贾赵东 马佩勇 边小峰 禹阳 郭小丁 谢一芝

摘要：【目的】选育高淀粉多抗甘薯新品种，为长江流域薯区甘薯淀粉产业发展提供良种支持。【方法】以优质高产品种苏薯16号为父本、高抗高淀粉率品种浙紫薯1号为母本，通过有性杂交，采取干物质含量和产量低世代选择，抗性和品质高世代鉴定的技术路线选育甘薯新品种，并参加国家甘薯品种长江流域区域试验和多点生产力大区比较试验。【结果】选育的苏薯29属淀粉型甘薯品种，薯形呈长纺锤形，薯皮红色，薯肉淡黄色，结薯集中整齐，单株结薯数平均4.6个，大中薯率84.8%，耐盐、耐贮性较好，熟食品质优；在国家甘薯品种长江流域区域试验中，平均薯干产量9964.4 kg/ha，比徐薯22（CK）增产11.95%；平均淀粉产量6786.3 kg/ha，比CK极显著增产15.58%，平均薯块干物质含量和淀粉率分别为33.75%和23.00%，分别比CK高3.40%和2.95%（绝对值）；高抗茎线虫病，抗根腐病和蔓割病，不抗黑斑病。2016年5月通过国家甘薯品种鉴定委员会鉴定，定名为苏薯29，鉴定编号为国品鉴甘薯2016015。【结论】苏薯29丰产稳产性好，淀粉产量高，适合在长江流域薯区及周边地区推广种植，也可在江苏滩涂盐碱地种植。

关键词： 甘薯；苏薯29；淀粉；优质；品种选育；长江流域

中图分类号： S531.035.1 文獻标志码：A 文章编号：2095-1191（2018）05-0848-09

Abstract：【Objective】New sweet potato variety with high starch content was selected and bred to provide variety supports for the development of sweet potato starch industry in regions of the Yangtze River Basin. 【Method】High-quality variety Sushu 16 was used as male parent and Zhezishu 1 with high starch content and high resistance was the female parent. Through sexual hybridization， the new sweet potato cultivar was selected and bred by low generation selection of dry matter content and field， and advanced generation identification of resistance and quality. And the new cultivar participated in the national sweet potato cultivar comparative test in Yangtze River Basin and tests in muti-sites of region. 【Result】Sushu 29 bred in the study belonged to starch-type sweet potato cultivar. Its storage root was long fusiform with red skin and light-yellow flesh. The tuber formation was concentrated and in order. The average number of storage root per plant was 4.6 and the percentage of large and medium sweet potato was 84.8%. Besides， Sushu 29 had fine salt tolerance and storability， and good quality after being cooked. The national sweet potato cultivar comparative test in Yangtze River Basin showed that the average dry yield was 9964.4 kg/ha，which increased by 11.95% compared with that of Xushu 22（CK）.The average starch yield was 6786.3 kg/ha，which increased significantly by 15.58% compared with that of CK. The ave-rage dry matter content and starch rate of root were 33.75% and 23.00% respectively， with 3.40% and 2.95%（absolute va-lue） higher than that of CK. The cultivar was highly resistant to stem nematode， root rot and fusarium wilt， but was not resistant to black spot. In May 2016， this cultivar was identified by the National Sweet Potato Cultivar Identification Co-mmittee and was named as Sushu 29， with the identification number of 2016015. 【Conclusion】The new cultivar Sushu 29 has high yield stability and high starch yield. It is suitable for application and cultivation in the Yangtze River Basin and surrounding areas. In addition，this cultivar has a certain tolerance to salinity and alkalinity，and can be cultivated in the coastal saline-alkali land of Jiangsu.

Key words： sweet potato； Sushu 29； starch； high-quality； breeding of cultivar； Yangtze River Basin

0 引言

【研究意义】甘薯[Ipomoea batatas（L.） Lam.]又名番薯、红薯或山芋等，是旋花科甘薯属草本块根作物，具有高产、耐旱、耐瘠、适应性广等特点，在我国各地广泛种植，消费量大，除用作粮食和饲料外，其淀粉还广泛应用于食品、化工和医药等行业（邓福明等，2012），为保障我国粮食安全及满足多层次多样化的消费需求做出了重要贡献（马代夫等，2012；戴起伟等，2016）。淀粉是甘薯的主要成分，占其干重的50%～80%（Aina et al.，2009）。培育高淀粉甘薯品种是提高甘薯淀粉产量的主要途径，进而为淀粉加工产业提供优质原材料。【前人研究进展】日本于20世纪60年代开始从事高淀粉品种选育研究，是最早开展甘薯高淀粉育种的国家之一（杨爱梅，2009），目前生产上推广的高淀粉品种淀粉率达28%～30%（Katayama et al.，2017）。我国于20世纪80年代才逐渐重视高淀粉或淀粉专用型甘薯品种的选育，选育目标要求薯塊光滑整齐，薯肉洁白，淀粉产量和单位面积淀粉产量高（范泽民，2015）。绵粉1号是我国于1990年通过审定的第一个淀粉型甘薯新品种，其薯块淀粉率达29.30%，淀粉产量比对照徐薯18增产24.50%（范泽民，2015）。国家“八五”甘薯科技攻关要求甘薯淀粉产量比当地栽培品种提高10.00%以上，春薯淀粉率比当地主栽品种高3.00%以上，夏薯高2.00%以上，先后育成遗306、绵粉1号、苏薯2号、苏薯3号和皖薯197等高淀粉品种，薯块淀粉率在25.18%～29.23%（马代夫等，2005）。国家“九五”甘薯科技攻关目标要求甘薯品种薯块淀粉率为22.00%～24.00%，先后育成食用及加工兼用型甘薯品种渝苏303、南薯99和苏薯7号等，具有丰产、稳产、适应性广、薯块淀粉率较高（17.00%～19.00%）、食用品质较好等特性，满足了甘薯生产多元化需要，但尚未达到淀粉专用型品种淀粉率要求（张立明等，2015）。自国家“十五”计划以来，甘薯品种呈现多元化、专用性的发展特点，先后育成淀粉型品种冀薯98、商薯19、烟薯20和徐薯22等（马代夫等，2005），平均薯块淀粉率为18.30%～22.40%，其中，商薯19和徐薯22具有优质、高产、适应性广等特点，平均薯块淀粉率分别为20.61%和21.48%，在我国北方及长江流域薯区大面积种植（马佩勇等，2015；贾赵东等，2017）。【本研究切入点】目前我国甘薯育种目标总体趋势是产量为首要指标，用途由兼用向专用转变，但过度重视产量会导致高淀粉品种具有兼用型品种的特点，淀粉专用型品种在数量和质量上难以满足市场需求；且生产上主栽品种出现不同程度退化，亟需选育优质新品种。近年来，鲜见适合长江流域薯区的高淀粉甘薯品种育成的研究报道。【拟解决的关键问题】以优质高产品种苏薯16号为父本、高抗高淀粉率品种浙紫薯1号为母本，通过有性杂交，采取干物质含量和产量低世代选择、抗性和品质高世代鉴定的技术路线选育甘薯新品种，并参加国家甘薯品种长江流域区域试验和多点生产力大区比较试验，为甘薯淀粉产业的可持续发展提供良种支持，助推农业增产增效。

1 材料与方法

1. 1 试验材料

苏薯29的母本是浙江省农业科学院作物与核技术利用研究所培育的优质紫薯品种浙紫薯1号，具有诱导开花习性和亲和性好、薯块淀粉率高（24.35%）、抗病性强、耐储藏等优点（李兵等，2014），其父本是江苏省农业科学院粮食作物研究所选育的高产优质甘薯品种苏薯16号，具有高产、优质、配合力高等优点，是典型的中干高产品种，但薯块淀粉率较低，仅17.76%（谢一芝等，2012）。父母本性状互补性强，综合性状好，符合杂交育种目标要求。

1. 2 选育过程

根据育种目标，广泛引进国内外遗传背景丰富、亲缘关系远缘、具有一定抗病性或高产高干物质含量特性的种质资源进行筛选及鉴定，确定目标性状优异、优势互补的特色亲本材料组配组合为浙紫薯1号（♀）×苏薯16号（♂）。2009年以甘薯近缘野生种（I. crassicaulis）为嫁接砧木（马佩勇等，2014），在南京进行短日照处理，诱导双亲开花，通过去雄有性杂交收获实生F1代种子。2010年从实生系选种圃中筛选出结薯性、薯形、干物质含量等综合表现较好的原系号宁S10-1，并于2011年进行复选圃鉴定。2012～2013年通过高鉴圃筛选和多点联合鉴定试验，将综合性状表现较好的宁S10-1推荐参加2014～2015年国家甘薯品种长江流域区域试验（图1），达到2014～2015年度国家甘薯品种试验实施方案的要求。2016年5月通过国家甘薯品种鉴定委员会鉴定，定名为苏薯29，编号为国品鉴甘薯2016015。

1. 3 品系筛选及鉴定

品系筛选鉴定试验在江苏省农业科学院六合试验基地进行。2011年将从实生系选种圃中筛选出的原系号宁S10-1（苏薯29）种植于复选鉴定圃（20株/行，共2行），测定其鲜薯产量、薯干产量和薯块干物质含量，以徐薯22为对照品种（CK）。2012～2013年苏薯29种植于高级鉴定圃，小区面积约20 m2，设3个重复，测定其产量表现，以徐薯22为CK。

1. 4 产量表现

2014～2015年国家甘薯品种长江流域区域试验在武汉、成都、重庆、长沙、南京、南昌、杭州、南充和绵阳等地进行。田间试验采用随机区组设计，小区面积19.2～25.2 m2，设3个重复，每小区种植80～100株，种植密度47625～60000株/ha，测定鲜薯产量、薯干产量、淀粉产量、薯块干物质含量及其淀粉率，以徐薯22为CK。2016年在南京六合区、连云港灌云县和盐城市亭湖区（新洋试验站）进行多点生产力大区比较试验，小区面积1000 m2，设2个重复，种植密度49500株/ha，常规田间管理，测定鲜薯产量、薯干产量、淀粉产量、薯块干物质含量及其淀粉率，以徐薯22为CK。设盐城市为试点是为了鉴定苏薯29在沿海滩涂种植的可行性，该试点土壤平均含盐量1.425 g/kg，属轻度盐渍化土壤。

1. 5 特征特性鉴定

2014～2015年参照《甘薯种质资源描述规范和数据标准》进行甘薯性状调查和记载标准（张允刚和房伯平，2006）。

1. 6 抗病性鉴定

根据《全国甘薯区试甘薯抗病鉴定方法》对2014～2015年国家甘薯品种长江流域区域试验参试品种进行抗病型鉴定。根腐病抗性由徐州甘薯研究中心在徐州进行鉴定；茎线虫病抗性由江苏省农业科学院粮食作物研究所在南京进行鉴定；薯瘟病抗性由广东省农业科学院作物研究所和福建省农业科学院作物研究所分别在广州和福州进行鉴定；蔓割病抗性分别由福建省农业科学院作物研究所在福州进行鉴定；黑斑病抗性由江苏省农业科学院粮食作物研究所和南充市农业科学研究所分别在南京和南充进行鉴定。

1. 7 统计分析

采用唐启义和冯明光（2002）的方法进行试验数据分析。

2 结果与分析

2. 1 品系鉴定结果

2010年从实生系选种圃中筛选出薯形光滑、外观整齐、产量表现突出的单株，品系号为宁S10-1（苏薯29）。2011～2013年将苏薯29种植于復选圃和高鉴圃，其平均鲜薯产量29568.70 kg/ha，较CK增产28.50%；平均薯干产量10458.32 kg/ha，较CK增产44.86%；平均薯块干物质含量35.43%，较CK高3.76%（绝对值，下同）（表1）。

2. 2 苏薯29在国家甘薯品种长江流域区域试验中的产量表现及薯块特性

2014～2015年苏薯29在国家甘薯品种长江流域区域试验的产量表现如表2所示。2014年苏薯29在9个试点的平均鲜薯产量29584.70 kg/ha，较CK减产1.74%，其差异未达显著水平（P>0.05，下同），9个试点中有6个试点增产，3个试点减产；平均薯干产量9737.00 kg/ha，较CK极显著增产8.37%（P<0.01，下同），9个试点中有6个试点增产，3个试点减产；平均淀粉产量6588.90 kg/ha，较CK极显著增产11.66%，9个试点中有6个试点增产，3个试点减产。2015年苏薯29在9个试点的平均鲜薯产量29543.90 kg/ha，较CK增产2.91%，未达显著水平，9个试点中有7个试点增产，2个试点减产；平均薯干产量10191.60 kg/ha，较CK极显著增产15.60%，9个试点均表现为增产；淀粉产量6983.60 kg/ha，较CK极显著增产19.55%，9个试点均表现为增产。

2014～2015年苏薯29在9个试验点的两年平均鲜薯产量29564.30 kg/ha，较CK增产0.53%，未达显著水平；平均薯干产量9964.40 kg/ha，比CK增产11.95%，未达显著水平；平均淀粉产量6786.30 kg/ha，比CK显著增产15.58%（P<0.05，下同）。综上所述，苏薯29的平均淀粉产量比CK显著增产15.00%以上，丰产性和稳产性显著优于CK，适宜在长江流域薯区作为淀粉型甘薯品种推广种植。

2014～2015年苏薯29在国家甘薯品种长江流域区域试验中薯块干物质含量和淀粉率如表3所示。2014年的平均薯块干物质含量为33.04%，比CK高3.10%，平均薯块淀粉率为22.38%，比CK高2.70%；2015年的平均薯块干物质含量为34.47%，比CK高3.69%，平均薯块淀粉率为23.62%，比CK高3.20%；2014～2015年苏薯29在9个试点的平均薯块干物质含量为33.75%，比CK高3.40%，平均薯块淀粉率为23.00%，比CK高2.95%。

2. 3 苏薯29在多点生产力大区比较试验中的产量表现及薯块特性

2016年苏薯29在多点生产力大区比较试验中产量表现如表4和表5所示。在连云港、盐城和南京3个试点的平均鲜薯产量43519.42 kg/ha，比CK增产11.57%；平均薯干产量14911.20 kg/ha，比CK增产25.72%；平均淀粉产量10202.90 kg/ha，比CK增产32.73%；平均薯块干物质含量34.26%，比CK高3.86%；平均薯块淀粉率23.44%，比CK高3.35%。由于盐城试点的土壤轻度盐渍化，苏薯29和CK的鲜薯产量、薯干产量、淀粉产量、薯块干物质含量及其淀粉率均较其他试点低，但苏薯29降幅较CK小，说明苏薯29耐盐碱性较CK好，适应性较强。

2. 4 特征特性鉴定

苏薯29的主要农艺性状特征特性如表6和表7所示。地上部茎蔓顶叶色绿色，成年叶绿色，叶脉色绿色，茎色绿色；最长蔓长258.9 cm，单株分枝数6.1个，茎粗0.56 cm；薯形呈长纺锤形，薯皮粉红色，薯肉淡黄色；萌芽性表现突出，结薯集中整齐，单株结薯数4.6个，大中薯率84.8%；食味评分76.6分，比CK高6.6分，说明熟食品质优；薯干平整，淀粉率较高，平均可达23.22%，耐盐、耐贮性较强，商品性较好。

2. 5 抗病性鉴定

2014～2015年国家甘薯品种长江流域区域试验中抗病性如表8所示。黑斑病抗性：2014年在南充鉴定为中抗，在南京鉴定为抗病；2015年在南充鉴定为感病，在南京鉴定为抗病，综合评价为感病。根腐病抗性：2015年在徐州鉴定为抗病，说明苏薯29抗根腐病。茎线虫病抗性：2014～2015年在南京均鉴定为高抗，说明苏薯29对茎线虫病抗性较强。蔓割病抗性：2014～2015年在福州鉴定为高抗和抗病，综合评价为抗蔓割病。薯瘟病抗性：2014～2015年在福州鉴定为感Ⅰ型薯瘟病；2015年在福州鉴定高感Ⅱ型薯瘟病，在广州鉴定为中感薯瘟病，综合评价为感病。可见，苏薯29对茎线虫病、蔓割病和根腐病均具有抗性，但易感染黑斑病和薯瘟病，不宜在黑斑病和薯瘟病重发地种植，综合抗病性表现优于CK。

3 栽培技术要点

（1）适时排种，早育早栽。采用薄膜覆盖育苗技术，精选种薯。春薯在3月中旬前排种，麦茬夏薯在4月上旬排种。排种量控制在20 kg/m2以下。做好苗床管理，培育壮苗，适时早栽。（2）合理密植，肥料运筹。可作春、夏薯种植，春薯栽插密度45000～52500株/ha，夏薯栽插密度52500～60000株/ha。在中等肥力以上田块种植，施肥宜低氮高钾，在丘陵地栽植应施足基肥，配合施用45%氮磷钾复合肥525 kg/ha和硫酸钾225 kg/ha。（3）病虫草害防治。育苗阶段：用50%多菌灵500～800倍液浸种以防治黑斑病，且苗床剪苗采用“高剪苗”方式，杜绝连根拔苗。大田阶段：栽前使用除草剂（乙草胺等），植株封垄前（栽后30 d）中耕除草一次，封垄后注意拔除杂草。地下害虫：宜在栽插时穴施15%毒死蜱颗粒剂30 kg/ha，以防治蛴螬、蝼蛄等地下害虫。（4）科学管理，适时收获。田间做到三沟配套，排灌畅通。生育中后期出现茎叶旺长时，可用控旺剂喷2～3次，以防茎叶生长过旺而影响鲜薯产量。收获时宜选择在上午开挖，晾晒2～3 h时后再装袋（筐），做到“四轻”，即轻刨、轻装、轻放、轻运，霜期前收获完毕。

4 讨论

4. 1 甘薯淀粉率性状的遗传与改良

薯块淀粉率是甘薯重要的农艺性状，与加工利用产业密不可分，是甘薯遗传育种研究的焦点。甘薯淀粉的生物合成和代谢是复杂的生物学过程，不仅受内源激素和基因的调控，还受外界环境的影响。传统育种是利用特异种质资源通过配组杂交实现性状改良，效率低，周期长。目前，现代分子育种技术已广泛应用于作物遗传改良。甘薯是同源六倍体作物，遗传背景复杂，高度杂合，染色体数目多达90条（翟红等，2017）。甘薯淀粉率属于数量性状，定位于与其相关的数量性状基因座（QTL），克隆其主效基因是甘薯高淀粉分子育种的基础工作。至今，国内外学者已通过建立F1代遗传分离群体，利用AFLP、RAPD、SRAP和SSR等分子标记共定位80个薯块干物质含量和淀粉率相关QTL，解释7%～45%遗传变异率（李爱贤等，2010；蒲志刚等，2010；唐茜等，2010；Cervantes-Flores et al.，2011；Zhao et al.，2013；唐道彬等，2016）。由于甘薯遗传组成复杂，可利用的基因组序列和表达序列标签（EST）信息较少，导致用于鉴定控制薯块淀粉率相关基因的分子标记极少，亟需挖掘甘薯淀粉合成相关的基因，开发出新的分子标记用于甘薯分子标记辅助育种。近年来，随着分子测序技术的发展，已证实部分基因与甘薯的淀粉合成和代谢有关，如甘薯淀粉合成相关基因AGPase、GBSS、SSS和SBE等，与淀粉合成密切相关，直接决定着薯块淀粉率（吴银亮等，2017）。Shimada等（2006）构建了甘薯淀粉分支酶基因IbSBEII的双链RNA（dsRNA）干扰载体并通过农杆菌介导转化甘薯，结果发现转基因植株的薯块直链淀粉率较高。Tanaka等（2009）在甘薯中成功分离了编码锌指蛋白转录因子基因SRF1，并发现过表达SRF1基因可明显提高薯块干物质含量和淀粉率。Wang等（2016）研究发现，甘薯薯块过表达AATP蛋白基因（IbAATP）可显著提高薯块直链淀粉率，且IbAGP、IbGBSSI、IbSSI-IV和IbSBE等淀粉合成相关基因的转录表达也受影响，表明IbAATP基因在甘薯淀粉生物合成发挥重要作用。本研究采用传统的杂交育种方式，根据育种目标，广泛引进国内外遗传背景丰富、亲缘关系远缘、具有一定抗病性或高产高干物质含量特性的种质资源进行筛选及鉴定，确定目标性状优异、优势互补的特色亲本材料进行组配，通过优异基因的聚合累加，继承亲本材料优点，改良其缺点，最终实现品种综合性状的改良。本研究选用的父本材料为苏薯16号，其含有优异国外种质Acadian的优异基因资源，在结薯性、丰产性、商品性、食味品质、耐旱性、適应性等方面表现突出，杂交开花习性好，是苏薯29优质高产特性的重要基因来源；母本材料为浙紫薯1号，其综合抗病性突出，具有高干物质含量、诱导开花性好、亲和力强和结实率高等优点，是苏薯29高淀粉率和抗病特性的重要基因来源。由于传统常规育种方法是通过性状表现型间接选择基因型，易受时间、地点、气候等环境条件的影响，选育周期长，效率低，但分子辅助育种方法可直接选择基因型，不受环境等条件影响，在低世代即可选择，缩短育种年限，大幅度提高育种效率，其缺点是易引起食品转基因安全的问题。在今后的研究中，应将二者相结合，扬其长，避其短，提高选育效率和食品安全性。

4. 2 高淀粉甘薯品种选育

选育淀粉型甘薯品种是提高其淀粉产量的重要途径。自20世纪80年代以来，我国先后育成遗306、绵粉1号和鲁薯8号等淀粉型甘薯品种，淀粉率在20.00%左右（戴起伟等，2015）。但日本大多数淀粉型甘薯品种的薯块淀粉率在25.00%左右，其中推广面积最大的品种为Koganesengan和Konahomare，薯块淀粉率分别达26.00%和27.30%（Katayama et al.，2017）。目前，我国江苏省种植面积较大的淀粉型品种为商薯19、徐薯22、徐薯18和苏渝303等，其中徐薯18是抗病高产品种，其适应性广、综合性状好，但薯块干物质含量较低，仅为28.00%，且存在品种退化问题；徐薯22和商薯19作为主栽品种，具有薯干产量高、适应性广的特点，其中商薯19和徐薯22的薯块干物质含量分别为31.00%和30.63%，但均不抗黑斑病，严重影响其产量（马佩勇等，2015）；苏渝303为食用及加工兼用型品种，薯块干物质含量较低，仅为28.00%。可见，这些主栽品种的薯块干物质含量较低，综合抗病性较差，难以满足甘薯淀粉加工产业发展的需求。总体而言，虽然现有兼用型甘薯品种数量多，但品种间差异性小，突破性的淀粉型品种少，特色不鲜明，同质化程度高，尤其是高产高干多抗淀粉型品种较缺乏（戴起伟等，2016）。本研究根据淀粉型甘薯发展趋势，聚焦育种目标，以优质高产为前提，强化高淀粉率和抗病性选育，通过以浙紫薯1号和苏薯16号为杂交亲本，聚合双亲性状优点，采取干物质含量和产量低世代选择、抗性和品质高世代鉴定的技术路线，成功选育出薯块淀粉率、鲜薯产量、薯干产量和淀粉产量均较高，且对茎线虫病、蔓割病和根腐病均具有抗性的甘薯品种苏薯29。苏薯29的选育过程强化高淀粉的定向选择，薯块平均淀粉率达23.00%，部分试点在25.00%以上。甘薯既是高产多用途作物，又是滩涂开发利用的先锋作物（宁运旺等，2012；王欣等，2016）。苏薯29具有一定的耐盐碱性，可在盐碱地进行示范推广，在沿海滩涂开发种植甘薯既可做到不与粮食争地，同时保证环境效益。育种实践表明，单纯提高淀粉率目前相对容易，在高淀粉率的前提下同步实现鲜薯产量和食味品质的突破性飞跃相对困难。因此，随着我国甘薯产业和市场的进一步成熟，今后应重视和加强专用型甘薯新品种的选育和创新，不断满足甘薯产业多元化发展的需求。

5 结论

苏薯29丰产稳产性好，淀粉产量高，适合在长江流域薯区及周边地区推广种植，也可在江苏滩涂盐碱地种植。。

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（責任编辑 陈 燕）