食用木薯新品種桂木薯9號的選育及適應性研究

陸柳英 嚴華兵 曾文丹 肖亮 李恒銳 鄭剛輝 韋婉羚 陳碧梅 曹升 尚小紅 施平麗 王穎

摘??要：食用木薯是世界上最重要的糧食作物之一，也是我國華南地區的特色薯類雜糧作物，選育高β-胡蘿卜素、綜合品質優良的食用型新品種是木薯育種工作的重要方向之一。桂木薯9號（Manihot?esculenta?Crantz?cv.?Gui?9）是從新選048自交收獲的未完全成熟果實中采用胚挽救技術獲得再生苗選育的優良品種。該品種主要特征為株型直立、塊根水平分布、薯形圓柱-圓錐型、塊根外皮淡褐色或內皮粉紅色、塊根肉質橘黃色。鮮薯平均產量在區域試驗和生產性試驗中分別達到（45.12±7.04）t/hm2、（40.84±3.88）t/hm2；經檢測，塊根肉質淀粉含量為26.3%，β-胡蘿卜素含量為454?μg/100?g，氫氰酸含量為35.1?mg/kg，總糖含量為2.0?g/100?g，膳食纖維含量為4.43?g/100?g，鉀含量為553?mg/100?g。該品種富含β-胡蘿卜素、膳食纖維及礦物質元素，且鮮食口感脆甜，被譽為“胡蘿卜木薯”，其蒸煮食用及制作的木薯汁在色澤和口感上具有獨特優勢。該品種豐產性和適應性強，中抗朱砂葉螨，適宜密植和機械采收，可在我國廣西、廣東、海南、江西等木薯產區推廣種植。桂木薯9號新品種的選育，為木薯食品化發展提供了品種支撐，可對木薯產業提質增效和可持續發展起到促進作用。

關鍵詞：食用木薯；桂木薯9號；β-胡蘿卜素；選育；適應性中圖分類號：S533??????文獻標識碼：A

Study?on?Reeding?and?Adaptability?of?a?New?Edible?Cassava?Cultivar?（cv.?Gui?9）

LU?Liuying1，?YAN?Huabing1，?ZENG?Wendan1，?XIAO?Liang1，?LI?Hengrui2，?ZHENG?Ganghui3，?WEI?Wanling2，?CHEN?Bimei3，?CAO?Sheng1，?SHANG?Xiaohong1，?SHI?Pingli1，?WANG?Ying1*

1.?Guangxi?Academy?of?Agricultural?Sciences，?Nanning，?Guangxi?530007，?China;?2.?Guangxi?South?Subtropical?Agricultural?Science?Research?Institute，?Chongzuo，?Guangxi?532415，?China;?3.?Hepu?County?Agricultural?Science?Research?Institute，?Beihai，?Guangxi?536100，?China

Abstract：?Edible?cassava?is?an?important?food?crop?in?the?world?and?a?characteristic?potato?crop?in?South?China.?New?edible?varieties?with?high?β-carotene?and?excellent?comprehensive?quality?are?one?of?the?important?directions?of?cassava?breeding.?Manihot?esculenta?Crantz?cv.?Gui?9?was?obtained?from?immature?fruits，?using?embryo?rescue?technology，?which?were?harvested?from?in-bred?crossing?population?using?XX048?as?the?female.?The?main?characters?of?the?variety?were?erect?plant?type，?tubers?distributed?horizontally，?cylindrical?conical?in?shape，?tubers?of?light?brown?skin，?pink?endothelium?and?orange?flesh.?The?fresh?tuber?yield?was?（45.12±7.04）?t/hm2?and?（40.84±3.88）t/hm2?respectively?in?the?regional?test?and?production?test.?The?starch?content?of?fresh?tuber?detected?was?26.3%，?β-carotene?content?was?454?μg/100?g，?hydrocyanic?acid?content?was?10-20?mg/kg，?tatal?sugar?content?was?2.0?g/100?g，?dietary?fiber?and?potassium?content?was?4.43?g/100?g?and?553?mg/100?g?respectively.?Gui?9?is?an?edible?cassava?variety?in?China?with?the?highest?β-carotene?content?in?tuber?at?present，?rich?in?β-carotene，?dietary?fiber?and?minerals，?fresh?taste?crisp?and?sweet，?known?as?“carrot?cassava”，?with?unique?advantages?in?color?and?taste?in?cooking?and?making?cassava?juice.?Gui?9?has?high?yield?and?strong?adaptability?with?moderately?resistance?to?cinnabar?Tetranychus?mites，?and?is?suitable?for?dense?planting?and?mechanical?harvesting.?It?could?be?popularized?in?cassava?producing?areas?such?as?Guangxi，?Guangdong，?Hainan?and?Jiangxi?provinces.?The?breeding?of?Gui?9?would?provide?variety?support?for?the?development?of?cassava?food，?and?promote?the?quality?improvement，?efficiency?increase?and?sustainable?development?of?cassava?industry.

Keywords：?edible?cassava;?Gui?9;?β-carotene;?breeding;?adaptability

DOI：?10.3969/j.issn.1000-2561.2023.12.006

木薯（Manihot?esculenta?Crantz）是大戟科木薯屬植物，世界三大薯類（馬鈴薯、甘薯、木薯）作物之一，全球第六大糧食作物，是世界近10億人的主糧[1]。木薯可食用、飼用和作為工業原料，其食品化利用可為中國糧食安全問題提供有效補充[2]，也是保障木薯產業可持續發展的重要舉措。食用木薯具有較為豐富的營養成分，作為特色薯類雜糧開發利用，市場前景廣闊，產品附加值高，對優化國民膳食結構、豐富飲食文化、提高木薯產值均起到了積極作用。然而，目前國內高產優質的食用木薯品種較少，急需培育一批優質的食用木薯品種或品系來支撐木薯的食用化發展[3]。

自然界中木薯塊根肉質顏色以白色為主，長期以白肉木薯為主食易導致維生素A缺乏并引發視力下降、夜盲癥、干眼癥等疾病[4-5]，而木薯塊根中的類胡蘿卜素不僅可幫助富集維生素A源，提高蛋白質含量，還可延緩采后生理衰變[6]。因此，選育高類胡蘿卜素含量的木薯品種，是育種學家關注的焦點[7]。桂木薯9號是以高β-胡蘿卜素、綜合品質優良的適宜鮮食加工的高產食用木薯為選育目的，通過自交分離結合胚挽救[8]、分子輔助育種等手段，經系統選育獲得的新品種，2021年12月通過熱帶作物品種審定（編號熱品審2021003）。

1??材料與方法

1.1??材料

品種（♀新選048×♂新選048）親本材料為新選048，是2006年廣西大學從木薯種質資源ZM93-16的自然變異群體中選出優良單株，經過系統選育和定向選擇育成的木薯品種，主要用于飼用和工業用[9]。參試對照品種為南植199，是1995年中國科學院華南植物所從國外引進的組培苗中經無性系多代評選育成的木薯品種，是目前廣西區內種植面積最大的甜木薯品種。

1.2??方法

1.2.1??選育過程??2011年對新選048進行環境嚴格控制（育種基地周邊5?km范圍內無其他品種木薯種植）的開放自交授粉，對收獲的未完全成熟果實進行胚挽救，獲得再生苗后繼代、大棚煉苗移栽；2012年起，通過田間觀測結合分子標記篩選塊根低氫氰酸材料、鑒定木薯薯肉顏色篩選塊根高β-胡蘿卜素含量材料等，獲得優異株系；2013—2015年在廣西農業科學院武鳴里建育種基地進行品種比較試驗；2016—2017年在廣西武鳴、廣西合浦、廣西龍州、海南樂東以及江西贛州進行區域性試驗；2018—2019年開展生產性試驗；2020年12月通過專家現場鑒評，正式命名為桂木薯9號；2021年12月通過全國熱帶作物品種審定。

1.2.2??品種比較試驗??品種比較試驗在廣西農業科學院武鳴里建育種基地開展。2013年初級系比試驗，2014年中級系比試驗，2015年高級系比試驗，試驗采用隨機排列區組設計，小區面積為25.6?m2（4.0?m?6.4?m），重復3次，株行距為1.0?m?0.8?m，以南植199品種為對照。觀測項目包括植物學性狀、鮮薯產量、淀粉含量、氫氰酸含量、病蟲害抗性等。其中淀粉含量參照GB/T?5009.9—2016，氫氰酸含量采用快速檢測比色法，其檢測結果顯示顏色區域分為9個區域，對應9個等級Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ、Ⅷ、Ⅸ，分別代表其氫氰酸含量區間為0～5、5～10、10～20、20～30、30～50、50～100、100～200、200～400、400～800?mg/kg[10]，病蟲害抗性參照木薯朱砂葉螨抗性鑒定方法[11]。

1.2.3??品種區域試驗??區域試驗于2016—2017年分別在廣西南寧市武鳴區鑼圩鎮、廣西合浦縣廉州鎮、廣西龍州縣彬橋鄉、海南樂東縣九所鎮、江西贛州市沙石鎮開展。采用隨機區組設計，小區面積為60?m2，重復3次，株行距為1.0?m?0.8?m，以南植199品種為對照。觀測項目包括生物學性狀穩定性、鮮薯產量、氫氰酸含量、抗性等。

1.2.4??品種生產試驗??生產性試驗于2018—2019年分別在廣西南寧市武鳴縣鑼圩鎮、廣西合浦縣廉州鎮沖村、廣西龍州縣彬橋鄉、海南樂東縣九所鎮、江西贛州市沙石鎮開展，參試品種為新品種桂木薯9號和對照南植199，各試驗點總種植面積分別為1.0、1.7、1.7、0.7、0.7?hm2。品種采用間排法排列，重復3次，株行距為1.0?m??0.8?m，觀測項目包括產量、氫氰酸含量、食用品質等。

1.2.5??鮮薯品質指標的測定??根據抽樣均勻性和具有代表性原則，通過五點取樣法進行田間鮮薯塊根采集和混樣，取鮮薯塊根5?kg作為樣品送至農業農村部亞熱帶果品蔬菜質量監督檢驗測試中心進行鮮薯氫氰酸含量、總糖、蛋白質、β-胡蘿卜素、淀粉、膳食纖維、水分、礦物質（鉀、鈣）含量檢測。其中氫氰酸含量參照GB/T?5009.5—2016、總糖含量參照GB/T?5009.8—2016、蛋白質含量參照GB/T?5009.5—2016、β-胡蘿卜素含量參照GB/T?5009.83—2016、淀粉含量參照GB/T?5009.9—2016、膳食纖維含量參照GB/T?5009.88—2014、水分含量參照GB/T?5009.3—2016、鉀含量參照GB/T?5009.91—2017、鈣含量參照GB/T?5009.92—2016?完成。

1.2.6??指紋圖譜鑒定??對桂木薯9號（P9）、新選048（母本）等在內的11份種質進行微衛星DNA（SSR）分子標記，可擴增唯一特征帶的引物見表1。利用35對微衛星標記引物，在1.2%的瓊脂糖凝膠上以120?V電泳30?min進行擴增，通過等位基因對比獲取目標品種唯一特征帶，作為該品種的標記指紋。

2??結果與分析?

2.1??品種比較試驗結果

由表2可知，3年品種比較試驗，桂木薯9號的鮮薯產量均顯著高于對照南植199，平均增產14.7%；平均鮮薯淀粉含量為23.1%，比對照降低了6.8個百分點；桂木薯9號氫氰酸含量為20～30?mg/kg，比對照南植199品種低1個等級；對木薯朱砂葉螨表現為中抗（MR）。

2.2??品種區域試驗

2016—2017年品種區域試驗結果見表3，桂木薯9號平均鮮薯產量為45.12?t/hm2，比對照南植199增產15.84%，2年間不同區域產量增幅–5.85%～37.51%；塊根氫氰酸含量范圍值為20～?30?mg/kg，比對照南植199品種30～50?mg/kg低1個等級；對朱砂葉螨的抗性均表現為中抗。桂木薯9號品種在廣西、海南和江西區試點表現適應性較好，可通過生產試驗進一步驗證。

2.3??品種生產試驗

2018—2019年生產試驗結果見表4，桂木薯9號平均鮮薯產量為40.84?t/hm2，比對照南植199增產13.10%。2年間不同區域產量增幅為–4.30%～?33.32%；塊根氫氰酸含量范圍值為20～30?mg/kg，表現穩定。由此可見，在生產性試驗中，桂木薯9號同樣具有良好的豐產性和穩定性。

2.4??現場鑒評結果

2020年12月23日，由農業農村部南亞熱帶作物中心組織相關專家，在廣西壯族自治區崇左市龍州縣彬橋鄉南亞社區對桂木薯9號品種進行現場鑒評，示范種植面積3333.33?m2，植后8個月，隨機取樣，3次重復，測產小區面積為8.00?m2，平均小區產量為42.97?kg，折合鮮薯產量為53.72?t/hm2，比對照南植199增產56.0%。其結果與歷年區域性試驗和生產性試驗結果一致，增產達到顯著水平。現場采用塊根氫氰酸含量快速檢測方法，桂木薯9號鮮薯薯肉氫氰酸含量為20～?30?mg/kg，低于對照1個等級。

3??品種特征特性

3.1??生物學特征

桂木薯9號生育期8～10個月，為中熟品種，其植物學特征表現為株型直立，株高2.5～4.0?m；

葉片綠色，掌狀深裂，裂片9片，裂片披針形，中間裂葉長19.0～22.0?cm，寬4.0～5.0?cm，頂端嫩葉綠色，葉柄綠帶紅色，葉脈淺綠色，葉柄長28.0～35.0?cm；成熟主莖莖粗27.0～40.0?mm，中下部外皮灰白色，主莖內皮淺綠色；塊根水平分布，薯形為圓柱-圓錐型，稍有縊痕，塊根外皮淡褐色、內皮粉紅色，塊根肉質橘黃色；圓錐花序，花萼淺紅色，子房紫綠色，蒴果橢圓狀，長1.4～1.8?cm，直徑1.2～1.6?cm，表面光滑，具6條狹縱翅，果皮綠色；成熟種子扁圓形，長約1.0?cm，直徑約0.5?cm，種皮黑色硬殼質，具花紋（圖1）。

3.2??食用品質特征

經農業農村部亞熱帶果品蔬菜質量監督檢驗測試中心檢測，結果見表5。桂木薯9號鮮薯薯肉氫氰酸含量為35.1?mg/kg，總糖含量為2.0?g/100?g，β-胡蘿卜素含量為454.00?μg/100?g，膳食纖維含量為4.43?g/100?g，鉀含量為553?mg/100?g，均高

于對照南植199和被譽為“蛋黃木薯”的華南9號[12]，具有富含β-胡蘿卜素、膳食纖維及礦物質等特點，營養價值豐富；在食味方面，適宜蒸煮食用及制作木薯汁等，其在色澤和口感上有獨特優勢。由于桂木薯9號氫氰酸含量低，薯肉橘黃色，鮮食口感脆甜，也被譽為“胡蘿卜木薯”。

3.3??指紋圖譜鑒定

對桂木薯9號、新選048（母本）在內的11個木薯種質的SSR鑒定結果發現，桂木薯9號在引物C24、C58上具有唯一的特征帶C24-hi/C58-b（表6，圖2），因此，C24、C58可作為該品種的標記指紋。

4??討論與結論

桂木薯9號是通過嚴格控制周邊環境進行開放自交，從自交F1代群體中選育出來的優良品種。自花授粉雜交是創制種質資源的方式之一，自交使基因快速純合，且產生的加性效應使一些控制優異性狀的基因對表型的貢獻值疊加，產生極端表型的個體。CEBALLOS等[13]在自交系群體中發現了珍貴的“糯木薯”種質資源；KAWUKI等[14]以6個木薯的自交系群體為材料，篩選到了支鏈淀粉含量、收獲指數和根干物質含量等農藝性狀高于對應親本的種質資源；TADEO等[15]在Tz/130的第一代自交群體中篩選到抗褐條紋病毒病的木薯材料。本育種團隊通過構建新選048自交系群體，結合胚挽救技術解決廣西區內木薯結實成熟度不高、后期敗育等問題，并采用SNAP分子標記鑒定塊根氫氰酸含量基因型[16]、CAPS分子標記鑒定木薯薯肉顏色篩選高β-胡蘿卜素含量材料[17]等手段，從近千份資源材料中篩選獲得具有低HCN、高類胡蘿卜素含量等優良性狀的株系。因此，通過自交系群體構建選育優良食用木薯品種是一種快速有效的育種方法[18]。

2017—2018年，廣西合浦試驗點出現較大程度的白蟻危害，桂木薯9號品種可能由于鮮薯甜度較大，遭受了相比對照品種明顯的產量損失；2018年在海南樂東試驗點，桂木薯9號由于遭受臺風影響，也造成了一定產量損失。其余年份及試驗點均表現豐產性、穩產性較好。因此，該品種適宜在廣西、廣東、海南、江西等?。▍^）木薯種植區推廣，在種植過程中應注意采取防蟲防風措施。

桂木薯9號是目前國內選育品種中塊根β-胡蘿卜素含量最高的木薯品種[19-21]，含量達到454.00?μg/100?g。由于該品種塊根薯肉呈橘黃色，鮮食口感脆甜，被譽為“胡蘿卜木薯”。桂木薯9號品種營養價值豐富，蒸煮食用及制作木薯汁表現口感細膩、風味獨特、色澤明亮，深受餐飲業好評[22]。由于其豐產性和適應性強，病蟲害較少，適宜密植和機械采收，易于打造成為天然健康的綠色薯類雜糧，目前在廣西南寧、合浦、玉林等地推廣種植深受農戶喜愛，按桂木薯9號產量為40.0～45.0?t/hm2，單價為1000元/t計，鮮薯產值可達4.0萬～4.6萬元/hm2，經濟效益顯著。

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