汀芋1號與其變異母本白芽檳榔芋的性狀比較

蔡建榮

摘要：【目的】對比汀芋1號與其變異母本白芽檳榔芋間的性狀差異，為選育優質檳榔芋新品種提供參考依據。【方法】觀察汀芋1號與其變異母本白芽檳榔芋的基本形態特征，比較分析二者間的母芋產量、食味和營養成分含量差異，并進行遺傳多樣性ISSR分子鑒定?！窘Y果】汀芋1號母芋外觀商品性較好；其產量為23785.5 kg/ha，比白芽檳榔芋增產11.3%；氨基酸總量1.44 g/100 g，比白芽檳榔芋高27.43%；干物率39.0%，比白芽檳榔芋高5.8%（絕對值）；蛋白質、維生素C、粗纖維、磷等營養成分均高于白芽檳榔芋；汀芋1號母芋蒸煮后味濃香，干爽適口，食味較好。ISSR分子標記檢測顯示二者存在特異性條帶?！窘Y論】汀芋1號的生長勢、母芋品質、營養成分和產量等均優于其變異母本白芽檳榔芋，可作為食用、加工型檳榔芋新品種在福建省中、低海拔地區推廣種植。

關鍵詞： 檳榔芋；汀芋1號；變異品種；性狀差異

中圖分類號： S632.3 文獻標志碼：A 文章編號：2095-1191（2016）01-0096-05

0 引言

【研究意義】檳榔芋（Colocasia esculenta）屬天南星科魁芋，為1年生草本栽培作物，高溫高濕、無霜期長的長江以南地區為其適生區，福建、湖南、廣西及廣東為主產區。檳榔芋是淀粉含量較高的優質蔬菜，肉質細膩，風味特殊，含有粗蛋白、淀粉、多種維生素和無機鹽等營養成分，具有補氣養腎及健脾胃的功效，也是制作其他食品的上乘原料（成文和肖深根，2014）。近年來，福建省長汀縣平均每年種植檳榔芋約4000 ha，檳榔芋母芋及加工產品熱銷全國各地（林致釬和姜桂梅，2014；鐘三秀，2014），但各地連年種植的檳榔芋品種單一，種質退化，尤其缺乏優質性狀的新品種，造成檳榔芋產量及品質逐年下降，嚴重影響了當地檳榔芋產業的可持續發展（袁素華和林挺興，2013）。汀芋1號（紅芽檳榔芋）是白芽檳榔芋田間自然變異的新株系，因其芋香、肉色及口感等均優于其變異母本白芽檳榔芋而深受種植戶及消費者喜愛，該品種已于2015年通過福建省農作物品種審定委員會審定，但大部分檳榔芋主產區對其性狀了解甚少。因此，分析汀芋1號與其變異母本白芽檳榔芋間的性狀差異，對檳榔芋產業化體系建立及可持續發展具有重要意義?！厩叭搜芯窟M展】目前，對檳榔芋的研究主要集中于母芋產量比較（鄭可法等，2007；薛珠政等，2009a，2009b）、高產優質栽培技術或無公害配套栽培技術（侯密清，2012；賴元洪，2012；曾三英，2012；張水蓮，2012；林致釬和姜桂梅，2014；鄧永輝和鄧真旺，2014；余道君，2014）及生產現狀和產業化探討（袁素華和鄧挺興，2013）等方面。部分學者開展了檳榔芋品種生理生化指標研究，其中郭華等（2003）從檳榔芋產品加工角度比較分析了檳榔芋淀粉理化特性，杜秀杰等（2012）對檳榔芋淀粉顆粒形態、大小及淀粉糊特性黏度、糊度等物性方面進行了詳細研究，劉文婷等（2013）對高壓條件下的檳榔芋淀粉理化性質變化進行了相關探討。【本研究切入點】至今，針對自然變異產生的長汀檳榔芋新品系與其變異母本間在形態特征、生理生化特性等方面的性狀差異分析尚無研究報道。【擬解決的關鍵問題】對比分析汀芋1號與其變異母本白芽檳榔芋間的基本形態特征、母芋產量、食味和營養成分含量差異，并進行遺傳多樣性ISSR分子鑒定，為加快檳榔芋良種選育、推廣提供參考依據。

1 材料與方法

1. 1 試驗地概況

福建長汀縣河田鎮氣候溫和，雨量充沛，年均氣溫19.5 ℃，歷史最高氣溫39.8 ℃，最低氣溫-4.9 ℃，年無霜期265 d，年降水量1700.0 mm，適宜進行各種亞熱帶、溫帶作物高產優質生產。試驗地段海拔275 m，種植前土壤有機質22.5 g/kg、速效N 124.0 mg/kg、速效P 39.4 mg/kg、有效K 25.0 mg/kg、土壤pH 4.1。

福建長汀縣涂坊鎮氣候溫和、雨量充沛，屬亞熱帶季風氣候，年均氣溫17.8 ℃，年降水量1774.9 mm。試驗地段海拔320 m，土壤為壤沙土，屬富P、缺K、中N土壤，排灌方便。

1. 2 試驗材料

白芽檳榔芽和汀芋1號均采自福建長汀縣涂坊鎮，其中汀芋1號為長汀白芽檳榔芋紅芽變異株經多年系統篩選、繁殖選育而成，已逐漸成為長汀縣主栽品種；白芽檳榔芋原為長汀檳榔芋主栽種之一，因品種退化、食味較差等因素影響，種植面積已逐年減少。

1. 3 試驗方法

試驗于2014年在福建長汀縣進行。其中，在河田鎮河田段進行植株基本形態特征觀察試驗，在涂坊鎮進行母芋產量測定及形態比較試驗。

1. 3. 1 試驗設計 植株基本形態特征觀察試驗：小區面積33 m2，設3次重復，共6個小區，每小區種植60株，種植方式為畦寬（帶溝）1.1 m，株距50.0 cm，單行種植。施純N 375.0 kg/ha，N∶P2O5∶K2O比例為1.0∶0.5∶1.5，其中3月1日施基肥占總施肥量的30%，5月30日第1次追肥占總施肥量的35%，6月20日第2次追肥占總施肥量的35%。

母芋產量比較試驗：小區面積33 m2，設3次重復，共6個小區，畦寬（帶溝）1.1 m，株距40.0 cm，單行種植，每小區種植75株。施純N 275.0 kg/ha，N∶P2O5∶K2O比例為1.0∶0.5∶1.5，其中3月6日施基肥占總施肥量的30%，6月2日第1次追肥占總施肥量的35%，6月28日第2次追肥占總施肥量的35%。

1. 3. 2 植株基本形態特征觀察 種植時間為3月1日，觀察截止時間為9月10日，期間觀察汀芋1號和白芽檳榔芋的芽尖、株高、葉齡等性狀變化情況。

1. 3. 3 母芋產量比較及形態觀察 種植時間為3月6日，收獲時間為9月28日，期間觀察比較二者母芋產量及形態特征差異。依據當地母芋評級標準，母芋重量≥0.75 kg/個為大芋，母芋重量0.49～0.74 kg/個為中芋，母芋≤0.50 kg/個為小芋。

1. 3. 4 營養成分檢測 委托福建省農業科學院中心試驗室測定汀芋1號及白芽檳榔芋母芋的氨基酸組成和含量及水分、灰分、蛋白質、維生素C（Vc）、粗纖維、P、Ca、K等含量。

1. 3. 5 ISSR分子標記檢驗 對母芋、植株及芽等部位分別采樣，委托福建省農業科學院作物研究所進行ISSR分子標記檢驗。DNA提取采用TaKaRa minibest DNA 試劑盒，引物篩選序列采用哥倫比亞大學公布的SSR引物，反應體系為：基因組 DNA模板1.0 μL，Primer（10 μmol/L）2.0 μL，2×Power Taq PCR MasterMix 10.0 μL，ddH2O補足至20.0 μL；擴增程序為：95 ℃預變性3 min；95 ℃ 30 s，52 ℃ 30 s，72 ℃ 1 min，進行30個循環；72 ℃延伸10 min，4 ℃保存。PCR擴增產物用1%瓊脂糖凝膠電泳進行檢測。

2 結果與分析

2. 1 植株基本形態特征

植株特征觀察試驗及田間定點定株觀察結果表明，汀芋1號平均株高152.7 cm，白芽檳榔芋為153.6 cm，二者相差較小；汀芋1號葉呈長圓形，互生，葉片及葉柄綠色，與白芽檳榔芋無明顯差異；白芽檳榔芋新生芽尖呈白色，而汀芋1號新生芽尖至芽基部呈漸變的淡紅色，芽尖處紅色較淡，芽基部紅色較深（圖1）；二者生長前期葉片生長速度差異不明顯，但中后期汀芋1號葉齡變化明顯強于白芽檳榔芋（圖2）；白芽檳榔芋葉齡平均15.4葉，汀芋1號平均17.2葉（表1）。

2. 2 母芋產量及形態特征

2. 2. 1 母芋產量 檳榔芋可食用部分主要為地下部的球莖，又稱作母芋或芋頭。測產結果表明（表2），汀芋1號母芋產量為23785.5 kg/ha，白芽檳榔芋母芋產量為21361.5 kg/ha，汀芋1號比白芽檳榔芋增產11.3%；汀芋1號小區平均大芋數為55.3個，大芋所占比例為76.6%，明顯高于白芽檳榔芋。

2. 2. 2 母芋形態特征 從圖3可以看出，汀芋1號母芋呈短橢圓形，較圓潤，剖開后檳榔紋紫紅色紋路明顯，商品性較好；而白芽檳榔芋母芋略呈長圓錐形，基部略尖，檳榔紋較淺，商品外觀略差。

2. 3 營養成分組成及食味變化

2. 3. 1 營養成分組成 由表3和表4可知，汀芋1號氨基酸總量1.44 g/100 g，比白芽檳榔芋高27.43%；干物率達39.0%，比白芽檳榔芋高5.8%（絕對值）；蛋白質含量2.28 g/100 g，比白芽檳榔芋高48.05%； Vc含量9.88 mg/100 g，比白芽檳榔芋高33.69%；粗纖維含量0.6 g/100 g，比白芽檳榔芋高20.0%；P含量31.61 mg/100 g，比白芽檳榔芋高95.48%；蔗糖及Ca、K、Fe、Zn等元素含量略低于白芽檳榔芋，而Se、還原糖及粗脂肪含量無明顯差異。

2. 3. 2 母芋食味變化 汀芋1號母芋經蒸煮后味濃香、肉質松粉、干爽適口，白芽檳榔芋蒸煮后香味較淡，咀嚼略帶糯性口感，粉性較弱。

2. 4 ISSR分子標記差異性分析

2. 4. 1 品種DNA提取 從圖4可以看出，兩個品種所提取的DNA均只有一條完整條帶，表明其DNA溶液中沒有蛋白質和RNA污染，經Nanodrop 2000檢測，白芽檳榔芋DNA的OD260/OD280值為1.84，汀芋1號DNA的OD260/OD280值為1.90，均可用于后續研究。

2. 4. 2 PCR擴增結果及遺傳多樣性 從圖5可以看出，通過ISSR分子標記檢驗，經過27對引物篩選，發現UBC835和UBC840引物在兩個樣品存在差異性條帶擴增，引物序列為UBC835（5'-AGAGAGAGAGAGAG

AGYC-3'）和UBC840（5'-GAGAGAGAGAGAGAGAY

T-3'）。汀芋1號在約700 bp處出現特異性條帶，表明汀芋1號與白芽檳榔芋具有不同的遺傳背景，品種具有遺傳多樣性。

3 討論

本研究結果表明，汀芋1號植株地上部特征與白芽檳榔芋存在差異，汀芋1號新生芽尖顏色呈淡紅色，白芽檳榔芋新生芽尖為白色，汀芋1號葉齡平均為17.2葉，白芽檳榔芋平均為15.4葉。新生芽顏色的差異可能與植物體葉綠素含量有關，但汀芋1號是白芽檳榔芋的變異種，其新生芽尖為淡紅色可能是基因變異的結果。汀芋1號和白芽檳榔芋的葉齡不同正反映其單株生長勢的差異，與張水鏈（2012）對檳榔芋的研究結果一致，形成此差異的主要原因是否與其品種變異或與各自的種芋品質有關還需深入探究。在母芋形態及產量方面，汀芋1號母芋呈短橢圓形，檳榔紋路較明顯，產量高，商品性較白芽檳榔芋好，正是目前該品種被廣大種植戶接受的主要原因之一。在母芋營養成分方面，汀芋1號的氨基酸總量和蛋白質、Vc、粗纖維含量及干物率等均高于白芽檳榔芋，Fe、Zn及Ca等元素含量略低于白芽檳榔芋。汀芋1號食味上表現較香且入口松粉，白芽檳榔芋入口略顯糯性，可能與品種的直鏈及支鏈淀粉含量不同有關（郭華等，2003）。ISSR分子標記檢測結果表明，汀芋1號在UBC835和UBC840引物中存在差異性條帶擴增，表明汀芋1號與白芽檳榔芋具有不同遺傳背景，為新品種的鑒定提供了分子理論依據。

本研究僅在植株形態、母芋特征、營養成分、分子遺傳學等方面闡述了汀芋1號與其變異母本白芽檳榔芋間的性狀表現差異，對二者新生芽顏色差異、植株生長勢不同、母芋形態變化及營養成分改變等方面形成的具體機理及白芽檳榔芋產生變異的主要原因有待進一步研究探討。

4 結論

本研究結果表明，汀芋1號母芋產量、外觀品質、營養成分及食味等性狀優于其變異母本白芽檳榔芋，可作為食用、加工型檳榔芋新品種推廣應用。

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（責任編輯 思利華）