川紫薯6號的選育及栽培要點(diǎn)

楊松濤，喬 帥，王 芳，宋 偉，廖安忠，劉可心，譚文芳

(四川省農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物研究所，四川 成都 610066)

相較于日本，我國紫肉甘薯育種起步較晚，從20世紀(jì)90年代起國內(nèi)育種單位相繼開展了一系列紫肉甘薯品種的選育工作，育成了寧紫薯系列[5]、徐紫薯系列[6]、渝紫系列[7]、綿紫薯系列[8]、福薯系列[9]、南薯系列[11]等紫肉甘薯品種。四川省農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物研究所甘薯育種團(tuán)隊(duì)自2011年起，先后有川紫薯1～4號共4個(gè)紫肉甘薯品種通過四川省審定或國家鑒定。隨著人民生活水平提高和農(nóng)業(yè)供給側(cè)改革推進(jìn)，對農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)提出新的要求[12]，團(tuán)隊(duì)及時(shí)調(diào)整育種目標(biāo)，自2011年起以5-7-33為母本材料，在其放任授粉后代中選育出川紫薯6號。該品種薯皮及薯肉均呈紫色，薯形長紡綞形，商品薯及大中薯率高，鮮薯、薯干產(chǎn)量高，花青苷含量較高，適合食用或淀粉加工用。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

川紫薯6號的母本是四川省農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物研究所培育的高淀粉材料5-7-33，具有誘導(dǎo)開花習(xí)性好、親和性強(qiáng)、配合力、高薯塊淀粉率高、抗病性強(qiáng)、耐儲藏等優(yōu)點(diǎn)，父本花粉采取放任授粉的方式獲得。

1.2 選育過程

川紫薯6號是以自育高產(chǎn)品系5-7-33為母本材料進(jìn)行放任授粉，通過嫁接誘導(dǎo)開花、經(jīng)多年多點(diǎn)綜合鑒定選育而成。2010年以甘薯近緣野生種(I.nil)為嫁接砧木，在成都誘導(dǎo)開花，通過放任授粉獲得實(shí)生F1代種子。2012年從實(shí)生系選種圃中篩選出產(chǎn)量、結(jié)薯性、薯形等綜合表現(xiàn)較好的原系號12-1-126，并于2013年進(jìn)行二代圃復(fù)選鑒定。2013～2014年通過品比多點(diǎn)高鑒圃篩選試驗(yàn)，將綜合性狀表現(xiàn)較好的12-1-126推薦參加2015～2016年四川省甘薯審定區(qū)域試驗(yàn)和生產(chǎn)試驗(yàn)，達(dá)到了四川甘薯品種試驗(yàn)實(shí)施方案的要求。2016 年11月通過四川省農(nóng)作物品種審定委員會組織的田間技術(shù)鑒定，定名為川紫薯6號。2017年參加國家甘薯體系新品系試驗(yàn)(西南區(qū))，并進(jìn)行了非主要農(nóng)作物新品種預(yù)登記。

1.3 品系篩選及鑒定

品系鑒定試驗(yàn)在四川省農(nóng)業(yè)科學(xué)院新都試驗(yàn)基地進(jìn)行。2013年將從實(shí)生系選種圃中篩選出的原系號川12-1-126種植于二代復(fù)選鑒定圃，測定其鮮薯產(chǎn)量、薯干產(chǎn)量和薯塊干物質(zhì)含量，以南薯88為對照品種。2014 年川紫薯6號種植于高代品比鑒定圃，測定其產(chǎn)量表現(xiàn)，以南薯88為CK。

1.4 產(chǎn)量表現(xiàn)

2015～2016年四川省甘薯品種區(qū)域試驗(yàn)在成都、南充、綿陽、內(nèi)江、達(dá)州、瀘州和青神等地進(jìn)行。區(qū)域試驗(yàn)密度60000株/hm2，以南紫薯008為對照。2016年生產(chǎn)試驗(yàn)在成都、南充、綿陽3點(diǎn)進(jìn)行，凈作密度60000株/hm2，以南紫薯008為CK。2017年國家甘薯體系新品系試驗(yàn)(西南區(qū))在成都、南充、綿陽、萬州、重慶、貴陽6點(diǎn)進(jìn)行，栽插密度按當(dāng)?shù)亓?xí)慣。以上試驗(yàn)均采用常規(guī)田間管理，測定鮮薯產(chǎn)量、薯干產(chǎn)量、淀粉產(chǎn)量、薯塊干物質(zhì)含量及其淀粉率。

1.5 特征特性鑒定

參照《甘薯種質(zhì)資源描述規(guī)范和數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)》進(jìn)行甘薯性狀調(diào)查和記載標(biāo)準(zhǔn)(13)。

1.6 黑斑病抗病性鑒定

黑斑病是四川甘薯生產(chǎn)中的主要病害，試驗(yàn)采用室內(nèi)人工接種法，由南充市農(nóng)業(yè)科學(xué)院進(jìn)行鑒定。采用室內(nèi)人工接種法鑒定，抗病表現(xiàn)百分率按以下公式計(jì)算：抗病表現(xiàn)百分率(%)=

為保證糯玉米的外觀和品質(zhì)能夠保持本品種固有特性而不受串粉影響，種植時(shí)必須與其他玉米品種隔離。隔離方法有兩種：一是空間隔離，要求與其他玉米品種保持100-300m以上的空間距離；二是時(shí)間隔離，要求與其他玉米品種花期錯(cuò)開15d以上。

根據(jù)抗病表現(xiàn)百分率將甘薯黑斑病抗性分為5級：高抗(抗病表現(xiàn)百分率≤40) ；抗病(40<抗病表現(xiàn)百分率≤80)；中抗(80<抗病表現(xiàn)百分率≤120)；感病(120<抗病表現(xiàn)百分率≤160)；高感(160<抗病表現(xiàn)百分率)?？剐灾辽贋?年一致的鑒定結(jié)果，若不一致以抗性差的為準(zhǔn)。

1.7 統(tǒng)計(jì)分析方法

使用Excel 2016和DPS V9.5軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析(14)。

2 結(jié)果與分析

2.1 品系鑒定結(jié)果

2012年從實(shí)生苗選種圃中篩選出薯形美觀、結(jié)薯集中、產(chǎn)量表現(xiàn)突出的單株，品系號為12-1-126。2013～2014年將其種植于二代復(fù)選圃和品比高鑒圃，鮮薯產(chǎn)量51422.5 kg/hm2，較南薯88增產(chǎn)24.5%；薯干產(chǎn)量11313.0 kg/hm2，較南薯88增產(chǎn)6.8%；淀粉產(chǎn)量6573.9 kg/hm2，較南薯88增產(chǎn)0.1%。

2.2 區(qū)域試驗(yàn)中的產(chǎn)量表現(xiàn)及薯塊特性

2015～2016年川紫薯6號在四川省區(qū)域試驗(yàn)中的產(chǎn)量表現(xiàn)如表1所示。2015年川紫薯6號在7個(gè)試點(diǎn)平均鮮薯產(chǎn)量34171.7kg/hm2，比對照南紫薯008增產(chǎn)50.2%；其差異達(dá)極顯著水平，7個(gè)試點(diǎn)均表現(xiàn)為增產(chǎn)；平均薯干產(chǎn)量8541.9kg/hm2，較CK極顯著增產(chǎn)57.6%，7個(gè)試點(diǎn)均表現(xiàn)為增產(chǎn)；平均淀粉產(chǎn)量5282.1kg/hm2，較CK極顯著增產(chǎn)61.5%，7個(gè)試點(diǎn)均表現(xiàn)為增產(chǎn)。

表1 2015～2016年川紫薯6號在四川省區(qū)域試驗(yàn)中產(chǎn)量表現(xiàn)

2016年川紫薯6號在7個(gè)試點(diǎn)的平均鮮薯產(chǎn)量34203.6kg/hm2，較CK極顯著增產(chǎn)42.8%，7個(gè)試點(diǎn)均表現(xiàn)為增產(chǎn)；平均薯干產(chǎn)量8391.4kg/hm2，較CK極顯著增產(chǎn)42.2%，7個(gè)試點(diǎn)均表現(xiàn)為增產(chǎn)；淀粉產(chǎn)量5133.2kg/hm2，較CK極顯著增產(chǎn)49.7%，7個(gè)試點(diǎn)均表現(xiàn)為增產(chǎn)。2015～2016年川紫薯6號在7個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)的2年平均鮮薯產(chǎn)量34187.6kg/hm2，較CK極顯著增產(chǎn)46.4%；平均薯干產(chǎn)量8466.6kg/hm2，較CK極顯著增產(chǎn)49.5%；平均淀粉產(chǎn)量5207.6kg/hm2，比CK極顯著增產(chǎn)55.4%。綜上所述，川紫薯6號的鮮薯產(chǎn)量、薯干產(chǎn)量、淀粉產(chǎn)量均顯著優(yōu)于CK，所有點(diǎn)次均增產(chǎn)，穩(wěn)產(chǎn)性好，適宜在四川地區(qū)作為鮮食和淀粉加工用紫肉甘薯種植。

2015～2016年川紫薯6號在四川省區(qū)域試驗(yàn)中的薯塊干物質(zhì)含量和淀粉率表現(xiàn)如表2所示。2015年的平均薯塊干物質(zhì)含量為24.9%，比CK高2.9%，平均薯塊淀粉率為15.3%，比CK高4.1%；2016年的平均薯塊干物質(zhì)含量為23.4%，比CK高0.5%，平均薯塊淀粉率為15.0%，比CK低0.8%。2015～2016年川紫薯6號在7個(gè)試點(diǎn)的平均薯塊干物質(zhì)含量為24.2%，比CK 高2.1%，平均薯塊淀粉率為15.2%，比CK高2.0%。

表2 2015～2016年川紫薯6號在四川省區(qū)域試驗(yàn)中薯塊特性

2.3 生產(chǎn)試驗(yàn)中的產(chǎn)量表現(xiàn)

川紫薯6號在2016年四川甘薯多點(diǎn)大區(qū)生產(chǎn)試驗(yàn)中的產(chǎn)量表現(xiàn)如表3。在成都、南充和綿陽3個(gè)試點(diǎn)的平均鮮薯產(chǎn)量33532.5 kg/hm2，比CK增產(chǎn)49.1%；平均薯干產(chǎn)量8521.5 kg/hm2，比CK 增產(chǎn)55.2%；平均淀粉產(chǎn)量5278.5 kg/hm2，比CK 增產(chǎn)57.5%；平均薯塊干物質(zhì)含量25.3%，比CK高5.3%；平均薯塊淀粉率15.7%，比CK高7.5%。

2.4 2017年國家甘薯產(chǎn)業(yè)體系新品系試驗(yàn)(西南區(qū))中的產(chǎn)量表現(xiàn)

川紫薯6號在2017年國家甘薯產(chǎn)業(yè)體系新品系試驗(yàn)(西南區(qū))中的表現(xiàn)亦較為突出。在成都、南充、綿陽、重慶、萬州、貴陽6個(gè)試點(diǎn)的平均鮮薯產(chǎn)量42758.7kg/hm2，比徐薯22(CK1)增產(chǎn)36.3%，比寧紫薯1號(CK2)增產(chǎn)39.4%；平均商品薯率77.6%，平均商品薯產(chǎn)量33191.9kg/hm2，比CK1增產(chǎn)37.0%，比CK2增產(chǎn)48.0%；平均薯干產(chǎn)量11854.1kg/hm2，比CK1增產(chǎn)18.6%，比CK2增產(chǎn)43.2%。

2.5 特征特性鑒定

成熟葉心齒形，頂葉綠帶褐色，葉脈紫色，葉片大小中等；蔓色淺紫色，藤蔓粗細(xì)中等，蔓長中等，蔓長200cm，單株分枝數(shù)5.3個(gè)；植株株型匍匐；薯塊長紡錘形，單株結(jié)薯5～8個(gè)，大中薯率79.6%，結(jié)薯集中，薯皮紫色，肉色紫色；萌芽性好，田間生長勢強(qiáng)，貯藏性優(yōu)于對照，抗黑斑病，熟食品質(zhì)優(yōu)良，商品性好。粗蛋白含量1.94%，還原性糖含量40.0g/kg,可溶性糖含量61.0g/kg，花青素(矢車菊素)116.9mg/kg，花青素(芍藥素)63.8mg/kg。

2.6 黑斑病抗病性鑒定

經(jīng)45份次的病斑重復(fù)鑒定，川紫薯6號病斑平均直徑0.91cm，病斑平均深度0.42cm，抗病表現(xiàn)百分率為70.85%，其抗病表現(xiàn)在40%～80%之間，屬于抗病品種，抗性優(yōu)于對照南紫薯008。

3 栽培技術(shù)要點(diǎn)

3.1 適時(shí)育苗，早栽早收

3月上中旬采用薄膜覆蓋育苗，有條件的地方宜采用小拱棚或大棚育苗，可將排種育苗時(shí)間提前1個(gè)月左右。選擇土壤肥力好、地勢向陽、管理方便的地塊土作苗床地，做好苗床管理，培育壯苗。

3.2 合理密植和施肥

適宜扦插期為5月中旬至6月上旬。適時(shí)早插有利于甘薯高產(chǎn)，提早上市，提高經(jīng)濟(jì)效益，扦插密度5.25～6萬株/hm2，肥地宜稀，瘦地宜密；早插的稍稀，遲插的稍密。肥料以有機(jī)質(zhì)肥為主，重施底肥，重底早追。在中等肥力以上田塊種植，施肥宜高鉀低氮，配合施用硫酸鉀240kg/hm2。

3.3 注意田間管理和病蟲草害防治

栽插成活后及時(shí)中耕培土，清除田間雜草，保持土壤松軟，促進(jìn)植株迅速生長和塊根形成。育苗階段：防治黑斑病，用50%多菌靈500～800倍液浸種。大田階段：栽前使用除草劑(如乙草胺、異丙草胺等)，封壟后拔除雜草。地下害蟲：栽插時(shí)穴施15%毒死蜱顆粒劑30kg/hm2，防治蠐螬、螻蛄等地下害蟲。

3.4 適當(dāng)早收

栽插100d后收挖上市，早收薯形好，價(jià)格高，提高種植效益。

4 討論

4.1 利用現(xiàn)代分子技術(shù)進(jìn)一步對甘薯花青素性狀進(jìn)行改良

花青素是一類黃酮類化合物，廣泛存在高等植物著色和大多數(shù)花中主要水溶性色素，是甘薯營養(yǎng)品質(zhì)改良的主要目標(biāo)[15-16]。迄今為止，紫肉甘薯品種的選育全部采用的是傳統(tǒng)雜交育種，具有周期長，過程繁瑣等缺點(diǎn)，特別是當(dāng)選育的品種僅在某個(gè)單一性狀存在短板時(shí)，難以再通過雜交方式予以補(bǔ)齊?，F(xiàn)代生物技術(shù)育種技術(shù)的發(fā)展，特別是甘薯單倍型基因組測序的完成[17-18]和基因編輯技術(shù)日新月異，為甘薯花青素性狀分子育種提供了可能。

目前，已有不少研究現(xiàn)代分子技術(shù)運(yùn)用于花青素品質(zhì)改良中。Park等研究表明：R2R3型蛋白IbMYB1是甘薯塊根中花青素生物合成的關(guān)鍵調(diào)控因子，在紅心甘薯中過表達(dá)IbMYB1基因可獲得富含花青素的紫橙肉甘薯[19-20]。Wang等人研究表明IbDFR基因的表達(dá)與甘薯葉、莖和根中的花青素積累密切相關(guān)。利用RNAi的方法抑制轉(zhuǎn)基因甘薯中IbDFR的表達(dá)，大大減少了幼葉，莖和貯藏根中的花青素積累。糖基化有助于植物中花青素的多樣性和穩(wěn)定性，這個(gè)過程是由幾種葡萄糖基轉(zhuǎn)移酶利用不同的花青素苷元和糖基供體催化反應(yīng)的。其中甘薯中花色苷3-O-葡萄糖苷-2-O-葡萄糖基轉(zhuǎn)移酶(Ib3GGT)的表達(dá)與甘薯發(fā)育過程中不同組織中花青素的積累有關(guān)，并受轉(zhuǎn)錄因子IbMYB1的調(diào)控[21]。

目前現(xiàn)代分子育種技術(shù)對農(nóng)作物的單一目標(biāo)性狀進(jìn)行改良較為成熟，由于甘薯倍性高，遺傳復(fù)雜，新興的模塊化設(shè)計(jì)育種在甘薯中極難實(shí)現(xiàn)。川紫薯6號具有產(chǎn)量高，薯形外觀好，結(jié)薯集中適宜機(jī)械化等突出特點(diǎn)，是開展單一性狀基因改良并具有良好應(yīng)用價(jià)值的材料。作為鮮食使用時(shí)，花青素含量過高會影響紫肉甘薯的食味品質(zhì)，但作為花青素色素提取用途，則對花青素含量有更高的需求。川紫薯6號花青素含量在已有紫肉甘薯品種中處于中等水平。在今后的研究中，可利用基于DNA-Free的基因編輯技術(shù)對川紫薯6號的花青素品質(zhì)進(jìn)行局部強(qiáng)化改良，進(jìn)一步提高其花青素含量，以增加其作為花青素提取用途時(shí)的效益，滿足加工企業(yè)對于專用型品種的不同需求。

4.2 市場開發(fā)利用前景

川紫薯6號花青素含量適中，沒有紫肉甘薯常見的苦澀味，纖維含量少，適合作為鮮食甘薯進(jìn)行開發(fā)利用，市場銷售價(jià)格往往是普通甘薯的3倍以上?；ヂ?lián)網(wǎng)成為紫肉甘薯主要的銷售渠道之一，主要客戶是中青年消費(fèi)人群。川紫薯6號所具有的外觀內(nèi)在品質(zhì)、高商品薯率和耐貯藏性使其在網(wǎng)絡(luò)銷售中具有強(qiáng)大競爭力，而產(chǎn)量高的特性使產(chǎn)值較高，穩(wěn)產(chǎn)性好，大大降低了種植的風(fēng)險(xiǎn)，在偏遠(yuǎn)貧困地區(qū)，利用川紫薯6號進(jìn)行特色農(nóng)產(chǎn)品開發(fā)，可幫助貧困農(nóng)戶實(shí)現(xiàn)增收脫貧。

與其他天然色素相比，甘薯花青素具有原料來源方便、廉價(jià)、低成本、無污染等特點(diǎn)，且穩(wěn)定性好，抗光氧化性較強(qiáng)。目前該品種已作為加工原料，進(jìn)行紫薯全粉加工和花青素提取，加入到面粉中制成紫色蛋糕、面包、面條等各種加工產(chǎn)品，亦可制成紫色薯片、薯?xiàng)l、薯泥等加工產(chǎn)品，提升其產(chǎn)品附加值。

5 結(jié)論

通過四川省甘薯區(qū)域試驗(yàn)、生產(chǎn)試驗(yàn)和國家甘薯產(chǎn)業(yè)體系新品系試驗(yàn)(西南區(qū))表明：川紫薯6號是豐產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)性好、商品薯率高、綜合性狀突出的紫肉甘薯新品種，適合在四川及周邊地區(qū)推廣種植。