上海市甘薯種質(zhì)資源田間表型鑒定與評價

黃靜艷 章毅穎 李壽國 張靖立 陳海榮*

（1農(nóng)業(yè)農(nóng)村部植物新品種測試（上海）分中心，上海 201415；2上海科立特農(nóng)產(chǎn)品檢測技術(shù)服務(wù)有限公司，上海 201106；3上海市農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)與檢測技術(shù)研究所，上海 201403）

甘薯[Ipomoea batatas（L.）Lam.]又名紅薯、山芋、番薯、地瓜等，是旋花科甘薯屬一年生或多年生的蔓生草本植物，原產(chǎn)中、南美洲，明朝末年引入我國福建、廣東，目前在我國已有400多年的栽種歷史[1-2]，主要在黃淮平原、長江中下游和東南沿海等地區(qū)進(jìn)行種植，是我國重要的根莖類糧食作物、食品加工原料。我國擁有豐富的甘薯種質(zhì)資源遺傳類型，目前在全國收集、保存的甘薯種質(zhì)資源可分為地方種、育成種、引進(jìn)種和近源野生種，合計2 000多份[3]，僅中國種質(zhì)庫（徐州）就保存有甘薯種質(zhì)資源1 239份[4]。

甘薯種質(zhì)資源的保存和利用是甘薯育種研究中的一項重要工作，尤其是地方甘薯品種種質(zhì)資源，更是甘薯物種生物多樣性可持續(xù)利用的基礎(chǔ)。然而，我國在20世紀(jì)30年代才開始進(jìn)行甘薯種質(zhì)資源的收集、保存及研究，起步時間晚[5]，再加上目前隨著現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的快速發(fā)展，作物集約化生產(chǎn)方式更是使得大量甘薯地方品種被少數(shù)高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)改良品種所替代，這些均在一定程度上造成了甘薯種質(zhì)資源的遺失。然而，為了有效降低地方特有種質(zhì)資源消失的風(fēng)險，加快對優(yōu)異種質(zhì)資源和基因資源的挖掘利用，更好、更快地開展種質(zhì)資源保護工作，我國組織實施了第三次全國農(nóng)作物種質(zhì)資源普查與收集行動。在此背景下，筆者對上海市收集到的4份地方甘薯品種種質(zhì)資源進(jìn)行了田間表型鑒定，并對其薯塊的食味品質(zhì)進(jìn)行了評價，以期科學(xué)有效地評價地方甘薯品種，發(fā)掘和保存優(yōu)良地方甘薯品種資源，為甘薯品種改良提供理論參考和材料基礎(chǔ)，從而豐富我國甘薯種質(zhì)資源庫，進(jìn)一步推進(jìn)我國甘薯產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

1 材料與方法

1.1 甘薯種質(zhì)資源

4份上海地方甘薯品種種質(zhì)資源均由上海市農(nóng)業(yè)科學(xué)院在第三次全國農(nóng)作物種質(zhì)資源普查與收集行動中收集所得，分別是崇明區(qū)向化鎮(zhèn)阜康村收集到的崇明紅心山芋、金山區(qū)山陽鎮(zhèn)華新村收集到的山陽白心山芋、金山區(qū)廊下鎮(zhèn)中豐村收集到的白肉山芋、松江區(qū)新浜鎮(zhèn)南楊村收集到的紅皮白肉山芋。

1.2 田間表型鑒定與評價

4份甘薯種質(zhì)資源均于2021年5月5日栽插于位于上海市奉賢區(qū)的農(nóng)業(yè)農(nóng)村部植物新品種測試（上海）分中心的測試基地，每份甘薯種質(zhì)資源均進(jìn)行小區(qū)獨立種植，不設(shè)重復(fù)，每份甘薯種質(zhì)資源種植10株，行距為0.80 m、株距為0.25 m。田間管理均采用常規(guī)管理方法。栽插150 d后進(jìn)行薯塊收獲。

參照《甘薯種質(zhì)資源描述規(guī)范和數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)》和《GB/T 19557.32-2018 植物新品種特異性、一致性和穩(wěn)定性測試指南 甘薯》，對4份甘薯種質(zhì)資源的主要質(zhì)量性狀和數(shù)量性狀進(jìn)行鑒定。同時，對4份甘薯種質(zhì)資源的薯塊進(jìn)行食味品質(zhì)評價（依據(jù)《甘薯種子資源描述規(guī)范和數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)》相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評價）。試驗所得數(shù)據(jù)均采用Excel 2010進(jìn)行統(tǒng)計分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 質(zhì)量性狀分析

2.1.1 地上部分

由表1可知，4份甘薯種質(zhì)資源的頂葉形、頂葉色、頂葉茸毛、葉片形狀、葉色、葉片茸毛和葉面脈色7個地上部分質(zhì)量性狀的表現(xiàn)一致，即頂葉形和葉片形狀均為缺刻，頂葉色、葉色和葉面脈色均為綠色，且頂葉和其他葉片均無茸毛。4份甘薯種質(zhì)資源的其他6個地上部分質(zhì)量性狀的表現(xiàn)有所差異。其中，崇明紅心山芋和山陽白心山芋的株型均為半直立，白肉山芋和紅皮白肉山芋的株型均為匍匐；崇明紅心山芋的生長勢為中等，其他3份甘薯種質(zhì)資源的生長勢均為強；紅皮白肉山芋的頂葉芽色為淺紫色，其他3份甘薯種質(zhì)資源的頂葉芽色均為綠色；崇明紅心山芋和山陽白心山芋的葉柄基色均為紫色，白肉山芋的葉柄基色為淺紫色，紅皮白肉山芋的葉柄基色為綠色；崇明紅心山芋的莖主色為褐色，其他3份甘薯種質(zhì)資源的莖主色均為綠色；崇明紅心山芋的莖端茸毛表現(xiàn)為中等，其他3份甘薯種質(zhì)資源的莖端均無茸毛。

表1 甘薯種質(zhì)資源地上部分質(zhì)量性狀分析

2.1.2 地下部分

由表2可知，4份甘薯種質(zhì)資源的結(jié)薯時間、結(jié)薯習(xí)性和薯皮光滑度3個地下部分質(zhì)量性狀的表現(xiàn)一致，即結(jié)薯時間均為早，結(jié)薯習(xí)性均表現(xiàn)為集中，薯皮光滑程度均為中等。4份甘薯種質(zhì)資源的其他3個地下部分質(zhì)量性狀的表現(xiàn)有所差異。其中，崇明紅心山芋和紅皮白肉山芋的薯塊形狀均為紡錘形，山陽白心山芋的薯塊形狀為長紡錘形，白肉山芋的薯塊形狀為球形；崇明紅心山芋和白肉山芋的薯皮均為紅色，山陽白心山芋的薯皮為粉紅色，紅皮白肉山芋的薯皮為紫紅色；崇明紅心山芋的薯肉為桔紅色，山陽白心山芋的薯肉為桔黃色，白肉山芋和紅皮白肉山芋的薯肉均為白色。

表2 甘薯種質(zhì)資源地下部分質(zhì)量性狀分析

2.2 數(shù)量性狀分析

2.2.1 地上部分

由表3可知，4份甘薯種質(zhì)資源均為粗蔓，崇明紅心山芋為中葉、短蔓、多分枝，山陽白心山芋為中葉、長蔓、多分枝，白肉山芋為中葉、中蔓、少分枝，紅皮白肉山芋為大葉、中蔓、多分枝。4份甘薯種質(zhì)資源的7個地上部分?jǐn)?shù)量性狀存在不同程度的變異，變異系數(shù)在9.00%～41.90%之間。其中，葉面積、葉柄長、葉柄直徑和莖直徑的變異系數(shù)均小于20%，表明4份甘薯種質(zhì)資源間這4個數(shù)量性狀的差異相對較小；節(jié)間長的變異系數(shù)為41.90%，最長蔓長的變異系數(shù)為36.30%，基部分枝數(shù)的變異系數(shù)為32.50%，表明4份甘薯種質(zhì)資源的這3個數(shù)量性狀有較大的改良潛力。

表3 甘薯種質(zhì)資源地上部分?jǐn)?shù)量性狀分析

2.2.2 地下部分

由表4可知，4份甘薯種質(zhì)資源的單株結(jié)薯數(shù)表現(xiàn)均為中（為4～6個），大中薯率均較高（均達(dá)85%以上，其中崇明紅心山芋、山陽白心山芋、紅皮白肉山芋的鮮薯均以大薯為主）。崇明紅心山芋的每667 m2產(chǎn)量最高，為4 232.00 kg，白肉山芋的每667 m2產(chǎn)量最低，僅為3 350.20 kg。4份甘薯種質(zhì)資源的6個地下部分?jǐn)?shù)量性狀存在不同程度的變異，變異系數(shù)在6.00%～87.50%之間。其中，大中薯率、單株結(jié)薯數(shù)和每667 m2產(chǎn)量的變異系數(shù)均小于20%，表明4份甘薯種質(zhì)資源間這3個數(shù)量性狀的差異不顯著；中薯率的變異系數(shù)為87.50%，小薯率的變異系數(shù)為58.60%，大薯率的變異系數(shù)為29.60%，表明4份甘薯種質(zhì)資源間這3個數(shù)量性狀的差異顯著。

表4 甘薯種質(zhì)資源地下部分?jǐn)?shù)量性狀分析

2.3 薯塊食味品質(zhì)評價

由表5可知，崇明紅心山芋的薯塊表現(xiàn)為香度微香、微甜、微黏、面度較面、無纖維感，綜合食用品質(zhì)評價為中等；山陽白心山芋的薯塊表現(xiàn)為香度微香、不甜、不黏、面度中等、纖維感較少，綜合食用品質(zhì)評價為較差；白肉山芋和紅皮白肉山芋的薯塊表現(xiàn)為香度較香或中等、不甜、黏度中等、面度面、纖維感較少，綜合食用品質(zhì)評價為較好。

表5 甘薯種質(zhì)資源薯塊食味品質(zhì)評價

3 小結(jié)與討論

通過對4份甘薯種質(zhì)資源的質(zhì)量性狀和數(shù)量性狀進(jìn)行分析，以及對其薯塊的食味品質(zhì)進(jìn)行評價，發(fā)現(xiàn)來源于同一個城市不同區(qū)域的甘薯種質(zhì)資源，因其長期受當(dāng)?shù)刈匀粭l件的影響，表現(xiàn)出了其特有的特征特性。

為確保鮮食型甘薯在收獲中減少破損率，在機械化生產(chǎn)實踐中，通常會選擇株型直立、結(jié)薯集中且整齊、短紡錘形或球形薯塊的甘薯品種進(jìn)行種植[6]，而崇明紅心山芋具有株型半直立、多分枝、薯塊紡錘形、薯塊面度為較面、大薯率較高等綜合特性，故該甘薯種質(zhì)資源適合在上海市的平地進(jìn)行推廣種植，可采用機械收獲。

浙江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院通過良種創(chuàng)新，推出了優(yōu)質(zhì)早熟鮮食型“迷你甘薯”，持續(xù)暢銷長三角地區(qū)并形成了品牌效益，實現(xiàn)了“小甘薯”創(chuàng)出“高效益”[7]，而山陽白心山芋雖然薯塊綜合食用品質(zhì)評價為較差，但是其薯肉為桔黃色，相對于薯肉為白色的甘薯，其含有一定量的胡蘿卜素，再加上其小薯率較高、大中薯率低，該甘薯種質(zhì)資源可用作種質(zhì)資源創(chuàng)新或迷你甘薯新品種的親本材料。

在我國現(xiàn)階段的甘薯選育中，特別注重食用品質(zhì)、薯形、薯皮顏色和薯肉顏色等商品性狀，而白肉山芋和紅皮白肉山芋的薯塊綜合食用品質(zhì)評價均為較好，故這2份甘薯種質(zhì)資源適合在上海市作為鮮食型甘薯進(jìn)行推廣種植，或可作為種質(zhì)資源創(chuàng)新的親本材料，從而改良出更優(yōu)質(zhì)的鮮食型甘薯。

本研究雖未對這4份甘薯種質(zhì)資源開展品質(zhì)性狀的評價與分析，存在一定的局限性，但田間表型鑒定是進(jìn)行甘薯種質(zhì)資源評價最簡單、有效的方法，故本研究結(jié)果仍能給發(fā)掘甘薯優(yōu)異種質(zhì)資源和育種者開展育種實踐提供一定的參考。在將來，筆者會采用生理生化和分子生物學(xué)的評價指標(biāo)，對這4份甘薯種質(zhì)資源開展品質(zhì)、抗性的相關(guān)研究[8-9]，以進(jìn)一步發(fā)掘上海市地方甘薯種質(zhì)資源的優(yōu)勢。