的卖相。为克服沙土保肥保水性差的缺点，结合施用微生物菌肥，有良好的增产和品质改善作用，单株结薯数明显增加，甘薯大中薯率明显提升，商品性较好［16］。特异品系广薯18-79 与广薯18-62 通过增施钾肥试验，可保持高胡萝卜素、高花青素含量的特性。甘薯干物质含量的大小受环境效应影响较大，淀粉、还原糖、蛋白质、可溶性糖和胡萝卜素含量主要受品种×环境互作效应影响，纬度跨度大会显著影响紫薯的花青素含量，日夜温差较大对提高甘薯品质有一定促进作用［16-18］。对环境互作效应显著的特异品系材料，可望培育成地理标志性产品。特短蔓型品种广薯18-62，适宜机械耕作，因些重点在密植与机械耕作方式上探讨和应用。对薯菜兼用品系广薯18-57 则需要关注茎叶菜营养成分及品质和栽培鉴定，以充分体现菜用和紫薯价值。此外，优异特色品种容易感染病毒，退化快［19］，需重视茎尖脱毒快繁，培育健康种苗，更好地保持品系特异性和商品价值［20］。

4 结论

本试验从参试的胡萝卜素类别甘薯品系中筛选出2 个品系，其中广薯18-10 属多薯、优质高产类型，广薯18-62 属短蔓、胡萝卜素含量特高类型。从优质淀粉类别甘薯品系中筛选出4 个品系，广薯18-28、广薯18-114、广薯18-126、及广薯18-111 分属结薯性好、高产、淀粉含量高及茎叶紫色4 个类型，另有3 个品系（17-111、18-91、18-127）引入资源圃保存，作为品质特优材料类型利用。从花青素类别甘薯品系中筛选出6 个品系，广薯广薯18-70、广薯18-82、广薯18-79、广薯18-46、17-156 及广薯18-57 分属薯块美观、特优、花青素特异、高产、淀粉含量特高、茎叶菜用6 个类型，另有4 个品系（17-175、18-40、18-88、18-106）引入资源圃保存，作为紫薯优质材料利用。