3個馬鈴薯新品系及其親本農藝性狀分析評價

李晉田，姚燕輝，邢麗斌，安 苗，彭鎖堂,2，段永紅*

（1.山西農業大學農學院，山西 晉中 030600；2.山西蓬勃農業科技股份有限公司，山西 大同 037000）

馬鈴薯（Solanum tuberosumL.）屬茄科茄屬，一年生草本塊莖植物，是世界第四大糧食作物[1]。中國是第一大馬鈴薯生產國，產量占世界總產量的1∕4 左右[2]。據統計，2021 年中國馬鈴薯種植面積約為461 萬hm2，同比下降1.08%；總產量在1 831 萬t 左右，同比增長1.81%，居世界首位[3]。馬鈴薯塊莖內主要含有淀粉、蛋白質、還原糖、維生素C 等營養物質，其淀粉含量遠高于小麥、水稻和玉米[4]。彩色馬鈴薯因含有豐富的花青素，可作為重要的健康功能性天然食品，其市場需求也逐年增長，因此，育種學家將目標集中到了高花青素含量的彩色馬鈴薯新品種選育上[5-8]。中國的馬鈴薯育種工作始于20 世紀40 年代[9]，主要育成有克新、中薯、青薯、晉薯、隴薯等系列品種，這些品種在中國馬鈴薯產業發展中占有重要位置[10]。近年來，中國已有一些育成彩色馬鈴薯品種的相關研究報道，如云南省農業科學院經濟作物研究所育成的‘云薯603’[11]和‘紫云1 號’[12]、延邊朝鮮族自治州農業科學院育成的‘延薯15 號’[13]，都是通過雜交選育出來的彩薯新品種。

試驗以團隊選出的高產量彩薯476 作父本，鮮食型馬鈴薯品種‘麗薯6號’‘隴薯10號’和‘民豐紅’作母本，根據優缺點互補的親本組配原則進行田間雜交育種，經過多代無性系篩選后獲得3 個無性系，比較其與親本在植株性狀、塊莖性狀、產量性狀和品質性狀上的差異，篩選出高產、優質和專用型馬鈴薯新品系，為下一步新品種的登記、示范以及推廣提供試驗依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

親本材料彩薯476、‘麗薯6 號’‘隴薯10 號’和‘民豐紅’，3 個高世代無性系新品系‘LS6476-16’‘LS10476-9’和‘MFH476-27’，均由山西蓬勃農業科技股份有限公司提供。

1.2 試驗設計

采用隨機區組設計，設3 次重復，每個小區長3 m，寬5 m，面積15 m2，試驗材料于2021 年5 月18 日播種，9 月27 日收獲。定期進行田間管理，適時收獲后，塊莖放置于陰涼通風的倉庫中貯藏。第15 d測定各個指標[14]。

1.3 試驗方法

根據馬鈴薯在試驗過程中的生長發育規律，于現蕾期（2021 年8 月2 日）對植株性狀包括株高、莖粗、主莖數和分枝數進行觀察測量并記錄；在馬鈴薯成熟（2021 年9 月27 日）后，每個小區隨機選10 株無感病正常成熟枯萎植株的地下塊莖，觀察并記錄塊莖性狀，包括芽眼深淺、病害程度、有無裂薯、薯皮薯肉顏色；記錄并計算產量和產量性狀，包括單株產量、單薯平均鮮重、大中薯數、單株平均結薯數和商品薯率[15]；選取有代表性的薯塊，經處理后測定馬鈴薯的品質，采用2,6-二氯靛酚滴定法[15]測定維生素C含量，采用分光光度碘試劑法測定淀粉含量[16]，采用雙縮脲法[15]測定蛋白質含量，采用3,5-二硝基水楊酸（DNS）比色法[15]測定還原糖含量，采用烘干法測定干物質含量[15]。

1.4 數據處理

采用Microsoft Excel 2010 軟件進行數據統計，采用SPSS（Statistical Product and Service Solutions）25.0進行數據方差分析。

2 結果與分析

2.1 新品系‘LS6476-16’與親本性狀比較

2.1.1 新品系‘LS6476-16’與親本植株性狀比較

新品系‘LS6476-16’株高是59.47 cm，顯著高于其父本而低于其母本，介于兩親本之間；莖粗為14.80 mm，均高于其親本，但與親本無顯著差異；主莖數為1.00 個，與父母本一致；分枝數是15.33 個，顯著高于父本476，略高于其母本，但差異不顯著（表1）。

表1 新品系‘LS6476-16’與親本植株性狀比較Table 1 Comparison of plant traits between new breeding line'LS6476-16'and its parents

2.1.2 新品系‘LS6476-16’與親本產量和產量性狀比較

新品系‘LS6476-16’與其親本在產量和產量性狀上有一定差異但差異均不顯著。‘LS6476-16’的單株產量為886.65 g，高于兩親本，較父本476增產28.65%，較母本增產18.90%；單薯平均鮮重均低于兩親本；大中薯數為5.00 個、單株結薯數為13.00 個，均高于父母本；商品薯率為81.34%，高于母本‘麗薯6號’但低于父本476，介于兩親本之間（表2）。

表2 新品系‘LS6476-16’與親本產量和產量性狀比較Table 2 Comparison of yield and yield components between new breeding line'LS6476-16'and its parents

2.1.3 新品系‘LS6476-16’與親本品質性狀比較

新品系‘LS6476-16’的維生素C、干物質含量與母本‘麗薯6 號’有顯著差異，而淀粉、蛋白質和還原糖含量與父母本均有顯著差異。‘LS6476-16’維生素C 含量為9.99 mg∕100 g，顯著高于母本而低于父本，介于兩親本之間；淀粉、還原糖含量分別為16.30%、0.40%，均顯著高于兩親本；蛋白質含量顯著高于母本而低于父本，介于兩親本之間，為2.07%；干物質含量為21.11%，高于其親本，較母本含量增長25.06%（表3）。

2.2 新品系‘LS10476-9’與親本性狀比較

2.2.1 新品系‘LS10476-9’與親本植株性狀比較

新品系‘LS10476-9’株高、莖粗和分枝數均與父母本有顯著差異。主莖數只與母本有顯著差異。‘LS10476-9’株高為58.20 cm，顯著高于親本；莖粗為9.57 mm，顯著低于兩親本；主莖數為1.00 個，與父本一致；分枝數為12.67 個，顯著高于兩親本（表4）。

表4 新品系‘LS10476-9’與親本植株性狀比較Table 4 Comparison of plant traits between new breeding line'LS10476-9'and its parents

2.2.2 新品系‘LS10476-9’與親本產量和產量性狀比較

與親本相比，新品系‘LS10476-9’在產量和產量性狀上有一定差異，但均不顯著。‘LS10476-9’單株產量超過其父母本，為1 016.32 g，且較父本476 增產47.46%，較母本‘隴薯10 號’增產7.29%；單薯平均鮮重為105.58 g，接近父本476；大中薯數為5.33 個，高于父本476，與母本‘隴薯10 號’一致；單株結薯數為10.33 個，高于兩親本；商品薯率較兩親本相比較低，為85.04%（表5）。

表5 新品系‘LS10476-9’與親本產量和產量性狀比較Table 5 Comparison of yield and yield components between new breeding line'LS10476-9'and its parents

2.2.3 新品系‘LS10476-9’與親本品質性狀比較

新品系‘LS10476-9’與其親本相比維生素C含量差異不顯著，而在淀粉、蛋白質、還原糖和干物質含量上有顯著差異。‘LS10476-9’維生素C含量為10.23 mg∕100 g，較母本含量高，與父本含量相差不大；淀粉含量為16.20%，顯著高于父母本；蛋白質含量顯著低于父本；還原糖含量為0.24%，顯著低于父本而接近母本含量；干物質含量為28.92%，顯著高于兩親本，較母本‘隴薯10號’含量增加51.33%（表6）。

表6 新品系‘LS10476-9’與親本品質性狀比較Table 6 Comparison of quality traits between new breeding line'LS10476-9'and its parents

2.3 新品系‘MFH476-27’與親本性狀比較

2.3.1 新品系‘MFH476-27’與親本植株性狀比較

新品系‘MFH476-27’株高為60.23 cm，高于父本而顯著低于母本，為雙親中間型；莖粗為14.00 mm，顯著高于母本；主莖數低于母本，與父本一致；分枝數為15.33個，顯著高于父母本（表7）。

表7 新品系‘MFH476-27’與親本植株性狀比較Table 7 Comparison of plant traits between new breeding line'MFH476-27'and its parents

2.3.2 新品系‘MFH476-27’與親本產量和產量性狀比較

新品系‘MFH476-27’與親本比較在單株產量、單薯平均鮮重、大中薯數和單株結薯數上有顯著差異，而在商品薯率上無顯著差異。‘MFH476-27’單株產量顯著高于父母本且大于兩親本單株產量之和，為1 333.59 g，較父本476 增產93.50%，較母本‘民豐紅’增產161.19%；單薯平均鮮重低于父母本，且與父本差異顯著；大中薯數為6.00 個，顯著高于母本；單株結薯數為21.33 個，顯著高于父母本；商品薯率為63.93%，高于母本而低于父本，介于兩親本之間（表8）。

表8 新品系‘MFH476-27’與親本產量和產量性狀比較Table 8 Comparison of yield and yield components between new breeding line'MFH476-27'and its parents

2.3.3 新品系‘MFH476-27’與親本品質性狀比較

與親本相比，新品系‘MFH476-27’在維生素C、淀粉、蛋白質和還原糖含量上有顯著差異，而干物質含量無顯著差異。‘MFH476-27’維生素C、淀粉含量分別為12.58 mg∕100 g 和14.78%，均顯著高于父本476 而低于母本‘民豐紅’，為雙親中間型；蛋白質含量為2.79%，顯著高于母本但低于父本，介于兩親本之間；還原糖含量為0.12%，顯著低于父母本；干物質含量介于兩親本之間但相差不大，為21.26%（表9）。

表9 新品系‘MFH476-27’與親本品質性狀比較Table 9 Comparison of quality traits between new breeding line'MFH476-27'and its parents

2.4 3個新品系與其親本塊莖性狀比較

3 個新品系均無裂薯病薯且芽眼均淺，薯形、薯皮和薯肉顏色性狀有一定差異。新品系‘LS6476-16’‘LS10476-9’和‘MFH476-27’薯形分別為扁橢圓、橢圓和扁橢圓，均與其母本薯形表現一致。

新品系‘LS6476-16’薯皮為紅色，薯肉為紅紋，為雙親中間型；新品系‘LS10476-9’薯皮薯肉均為黃色，與母本‘隴薯10 號’表現一致；新品系‘MFH476-27’皮色表現接近其母本，為深紅色，薯肉為紅紋，介于兩親本之間（表10）。供試材料外觀表型見圖1。

表10 新品系與其親本塊莖性狀比較Table 10 Comparison of tuber traits between new breeding lines and their parents

圖1 新品系及其親本的塊莖薯形差異Figure 1 Tuber shape differences between new breeding lines and their parents

2.5 新品系與其親本農藝性狀相關性分析

2.5.1 新品系及其親本產量性狀相關性

單株產量與大中薯數、單株結薯數呈極顯著正相關，相關系數分別為0.765、0.761；單薯平均鮮重與商品薯率也呈極顯著正相關，相關系數為0.751；大中薯數與單株結薯數、商品薯率呈顯著正相關，相關系數分別為0.494、0.523；單株結薯數與單薯平均鮮重呈極顯著負相關，相關系數為-0.586（表11）。各產量因子既獨立又相互聯系。

表11 新品系產量性狀相關性Table 11 Correlation between yield and traits of new breeding lines

2.5.2 新品系及其親本品質性狀相關性

維生素C 含量與淀粉含量、淀粉含量與干物質含量呈極顯著正相關，相關系數分別為0.648、0.606，維生素C 含量與蛋白質含量呈顯著正相關，相關系數為0.494，各品質指標間表現一定的相關性（表12）。

表12 新品系品質性狀相關性Table 12 Correlation between quality and traits of new breeding lines

3 討 論

通過薯形性狀可以鑒別馬鈴薯品種特性及評判其加工用途，不同薯形可以應對不同的消費習慣及不同的加工產品[17]。本試驗3 個馬鈴薯新品系‘LS6476-16’‘LS10476-9’和‘MFH476-27’薯形分別為扁橢圓、橢圓和扁橢圓，芽眼均淺，基本符合薯條加工型馬鈴薯對薯形的要求[18]。已有研究表明，馬鈴薯塊莖薯肉顏色深淺和色素分布等由數量性狀基因控制[19]，若雜交父本為彩色薯肉，母本為白色薯肉，則后代薯肉顏色較淺。本試驗中新品系父本的薯肉為深紫色，母本薯肉均為黃色，新品系‘LS6476-16’和‘MFH476-27’薯肉均為紅紋，與父本相比顏色較淺，與上述研究結果一致。

高產是培育新品種的基本目標，也是優良品種必須具備的條件。中國在很長時間內都是通過雜交這一途徑來提高農作物的產量。產量和商品薯率是影響馬鈴薯種植經濟效益的關鍵因素[20]。本試驗 的3 個 新 品 系‘LS6476-16’‘LS10476-9’和‘MFH476-27’單株產量均高于親本，分別為886.65，1 016.32 和1 333.59 g∕株；新品系‘LS6476-16’和‘MFH476-27’商品薯率低于父本高于母本，分別為81.34%、63.93%，新品系‘LS10476-9’商品薯率低于父母本為85.04%。李虹彩等[21]分析了馬鈴薯各產量構成因素對產量的影響，指出單株塊莖重對單株產量的直接影響極顯著，且單株塊莖重量越大，單株平均塊莖數量越少。齊文等[22]發現平均薯塊質量與馬鈴薯產量呈極顯著正相關，與單株薯塊數呈極顯著負相關。李平芳等[23]在對2 個甘薯品種產量及商品薯率相關性分析中提出，商品薯率與商品薯塊個數呈極顯著的正相關關系，與單薯重呈正相關但不顯著。李鑫[24]研究結果表明，馬鈴薯商品薯率與單株結薯數呈顯著負相關。以上研究結果與本研究結果基本一致，單株產量受單株結薯數和單薯平均鮮重影響，單株產量與單株結薯數呈極顯著正相關，單株結薯數和單薯平均鮮重呈極顯著負相關，在產量一定的情況下，單株結薯數越高，其單薯平均鮮重越低。商品薯率受單株結薯數、大中薯數和單薯平均鮮重影響，商品薯率與單株結薯數呈負相關，與大中薯數呈顯著正相關關系，與單薯平均鮮重呈顯著正相關。相關關系的顯著性略有差別，可能與選用品種、種植環境、收獲時成熟度等因素有關，還有待進一步驗證。

馬鈴薯中淀粉、還原糖、干物質等營養物質的含量是評價其品質的重要指標[25]。不同加工方式對各品質指標的含量要求不同[26]。淀粉加工型馬鈴薯要求淀粉含量在16%以上[18]，新品系‘LS6476-16’和‘LS10476-9’淀粉含量分別為16.30%、16.20%，均符合淀粉加工型的要求。薯條加工型馬鈴薯要求薯形為長形或長橢圓形，還原糖含量低于0.25%，干物質含量在21%～23%[18]。本試驗中新品系‘MFH476-27’薯形為扁橢圓，還原糖含量為0.12%、干物質含量為21.26%，符合薯條加工型對馬鈴薯的要求。李建武等[27]分析了隴薯系列高淀粉品種的品質性狀間相關性，吳琪瀅等[28]研究了西北地區不同馬鈴薯品種質量指標相關性，結果均顯示，淀粉含量與干物質含量呈極顯著正相關。趙宇慈等[29]研究結果也表明，還原糖含量與淀粉含量之間幾乎無相關性。潘峰[30]研究也指出，干物質含量與還原糖含量為極顯著負相關。由各新品系的不同品質含量可以看出，不同品質性狀之間存在一定的相關性[27]，且本試驗結果與以上研究結果基本一致，即淀粉含量與干物質含量呈極顯著正相關，干物質含量高的，其淀粉含量也高；還原糖含量與淀粉含量之間相關性很小；干物質含量與還原糖含量呈負相關，未達到顯著水平，可能與試驗材料、收獲時的成熟度以及測定方法有關。

本試驗表明：3個新品系‘LS6476-16’‘LS10476-9’和‘MFH476-27’塊莖性狀、產量性狀及品質性狀表現優良且各有特點，新品系‘MFH476-27’綜合表現突出。