木薯新品種桂薯1289的選育與抗螨性研究

關鍵詞：木薯；桂薯1289；高產高淀粉；抗螨性；品種選育

中圖分類號：S533 文獻標志碼：A

木薯（Manihot esculenta Crantz）被稱為世界三大薯類作物之一，從用途上可分工業用、食品用和飼料用3 種，具有廣闊的應用前景[1]。當前，我國木薯加工產業的發展已逐步從初級階段向快速發展階段轉變，加工產品逐漸多樣化，加工原料需求旺盛。廣西是我國木薯優勢產區和重要加工基地，種植面積和加工產量均占全國的70%左右[2]。近10 年來，廣西木薯產業發展面臨品種退化、新品種更新慢和自主創新品種少等突出問題[3-9]。為了增強廣西在木薯育種方面的自主創新能力，以滿足市場的需求，亟需加強木薯新品種創制工作。

木薯遺傳背景復雜、基因高度雜合，授粉雜交創造了豐富的遺傳變異[10]。中國熱帶農業科學院通過雜交育種選育出華南5 號、華南6 號和華南7 號等華南系列優良品種[11]。因此，雜交育種是獲得優良木薯品種的主要方式之一，也是常用的育種方法之一[12]。但近年來廣西主栽的工業木薯品種仍是華南5號、華南205、南植199等，除華南5號由中國熱帶農業科學院品種資源研究所通過雜交選育外[13]，其他品種均為通過從國外引種或引進篩選等方式獲得，廣西本土有性雜交育成的國審品種屈指可數[14]，缺乏本土的株型好、高產、穩產、高淀粉、廣適性等綜合性狀優良的木薯新品種。

廣西南亞熱帶農業科學研究所于2008 年開始從事木薯雜交育種技術研究，多年來構建了一套完整的木薯雜交育種技術體系[15-20]。基于前期育種基礎，研究團隊于2011年以華南5 號為母本，華南205為父本，進行品種間雜交，獲得雜交F₁代種子，后經播種育苗、大田移栽、單株評選、單排試驗、系比試驗、區域性試驗、生產性試驗等一系列系統選育程序，育成具有株型好、高產、穩產、高淀粉等特點的工業型木薯新品種桂薯1289，于2023年12月通過全國熱帶作物品種審定（審定編號：熱品審2023001），為我國實現木薯良種化生產提供新的種質資源，對促進薯農增收、企業增效具有重要意義。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 親本材料 母本華南5 號，于2000 年由中國熱帶農業科學院育成推廣，具有高產、抗風等特點。父本華南205，于18 世紀由菲律賓引進[21-22]，具有株型好、高產、高淀粉、耐肥等特點。

1.1.2 對照材料 參試對照品種為南植199，于1995 年由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，是目前廣西區內主栽的木薯品種。

1.2 方法

1.2.1 選育過程 2011年以華南5號為母本，華南205為父本，進行品種間雜交，獲得雜交F1 代種子1161粒；2012年，F₁雜交種子播種后獲得實生苗315株，該申請品種田間標注為1289；2013—2014年，在廣西崇左市龍州縣廣西南亞熱帶農業科學研究所木薯育種基地（簡稱“南亞所木薯基地”）進行單株評選和單排試驗；2015—2017年，在南亞所木薯基地進行初級系比、中級系比和高級系比；2018—2019年，在廣西龍州、合浦、河池及云南保山、廣東開平進行區域性試驗；2020—2021年在廣西龍州、合浦、河池及云南保山、廣東開平進行生產性試驗；2022年12月通過全國熱帶作物品種審定委員會組織的專家現場鑒評；2023年10月通過全國熱帶作物品種審定，命名為“桂薯1289”。

1.2.2 單株評選和單排試驗 2013年開展單株評選，對F1代實生單株的株型、抗螨性（朱砂葉螨，俗稱紅蜘蛛）進行評價，淘汰長勢差的單株。2014年開展單排試驗，對入選的株系進行擴繁，每株系種植數量為6～8 株，以主栽品種南植199對照，株行距為1.0m×1.0m，收獲后對入選株系的鮮薯產量、收獲指數、抗螨性、株型、薯型等進行綜合評價，篩選綜合性狀優良的木薯品系。

1.2.3 品系比較試驗 2015—2017年分別開展初、中和高級系比試驗，均采用隨機排列區組設計，每個小區種植30株，設3次重復，株行距為1.0m×0.8m，對照品種為南植199。主要對包括1289在內的10個優異品系進行初級評價、中級評價、高級評價，觀測各參試品系的植物學性狀、鮮薯產量、淀粉含量、抗螨性等，進一步篩選出優異品系進入區域性試驗。植物學性狀參照《木薯種質資源描述規范》[23]，鮮薯產量以隨機抽取10株木薯測定鮮薯質量后折算成單位面積鮮薯產量，參照GB/T 5009.9—2016[24]測定淀粉含量。

1.2.4 區域性試驗 2018—2019年，分別在廣西龍州縣彬橋鄉（BQX）、廣西合浦縣廉江鎮（LJZ）、廣西宜州區洛西鎮（LXZ）、云南保山隆陽區（LYQ）、廣東開平市長沙鎮（CSZ）共5 個區試點，以主栽品種南植199 為對照，對包括1289在內的6 個優異品系開展區域性試驗。采用隨機排列區組設計，每個小區面積約0.04 hm²，設3次重復，株行距為1.0 m0.8 m。主要觀測鮮薯產量、淀粉含量和抗螨性等，驗證其產量性狀、淀粉含量和適應性，以期獲得具有適應性廣、高產、優質等綜合性狀優良的木薯新品種。由各試驗點隨機抽取鮮薯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、廣西益譜檢測技術有限公司測定區域性試驗和生產性試驗的淀粉含量。

1.2.5 生產性試驗 2020—2021年，分別在BQX、LJZ、LXZ、LYQ、CSZ 等地開展生產性試驗。參試品系為1289和對照品種南植199，每個品種種植0.33 hm²，采用間排法排列，3 次重復，種植規格為1.0 m×0.8m。收獲期對品系1289鮮薯產量和淀粉含量進行測定，驗證品系1289的豐產性、適應性和穩產性。

1.2.6 現場鑒定 2022年，參照《熱帶作物品種審定規范 木薯》[25]開展專家現場（龍州點）鑒評，測定株高、主莖高度、主莖直徑、單株鮮薯產量等性狀指標，并現場測定鮮薯產量，隨機取樣，3次重復。

1.2.7 指紋圖譜鑒定 對包括桂薯1289等在內的24份木薯種質進行微衛星DNA（SSR）分子標記。利用34對微衛星標記引物，在1.2%瓊脂糖凝膠上以120V電泳30min 進行分離，通過對比等位基因獲取目標品種唯一特征帶，作為該品種的標記指紋。

1.2.8 抗螨性鑒定 參照《木薯種質資源抗蟲性鑒定技術規程》[26]，采用田間評價法進行抗螨性鑒定。

1.3 數據處理

運用WPS office（11.8.2.9958）軟件的WPS表格對試驗數據進行整理統計，采用DPS 7.05 軟件對數據進行方差分析。

2 結果與分析

2.1 單株評選和單排試驗結果

2012年移栽大田實生單株共315株，2013年經單株評選共篩選出株型直立、緊湊、整齊度好的優良株系123個（約占總株數39%）。2014年開展單排試驗，從株型、抗螨性、薯肉顏色、塊根分布、收獲指數、薯型、鮮薯產量、淀粉含量等性狀，篩選出優異品系10個，其中編號1289表現為株型直立、部分高位分枝、抗螨性較強、收獲指數較高、塊根水平分布、薯形均勻、淀粉含量高、鮮薯產量高等特點。

2.2 品系比較試驗結果

2015—2017年，在廣西南亞熱帶農業科學研究所科研基地，對包括品系1289 在內的10個木薯新品系進行鮮薯產量比較試驗。3年間，品系1289 的鮮薯產量均在46.24 t/hm² 以上，且顯著高于CK，3年平均鮮薯產量為48.41 t/hm²，比CK增產27.56%；在10個木薯新品系的鮮薯產量中，品系1289每年的鮮薯產量均位列第一或第二位（表1）。可見，品系1289 在系比試驗中表現出較好的豐產性。品系1289的淀粉含量均在28.68g/100g以上，且顯著高于CK，3年平均淀粉含量為30.07g/100g，比CK 增加5.92g/100g；在10個木薯新品系的淀粉含量中，品系1289每年的淀粉含量均位列第一或第二位（表2）。因此，品系1289在系比試驗中表現出高淀粉的優良品質。品系1289對朱砂葉螨的抗性評價均為中抗（MR），抗性級別與CK 相當（表3）。

2.3 區域性試驗結果

區域性試驗結果表明，品系1289在5個試點的平均鮮薯產量達到49.92 t/hm²，且顯著高于CK，比CK 增產24.21%（表4）。品系1289 在5個試點的平均淀粉含量為30.22g/100g，且顯著高于CK，比CK 增加5.42g/100g（表5）。品系1289 的朱砂葉螨抗性評價表現為中抗（MR），抗性級別與CK 相當，抗性級別與系比試驗結果一致（表6）。區域性試驗結果表明，品系1289的淀粉含量、鮮薯產量均排在第一或第二，中抗朱砂葉螨，說明品系1289在廣西、廣東和云南等主要木薯種植區具有較好的適應性和豐產性。

2.4 生產性試驗結果

從表7可知，2020年，5 個試點中品系1289的鮮薯產量均顯著高于CK，其平均鮮薯產量為50.09t/hm²，比CK 平均增產21.11%；2021年，5個試點中品系1289的鮮薯產量均顯著高于CK，其平均鮮薯產量為51.43 t/hm²，比CK 平均增產21.38%；比較2年間品系1289 在5 個試點中鮮薯產量的差異，發現變異系數較小，分別為3.98%和3.38%。說明品系1289 在廣西、云南、廣東等地種植具有較好的豐產性和穩產性。2020年，品系1289在5 個試點的淀粉含量均顯著高于CK，其平均淀粉含量為29.86g/100g，比CK平均增加5.59g/100g；2021 年，品系1289在5個試點的淀粉含量均顯著高于CK，其平均淀粉含量為30.06g/100g，比CK 平均增加5.54g/100g。可見，品系1289是具有高淀粉潛力的優良品系。

2.5 現場鑒評結果

2022年12月27日，由農業農村部南亞熱帶作物中心組織有關專家，在廣西壯族自治區崇左市龍州縣彬橋鄉南亞所木薯育種基地對品系1289和對照品種南植199 進行現場鑒評。鑒評結果表明，品系1289鮮薯產量達77.85 t/hm²，比CK 的鮮薯產量（35.7 t/hm²）增產118.07%。

2.6 品種特征特性

2.6.1 形態特征描述 通過多年多點的表型鑒定評價，桂薯1289 株型直立，或有少量高位分枝，株高2.50～3.50 m；葉片綠色，掌狀深裂，裂片5個、7 個或9 個，裂片呈提琴型，中間裂片長20.00～25.00 cm，中間裂片寬2.60～2.70cm，頂端嫩葉紫紅色，葉柄紅帶綠，葉柄長30.00～35.00 cm，葉脈淺紅色， 嫩莖綠帶紅色； 成熟主莖直徑3.00～4.00 cm，中下部外皮灰白色，內皮淺綠色；塊根水平分布，薯形為圓柱-圓錐形，塊根外皮淺褐色，塊根內皮粉紅色，塊根肉質白色。圓錐花序頂生或腋生，苞片條狀披針形；雌花花萼長約10.00mm，花萼帶紫紅色，裂片長圓狀披針形，柱頭外彎，摺扇狀，子房綠帶紫；雄花花萼長約7.00 mm，花萼帶紫紅色，裂片長卵形，雄蕊長6.00～7.00mm；蒴果橢圓狀，表面粗糙，具6條狹而波狀縱翅（圖1，圖2）。

2.6.2 生物學特性 桂薯1289 的成熟期為240～300d，在年平均氣溫16 ℃以上、無霜期240～250 d的熱帶、亞熱帶地區均可栽培。該品種在廣西部分地區能正常開花、結實。

2.6.3 指紋圖譜鑒定 利用34 對微衛星標記引物對24 份木薯材料進行引物篩選，篩選出1 對擴增條帶清晰且多態性好的引物C11（正向引物：5′-GGCTTTGTGGATGCTTCAAT-3′；反向引物：5′-CCTCTGTACTGGCTTGGCTC-3′）。在1.2%瓊脂糖凝膠上以120 V 電泳30 min，獲得6 個等位基因（C11-a～C11-f），在24 份木薯材料中，桂薯1289 的特征帶為C11-e（表8，圖3）。表明C11可作為桂薯1289 的標記指紋。

3討論

廣西是我國木薯優勢產區和重要加工基地，當前推廣栽培的木薯品種絕大部分都是從國外引種或引進篩選等方式選育而成的，且大部分品種只具備高產或高淀粉中的1個優點，缺乏廣西本土自主育成的綜合性狀優良的木薯新品種。本研究以華南5號為母本，華南205為父本，進行品種間雜交，經過一系列系統選育程序后，育成了具有高產、穩產、高淀粉、株型好等特點的工業型木薯新品種桂薯1289。

桂薯1289在鮮薯產量方面表現出超親現象，雜種優勢明顯，是近年來國內選育的木薯品種（華南16 號[27]、桂熱13號[28]、桂木薯9 號[29]等）中具備超高產潛力的品種之一。經多年多點試驗結果表明，桂薯1289表現出較好的豐產性和穩產性，歷年（2015—2021年）平均鮮薯產量達49.95 t/hm²，比對照南植199提高23.61%。木薯淀粉含量是評價木薯品種優劣的重要指標之一，更是衡量淀粉和酒精加工生產經濟效益的重要指標，桂薯1289歷年（2015—2021年）平均淀粉含量為30.09%，比對照南植199提高5.6個百分點，適宜加工生產淀粉和酒精。

桂薯1289株型直立或高位分枝呈緊湊型，不僅有利于密植，還可間套種紅籽瓜[30]、菠蘿[31]、涼粉草[32]等經濟作物，提高土地復種指數，增加經濟效益，同時也便于機械化作業、田間管理、種莖采收，達到降低勞動強度，減少用工，節約成本的目的。張林輝等[33]研究發現，直立或緊湊型品種比傘形或張開型品種能節約20%～57%的土地。肖鑫輝等[34]認為，直立或緊湊型品種因無分枝或高位分枝，株型整齊，利于機械化種植及收獲。林洪鑫等[35]試驗得出，直立或緊湊型品種的產量和氮素利用效率高于傘型品種。顯而易見，直立或緊湊型的木薯品種在生產上更具優勢。桂薯1289按照常規栽培技術進行種植和管理，即可獲得良好的鮮薯產量和淀粉含量，且中抗朱砂葉螨，可在廣西、云南、江西、廣東等相似生態種植區推廣種植。