木薯新品種華南12號的選育

摘 要 木薯新品種華南12號（Manihot esculenta Crantz cv.SC No.12）是利用OMR36-34-1（♀）與ZM99247（♂）雜交的雜種后代，經(jīng)實生苗試驗、初級系比、中級系比、高級系比、區(qū)域性和生產(chǎn)性試驗等選育而成，該品種具有良好的豐產(chǎn)性和廣泛的適應(yīng)性。鮮薯產(chǎn)量約39.37 t/hm2，比現(xiàn)大面積種植的當家品種華南205增產(chǎn)28.65%；其干物率和淀粉含量分別為42.19%和31.11%，分別比華南205高2.51和1.86個百分點；氫氰酸含量低，為42.20 mg/kg。說明華南12號是一個高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、食用型和工業(yè)應(yīng)用型兼?zhèn)涞哪臼硇缕贩N。此外，還對華南12號建立了分子指紋圖譜，為新品種保護與產(chǎn)權(quán)鑒定提供理論依據(jù)。

關(guān)鍵詞 木薯；品種選育；產(chǎn)量性狀；SSR分子標記

中圖分類號 S889.5 文獻標識碼 A

Abstract SC No.12， a new cassava cultivar（Manihot esculenta Crantz.cv）， was selected from F1 generation from hybridization experiments between cassava OMR36-34-1（♀） and ZM99247（♂）， via seedling selection， the primary， intermediate and advanced testing systems， regional， and production tests. SC No.12 had high yield and wide adaptability to environments. It also had strong resistance to wind. The average root yield was 39.37 t/hm2， increased by 28.65% compared with that of the leading cultivar SC No.205. The average dry matter percentage and starch higher was 42.19% and 31.11%， respectively， 2.51% and 1.86% more than that of Huanan 205. And HCN in the tuberous roots of SC No.12 was 42.20 mg/kg. So SC No.12 is a good cultivar for food， animal feed， modified starch and biofuel. In the present study the DNA fingerprinting of SC No.12 was developed using SSR molecular markers. It would provide a theoretical basis for the protection of new varieties and property identification.

Key words Cassava；Breeding；Root yield traits；SSR molecular markers

doi 10.3969/j.issn.1000-2561.2014.11.004

近年來，中國的木薯（Manihot Esculenta Crantz）產(chǎn)業(yè)化發(fā)展較快，目前已成為中國華南農(nóng)業(yè)經(jīng)濟的一個重要組成部分，主產(chǎn)區(qū)集中在廣西、廣東、海南、云南和福建5個省區(qū)，而湖南、四川、貴州和江西等省份也在加大木薯產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。2013年中國木薯種植面積達4.73×105 hm2，比2012年增加6.67×104 hm2，鮮薯總產(chǎn)量為1.05×107 t，單產(chǎn)約22.2 t/hm2[1]。目前，中國的主要栽培品種為華南205，品種單一，產(chǎn)量低，退化嚴重，因此，需要選育創(chuàng)新品種資源，改變中國木薯品種單一的狀況，加速木薯的良種化和多樣化，促進木薯產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，提高木薯種植的經(jīng)濟效益，增加熱區(qū)農(nóng)民的收入[2-4]。如何選育豐產(chǎn)潛力更大且具有廣泛適應(yīng)性的高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、食用的優(yōu)良品種，已成為木薯育種工作者的首要任務(wù)[5]。中國的木薯品種資源缺乏，雜種變異范圍小，通過引進國外優(yōu)良木薯新品種或特異種質(zhì)作為育種材料是提高中國木薯育種效果的有效途徑，因此，多年來中國熱帶農(nóng)業(yè)科學院熱帶作物品種資源研究所木薯研究團隊在從事木薯雜交育種工作的同時，不斷引進國外木薯優(yōu)良育種材料[6]。此前，中國熱帶農(nóng)業(yè)科學院熱帶作物品種資源研究所已通過常規(guī)育種的手段成功育成并鑒定推廣了華南124、華南8013、華南8002、華南6068、華南5號、華南6號、華南7號、華南8號、華南9號、華南10號和華南11號等11個木薯新品種[7]。目前，經(jīng)過多年雜交育種試驗，實生苗試驗、初、中、高級系比和區(qū)域性試驗及生產(chǎn)性試驗等過程，我所又成功育成了高產(chǎn)、高淀粉、優(yōu)質(zhì)、食用和工業(yè)應(yīng)用及耐旱性強的華南12號木薯新品種，為實現(xiàn)中國木薯栽培良種化提供了新的木薯種質(zhì)資源，對發(fā)展中國木薯產(chǎn)業(yè)、加快貧窮地區(qū)脫貧致富的步伐具有積極推動作用和重大現(xiàn)實意義。

1 材料與方法

1.1 材料

參試品（株）系：（1）2004年由中國熱帶農(nóng)業(yè)科學院熱帶作物品種資源研究所利用OMR36-34-1為母本，ZM99247為父本雜交的雜種后代，F(xiàn)1代（當年編號為ZME1424）；（2）其它1 000個優(yōu)良單株；（3）大面積種植的當家品種華南205為對照品種。包括華南12號等13個本地選育與推廣品種，同時采用了12個木薯新品系作為對照。

1.2 方法

1.2.1 木薯新品種華南12號的選育程序 華南12號選育過程見圖1。由圖1可知，經(jīng)過雜交育種，實生苗試驗、初級系比、中級系比、高級系比和區(qū)域性試驗及生產(chǎn)性試驗等過程，育成了高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、食用和耐旱性強的華南12號木薯新品種。

1.2.2 雜交實驗和F1代優(yōu)良單株的選擇 木薯品種間的雜交后代既有父本優(yōu)勢作用，也有母本優(yōu)先遺傳現(xiàn)象，在育種過程中充分利用高產(chǎn)、高淀粉母本的自然雜交種子進行系統(tǒng)選擇，可取得良好的育種效果[8]。2004年利用高產(chǎn)、高淀粉的OMR36-34-1為母本，ZM99247為父本雜交的雜種F1代開始進行優(yōu)良單株的選擇。

1.2.3 無性系初級系比、無性系中級系比和無性系高級系比 2005年進行初級系比試驗，種植5株；2006年進行中級系比試驗，每個小區(qū)種植30株；2007年和2008年進行高級系比試驗（品種比較試驗），每個小區(qū)種植30株，采用隨機排列區(qū)組設(shè)計，設(shè)4次重復(fù)；以現(xiàn)大面積種植的當家品種華南205為對照。無性系初級系比、無性系中級系比和無性系高級系比試驗，均于植后10個月收獲，測定鮮薯產(chǎn)量和塊根干物率。

1.2.4 區(qū)域性試驗 為進一步驗證其區(qū)域適應(yīng)性及豐產(chǎn)性能穩(wěn)定性，本研究中心于2008～2010年，分別在廣西、海南多個地區(qū)進行3 a的區(qū)域性試驗，并以當家品種華南205作為各試點的對照品種。

1.2.5 生產(chǎn)性試驗 為檢驗其適應(yīng)性，2011～2013年擴大種植范圍，分別在海南、云南、福建、江西、廣西等地區(qū)進行生產(chǎn)性試驗，種植面積累計達22.7 hm2，各試驗點面積為0.3～1.3 hm2，并以當家品種華南205為對照。

1.2.6 華南12號新品種的指紋圖譜鑒定 利用微衛(wèi)星標記C67擴增包括ZME1424在內(nèi)的13份材料，在6%的標準聚丙烯酰胺凝膠上以65 W電泳90 min。

2 結(jié)果與分析

2.1 雜交實驗和F1代優(yōu)良單株的選擇

2004年利用OMR36-34-1為母本，ZM99247為父本雜交的雜種F1代開始進行優(yōu)良單株的選擇。

2.2 初級系比試驗和中級系比試驗

植后10個月收獲評選，結(jié)果見表1。初級和中級系比試驗結(jié)果均表明，華南12號的鮮薯產(chǎn)量和塊根干物率均高于對照品種華南205，比對照品種平均增產(chǎn)28.44%，干物率平均高出3.70個百分點以上。

2.3 品種比較試驗

初級、中級系比試驗結(jié)果表明，華南12號是一個有產(chǎn)量和干物率潛力的優(yōu)良品系，于2007～2008年進行品種比較試驗，進一步驗證其生產(chǎn)性能，植后10個月收獲并進行鮮薯產(chǎn)量和塊根干物率的測定，試驗結(jié)果見表2。通過DPS7.05軟件方差分析和品系間Duncan法多重比較，結(jié)果顯示華南12號塊根產(chǎn)量極顯著高于對照華南205，增產(chǎn)31.06%，華南12號干物率極顯著高于對照華南205，比對照華南205高2.51個百分點。

2.4 區(qū)域性試驗

品種比較試驗結(jié)果表明，華南12號具有較高的豐產(chǎn)性和較高的干物率。為進一步驗證其區(qū)域適應(yīng)性及豐產(chǎn)性能穩(wěn)定性，本研究中心于2008～2010年進行了區(qū)域性試驗，結(jié)果見表3。華南12號不論是年際間還是地區(qū)間，均比對照品種華南205高產(chǎn)，而且增產(chǎn)效果明顯，華南12號3 a平均產(chǎn)量為42.51 t/hm2，華南205對照種3 a平均產(chǎn)量為33.82 t/hm2，3 a平均增產(chǎn)幅度為25.70%。可見，華南12號具有廣泛的適應(yīng)性，并且均比對照品種具有更高的豐產(chǎn)性。

2.5 生產(chǎn)性試驗

上述各級的試驗評選結(jié)果表明，華南12號比當家品種華南205高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、高淀粉，適宜種植的區(qū)域廣。為檢驗其適應(yīng)性，2011～2013年擴大種植范圍，并且進行生產(chǎn)性試驗，結(jié)果見表4。由于各試驗點的試驗條件和管理水平不同，其產(chǎn)量變幅較大；但在不同地區(qū)和不同年份，華南12號始終比當家品種華南205高產(chǎn)，且增產(chǎn)幅度較大，華南12號的3 a平均產(chǎn)量為40.12 t/hm2，對照華南205的3 a平均產(chǎn)量為31.33 t/hm2，3 a平均增產(chǎn)幅度為28.06 t/hm2。由此可見，華南12號具有廣泛的適應(yīng)性和穩(wěn)定的豐產(chǎn)性，適宜在植區(qū)大面積推廣，2013年底已在海南、廣西和柬埔寨等國和省份的推廣面積超過200 hm2。

2.6 華南12號的產(chǎn)量潛力和生產(chǎn)性能評價

經(jīng)過多年各級試驗比較，結(jié)果發(fā)現(xiàn)華南12號具有高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的產(chǎn)量潛力和生產(chǎn)性能，有廣泛的適應(yīng)性。華南12號與當前大面積種植品種華南205在各地區(qū)的歷年平均鮮薯產(chǎn)量對比情況見表5。從表5可以看出，自2005～2013年的8 a間，華南12號均比華南205有較大幅度的增產(chǎn)效果，且其多數(shù)年份單產(chǎn)均在38 t/hm2以上，表明其具有高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)的特點；其歷年平均每公頃鮮薯產(chǎn)量為39.37 t，比華南205的（30.60 t/hm2）增產(chǎn)9.37 t，平均增產(chǎn)幅度為28.65%，具有良好的增產(chǎn)增效作用。

2.7 華南12號淀粉含量分析

經(jīng)過在不同省區(qū)的各級試驗比較，結(jié)果表明華南12號具有高淀粉、優(yōu)質(zhì)潛力，且具有廣泛的適應(yīng)性。華南12號與當前大面積種植品種華南205在各地區(qū)的歷年平均淀粉含量對比情況見表6。由表6可知，自2005～2013年的8 a間，華南12號淀粉含量均比華南205有較大幅度的提高，且其多數(shù)年份淀粉含量均在30%，表明其具有高淀粉的特點；其歷年平均淀粉含量為31.11%，比華南205的（29.25%）提高了1.86個百分點。

2.8 華南12號的品質(zhì)評價

經(jīng)過歷年在不同省區(qū)的各級試驗比較，結(jié)果表明華南12號有較高的品質(zhì)特性，各項品質(zhì)指標如下：氫氰酸含量為42.20 mg/kg，低于國家規(guī)定的食用標準（50 mg/kg），表明該品種具有可食用的特性。其它品質(zhì)指標如下：粗纖維：3.41%；粗蛋白：4.79%；K：783.56 mg/hg；Ca：102.69 mg/hg；Mg：83.84 mg/hg；β-胡蘿卜素：0.21 mg/hg。

2.9 應(yīng)用價值

華南12號的塊根干物率為42.19%，淀粉含量為31.11%，鮮薯可制成干片或直接生產(chǎn)淀粉和生物質(zhì)能源酒精。嫩莖葉可作青貯飼料喂豬，喂豬適口性好，也可直接投塘喂魚，同時也可養(yǎng)蠶，收獲后的種莖粉粹可制三合板等。

2.10 生態(tài)適應(yīng)性

華南12號木薯適應(yīng)性強，在pH4～8的條件下生長，耐旱性強，出苗率高，宜在海南、云南、福建、廣西等華南地區(qū)乃至江西、四川等南部地區(qū)栽培。

2.11 華南12號新品種的指紋圖譜鑒定

用微衛(wèi)星標記C67擴增包括華南12號在內(nèi)的13份材料，可獲得5個等位基因，在這13份材料中，華南12號具有唯一的3 華南12號的品種特性

3.1 華南12號的主要特征特性

3.1.1 形態(tài)特征 多年生直立灌木，無毛，株高2.5～3 m；塊根圓錐形，肉質(zhì)。葉紙質(zhì)，掌狀分裂至近基部，長10～20 cm；裂片5～7片，披針形至狹橢圓形，長8～18 cm，寬1.5～4 cm，頂端漸尖，全緣，側(cè)脈7～15條；葉柄稍盾狀著生，長8～22 cm，紫紅色，具不明顯細棱；托葉三角狀披針形，長5～7 mm，頂端具2條剛毛狀細裂，后期老化。圓錐花序頂生，長8～15 cm；苞片條狀披針形，長約2 mm；雌、雄花萼紫紅色。雄花：花萼長約7 mm，裂片長卵形，近等大，長3～4 mm，寬2.5 mm；雄蕊10枚，花藥頂部被白色短毛。雌花：花萼長約10 mm，裂片長圓狀披針形，長約8 mm，寬約3 mm；子房卵形，綠色，具6條縱棱，柱頭外彎。蒴果橢圓狀，長1.5～1.8 cm，直徑1～1.5 cm，表面粗糙，具6條狹縱翅；種子長約1 cm，多具三棱，種皮硬殼質(zhì)，具黑色斑點。

3.1.2 生長特性 屬短日照熱帶作物，喜陽光、不耐陰蔽，喜高溫、不耐霜雪，在8個月以上的無霜期、平均溫度16 ℃以上的地區(qū)均可種植。適宜年降雨量600～6 000 mm、土壤pH3.8～8.0的地區(qū)生長。

3.1.3 產(chǎn)量表現(xiàn) 歷年生產(chǎn)性試驗結(jié)果顯示，鮮薯的平均產(chǎn)量為40.12 t/hm2，比華南205增產(chǎn)28.06%。

3.1.4 品質(zhì)特性 鮮薯干物率和淀粉含量分別為42.19%和31.11%，分別比華南205高2.51、1.86個百分點；氫氰酸含量為42.20 mg/kg，粗纖維為3.41%，粗蛋白為4.79%，β-胡蘿卜素為0.21 mg/hg；原淀粉絕干含粉率為89.70%，直鏈淀粉為20.78%，支鏈淀粉為79.22%，峰值粘度為305 BU，糊化溫度為64.90 ℃，透明度為33.70%，恩氏粘度為1.78。

3.1.5 抗性表現(xiàn) 耐旱，耐細菌性枯萎病、朱砂葉螨危害。

3.2 華南12號適植地區(qū)和栽培要點建議

3.2.1 整地 一犁一耙清除雜物。

3.2.2 種莖選擇 選用新鮮、粗壯密節(jié)、芽點完整、不損皮芽、無病蟲害的主莖作種苗。

3.2.3 種植方法 一般2～4月種植，采用平放種植方式。株行距為1 m×0.8 m或0.8 m×0.8 m，畝植800～1 000株為宜，最密不宜超過1 600株。

3.2.4 田間管理 施足基肥，合理追肥。植后30～40 d，苗高15～20 cm時，進行第一次中耕除草；植后60～70 d進行第二次中耕除草。一般施追肥2～3次，壯苗肥以氮肥為主，于植后30～40 d內(nèi)施用；結(jié)薯肥以鉀肥為主并適施氮肥，于植后60～90 d施用。

3.2.5 病蟲害防治 夏季注意防控細菌性枯萎病和朱砂葉螨。

4 討論與結(jié)論

通過一系列無性系比較試驗（如品比試驗、區(qū)域性試驗、生產(chǎn)性試驗），結(jié)果表明，華南12號具有豐產(chǎn)性，其塊根產(chǎn)量平均為39.37 t/hm2，比華南205平均增產(chǎn)幅度達28.65%。從總體上來看，目前中國的木薯生產(chǎn)還處于比較粗放的階段，單產(chǎn)偏低，平均鮮薯單產(chǎn)只有22.35 t/hm2。現(xiàn)在已經(jīng)培養(yǎng)出一些木薯新品種，其單產(chǎn)可達到30～45 t/hm2，個別新品種甚至可以達到60 t/hm2，單產(chǎn)潛力則高可達90 t/hm2。提高木薯種植的科技含量和投入后，可較容易地達到45 t/hm2。可見采用高產(chǎn)新品種提高單產(chǎn)的貢獻巨大。因此，必須加大木薯新品種的選育和推廣力度。

華南12號木薯品種品質(zhì)優(yōu)良，其塊根干物率達42.19%，淀粉含量達31.11%，分別比華南205提高2.51、1.86個百分點。另外，當前大面積鮮薯的淀粉含量很低（28%左右），但經(jīng)過品種改良，能很快提高到30%～33%。而淀粉含量每提高一個百分點，意味著淀粉和酒精加工企業(yè)的效益也會有明顯提高。因此，大面積推廣高淀粉木薯新品種不僅增加中國能源木薯的原料，而且對提高中國木薯加工企業(yè)的效益具有重要作用。

木薯一直是華南地區(qū)最重要的淀粉和酒精工業(yè)原料，食用型木薯新品種“華南12號”由中國熱帶農(nóng)業(yè)科學院熱帶作物品種資源研究所選育，其鮮薯氫氰酸含量低，為42.20 mg/kg。通過木薯全粉、木薯膨化食品、木薯固體飲料等特色食品加工，提升了木薯市場價值，激發(fā)了農(nóng)戶的種植積極性。木薯下游產(chǎn)品從工業(yè)類擴大到食品類，使木薯產(chǎn)業(yè)鏈更加完善，抗市場風險能力更強。同時，也為中國木薯作為糧食作物打下了堅實的基礎(chǔ)。

華南12號具有適應(yīng)性強，對土地質(zhì)量要求較低和便于管理等優(yōu)點，使可擴大種植面積的潛力較大。專家預(yù)計未來10 a中，中國木薯的種植面積將從目前的40多萬hm2擴大到100萬hm2以上，主要分布在華南地區(qū)中、南部的廣西、廣東、海南和云南。雖然這些地區(qū)中的一部分屬于木薯種植優(yōu)勢地區(qū)，但絕大部分木薯種植區(qū)為非優(yōu)勢地區(qū)[9]。

參考文獻

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