辛國勝,韓俊杰,商麗麗,邱鵬飛,劉慶昌,張 磊,王 鵬,劉翠玲

(1.山東省煙臺市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院,山東 煙臺 265500;2.中國農(nóng)業(yè)大學(xué),北京 100094)

優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)甘薯新品種“煙紫薯3號”選育及紫薯食用品質(zhì)相關(guān)性狀分析研究

辛國勝1,韓俊杰1,商麗麗1,邱鵬飛1,劉慶昌2,張 磊1,王 鵬1,劉翠玲1

(1.山東省煙臺市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院,山東 煙臺 265500;2.中國農(nóng)業(yè)大學(xué),北京 100094)

選育出了優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)紫甘薯新品種“煙紫薯3號”，進行了紫甘薯食用品質(zhì)相關(guān)性狀分析研究。結(jié)果表明:煙紫薯3號在國家區(qū)域試驗和生產(chǎn)試驗中平均鮮薯產(chǎn)量分別為29088和21525 kg/hm2,分別較對照寧紫1號增產(chǎn)23.47%和17.22%;其食味總評分為73.3,較對照寧紫1號增加4.74%；紫甘薯食用品質(zhì)的影響因子按影響程度依次為:花青素含量>還原糖含量>粗蛋白含量>可溶性糖含量>烘干率>淀粉含量>薯肉粘度；花青素含量與食味呈負相關(guān)。初步得出:選育食味品質(zhì)好的紫薯品種必須具有適中的花青素含量、相對較高的還原糖含量、較低的粗蛋白含量、適中的可溶性糖含量、適當(dāng)偏低的干物率。

紫甘薯;煙紫薯3號;優(yōu)質(zhì)高產(chǎn);食用品質(zhì);相關(guān)分析

中國是世界上甘薯種植大國,甘薯常年種植面積在600萬hm2,約占世界甘薯總面積的65.4%[1]。近幾年,紫甘薯的保健價值日益得到人們的認(rèn)可,食用紫甘薯逐漸成為人們生活中的必要選擇,這主要因為紫甘薯富含花青素,花青素是迄今為止發(fā)現(xiàn)的最強最有效的自由基清除劑之一,它的抗氧化作用是VE的50倍,是VC的20倍,對100多種疾病有預(yù)防和治療作用,被譽為繼水、蛋白質(zhì)、脂肪、碳水化合物、維生素、礦物質(zhì)之后的第七大必需營養(yǎng)素[2-3,12]。

目前推廣的紫甘薯品種一直依賴日本品種“山川紫”、“凌紫”等,這些品種被引進我國后適應(yīng)性較差,存在產(chǎn)量較低、口感差等缺點。我們在超市經(jīng)常見到的小紫薯,實際上是日本的“農(nóng)林54”,在日本當(dāng)?shù)禺a(chǎn)量較低,在我國種植口感一般，薯形也變差，產(chǎn)量也很低,但適宜在越南種植,口味好、薯形美觀,所以又名“越南紫薯”,每年出口到我國30萬t左右,我國每年需付外匯10多億元,這對我國農(nóng)業(yè)的發(fā)展造成一定的影響[4]。因此選育適合我國生產(chǎn)的高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)紫甘薯品種具有重要意義。筆者對食用型紫薯新品種的選育以及紫薯食用品質(zhì)相關(guān)性狀進行了分析研究,旨在為紫甘薯新品種的選育和利用奠定基礎(chǔ)。

1.1 材料

選擇山川紫、煙紫薯2號、煙紫薯175、煙紫薯653、徐A2、濟薯18、煙紫薯323等種質(zhì)資源作為育種材料,選育出優(yōu)質(zhì)食用型紫薯品種“煙紫薯3號”,并以“煙紫薯3號”作為供試品種,進行產(chǎn)量、適應(yīng)性、品質(zhì)、抗病性等鑒定分析。

1.2 方法

1.2.1 煙臺市農(nóng)科院品種比較試驗 試驗于2009～2011年進行,試驗地點設(shè)在煙臺市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院試驗地,試驗設(shè)2次重復(fù),每重復(fù)種植面積12.8 m2,4行區(qū),行長4 m,行距0.8 m,株距0.2 m。對照品種為徐薯18,收獲中間2行，測定產(chǎn)量。

1.2.2 國家區(qū)域試驗和生產(chǎn)試驗 區(qū)域試驗于2012～2013年由徐州甘薯中心統(tǒng)一組織進行,試驗地點設(shè)在徐州、石家莊、合肥、煙臺、北京、寶雞、商丘、泰安、洛陽、運城,3次重復(fù),小區(qū)面積20 m2,對照品種為徐薯22;生產(chǎn)試驗在2013年進行,試驗地點設(shè)在石家莊、泰安,2次重復(fù),小區(qū)面積200 m2,對照品種為寧紫薯1號,主要進行產(chǎn)量、品質(zhì)、抗病性等項目鑒定。

1.2.3 紫薯食用品質(zhì)相關(guān)性狀分析 采用灰色關(guān)聯(lián)度分析法和相關(guān)分析法,研究紫甘薯食用品質(zhì)與淀粉含量、粗蛋白、還原糖、可溶性糖含量、干物率、薯肉粘度、花青素含量的相互關(guān)系。試驗數(shù)據(jù)來自2012～2013年國家甘薯品種北方特用組區(qū)域試驗匯總總結(jié),其中花青素含量由江蘇徐州甘薯研究中心對鮮薯樣品進行統(tǒng)一測定；淀粉、粗蛋白、還原糖和可溶性糖含量由江蘇徐州甘薯研究中心對薯干樣品進行統(tǒng)一測定；干物率、薯肉粘度和食用品質(zhì)均是根據(jù)全國10個參試點的試驗數(shù)據(jù)計算平均值得來的。

2 結(jié)果與分析

2.1 煙紫薯3號選育研究

紫薯品種一直存在產(chǎn)量較低、品質(zhì)較差的缺陷。為了改善這些缺陷,筆者從常規(guī)的非紫薯資源中篩選出煙薯0389,并利用其做母本,選擇了紫薯品種山川紫、凌紫、煙紫薯2號、煙175、煙653、煙323、徐A2為父本,經(jīng)改良雜交[5]獲得種子,于2006年萌發(fā)實生苗,再經(jīng)選拔、鑒定,培育而成優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、抗病的食用型紫薯新品種煙紫薯3號(原系號煙薯0747),于2014年3月通過國家農(nóng)作物品種鑒定委員會鑒定,鑒定編號:國品鑒甘薯2014004。煙紫薯3號的系譜[6]如圖1所示。

圖1 紫薯新品種煙紫薯3號的系譜

2.2 煙紫薯3號產(chǎn)量區(qū)域適應(yīng)性鑒定[7]

2.2.1 國家區(qū)域試驗結(jié)果 2012～2013年國家區(qū)試結(jié)果:兩年19點次煙紫薯3號平均鮮薯產(chǎn)量為29088 kg/hm2,較對照增產(chǎn)23.47%,達極顯著水平(見表1),居第1位；在19個試點中，有17個試點增產(chǎn),2個試點減產(chǎn)。煙紫薯3號平均薯干產(chǎn)量為8106 kg/hm2,較對照增產(chǎn)27.70%,達極顯著水平(見表1),居第2位；在19個試點中有16個試點增產(chǎn),3個試點減產(chǎn)。煙紫薯3號平均烘干率為27.87%,比對照高0.93個百分點。

表1 全國區(qū)域試驗產(chǎn)量及差異顯著性

2.2.2 國家生產(chǎn)試驗結(jié)果 2013年參加國家北方薯區(qū)生產(chǎn)試驗:煙紫薯3號鮮薯、薯干和淀粉產(chǎn)量在石家莊和泰安兩個試點均比對照寧紫薯1號高,平均鮮薯、薯干和淀粉產(chǎn)量分別為21525.0、6379.5和4180.5 kg/hm2,分別比對照增產(chǎn)17.22%、14.76%和13.99%;平均烘干率為29.64%,比對照低0.63個百分點。

2.2.3 煙臺市農(nóng)科院品種比較試驗結(jié)果 2009～2011年煙紫薯3號參加我院品種比較試驗:2009年春薯鮮薯平均產(chǎn)量為42180 kg/hm2,比對照徐薯18增產(chǎn)26.7%，夏薯鮮薯平均產(chǎn)量為36735 kg/hm2,比對照增產(chǎn)43.5%;2010年春薯鮮薯平均產(chǎn)量為24420 kg/hm2,比對照徐薯18增產(chǎn)83.3%,夏薯鮮薯平均產(chǎn)量為14220 kg/hm2,比對照增產(chǎn)27.7%;2011年春薯鮮薯平均產(chǎn)量為19800 kg/hm2,比對照徐薯18增產(chǎn)35.7%,夏薯鮮薯平均產(chǎn)量為28755 kg/hm2,比對照增產(chǎn)51.6%。

2.3 品質(zhì)鑒定

國家區(qū)試結(jié)果表明:煙紫薯3號鮮薯兩年平均花青素含量為13.78 mg/100 g,含量適中；其食味較好,食味總評分為73.3分,居區(qū)試第1位,比對照寧紫薯1號高4.71%(見表2)。

表2 煙紫薯3號品質(zhì)分析結(jié)果

注：淀粉、還原糖、可溶性糖和粗蛋白含量均為干基含量;設(shè)對照的食味評分為70分,煙紫薯3號的食味評分值越高表示性狀越好或纖維量越少。

2.4 抗病性鑒定

煙紫薯3號抗病性較好,經(jīng)國家區(qū)域試驗鑒定:高抗蔓割病,中抗根腐病和黑斑病。

2.5 紫薯食用品質(zhì)及相關(guān)性狀的灰色關(guān)聯(lián)度分析[8-10]

2.5.1 相關(guān)性狀的選擇及數(shù)據(jù)記載 將2012～2013年北方薯區(qū)特用組參試品種與食味相關(guān)的性狀數(shù)據(jù)列于表3中，并將食味、淀粉、粗蛋白、還原糖、可溶性糖、烘干率、薯肉粘度、花青素含量分別用X0、X1、X2、X3、X4、X5、X6、X7表示。

表3 2012～2013年北方薯區(qū)特用組參試品種食用品質(zhì)及其相關(guān)性狀的數(shù)據(jù)

表 4 原始數(shù)據(jù)初值化處理結(jié)果

2.5.3 灰色關(guān)聯(lián)系數(shù)計算 首先對表4數(shù)據(jù)進行性狀差序列值和性狀兩極差計算,性狀差序列值△(xi)=│X0′-Xi′│,最大性狀極差M=max max△(xi),最小性狀極差m=min min△(xi)。經(jīng)計算得出:m=0,M=1.6246。將相應(yīng)的絕對差值代入灰色關(guān)聯(lián)度系數(shù)公式:ξ(xi)=(m+ρM)/[△(xi)+ρM](ρ為分辨系數(shù)，0<ρ<1,一般取ρ=0.5)[8-10]，計算得到各試驗品種的食味評分與各性狀間的灰色關(guān)聯(lián)度系數(shù)ξ(xi)(見表5)。

表5 各品種食味評分與各性狀間的灰色關(guān)聯(lián)度系數(shù)

2.5.4 關(guān)聯(lián)度計算及其排序 灰色關(guān)聯(lián)度計算公式為:ξ(Xi′)=∑ξi(xi)/n(n=6)。將表5中各性狀的灰色關(guān)聯(lián)度系數(shù)代入此式,分別求出各性狀與紫薯食味評分間的關(guān)聯(lián)度,并按關(guān)聯(lián)度大小進行排序。由表6可以看出:紫薯各性狀與食味相關(guān)聯(lián)的程度表現(xiàn)為花青素含量>還原糖含量>粗蛋白含量>可溶性糖含量>烘干率>淀粉含量>薯肉粘度。

2.6 紫薯食用品質(zhì)與重要性狀的相關(guān)性

2.6.1 食用品質(zhì)與花青素含量的相關(guān)性[11]紫甘薯的食用品質(zhì)與花青素含量整體上呈負相關(guān),其相關(guān)系數(shù)為-0.4597,也就是說,花青素含量越高,口味相對越差。因此,要獲得較好的紫薯食味,花青素含量不宜太高(見圖2)。

表6 紫甘薯食味與各性狀間的關(guān)聯(lián)度及其排序

圖2 食用品質(zhì)與花青素含量的相關(guān)性

2.6.2 食用品質(zhì)與還原糖含量的相關(guān)性 紫甘薯的食用品質(zhì)與還原糖含量呈現(xiàn)不顯著的正相關(guān),相關(guān)系數(shù)為0.0526。也就是說,如果食用品質(zhì)要好,就需要相對較高的還原糖含量(見圖3)。

圖3 食用品質(zhì)與還原糖含量的相關(guān)性

2.6.3 食用品質(zhì)與粗蛋白含量的相關(guān)性 紫甘薯的食用品質(zhì)與粗蛋白含量呈顯著負相關(guān),其相關(guān)系數(shù)為-0.70201,也就是說,如果紫薯想要有較好的食味,粗蛋白含量就不能過高(見圖4)。

圖4 食用品質(zhì)與粗蛋白含量的相關(guān)性

2.6.4 食用品質(zhì)與可溶性糖含量的相關(guān)性 紫甘薯的食用品質(zhì)與可溶性糖含量呈現(xiàn)不顯著的負相關(guān),其相關(guān)系數(shù)為-0.0019,即要得到好的紫薯食用品質(zhì),不需要太高的可溶性糖含量,適中即可(見圖5)。

圖5 食用品質(zhì)與可溶性糖含量的相關(guān)性

2.6.5 食用品質(zhì)與干物率的相關(guān)性 紫甘薯的食用品質(zhì)與干物率也呈現(xiàn)不顯著的負相關(guān),其相關(guān)系數(shù)為-0.1334,因此適當(dāng)偏低的干物率有利于食味品質(zhì)的提升(見圖6)。

圖6 食用品質(zhì)與干物率的相關(guān)性

3 討論與結(jié)論

煙紫薯3號的鮮薯產(chǎn)量和食用品質(zhì)在國家區(qū)試中均居第1位,說明該品種解決了高產(chǎn)與優(yōu)質(zhì)間的矛盾,也解決了紫薯品種一直以來產(chǎn)量較低的問題，從而為紫薯更好地服務(wù)于生產(chǎn)奠定了品種基礎(chǔ)。

花青素是紫薯中最重要的保健成分,具有調(diào)節(jié)血脂和血壓、保護心腦血管、改善視力、調(diào)節(jié)免疫力、輔助抑制腫瘤等功效[2-3]。但是花青素本身呈微苦澀味[12],因此花青素含量高低將影響紫薯的食用品質(zhì),在一般情況下花青素含量越高,食味相對越差,這也與本文的研究結(jié)果一致。在本研究紫薯食味的影響因子中,花青素含量排在第1位,而且其與食味呈負相關(guān)關(guān)系。

本研究得出影響紫薯食味的因子重要程度依次為:花青素含量>還原糖>粗蛋白>可溶性糖>烘干率>淀粉含量>薯肉粘度。同時對前5位的影響因子進行了相關(guān)性分析。初步得出：一個食用品質(zhì)好的紫薯品種必須具有適中的花青素含量、相對較高的還原糖含量、較低的粗蛋白含量、適中的可溶性糖含量、適當(dāng)偏低的干物率。這為今后優(yōu)質(zhì)食用紫薯新品種的選育提供了參考。

致謝：本研究得到山東省煙臺市農(nóng)科院甘薯研究所同事的幫助和支持,在此一并感謝！

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Study on Selective Breeding of A New High-yielding Superior Sweet Potato Variety ‘Yanzishu 3’ and Analysis of Correlation among Edible Quality Traits of Purple Sweet Potato

XIN Guo-sheng1, HAN Jun-jie1, SHANG Li-li1, QIU Peng-fei1,LIU Qing-chang2, ZHANG Lei1, WANG Peng1, LIU Cui-ling1

(1. Yantai Academy of Agricultural Sciences in Shandong Province, Yantai 265500, China;2. China Agricultural University, Beijing 100094, China)

Bred a new high-yield superior purple sweet potato variety ‘Yanzishu 3’, analyzed the related traits of edible quality. The results showed that the average fresh yield of ‘Yanzishu 3’ was 29088 kg/hm2and 21525 kg/hm2in the national regional test and production test, increasing of 23.47% and 17.22% than ‘Ningzi 1’respectively. Total score of taste was 73.3 and compared with control ‘Ningzi 1’ increased 4.74%. The influence factors of the edible quality of purple sweet potato were followed by the degree was anthocyanin content > sugar content > protein content > soluble sugar content > drying rate> starch content > flesh viscosity. The anthocyanin content was negative correlation to the taste. Showed that a high-quality purple sweet potato variety was necessary to have a moderate anthocyanin content, relatively high reducing sugar content, lower crude protein content, moderate soluble sugar content, and low dry matter content.

Purple sweet potato; ‘Yanzishu 3’; High yield and good quality; Edible quality; Correlation analysis

2015-08-20

國家甘薯產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系(CARS-11-C-09)；國家“863”計劃(2012AA101204)；山東省科技發(fā)展計劃(2014GNC111004)；

山東省現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系薯類創(chuàng)新團隊(SDAIT-10-011-02)。

辛國勝(1972─),男,山東煙臺人,高級農(nóng)藝師,碩士,主要從事甘薯遺傳育種、栽培及脫毒組培研究。

S531.032

A

1001-8581(2016)03-0024-05

黃榮華)