張瑞婷，石 瑛，李 欣，王冬雪

（東北農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150030）

長(zhǎng)期以來(lái)，我國(guó)都是以產(chǎn)量和主要營(yíng)養(yǎng)成分作為衡量馬鈴薯品質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)，而很少考慮其加工品質(zhì)和適應(yīng)性，導(dǎo)致可用于加工的馬鈴薯品種較少，尤其是馬鈴薯淀粉專(zhuān)用加工型品種欠缺。隨著我國(guó)馬鈴薯加工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，加工企業(yè)對(duì)馬鈴薯原料薯不僅僅只限于對(duì)高淀粉的追求，對(duì)淀粉的品質(zhì)特性也開(kāi)始日益關(guān)注。

馬鈴薯淀粉與其它種類(lèi)淀粉在物理化學(xué)性能及應(yīng)用上均存在較大的差異[1-2]，在所有植物淀粉中，馬鈴薯淀粉的糊漿粘度峰值是最高的，高于玉米、木薯、小麥淀粉的糊漿粘度峰值，就馬鈴薯淀粉本身而言，不同原料薯加工的淀粉之間糊漿粘度也有差異。馬鈴薯淀粉的糊化溫度低，低于玉米、小麥、木薯和甘薯淀粉的糊化溫度[3]。另外，馬鈴薯淀粉還具有顆粒大，糊化透明度高，易膨脹，含有天然磷酸基團(tuán)，蛋白質(zhì)殘留量低，口味溫和，無(wú)刺激，不易退化和凝膠等特性。因此，馬鈴薯淀粉以其優(yōu)越的性能被廣泛地應(yīng)用于食品加工、農(nóng)業(yè)、建筑和工業(yè)生產(chǎn)中[4-6]。

本試驗(yàn)以選育淀粉加工專(zhuān)用型馬鈴薯品種為目標(biāo)配制的雜交組合為供試材料，對(duì)各雜交組合后代的淀粉粘度、糊化溫度和峰值粘度溫度等性狀進(jìn)行了評(píng)價(jià)和鑒定，篩選出優(yōu)良的雜交組合，為馬鈴薯品質(zhì)育種親本的選配提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試材料為來(lái)源于東北農(nóng)業(yè)大學(xué)馬鈴薯研究所配制的10個(gè)雜交組合的無(wú)性二代，組合代號(hào)及名稱(chēng)見(jiàn)表1。每個(gè)組合包含無(wú)性系45份，全部無(wú)性系材料為450份，以炸片品種大西洋和晚熟品種克新13號(hào)作為對(duì)照品種。

表1 供試材料Table 1 Materials tested

1.2 田間試驗(yàn)方法

試驗(yàn)種植在東北農(nóng)業(yè)大學(xué)香坊植物類(lèi)實(shí)驗(yàn)實(shí)習(xí)基地馬鈴薯試驗(yàn)田，試驗(yàn)地前茬為大豆。2010年5月14日播種，田間排列采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，3次重復(fù)，以每個(gè)組合的15個(gè)無(wú)性系為1次重復(fù)。行長(zhǎng)為1.5 m，株距為0.3 m，行距為0.7 m，每個(gè)無(wú)性系種植 1行，每行種植6株，整薯播種。667 m2施肥量為尿素5 kg，二銨10 kg，硫酸鉀5 kg，馬鈴薯播種前作種肥施入。正常田間管理，收獲日期為2010年9月9日。

1.3 品質(zhì)分析方法

淀粉的制備：稱(chēng)取1.5 kg左右的鮮馬鈴薯用水洗凈并切成丁，再用組織搗碎機(jī)加蒸餾水搗碎，然后將適量試樣放于80目篩上用蒸餾水沖洗，其纖維素等殘留于篩上，蛋白質(zhì)、無(wú)機(jī)鹽、糖、可溶性物質(zhì)留于水中，淀粉則沉淀于下層，再過(guò)100目篩，將沉淀物用蒸餾水充分洗滌后，靜止6～7 h，下層淀粉水量降至50%左右，用真空抽濾機(jī)抽濾，使含水量降至40%左右，經(jīng)脫水后的淀粉可利用日光曬干或放于干燥箱中進(jìn)行干燥，干燥的溫度在≤40℃，干燥的時(shí)間25～60 min。

淀粉水分的測(cè)定：采用快速水分測(cè)定儀測(cè)定。

淀粉粘度測(cè)定：按照GB/14490-1993規(guī)定的方法測(cè)定。

準(zhǔn)確稱(chēng)取20 g淀粉（以干基計(jì)）于500 mL帶膠塞的容量瓶中，加蒸餾水配制成500 mL的淀粉乳，將配好的淀粉乳倒人粘度杯中，按規(guī)定安裝好儀器，從20℃開(kāi)始升溫，升、降溫速率為1.5℃/min，在95℃和50℃分別保溫0.5 h，即可得到粘度曲線(xiàn)。記錄粘度曲線(xiàn)上的糊化溫度、峰值粘度溫度和淀粉粘度。測(cè)量盒扭矩6.9×10-2N·m，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速75 r/min，粘度單位為BU。

1.4 數(shù)據(jù)采集與處理

收獲后半個(gè)月內(nèi)對(duì)每個(gè)組合的無(wú)性系進(jìn)行淀粉的提取，隨后進(jìn)行淀粉粘度和糊化溫度的測(cè)定。對(duì)淀粉粘度和糊化溫度等品質(zhì)性狀進(jìn)行方差分析和差異顯著性測(cè)驗(yàn)（SSR法）[7]，使用Excel 2003對(duì)各主要性狀繪制次數(shù)分布圖。

2 結(jié)果與分析

將各組合后代淀粉粘度、糊化溫度和峰值粘度溫度的結(jié)果進(jìn)行方差分析和差異顯著性測(cè)驗(yàn)，結(jié)果列成表2和表3。

2.1 淀粉粘度

淀粉粘度，就是淀粉糊的粘稠程度。淀粉粘度高低是評(píng)價(jià)馬鈴薯淀粉質(zhì)量?jī)?yōu)劣的重要指標(biāo)。由表2可見(jiàn)，供試不同雜交組合間的平均淀粉粘度存在顯著差異。

表3列出了各雜交組合后代淀粉粘度的多重比較結(jié)果，從表3中數(shù)據(jù)可以看出，各參試組合在淀粉粘度上均未超過(guò)對(duì)照品種大西洋。以大西洋為母本配制的組合0825、0822、0828、0821和組合0850的淀粉粘度值比其它組合和對(duì)照品種克新13號(hào)都高，平均淀粉粘度分別是1 508、1 480、1 429、1 408、1 404，5個(gè)組合間的淀粉粘度差異未達(dá)到顯著水平；以1533為母本配制的組合0837、0838、0833和組合0835的淀粉粘度稍低，平均淀粉粘度分別為1 378、1 375、1 326和1 320，都達(dá)到了優(yōu)級(jí)水平，這4個(gè)組合間粉粘度差異不顯著；組合0840的淀粉粘度最低，顯著低于其它參試組合。

表2 淀粉品質(zhì)性狀的方差分析Table 2 Analysis of variance for starch characters

表3 各組合間淀粉品質(zhì)性狀的比較Table 3 Comparison of strach quality character in different crosses

依據(jù)各組合內(nèi)無(wú)性系淀粉粘度在不同區(qū)間內(nèi)所占的比率繪制成圖1，由圖可以看出，參試的各雜交組合淀粉粘度均在900 BU以上，各組合無(wú)性系個(gè)數(shù)在淀粉粘度高值端分布較多。其中組合0821、0822、0825、0828、0837和組合0850中淀粉粘度值大于1 300 BU的無(wú)性系個(gè)數(shù)占75%以上，組合0833、0835和組合0838中淀粉粘度值大于1300BU的無(wú)性系個(gè)數(shù)占63%左右，組合0840淀粉粘度大于1 300 BU的無(wú)性系個(gè)數(shù)僅占11%，其余的都分布在1 100～1 300 BU之間。以大西洋為母本的5個(gè)雜交組合中淀粉粘度大于1 500 BU的無(wú)性系個(gè)數(shù)占33.3%～62.5%，其中組合0822的無(wú)性系個(gè)數(shù)占62.5%；這幾個(gè)組合的母本均為對(duì)照品種大西洋（淀粉粘度1 733 BU），可見(jiàn)其在淀粉粘度上的遺傳力較高。

2.2 糊化溫度

淀粉加水加熱至60～75℃左右，淀粉粒急劇大量吸水膨脹，形狀被破壞，呈現(xiàn)為半透明的膠體狀的糊漿，這一過(guò)程即為淀粉的糊化，糊化溫度是淀粉能實(shí)現(xiàn)糊化的溫度[8]。淀粉糊化特性是反映淀粉品質(zhì)的重要指標(biāo)，對(duì)淀粉的營(yíng)養(yǎng)及其加工品質(zhì)有重要影響。由表2可見(jiàn)，供試不同雜交組合間的平均糊化溫度存在顯著差異。

圖1 各雜交組合淀粉粘度的分布Figure 1 Starch viscosity distribution of different crosses

各雜交組合后代淀粉糊化溫度的多重比較結(jié)果見(jiàn)表 3。從表3中數(shù)據(jù)可以看出，參試組合0825、0822、0840、0850、0835的糊化溫度在0.01水平下與對(duì)照品種大西洋和克新 13號(hào)差異都不顯著，糊化溫度相當(dāng)且較低，這5個(gè)組合的平均糊化溫度分別為 67.9、67.7、67.6、67.4、67.4℃，可以從這些組合后代中篩選出低糊化溫度的無(wú)性系作為今后品質(zhì)育種的資源材料。

圖2 各雜交組合淀粉糊化溫度的分布Figure 2 Gelatinization temperature distribution of different crosses

依據(jù)各組合內(nèi)無(wú)性系的淀粉糊化溫度在不同范圍內(nèi)所占的比率繪制成圖2，從圖2可以看出，組合0821、0822、0825、0828、0850和0835的無(wú)性系個(gè)體在糊化溫度小于68℃的低值端分布較多，占無(wú)性系總數(shù)的2/3左右，其中組合0835中的無(wú)性系分布最多，占無(wú)性系總數(shù)的3/4。淀粉的糊化溫度越低越有利于生產(chǎn)上的加工與利用，在淀粉品質(zhì)育種中，應(yīng)選擇糊化溫度較低的雜交組合后代進(jìn)入下一輪的篩選鑒定。

2.3 峰值粘度溫度

峰值粘度溫度，就是淀粉漿糊達(dá)到最高粘度時(shí)的溫度。淀粉的峰值粘度溫度越低，淀粉的可利用性越好。由表2可見(jiàn)，供試不同雜交組合間的平均峰值粘度溫度存在顯著差異。

將各雜交組合后代淀粉峰值粘度溫度的多重比較結(jié)果見(jiàn)表3，從表3可以看出，各參試的組合在峰值粘度溫度上均超過(guò)對(duì)照品種克新13號(hào)和大西洋。峰值粘度溫度高的組合有0840、0837、0838，平均峰值粘度溫度分別為86.1、83.7、82.5℃，3個(gè)組合間差異不顯著；組合0822峰值粘度溫度最低，平均溫度值為78.5℃。其它各組合的峰值粘度溫度較高，各組合間的峰值粘度溫度差異未達(dá)到顯著水平。

圖3 各雜交組合淀粉峰值粘度溫度的分布Figure 3 Peak viscosity temperature distribution of different crosses

依據(jù)各組合內(nèi)無(wú)性系的淀粉峰值粘度溫度在不同范圍內(nèi)所占的比率繪制成圖3，從圖3可以看出，以大西洋為母本的各雜交組合的無(wú)性系個(gè)數(shù)在峰值粘度溫度低值端分布較多，小于80℃的無(wú)性系個(gè)數(shù)占到了總體的1/2以上，組合0821、0822、0825、0828、0850分別占 50%、67%、63%、71%、60%，但組合0825、0828、0850的峰值粘度溫度在90℃以上也占有一定比例，大約占到20%左右，所占比例較小；而以1533為母本的各雜交組合的無(wú)性系個(gè)數(shù)在峰值粘度溫度低值端分布則較少，小于80℃的無(wú)性系個(gè)數(shù)還不到總體的2/5，組合0833、0835、0837、0838、0840分別占40%、37%、11%、25%、11%，其中組合0835的峰值粘度溫度在小于85℃的無(wú)性系個(gè)數(shù)所占比例較大，達(dá)到了88%。在實(shí)際應(yīng)用上，淀粉的峰值粘度溫度越低越有利于生產(chǎn)上的加工與利用，所以應(yīng)該選擇在峰值粘度溫度低值端分布較多的雜交組合進(jìn)入下一輪的育種程序。

通過(guò)對(duì)各雜交組合后代在淀粉粘度、糊化溫度、峰值粘度溫度方面進(jìn)行綜合分析，結(jié)果表明以大西洋為母本配制的各雜交組合后代的無(wú)性系在粘度高值端、糊化溫度低值端及峰值粘度低值端所占比例較大，而以1533為母本配制的各雜交組合后代的無(wú)性系個(gè)數(shù)在粘度高值端所占比例也較大、但在糊化溫度低值端和峰值粘度低值端所占比例很小。組合0822（大西洋×東農(nóng)308）是綜合表現(xiàn)最好的組合，后代平均粘度為1 480 BU、平均糊化溫度為67.7℃、平均峰值粘度溫度為78.5℃，后代無(wú)性系的淀粉粘度都在1 100 BU以上，1 300 BU以上的占75%，糊化溫度小于68℃的無(wú)性系個(gè)數(shù)占67%，平均峰值粘度溫度為所有參試組合中最低值，在峰值粘度溫度低值端占67%。其次表現(xiàn)較好的是組合 0835（1533×D2）和組合0850（大西洋× D2），其平均粘度值分別為1 404和1 320 BU，無(wú)性系個(gè)體在粘度高值端所占比例都在60%上；組合0835后代的平均糊化溫度最低，無(wú)性系個(gè)數(shù)在糊化溫度低值端占75%，組合0850占到63%；在峰值粘度溫度上，組合0835在小于85℃的無(wú)性系個(gè)數(shù)所占比例較大，達(dá)到了88%，組合0850在小于85℃的無(wú)性系個(gè)數(shù)占60%。

3 討論

長(zhǎng)期以來(lái)，中國(guó)馬鈴薯育種和生產(chǎn)只是單純地追求產(chǎn)量，忽視了對(duì)加工品質(zhì)的選育和改良。隨著馬鈴薯產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，馬鈴薯淀粉加工對(duì)原料薯的選擇，已經(jīng)不只要求其有較高的淀粉含量，已逐漸開(kāi)始對(duì)淀粉品質(zhì)有了一定的要求。馬鈴薯淀粉品質(zhì)性狀及其重要農(nóng)藝性狀均是復(fù)雜的微效多基因控制的數(shù)量性狀，除了品種自身的特性外，在很大程度上又取決于自然氣象條件、土壤肥力和栽培管理技術(shù)水平等影響。

目前我國(guó)的馬鈴薯育種仍然以常規(guī)的雜交育種為主，育種成敗的關(guān)鍵在于親本的正確選擇和雜交組合的配制。從本試驗(yàn)可以看出，以大西洋為母本配制的雜交組合后代的平均淀粉粘度高，后代具有高粘度的無(wú)性系個(gè)體所占的比例大。大西洋品種自身的淀粉粘度值非常高，表明用其做母本可將其高粘度這一特性較好地遺傳給后代。在糊化溫度和峰值粘度溫度這兩個(gè)性狀上，以大西洋為母本的后代無(wú)性系在其低值端占的比例都很大，而以1533為母本的后代無(wú)性系在其低值端所占比例較小。因此，以大西洋為母本的雜交組合后代在今后的淀粉品質(zhì)育種中應(yīng)予以重視。

本試驗(yàn)參試的10個(gè)雜交組合后代均為無(wú)性二代材料，試驗(yàn)中僅對(duì)其淀粉的粘度、糊化溫度和峰值粘度溫度進(jìn)行了測(cè)定和分析，而對(duì)各組合后代的淀粉含量、淀粉產(chǎn)量及其它性狀均未測(cè)定，因此不能對(duì)各組合的優(yōu)劣進(jìn)行最終的評(píng)價(jià)。在今后的育種工作中應(yīng)結(jié)合主要的農(nóng)藝性狀綜合地評(píng)價(jià)各雜交組合，以明確各組合的特點(diǎn)和利用方向。

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