定西市馬鈴薯種質資源引進與利用

王娟，汪仲敏，王瑞英，姚彥紅，潘曉春，李亞杰

（定西市農業科學研究院，甘肅定西743000)

遺傳育種

定西市馬鈴薯種質資源引進與利用

王娟，汪仲敏，王瑞英*，姚彥紅，潘曉春，李亞杰

（定西市農業科學研究院，甘肅定西743000)

為了明確從國內外引進的馬鈴薯種質資源在定西旱作區的表現，分早熟、中熟、晚熟，采用對比法對45份馬鈴薯種質資源的形態學特征、生物學特性進行了鑒定分析和評價。試驗結果表明:在引進的45份材料中，晚熟材料有23份，田間抗病性強的材料有10份，抗旱性強的材料有23份，商品薯率在80%以上的材料有8份。對種質資源進行育種利用，通過配置優良組合，進一步挖掘資源潛力，篩選出‘冀張薯8號’等優良親本材料。同時提出加強種質資源的深入鑒定，進行以拓寬遺傳基礎為主要目的的種質創新，豐富其遺傳多樣性，為以后針對不同用途利用這些資源提供有價值的參考依據。

馬鈴薯；種質資源；創新利用

種質資源又稱遺傳資源或基因資源，它是培育新品種的物質基礎，不僅包括古老的農家品種和本地改良品種以及來自起源中心的許多原始品種，也包括野生植物特別是與現有栽培植物近緣的野生植物種質資源，以及通過人工誘變產生的各種突變體，遠緣雜交創造的各種新類型資源。種質資源具有長期進化過程中形成的各種基因，是選育新品種和進行理論研究的珍貴資源材料[1-4]。種質資源的創新利用，對選育高產、優質、抗逆、抗病新品種具有重要意義，也直接關系到農業的可持續發展。20世紀90年代以后,中國從歐美國家和國際馬鈴薯中心引進了各類專用型品種資源,在作為種質資源進行評價的同時,也直接應用于新品種選育中，育成了中薯、晉薯、鄂薯、春薯、鄭薯、隴薯、青薯等系列品種[5]。定西是甘肅省及全國馬鈴薯主產區之一，馬鈴薯產業是當地的主導產業，但優良品種缺乏一直是困擾產業發展的主要問題。由于當地馬鈴薯新品種選育起步晚，種質資源缺乏，遺傳基礎狹窄，制約了品種的選育進程。為了擴大遺傳基礎，豐富種質資源，從2008年開始當地馬鈴薯育種單位先后從黑龍江省農業科學院克山分院、青海省農林科學院等地引進了一批種質資源試管苗或薯塊，通過繁殖種植對其農藝性狀、產量及品質性狀進行了初步鑒定評價，篩選出綜合性狀好的材料作為育種親本材料或直接利用，建立種質資源優良基因庫。在廣泛收集、保存、評價馬鈴薯種質資源的基礎上，利用高效的育種手段，創新種質，改良和選育適于不同用途的專用型新品種，為馬鈴薯品種的更新換代提供了物質基礎。

1 材料與方法

1.1 試區概況

試驗地位于定西市農業科學研究院試驗基地。該地區的年均太陽輻射592.85 kJ/cm2，年均氣溫6.4℃，≥10℃積溫2 239.1℃，年均降水量415.2 mm，年蒸發量1 531 mm，干燥度2.53，為典型的半干旱雨養農業區。

1.2 試驗設計與方法

試驗采用順序排列法，每份試驗材料種植1行，行長5.7 m，行距70 cm，株距28 cm，每行種植20株。按照馬鈴薯從出苗至成熟的天數，分為早熟（75 d以內）、中早熟（76～85 d）、中熟（86～95 d）、中晚熟（96～105 d）和晚熟（105 d以上）品種，每隔15行設‘費烏瑞它’（早熟組）、‘新大坪’（中熟組）、‘定薯1號’（晚熟組）3個對照。播種采用人工點播，平播后起壟培土。播前施入施可豐復合肥600 kg/hm2（N2O 20%,P2O510%,K2O 10%），農家肥15 000 kg/hm2。

供試材料來自黑龍江省農業科學院克山分院的種質30份（編號1～30）、青海省農林科學院保存的國際馬鈴薯中心材料10份（編號31～40）、國內育種單位育成的品種資源5份（編號41～45），共45份。供試材料種植年限為2～3年。馬鈴薯生育期間，對田間主要農藝性狀進行調查和分析。主要調查花葉病、卷葉病、早疫病、晚疫病，根據馬鈴薯病害調查標準中發病級數計算發病率和病情指數后進行綜合評定；抗旱性鑒定參照孫慧生[6]的方法進行。商品薯率按收獲時塊莖大小分級后稱重計算，單薯質量75 g（含）以上為商品薯。

2 結果與分析

2.1 田間主要農藝性狀調查

從表1可以看出：引進的45份材料中，早熟材料有2份，分別為‘Flava’和‘波C’；中早熟5份，分別為‘Houma’、‘春薯3號’、‘K314-4’、‘GP2-12’、‘青薯5號’；中熟7份，分別為‘I-850’、‘I-853’、‘I-1035’、‘Ogglomme’、‘烏盟684’、‘抗疫’、‘F66’；中晚熟8份，分別為‘Vester’、‘卡它丁’、‘米拉’、‘T9616-13’、‘NS78-11-1’、‘T1800’、‘LBr-20’、‘P4’；晚熟材料最多，達23份，占參試材料的51.1%。

對試驗材料進行田間抗病性鑒定，由于2012和2013兩年中定西6～7月份的降雨量偏多，造成晚疫病大面積發生，大田條件有利于引進種質資源的晚疫病抗性鑒定。

鑒定結果表明：‘Epoka’對晚疫病抗性強，新型栽培種‘T9616-13’，國際馬鈴薯中心資源‘F66’、‘LBr-20’、‘W15’、‘F1’、‘E99’以及國內育種單位育成品種‘農天1號’、‘冀張薯8號’、‘青薯9號’對花葉病、卷葉病和早疫病、尤其是晚疫病表現出較強的抗性，其中以‘青薯9號’抗性最強。‘I-853’紫頂萎蔫病嚴重，新型栽培種‘NS78-11-1’奧古巴花葉病嚴重。抗旱性方面‘會2’、‘涼薯3號’、‘農天1號’、‘冀張薯8號’、‘青薯9號’等23份材料表現出良好的抗性。天然結實性強的材料有7份。經過幾年的種植，‘I-853’、‘Flava’、‘Vester’、‘Ogglomme’、‘CEW-69.1’等12份材料退化嚴重，‘7xy.1’和‘青薯9號’退化輕。

馬鈴薯收獲時，對試驗材料的塊莖特征進行記載，對單株結薯數及商品薯率進行測定，具體結果如表2。

從表2可以看出：45份材料中商品薯率在80%以上的有8份，分別為‘T9616-5’、‘T9616-13’，‘F1’、‘E99’、‘農天1號’、‘冀張薯8號’、‘青薯5號’、‘青薯9號’，其中‘青薯9號’達到了88.3%。最低的為‘CFE-69.1’，商品薯率僅為34.2%。單株結薯數達到5個的有12份，青薯9號達到9個，表現出高產豐產特性。

表1 引進種質資源的地上性狀表現Table 1Traits of overground part of germplasm resources

表2 引進種質資源的地下性狀表現Table 2Traits of underground part of germplasm resources

2.2 種質資源創新利用

由于定西市處于干旱、半干旱區，氣候干旱使得馬鈴薯雜交結實率非常低，所以親本選擇上首要條件是花粉育性好。‘定薯1號’是當地育成的品種，晚熟，花粉育性好，配合力高，用其做父本或母本時后代總體表現優良，抗病抗逆性強，是最便于利用的種質。‘新大坪’是當地主栽品種，淀粉含量高，菜用品質佳，是優良的親本材料。還有高淀粉品種‘隴薯3號’、高產品種‘隴薯5號’、‘隴薯8號’、特色品種‘黑美人’等種質在當地也被廣泛地用于馬鈴薯育種。

在引進的種質資源中挑選花粉育性好、結實性強、抗病、抗旱、高產的材料用作親本材料可以擴大遺傳基礎。綜合分析雙親的親緣關系，選用親緣關系遠的親本相互雜交，其后代既可以產生較強的雜種優勢，且有多樣性的分離和較多的優選幾率。在確定雜交組合時，一定要綜合其各品種的特征特性，具體加以分析，配置最優組合，讓品種發揮更大的優勢和潛力。如果花粉有效率高，但雌蕊發育不正常則可做父本。如果花粉正常且柱頭正常，則既可做父本，也可做母本。引進材料中，‘Epoka’為波蘭品種，抗病性強，可用其做父本培育中晚熟品種，‘Houma’用作早熟親本。‘卡它丁’、‘米拉’做父本與‘定薯1號’雜交后后代表現中熟，地上長勢中等，部分株系長勢旺盛。‘波C’與‘定薯1號’雜交后，后代表現一般。‘涼薯3號’結實性強，生長勢旺盛，用其做親本，與本地品種配置優良的雜交組合后代表現優良，且本地品種中高產品種與其配合效果更佳。‘T9616-5’、‘T9616-13’、‘NS78-11-1’、‘NS8710049’、‘T1800’為新型栽培種，由于新型栽培種是經過混合輪回選擇后的類型，對新型栽培種群體的優良無性系及有新型栽培種親緣的雜種進行測定和篩選后的材料，與普通栽培種品種之間雜種可以在產量上表現很強的雜種優勢，用它們做親本可以為改良馬鈴薯品種及實生種子的利用提供資源。但是，實際工作中用它們做親本雜交后有漿果，但后代入選率極低。如‘T1800’雖結實性強，但地上長勢弱，不抗病，用其做親本后代表現差，在定西如何更好地利用新型栽培種還需要進一步的鑒定研究。‘B47’結實性強，一般配合力強，與本地品種‘定薯1號’、‘新大坪’等組合后，后代地上長勢強，但產量一般，所以在組合配置上應該配置高產的品種。‘冀張薯8號’在定西干旱區表現出抗旱、抗病、高產的性狀，育種中做父本與‘定薯1號’、‘新大坪’等品種配置雜交組合，配合力強，后代表現性狀優良，也可以做母本，目前已陸續篩選出一些田間抗性和產量性狀優良的品系。‘農天1號’與‘定薯1號’雜交后代表現性狀優良，適合做父本或母本。‘青薯9號’是青海省農林科學院生物技術研究所，從國際馬鈴薯中心引進雜交組合中選出優良單株后經系統選育而成，地上地下表現強勢，產量高，是一個優良的品種資源，但天然結實少，用作父本，但要注意與母本的組配。‘紫云1號’與‘黑美人’配置組合后代地上表現好，單株結薯數多。

引進的材料中有部分早熟或中早熟材料，用作親本的大部分早熟品種雖能夠開花，但花藥瘦小，無花粉或有效花粉率低，或花粉育性差，不能天然結實的只能做母本。利用早熟親本與中晚熟親本雜交，常導致花期不遇，分期播種，或采用磚塊法，增施氮肥，延長花期。另外配置組合應合理運用親本資源，適當地偏重于近代品種和即將定名而未定名的品種上，效果較好[7]。

3 討論

引進的種質資源中，并非所有的種質資源都能直接用于作物育種，多數種質材料，特別是那些野生種，一般僅在某一性狀上表現突出，但農藝性狀極差，用它們做親本時效果一般，需要將其進行資源創新，增加種質資源的遺傳多樣性。加強種質資源的深入鑒定、進行以拓寬遺傳基礎為主要目的的種質創新，豐富其遺傳多樣性才能解決種質資源豐富與育種材料匱乏的矛盾。

以育種親本材料為主要目標的種質創新，可以充分利用自然的基因突變進行培育、改造；也可以通過種內雜交、遠緣雜交、組織培養、無性系變異、人工誘變等手段，創造新的變異類型，如分子標記輔助選擇技術可以將分子生物學方法與常規技術有機結合，直接對控制目標性狀的基因進行定向操作和聚合，大幅度提高育種效率[8]。以重要功能基因為核心的轉基因技術進行種質創新可以利用基因工程手段進行基因轉移，極大地豐富了變異類型，增大了遺傳多樣性。

[參考文獻]

[1]劉旭.種質創新的由來與發展[J].作物品種資源,1999(2):1-4.

[2]孫海宏,葉廣繼,王艦.青海省引進CIP馬鈴薯種質資源產量與品質分析[J].安徽農業科學,2009,37(11):4934-4935.

[3]田祚茂,趙迎春,程群.國外馬鈴薯種質資源的引進、篩選與利用[J].中國馬鈴薯,2001,15(4):248-250.

[4]劉喜才,張麗娟.馬鈴薯種質資源描述規范和數據標準[M].北京:中國農業出版社,2003.

[5]金黎平,屈冬玉,謝開云,等.我國馬鈴薯種質資源和育種技術研究進展[J].種子,2003(5):98-100.

[6]孫慧生,馬鈴薯育種學[M].北京:中國農業出版社,2003.

[7]張永成,田豐.馬鈴薯高產優質生理特性研究[M].北京:中國農業科學技術出版社,2013.

[8]王巖,吳禹,李兆波,等.種質資源創新與利用途徑分析[J].農業科技與裝備,2011(5):10-12.

Introduction and Utilization of Potato Germplasm Resources of Dingxi

WANG Juan,WANG Zhongmin,WANG Ruiying＊,YAO Yanhong,PAN Xiaochun,LI Yajie
(Dingxi Agricultural Science Research Institute,Dingxi,Gansu 743000,China)

In order to study the performance of potato germplasm resources which were introduced from home and abroad in Dingxi dryland,including early,medium and late maturity,45 potato germplasm resources were appraised and evaluated for their morphological features and biological characteristics by the method of comparison.The test results showed that out of 45 germplasm resources there were 23 late maturing stocks,10 disease resistant stocks,23 drought resistant stocks and 8 stocks which produced more than 80%marketable potatoes.Some of these germplasm resources were used in potato breeding.By making various crosses,the introductions were explored for their potentials and superior parents,for example'Jizhangshu 8',were identified.It was also proposed that it should emphasize on further identification of germplasm resources,broadening the genetic basis for germplasm,enriching genetic diversity and finally providing valuable referencesforfutureuseofthesematerialsfordifferentpurposes.

potato;germplasm resource;innovation

S532

B

1672－3635（2014）01-0001-05

2013-12-31

國家科技支撐計劃項目“西北區馬鈴薯節水高效關鍵技術研究與示范”(2012BAD06B03)；現代農業產業技術體系專項資金(CARS-10)資助。

王娟(1980-)，女，助理研究員，碩士，主要從事馬鈴薯遺傳育種和栽培技術研究。

王瑞英，農藝師，主要從事馬鈴薯組織培養研究，E-mail：624941617@qq.com。