山藥糯性種質資源收集及評價

吳志剛，姜武，魏余煌，陶正明

(1.浙江省亞熱帶作物研究所，浙江 溫州 325005； 2.瑞安市農林局，浙江 瑞安 325200)

山藥來源于薯蕷科薯蕷屬(Dioscorea)一類重要的經濟作物，是世界上重要的旱糧作物。該類植物地下塊莖因含有豐富的淀粉、蛋白質、氨基酸、薯蕷皂苷及其他人體有益的微量元素，具有很高的營養保健和藥用價值，深受人們的歡迎，在我國廣泛做為菜用鮮食和藥材加工[1]。浙江省是我國山藥重要產區，尤其浙南地區山藥栽培應用歷史悠久[2]。

近年來，本項目組系統開展了山藥種質資源收集與整理及特異性種質的收集。研究發現，浙江省山藥栽培群體表型性狀差異大，遺傳多樣性豐富，種質在淀粉、蛋白質、氨基酸等重要品質性狀上存在明顯的差異[3-5]。尤其，淀粉組成形式存在明顯不同，如以直鏈淀粉為主山藥表現出粉性，而支鏈淀粉(Amylopectin, AM)為主的種質則表現為糯性。糯性山藥具有營養價值高、口感佳、價格高的特點更受市場歡迎，是近年來人們追捧的山藥品種。項目組調查發現我省山藥栽培群體中蘊含著豐富的糯性種質材料，個別種質已進行了產業化生產，譬如文成糯米山藥。因而，項目組期望擴大山藥種質資源調查范圍，廣泛收集資源全面表征山藥塊莖淀粉性狀，為進一步挖掘優異糯性材料及糯性山藥品種選育提供依據。

1 材料與方法

1.1 山藥種質收集與處理

參薯DioscoreaalataL. 為我國山藥來源之一，植物變異大，群體表型豐富。本研究材料為項目組自2006年以來陸續收集到的該植物不同栽培變異類型，包括地方產業戶定向選育的栽培品種。材料來源及編碼見表1。所有種質材料種植于瑞安市高樓鎮山藥基地，每個材料種植8株，栽培及管理方式參照大田常規方法，田間觀察農藝性狀。采收期采挖塊莖，洗凈，測產，切片，60 ℃ 烘干，備用。

1.2 淀粉和直鏈淀粉含量測定

精密稱取山藥5.0 g，研磨，參照《GB T 5009.9—2008 食品中淀粉的測定》方法，采用酸水解法測定總淀粉的含量。直鏈淀粉含量參照林美娟[6]報道的雙波長方法進行測定。主要步驟如下：取2 g 山藥粉末置入索氏脂肪抽提器中，加30 mL石油醚，加熱回流脫脂4 h，然后烘干至恒重；稱取脫脂樣品0.5 g，加1 mol·L-1氫氧化鉀10 mL，75 ℃水浴并充分攪拌20 min, 冷卻后蒸餾水定容至50 mL，搖勻靜置15 min后過濾，再取濾液5 mL于100 mL燒杯中，加25 mL蒸餾水, 以2 mol·L-1鹽酸和0.1 mol·L-1鹽酸溶液調pH至3.0，加0.5 mL碘試劑，用蒸餾水定容至50 mL。以蒸餾水作空白, 測定吸光值，計算直鏈淀粉含量。支鏈淀粉含量則等于總淀粉含量減去直鏈淀粉含量。所有種質塊莖測量3次，取平均值進行統計分析。

1.3 數據分析

采用SPSS軟件(版本16.0)對山藥總淀粉、直鏈和支鏈淀粉含量的平均值、變異系數、標準差進行統計分析。

2 結果與分析

2.1 山藥種質資源淀粉組成特征

74份山藥種質資源的淀粉含量及其組成形式檢測結果見表1。

表1 山藥種質來源及淀粉成分測定結果 %

檢測結果(表1～2)表明，不同種質總淀粉、支鏈淀粉和直鏈淀粉含量均存在明顯差異。其中總淀粉平均含量為66.61%，最大值73.90%，最小值56.60%，變異系數為6.15%。支鏈淀粉平均含量為25.16%，含量范圍在7.49%～65.24%，變異系數達65.47%，相比總淀粉含量，各種質支鏈淀粉含量差異更為明顯。作為粉性山藥評價的重要指標，74份山藥種質平均直鏈淀粉含量為41.45%，含量范圍為8.66%～64.32%，變異系數為37.38%，同樣表明各種質直鏈淀粉差異明顯。

表2 山藥種質淀粉成份的特征

2.2 山藥糯性種質的篩選

支鏈淀粉(AM)含量所占總淀粉含量的比例是評價糯性種質的重要依據。為進一步篩選優異糯性山藥種質資源，根據AM相對總淀粉比例對74份材料進行初步的分型，依據相對比例為≥75%、50%≤AM/總淀粉<75%、30%≤AM/總淀粉<50%、<30%的種質分別鑒定為典型糯性優質系山藥種質(I)、偏糯性種質(II)、中間型種質(III)和非糯性保持系種質。

表3表明，糯性優質系材料具有10份，占所有種質的13.51%，平均AM含量達到55.60%，AM相對總淀粉比例的平均值為81.54%，說明這些材料具有豐富的支鏈淀粉，各糯性種質材料見表4。偏糯性種質有12份，占所有種質的16.22%，AM含量在34.30%～52.31%，AM相對總淀粉為59.57%。中間型材料則具有14份，占所有種質的18.92%，AM含量介于19.83%～31.52%。在所有材料中，非糯性保持性材料占大多數，達51.35%，平均AM含量僅為12.41%，最小值7.49%，最大值為20.22%，說明這些種質是定向選育粉性山藥新品種的優異材料。

表3 依據支鏈淀粉含量山藥種質資源的分型結果

2.3 山藥糯性種質的主要農藝性狀

進一步對10個糯性種質優質系材料進行了農藝性狀觀察發現(表4)，10個種質農藝性狀差異明顯。其中生育期205～220 d，地下塊莖有圓柱形、紡錘形、偏平形、類球形及各種不規則狀等形狀，單株結薯1～3個不等，單株產量差異顯著。分析發現，來自溫州文成的WCS01材料具有生長勢強，單株產量高為3.65 kg，塊莖薯形好等特點，是進一步選育糯性新品種的優異素材。

表4 10個優質糯性種質的主要農藝性狀

注：同列無相同字母表示種質間單株產量具有顯著差異(P<0.05)。

3 小結與討論

淀粉是山藥主要成分，占干物質的50%～80%[7]。淀粉中支鏈淀粉含量是山藥食用和加工品質的重要指標，也是培育糯性山藥重要決定因子。相關研究中，多數關注的是總淀粉、蛋白質、氨基酸、尿囊素等山藥主要營養成分和藥效成分[8-10]。近年來，糯性山藥因營養價值高、口感佳、加工潛力大，一直受到育種家們的高度關注。因而，鑒定篩選糯性山藥種質是選育糯山藥的關鍵所在。

本研究發現74個山藥種質支鏈淀粉含量為7.49%%～65.24%，變異系數達65.47%，表明山藥栽培群體中，各種質支鏈淀粉含量差異大，篩選高支鏈淀粉的山藥種質潛力大。在74個調查材料中，鑒定出10個山藥種質支鏈淀粉相對總淀粉的比例達到75%以上，含量介于47.40%～65.24%之間，這些材料是山藥糯性優質系種質(I類型)。此外，12個材料被鑒定為偏糯性種質(II類型)，支鏈淀粉含量為34.30%～52.31%。農藝性狀觀察發現，這些材料在長勢、生育期、塊莖性狀等方面存在明顯差異，尤其在單株產量和結薯習性方面，顯示選育糯性品種仍需進行系統的評價和定型。但無論如何，這些優異的糯性種質是今后創制高糯性山藥新品種的優異素材，值得優先考慮利用。