甘薯耐鹽性及紫薯特性研究進展

洪立洲等

摘要 概括了近年來甘薯在耐鹽特性以及紫心甘薯的特性及利用等方面的最新研究進展，并以順應沿海開發為導向，展望了耐鹽甘薯利用研究的方向和發展趨勢。

關鍵詞：甘薯；鹽土農業；利用

中圖分類號：S636 文獻標識碼 A 文章編號 0517-6611（2015）08-020-02

甘薯富含淀粉、糖類物質、礦物質、生物活性物質等多種營養成分，尤其是含有豐富的膳食纖維素，是理想的保健副食品[1-2]。近年來，隨著人們生活水平的提高，對甘薯的需求量也日益增大。

江蘇灘涂面積約有65.3萬hm2。灘涂資源的利用是緩解人口增長與糧食短缺矛盾的重要決策之一。鹽土農業技術就是在未圍墾海涂或雖已圍墾但由于土壤鹽分較高、常規農作物不能正常生長的重鹽土上，直接種植耐鹽植物，從而提高開發效益的一種新型灘涂開發利用技術[3]。近幾年來，甘薯研究者順應科技與時代的發展要求，加大了甘薯耐鹽方面的研究力度和深度，且有了新的研究成果。筆者綜述了甘薯資源分布、耐鹽特性以及紫心甘薯特性研究等基礎理論，以順應沿海大開發為導向，以甘薯高產、優質為主要發展目標，展望了甘薯耐鹽研究的方向和發展趨勢。

1 甘薯的資源品種分布

甘薯在我國南北方都有種植分布，且由于我國南北方氣候差異較大，因此，北方薯區和南方薯區在甘薯利用與種植方面也有不同。北方薯區是我國最重要的甘薯種植區，含北方春薯區和北方春夏薯區，主要包括江蘇、安徽的北部、河南、山東、河北、山西、陜西以及北方各省（區），種植面積約為250萬hm2，占全國甘薯種植面積的45%左右。該區域甘薯的利用主要為加工淀粉、鮮食和飼料；南方薯區含南方夏秋薯區和南方秋冬薯區，包括廣東、廣西、福建、海南、江西、云南南部及臺灣大部，面積約為120萬hm2，占全國種植面積的20%左右，因為該區域氣溫高，無霜期長，多為夏秋薯，部分地區為冬薯。用途主要為食品加工、鮮食、用于葉菜[4]。

2 甘薯的耐鹽特性研究

2.1 甘薯耐鹽品種鑒定 20世紀90年代，郭小丁等已經在江蘇省贛榆縣濱海新墾鹽漬地上進行甘薯耐鹽性鑒定，采用耐鹽指數和模糊評判法對濱海鹽漬地（土壤含鹽量0.5%）上種植的50個甘薯品種進行了耐鹽性評價，以產量為評價依據，篩選出14個耐鹽性強的品種。且研究發現，在鹽漬地上種植耐鹽品種，栽植4.50萬～5.25萬株/hm2，單株平均產量可在 0.5 kg以上[5-6]。 隨著科技的進步，全國各個地區對該區域的甘薯品種進行耐鹽鑒定，且取得了實質性進展。在江蘇和山東，研究者篩選出“泰中9號”、“蘇薯7號”、“龍薯1號”、“徐薯18”等耐鹽堿甘薯品種，且濟薯（濟徐）品種的耐鹽性高于徐薯品種。另外，甘薯收獲后，土壤中的含鹽量顯著降低，對鹽堿地生態環境的修復起到重要作用[7-8]；在廣東，李育軍等篩選出白皮新來妹、大垌紅、雞而仔、吊絲紅和廣薯88-70 5個高耐鹽品種[9]。綜合看來，根據耐鹽品種的耐鹽指數和薯塊產量表現，認為大白苕、紅砂薯、內紅3號、陜薯1號和魯薯1號5個品種可作為耐鹽性鑒定試驗的對照品種[10]。

2.2 甘薯耐鹽機理研究 植物生長抑制是其對鹽漬響應最敏感的生理過程，鹽離子濃度使環境滲透勢降低形成對細胞的滲透脅迫，從而使植物細胞膜系統是鹽害的最初部位。甘薯在NaCl脅迫下，植株和葉面積生長受到抑制，當NaCl脅迫濃度提高到170 mmol/L時，不耐鹽品種株高抑制率達35.05%，但耐鹽品種徐薯18則表現差異不顯著。且徐薯18的葉片質膜透性、MDA含量、O-2產生速率在NaCl脅迫下都略有增加，但增加幅度小于不耐鹽品種[11-12]。

2.3 外源物質對甘薯耐鹽性的影響 有關外源Ca2+處理對鹽脅迫效應的緩解已有較多報道。植株在鹽脅迫時，外施Ca2+后，丙二醛（MDA）含量和相對電導均有不同程度降低，說明補充的Ca2+可抑制Na+吸收，維持植物細胞膜完整性和穩定性。當Ca2+濃度和分布在適當的范圍內變化時，會在植物對外界調節適應中起著積極作用[13]。劉偉等[14]研究發現，甘薯在鹽脅迫下，外源Ca2+處理可使甘薯葉片多胺含量高于非鈣處理。其原因是外源Ca2+處理通過啟動Ca·CaM系統來調節多胺的合成，也可能與Ca2+抑制乙烯合成有關[15]。而多胺累積的增加有利于膜和生物大分子的穩定，且具有滲透調節作用，外源Ca2+處理通過提高多胺含量達到提高甘薯耐鹽性的目的。

另外，據趙永強等[16]報道，水楊酸（SA）和苯并噻二唑（BTH）提前誘導處理可以提高甘薯在鹽脅迫下的根系活力，從而有效地緩解鹽脅迫對薯苗的影響。

2.4 甘薯耐鹽基因研究 臧寧等[17]將從擬南芥中克隆的SOS基因導入甘薯栽培品種徐薯18和栗子香中，獲得了具有一定耐鹽性的轉基因植株。袁莉[18]通過農桿菌介導法將LOS5基因轉入甘薯品種栗子香中，提高了轉基因植株對田間鹽脅迫的抵抗能力。王欣等[19]將Cu/Zn SOD和APX基因轉入甘薯，通過增強NaCl脅迫下甘薯清除活性氧的能力，提高了甘薯的耐鹽性。

3 紫心甘薯

3.1 紫心甘薯活性物質研究 在甘薯類型中，紫心甘薯富含大量的花青素和硒等，而這些物質具有抗氧化、抗癌等保健功能，因此紫心甘薯越來越受到人們的重視[20-21]。20世紀，人們已經研究出花青素的提取純化方法主要有溶劑萃取法、膜分離精制、重結晶法以及樹脂法。而近些年來，人們已經把花青素用作飲料和食物原料制作休閑食品等。吳駿等[22]研制出一種含花青素的飲料，其最佳配方為200 ml飲料中含紫甘薯提取物5.00 g、苯甲酸鈉3.50 mg、木糖醇6.00 g、檸檬酸0.20 g。原花青素的含量2.2 mg/ml。該飲料口感良好，酸甜適中，具有很好的市場前景。

隨著對花青素的進一步研究，花色苷逐步被人們認識，它是花青素（配體）與糖相結合形成的配糖體，有清除自由基、抗氧化、抗突變、護肝臟、預防心血管疾病等功效[23]。通過對耐鹽紫甘薯Z103的提取分析，確定其中含有l2種花色苷，主要為被咖啡酸、阿魏酸、對羥基苯甲酸等芳香酸酰化的矢車菊苷和芍藥苷，且具有較強的抗氧化能力[23-24]。

3.2 紫心甘薯品種選育及栽培技術研究 全國各地研究者均已對紫薯進行品種選育及栽培技術研究。劉偉明等[25]發現，浙紫薯1號結薯早，小薯的粗纖維少，食味好，適宜作為迷你甘薯種植。黔紫薯1號具有鮮薯產量高、花青素含量高、食味優及抗性好等優點，在貴州省栽培，應注意培育壯苗、適當早栽[26]。

江蘇徐州甘薯研究中心近些年系統研究開發出徐紫薯1號、2號、3號。其中徐紫薯1號紅皮紫心，熟食薯肉紫色鮮艷，食味好，抗莖線蟲病，中抗根腐病，較抗黑斑病，是非常理想的特色甘薯新品種。在此基礎上，徐紫薯2號于2010年通過鑒定，是一個適于食用及加工用的紫肉甘薯品種，適宜在中等肥力以上的田塊種植，其鮮薯產量高，花青苷含量高，商品性好，抗根腐病。徐紫薯3號為高花青苷高淀粉甘薯品種，是花青苷提取和紫薯淀粉加工的優異品種。選取密度為6萬株/hm2、鉀肥300 kg/hm2 、栽期為6月7日左右的栽培方法比較適宜[21，27-29]。

4 存在的問題及對策

在沿海灘涂上種植甘薯，培育耐鹽品種，結合配套栽培措施，擴大其種植范圍，不僅可以高效率利用灘涂土地資源，還可以提供更多的食物，增加農民收入，獲得經濟、生態和社會三重效益。當然，沿海灘涂是一個非常復雜的生態環境，且人們對甘薯的沿海灘涂利用研究仍處于起步階段，今后應加強以下3個方面的研究：①進一步完善甘薯耐鹽品種繁育、栽培技術研究；②加強甘薯耐鹽機理以及耐鹽基因的研究；③加強甘薯產品深加工研究，進一步拓展其用途。

參考文獻

[1] 郭小丁，謝一芝，賈趙東，等.鮮食甘薯栽培技術研究[J].江蘇農業學報，2009，25（3）：513-517.

[2] 李元元，李洪民，唐忠厚，等.甘薯鉀素營養及其生理機制研究進展[J].江蘇農業科學，2014，42（4）：13-15.

[3] 丁金海，吳春，洪立洲.在沿海灘涂上發展鹽土農業技術的探討[J].江蘇農業科學，2006（6）：440-442.

[4] 馬代夫，邱軍，房伯平，等.國家甘薯區試考察與產業發展建議[J].雜糧作物，2004，24（5）：306-308.

[5] 郭小丁，鄔景禹，鈕福祥，等.在濱海鹽漬地鑒定甘薯品種耐鹽性[J].江蘇農業科學，1993（6）：17-18.

[6] 張娟，欒雨時.甘薯耐鹽、耐旱育種研究進展[J].北方園藝，2006（6）：46-47.

[7] 劉桂玲，鄭建利，范維娟，等.黃河三角洲鹽堿地條件下不同甘薯品種耐鹽性[J].植物生理學報，2011，47（8）：777-784.

[8] 于立峰，馬箐，王寶山，等.六個甘薯新品種耐鹽性比較研究[J].山東師范大學學報：自然科學版，2011，26（4）：105-108.

[9] 李育軍，龔明權，陳新亮，等.甘薯品種資源室內耐鹽性快速篩選試驗初報[J].廣東農業科學，2012（9）：14-16.

[10] 張海燕，張立明，王慶美，等.甘薯耐鹽性及遺傳轉化研究進展[J].山東農業科學，2007（2）：10-12.

[11] 柯玉琴，潘廷國.NaCl脅迫對甘薯苗期生長、IAA代謝的影響及其與耐鹽性的關系[J].應用生態學報，2002，13（10）：1303-1306.

[12] 代紅軍，柯玉琴，潘廷國.NACl脅迫下甘薯苗期葉片活性氧代謝與甘薯耐鹽性的關系[J].寧夏農學院學報，2001，22（1）：15-18.

[13] 薛延豐，劉兆普.鈣離子對海鹽和NaCl 脅迫下菊芋幼苗生理特征的響應[J].水土保持學報，2006，20（3）：177-181.

[14] 劉偉，魏日鳳，潘廷國.NaCl脅迫及外源Ca2+處理下甘薯幼苗葉片多胺水平的變化[J].福建農林大學學報：自然科學版，2005，34（2）：244-247.

[15] FLORES H E，GALSTON A W.Analysis of polyamines in high plants by high performance liquid chromatography[J].Plant Physiol，1994，17：507-523.

[16] 趙永強，徐振，張成玲，等.水楊酸（SA）和苯并噻二唑（BTH）對甘薯耐鹽性的影響[J].西南農業學報，2014，27（4）：1791-1793.

[17] 臧寧，張美彥，翟紅，等.根癌農桿菌介導的抗除草劑轉基因甘薯植株的獲得[J].農業生物技術學報，2008，16（1）：103-107.

[18] 袁莉.表達LOS5 基因的轉基因甘薯植株的獲得及耐鹽性鑒定[D].北京：中國農業大學，2009.

[19] 王欣，邊曉明，李強，等.轉逆境誘導型啟動子SWPA2驅動Cu/Zn SOD 和APX 基因甘薯（Ipomoea batatas（L.）Lam.）耐鹽性[J].分子植物育種，2011，9（6）：754-759.

[20] YOSHIMOTO M，YAMAKA O，SUDA I.Physiological function of purple colored flesh sweet potato[J].Food Processing，1998，33（8）：15-17.

[21] 唐維，李強，張允剛，等.紫心甘薯新品種徐紫薯3號配套高效栽培技術[J].西北農業學報，2012，21（3）：108-113.

[22] 吳駿，夏道宗，吳曉敏，等.紫薯原花青素復合功能性飲料的研制[J].現代食品科技，2012，28（12）：1739-1742.

[23] 孫夢茹，朱大偉，姚忠，等.耐鹽紫甘薯花色苷組分分析和抗氧化性研究[J].天然產物研究與開發，2014，26（6）：935-942.

[24] 孫夢茹，孫蕓，姚忠，等.耐鹽紫甘薯花色苷的提取和組分分析[J].食品與發酵工業，2010，36（10）：208-213.

[25] 劉偉明，吳列宏，沈升法，等.甘薯浙紫薯1號早收栽培的特征特性[J].湖北農業科學，2013，52（1）：25-26，29.

[26] 宋吉軒，李云，雷尊國，等.紫心甘薯新品種黔薯1號的選育及高產栽培技術[J].江蘇農業科學，2013，41（9）：102-103.

[27] 馬代夫，李秀英，李洪民，等.甘薯新品種徐紫薯1號的特征特性及栽培要點[J].江蘇農業科學，2004（6）：53-54.

[28] 李強，謝逸萍，王欣，等.食用紫肉甘薯新品種徐紫薯2號的選育與栽培技術[J].江蘇農業科學，2014，42（8）：88-89.

[29] 李強，王欣，張允剛，等.高花青苷高淀粉甘薯品種“徐紫薯3號”的創制及特性鑒定[J].西南農業學報，2014，27（4）：1409-1413.