3个马铃薯新品系及其亲本农艺性状分析评价

李晋田，姚燕辉，邢丽斌，安 苗，彭锁堂,2，段永红*

（1.山西农业大学农学院，山西 晋中 030600；2.山西蓬勃农业科技股份有限公司，山西 大同 037000）

马铃薯（Solanum tuberosumL.）属茄科茄属，一年生草本块茎植物，是世界第四大粮食作物[1]。中国是第一大马铃薯生产国，产量占世界总产量的1∕4 左右[2]。据统计，2021 年中国马铃薯种植面积约为461 万hm2，同比下降1.08%；总产量在1 831 万t 左右，同比增长1.81%，居世界首位[3]。马铃薯块茎内主要含有淀粉、蛋白质、还原糖、维生素C 等营养物质，其淀粉含量远高于小麦、水稻和玉米[4]。彩色马铃薯因含有丰富的花青素，可作为重要的健康功能性天然食品，其市场需求也逐年增长，因此，育种学家将目标集中到了高花青素含量的彩色马铃薯新品种选育上[5-8]。中国的马铃薯育种工作始于20 世纪40 年代[9]，主要育成有克新、中薯、青薯、晋薯、陇薯等系列品种，这些品种在中国马铃薯产业发展中占有重要位置[10]。近年来，中国已有一些育成彩色马铃薯品种的相关研究报道，如云南省农业科学院经济作物研究所育成的‘云薯603’[11]和‘紫云1 号’[12]、延边朝鲜族自治州农业科学院育成的‘延薯15 号’[13]，都是通过杂交选育出来的彩薯新品种。

试验以团队选出的高产量彩薯476 作父本，鲜食型马铃薯品种‘丽薯6号’‘陇薯10号’和‘民丰红’作母本，根据优缺点互补的亲本组配原则进行田间杂交育种，经过多代无性系筛选后获得3 个无性系，比较其与亲本在植株性状、块茎性状、产量性状和品质性状上的差异，筛选出高产、优质和专用型马铃薯新品系，为下一步新品种的登记、示范以及推广提供试验依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

亲本材料彩薯476、‘丽薯6 号’‘陇薯10 号’和‘民丰红’，3 个高世代无性系新品系‘LS6476-16’‘LS10476-9’和‘MFH476-27’，均由山西蓬勃农业科技股份有限公司提供。

1.2 试验设计

采用随机区组设计，设3 次重复，每个小区长3 m，宽5 m，面积15 m2，试验材料于2021 年5 月18 日播种，9 月27 日收获。定期进行田间管理，适时收获后，块茎放置于阴凉通风的仓库中贮藏。第15 d测定各个指标[14]。

1.3 试验方法

根据马铃薯在试验过程中的生长发育规律，于现蕾期（2021 年8 月2 日）对植株性状包括株高、茎粗、主茎数和分枝数进行观察测量并记录；在马铃薯成熟（2021 年9 月27 日）后，每个小区随机选10 株无感病正常成熟枯萎植株的地下块茎，观察并记录块茎性状，包括芽眼深浅、病害程度、有无裂薯、薯皮薯肉颜色；记录并计算产量和产量性状，包括单株产量、单薯平均鲜重、大中薯数、单株平均结薯数和商品薯率[15]；选取有代表性的薯块，经处理后测定马铃薯的品质，采用2,6-二氯靛酚滴定法[15]测定维生素C含量，采用分光光度碘试剂法测定淀粉含量[16]，采用双缩脲法[15]测定蛋白质含量，采用3,5-二硝基水杨酸（DNS）比色法[15]测定还原糖含量，采用烘干法测定干物质含量[15]。

1.4 数据处理

采用Microsoft Excel 2010 软件进行数据统计，采用SPSS（Statistical Product and Service Solutions）25.0进行数据方差分析。

2 结果与分析

2.1 新品系‘LS6476-16’与亲本性状比较

2.1.1 新品系‘LS6476-16’与亲本植株性状比较

新品系‘LS6476-16’株高是59.47 cm，显著高于其父本而低于其母本，介于两亲本之间；茎粗为14.80 mm，均高于其亲本，但与亲本无显著差异；主茎数为1.00 个，与父母本一致；分枝数是15.33 个，显著高于父本476，略高于其母本，但差异不显著（表1）。

表1 新品系‘LS6476-16’与亲本植株性状比较Table 1 Comparison of plant traits between new breeding line'LS6476-16'and its parents

2.1.2 新品系‘LS6476-16’与亲本产量和产量性状比较

新品系‘LS6476-16’与其亲本在产量和产量性状上有一定差异但差异均不显著。‘LS6476-16’的单株产量为886.65 g，高于两亲本，较父本476增产28.65%，较母本增产18.90%；单薯平均鲜重均低于两亲本；大中薯数为5.00 个、单株结薯数为13.00 个，均高于父母本；商品薯率为81.34%，高于母本‘丽薯6号’但低于父本476，介于两亲本之间（表2）。

表2 新品系‘LS6476-16’与亲本产量和产量性状比较Table 2 Comparison of yield and yield components between new breeding line'LS6476-16'and its parents

2.1.3 新品系‘LS6476-16’与亲本品质性状比较

新品系‘LS6476-16’的维生素C、干物质含量与母本‘丽薯6 号’有显著差异，而淀粉、蛋白质和还原糖含量与父母本均有显著差异。‘LS6476-16’维生素C 含量为9.99 mg∕100 g，显著高于母本而低于父本，介于两亲本之间；淀粉、还原糖含量分别为16.30%、0.40%，均显著高于两亲本；蛋白质含量显著高于母本而低于父本，介于两亲本之间，为2.07%；干物质含量为21.11%，高于其亲本，较母本含量增长25.06%（表3）。

2.2 新品系‘LS10476-9’与亲本性状比较

2.2.1 新品系‘LS10476-9’与亲本植株性状比较

新品系‘LS10476-9’株高、茎粗和分枝数均与父母本有显著差异。主茎数只与母本有显著差异。‘LS10476-9’株高为58.20 cm，显著高于亲本；茎粗为9.57 mm，显著低于两亲本；主茎数为1.00 个，与父本一致；分枝数为12.67 个，显著高于两亲本（表4）。

表4 新品系‘LS10476-9’与亲本植株性状比较Table 4 Comparison of plant traits between new breeding line'LS10476-9'and its parents

2.2.2 新品系‘LS10476-9’与亲本产量和产量性状比较

与亲本相比，新品系‘LS10476-9’在产量和产量性状上有一定差异，但均不显著。‘LS10476-9’单株产量超过其父母本，为1 016.32 g，且较父本476 增产47.46%，较母本‘陇薯10 号’增产7.29%；单薯平均鲜重为105.58 g，接近父本476；大中薯数为5.33 个，高于父本476，与母本‘陇薯10 号’一致；单株结薯数为10.33 个，高于两亲本；商品薯率较两亲本相比较低，为85.04%（表5）。

表5 新品系‘LS10476-9’与亲本产量和产量性状比较Table 5 Comparison of yield and yield components between new breeding line'LS10476-9'and its parents

2.2.3 新品系‘LS10476-9’与亲本品质性状比较

新品系‘LS10476-9’与其亲本相比维生素C含量差异不显著，而在淀粉、蛋白质、还原糖和干物质含量上有显著差异。‘LS10476-9’维生素C含量为10.23 mg∕100 g，较母本含量高，与父本含量相差不大；淀粉含量为16.20%，显著高于父母本；蛋白质含量显著低于父本；还原糖含量为0.24%，显著低于父本而接近母本含量；干物质含量为28.92%，显著高于两亲本，较母本‘陇薯10号’含量增加51.33%（表6）。

表6 新品系‘LS10476-9’与亲本品质性状比较Table 6 Comparison of quality traits between new breeding line'LS10476-9'and its parents

2.3 新品系‘MFH476-27’与亲本性状比较

2.3.1 新品系‘MFH476-27’与亲本植株性状比较

新品系‘MFH476-27’株高为60.23 cm，高于父本而显著低于母本，为双亲中间型；茎粗为14.00 mm，显著高于母本；主茎数低于母本，与父本一致；分枝数为15.33个，显著高于父母本（表7）。

表7 新品系‘MFH476-27’与亲本植株性状比较Table 7 Comparison of plant traits between new breeding line'MFH476-27'and its parents

2.3.2 新品系‘MFH476-27’与亲本产量和产量性状比较

新品系‘MFH476-27’与亲本比较在单株产量、单薯平均鲜重、大中薯数和单株结薯数上有显著差异，而在商品薯率上无显著差异。‘MFH476-27’单株产量显著高于父母本且大于两亲本单株产量之和，为1 333.59 g，较父本476 增产93.50%，较母本‘民丰红’增产161.19%；单薯平均鲜重低于父母本，且与父本差异显著；大中薯数为6.00 个，显著高于母本；单株结薯数为21.33 个，显著高于父母本；商品薯率为63.93%，高于母本而低于父本，介于两亲本之间（表8）。

表8 新品系‘MFH476-27’与亲本产量和产量性状比较Table 8 Comparison of yield and yield components between new breeding line'MFH476-27'and its parents

2.3.3 新品系‘MFH476-27’与亲本品质性状比较

与亲本相比，新品系‘MFH476-27’在维生素C、淀粉、蛋白质和还原糖含量上有显著差异，而干物质含量无显著差异。‘MFH476-27’维生素C、淀粉含量分别为12.58 mg∕100 g 和14.78%，均显著高于父本476 而低于母本‘民丰红’，为双亲中间型；蛋白质含量为2.79%，显著高于母本但低于父本，介于两亲本之间；还原糖含量为0.12%，显著低于父母本；干物质含量介于两亲本之间但相差不大，为21.26%（表9）。

表9 新品系‘MFH476-27’与亲本品质性状比较Table 9 Comparison of quality traits between new breeding line'MFH476-27'and its parents

2.4 3个新品系与其亲本块茎性状比较

3 个新品系均无裂薯病薯且芽眼均浅，薯形、薯皮和薯肉颜色性状有一定差异。新品系‘LS6476-16’‘LS10476-9’和‘MFH476-27’薯形分别为扁椭圆、椭圆和扁椭圆，均与其母本薯形表现一致。

新品系‘LS6476-16’薯皮为红色，薯肉为红纹，为双亲中间型；新品系‘LS10476-9’薯皮薯肉均为黄色，与母本‘陇薯10 号’表现一致；新品系‘MFH476-27’皮色表现接近其母本，为深红色，薯肉为红纹，介于两亲本之间（表10）。供试材料外观表型见图1。

表10 新品系与其亲本块茎性状比较Table 10 Comparison of tuber traits between new breeding lines and their parents

图1 新品系及其亲本的块茎薯形差异Figure 1 Tuber shape differences between new breeding lines and their parents

2.5 新品系与其亲本农艺性状相关性分析

2.5.1 新品系及其亲本产量性状相关性

单株产量与大中薯数、单株结薯数呈极显著正相关，相关系数分别为0.765、0.761；单薯平均鲜重与商品薯率也呈极显著正相关，相关系数为0.751；大中薯数与单株结薯数、商品薯率呈显著正相关，相关系数分别为0.494、0.523；单株结薯数与单薯平均鲜重呈极显著负相关，相关系数为-0.586（表11）。各产量因子既独立又相互联系。

表11 新品系产量性状相关性Table 11 Correlation between yield and traits of new breeding lines

2.5.2 新品系及其亲本品质性状相关性

维生素C 含量与淀粉含量、淀粉含量与干物质含量呈极显著正相关，相关系数分别为0.648、0.606，维生素C 含量与蛋白质含量呈显著正相关，相关系数为0.494，各品质指标间表现一定的相关性（表12）。

表12 新品系品质性状相关性Table 12 Correlation between quality and traits of new breeding lines

3 讨 论

通过薯形性状可以鉴别马铃薯品种特性及评判其加工用途，不同薯形可以应对不同的消费习惯及不同的加工产品[17]。本试验3 个马铃薯新品系‘LS6476-16’‘LS10476-9’和‘MFH476-27’薯形分别为扁椭圆、椭圆和扁椭圆，芽眼均浅，基本符合薯条加工型马铃薯对薯形的要求[18]。已有研究表明，马铃薯块茎薯肉颜色深浅和色素分布等由数量性状基因控制[19]，若杂交父本为彩色薯肉，母本为白色薯肉，则后代薯肉颜色较浅。本试验中新品系父本的薯肉为深紫色，母本薯肉均为黄色，新品系‘LS6476-16’和‘MFH476-27’薯肉均为红纹，与父本相比颜色较浅，与上述研究结果一致。

高产是培育新品种的基本目标，也是优良品种必须具备的条件。中国在很长时间内都是通过杂交这一途径来提高农作物的产量。产量和商品薯率是影响马铃薯种植经济效益的关键因素[20]。本试验 的3 个 新 品 系‘LS6476-16’‘LS10476-9’和‘MFH476-27’单株产量均高于亲本，分别为886.65，1 016.32 和1 333.59 g∕株；新品系‘LS6476-16’和‘MFH476-27’商品薯率低于父本高于母本，分别为81.34%、63.93%，新品系‘LS10476-9’商品薯率低于父母本为85.04%。李虹彩等[21]分析了马铃薯各产量构成因素对产量的影响，指出单株块茎重对单株产量的直接影响极显著，且单株块茎重量越大，单株平均块茎数量越少。齐文等[22]发现平均薯块质量与马铃薯产量呈极显著正相关，与单株薯块数呈极显著负相关。李平芳等[23]在对2 个甘薯品种产量及商品薯率相关性分析中提出，商品薯率与商品薯块个数呈极显著的正相关关系，与单薯重呈正相关但不显著。李鑫[24]研究结果表明，马铃薯商品薯率与单株结薯数呈显著负相关。以上研究结果与本研究结果基本一致，单株产量受单株结薯数和单薯平均鲜重影响，单株产量与单株结薯数呈极显著正相关，单株结薯数和单薯平均鲜重呈极显著负相关，在产量一定的情况下，单株结薯数越高，其单薯平均鲜重越低。商品薯率受单株结薯数、大中薯数和单薯平均鲜重影响，商品薯率与单株结薯数呈负相关，与大中薯数呈显著正相关关系，与单薯平均鲜重呈显著正相关。相关关系的显著性略有差别，可能与选用品种、种植环境、收获时成熟度等因素有关，还有待进一步验证。

马铃薯中淀粉、还原糖、干物质等营养物质的含量是评价其品质的重要指标[25]。不同加工方式对各品质指标的含量要求不同[26]。淀粉加工型马铃薯要求淀粉含量在16%以上[18]，新品系‘LS6476-16’和‘LS10476-9’淀粉含量分别为16.30%、16.20%，均符合淀粉加工型的要求。薯条加工型马铃薯要求薯形为长形或长椭圆形，还原糖含量低于0.25%，干物质含量在21%～23%[18]。本试验中新品系‘MFH476-27’薯形为扁椭圆，还原糖含量为0.12%、干物质含量为21.26%，符合薯条加工型对马铃薯的要求。李建武等[27]分析了陇薯系列高淀粉品种的品质性状间相关性，吴琪滢等[28]研究了西北地区不同马铃薯品种质量指标相关性，结果均显示，淀粉含量与干物质含量呈极显著正相关。赵宇慈等[29]研究结果也表明，还原糖含量与淀粉含量之间几乎无相关性。潘峰[30]研究也指出，干物质含量与还原糖含量为极显著负相关。由各新品系的不同品质含量可以看出，不同品质性状之间存在一定的相关性[27]，且本试验结果与以上研究结果基本一致，即淀粉含量与干物质含量呈极显著正相关，干物质含量高的，其淀粉含量也高；还原糖含量与淀粉含量之间相关性很小；干物质含量与还原糖含量呈负相关，未达到显著水平，可能与试验材料、收获时的成熟度以及测定方法有关。

本试验表明：3个新品系‘LS6476-16’‘LS10476-9’和‘MFH476-27’块茎性状、产量性状及品质性状表现优良且各有特点，新品系‘MFH476-27’综合表现突出。