脱毒对淀粉型甘薯产量和品质的影响.pdf

脱毒对淀粉型甘薯产量和品质的影响丁 凡，邹 雪，余韩开宗，饶莉萍，陈年伟，刘丽芳（绵阳市农业科学研究院 作物特色资源创制及应用四川省重点实验室，四川绵阳）摘要 目的评价无病毒淀粉型甘薯生产性能，为生产推荐优良种薯。方法选取绵南薯 号和绵薯 号 个淀粉型甘薯品种为材料，以传统栽插的常规薯苗为对照，研究脱毒种苗对甘薯特征特性、产量和品质的影响。结果脱毒后绵南薯 号和绵薯 号的单株地上部鲜重分别比对照增加、，鲜薯产量分别比对照增加、，薯块干率分别比对照增加、，淀粉含量分别比对照增加、，还原糖含量分别比对照降低、。结论 个品种对病毒的抗（耐）性不同，其中绵薯 号更抗（耐）病毒，脱毒对不抗（耐）病毒品种绵南薯 号的增产效果更佳。在生产上使用脱毒种薯种苗是快速提高淀粉型甘薯产量和品质的有效方法，能促进甘薯产业健康、持续发展。关键词 脱毒；淀粉型甘薯；特征特性；产量；品质中图分类号 文献标识码 文章编号（）：开放科学（资源服务）标识码（）：，（，），；，；基金项目国家甘薯产业技术体系绵阳综合试验站项目（）；现代农业产业技术体系四川薯类创新团队项目（）。作者简介 丁凡（），男，湖北天门人，研究员，在读博士，从事薯类新品种选育与栽培研究。通信作者，副研究员，博士，从事薯类新品种选育与栽培研究。收稿日期 甘薯淀粉是薯块的主要组成成分，有独特的高黏特性，具有支链淀粉含量高、糊化后黏度较高、弹性好等特点，主要应用于粉条、粉丝和粉皮的加工，市场前景广阔。淀粉型甘薯是淀粉加工的重要原料，近年来价格稳步生长，种植效益不断增加，四川淀粉加工企业多，原料需求量大，但由于连年种植，病毒在薯块内大量积累，造成种性退化，影响甘薯生产和种植效益。目前全世界报道的甘薯病毒有 多种，我国已报道的甘薯病毒有 多种，其中对甘薯生产影响较大的主要有马铃薯 病毒属病毒、甘薯双生病毒和甘薯褪绿矮化病毒等，各种病毒除了能单独侵染以外，还能协生共侵染，形成协生病害，对甘薯生产造成严重危害，甘薯因病毒病造成的产量损失一般为，严重的可达，其中以甘薯羽状斑驳病毒和甘薯褪绿矮化病毒协生共侵染形成的复合病毒病对产量影响最大，一般可导致甘薯减产，严重的甚至绝收，是一种毁灭性病害。但在生产上，尚无特别有效的病毒病防治药剂，采用植物组织培养，进行甘薯脱毒是最有效的方法。据唐丽等报道，甘薯脱毒后，根、茎、叶生长更加旺盛，光合效率更高，抗逆性更强。王爽等研究表明，脱毒后 个甘薯品种的鲜薯平均增产，增产幅度 ，商品率（大中薯率）提高。因此，研究脱毒对淀粉型甘薯产量和品质的影响，对于提升淀粉型甘薯产量、品质和效益等方面具有积极的意义。目前，四川省淀粉型甘薯脱毒种薯种苗应用较少，其相关研究报道更少，为进一步研究病毒病对淀粉型甘薯产量和品质的影响，笔者选取了 个淀粉型甘薯品种，通过与传统栽插的常规薯苗进行对比，研究脱毒对淀粉型甘薯地上部、地下部特征特性和品质性状；同时明确脱毒对淀粉型甘薯产量和品质的影响，为淀粉型脱毒甘薯在生产上的推广应用提供参考。材料与方法 材料与试剂供试甘薯品种为绵南薯 号、绵薯 号，对照薯苗和脱毒薯苗由绵阳市农业科学研究院提供。试验试剂包括高氯酸、碘化钾、碘、水溶性淀粉、葡萄糖、，二硝基水杨酸（）、氢氧化钠、丙三醇等，均购自成都科龙化工试剂厂。试验方法 试验设计。试验于 年 月在绵阳市农业科学研 究 院 试 验 基 地 进 行，该 基 地 位 于 ，海拔 。以生产上栽插的常规薯苗为对照，采用随机区组设计，设置 次重复。小区面积为 ，种植安徽农业科学，（）：，密度为 株，小区为 行区，行距 ，行长 ，株距 ，每行种植 株。试验于 月 日种植，月 日收获，生育期 。地上部特征特性及产量相关性状的测定。在收获前，选取 株分别测定基部分枝数、主蔓长、茎粗、单株结薯数、大中薯数、小薯数等，具体方法参照张允刚等的方法，同时称量单株的地上部鲜重、大中薯重、小薯重。甘薯块根产量采取全小区测产称重。单薯重小于 为小薯，大于等于 为大中薯。品质性状的测定。薯块干物率测定采用烘干法。选取光滑无虫眼的有代表性的薯块 个，取薯块中部，切丝混匀，分别称取 ，次重复，杀青 ，烘至恒重，测定干物率。粉碎上述干样后过 孔径网筛，碘比色法测定淀粉含量；比色法测定还原糖含量。数据分析数据采取平均值标准误；采用 和 进行数据统计分析；采用 法比较平均数间的差异显著性。结果与分析 脱毒对甘薯特征特性的影响 从表 可以看出，与对照相比，脱毒绵南薯 号和绵薯 号的地上部生长势茎叶更强，主要表现为单株地上部鲜重增加，但脱毒后 个品种的地上部鲜重增加幅度也存在较大差异，其中绵南薯 号增加，差异达极显著水平，绵薯 号仅增加，差异不显著。通过对 个品种地上部特征特性的对比分析发现，脱毒使 个品种单株蔓重增加的原因也存在明显差异。脱毒后，绵南薯 号表现为单株分枝数增多，主蔓变短，茎粗变细；脱毒绵薯 号表现为单株分枝数减少，主蔓变长，茎粗变粗。数据对比表明，绵南薯 号单株分枝数比对照多 个，增加，达到了极显著水平，而主蔓显著变短，茎粗极显著变细，其地上部鲜重增加主要是因为分枝数增加引起的。与对照相比，绵薯 号的分枝数减少，主蔓增长，茎粗变粗。方差分析结果表明，脱毒处理的茎粗比对照极显著增加，说明鲜重增加主要是由于茎粗增加。地下部特征特性是衡量甘薯品种生产性能的重要指标。从表 可以看出，脱毒对单株薯块个数影响不显著，但可以增加 个品种的单株薯块重，增加幅度分别为 和，其中绵南薯 号增重极显著，而绵薯 号增重不显著。通过对比表明，脱毒后 个品种的地下部表现也存在一定的差异，脱毒后绵南薯 号的单株薯块数增加，单株薯块重增加，而绵薯 号单株薯块数减少，单株薯块重增加。通过脱毒后，绵南薯 号地上部产量和地下部产量均极显著增加，而绵薯 号增产均不显著。这表明绵南薯 号更容易感染病毒造成退化，绵薯 号更抗（耐）病毒，脱毒后绵南薯 号增产效果更佳。表 脱毒对绵南薯 号和绵薯 号特征特性的影响 品种名称 处理单株分枝数 个主蔓长 茎粗地上部鲜重 株单株薯块数 个单株薯块重 绵南薯 号 脱毒 绵薯 号 脱毒 注：同列不同大写字母分别表示在 水平差异极显著；同列不同小写字母表示在 水平差异显著。：；脱毒对甘薯鲜薯产量的影响 从表 可以看出，脱毒可以增加绵南薯 号和绵薯 号的鲜薯产量，但 个品种的增产幅度不一样。脱毒后绵南薯 号增产效果更佳，比对照增产，增产达到了极显著水平；脱毒绵薯 号产量也有增加，仅增产，增产不显著。这表明脱毒后甘薯的生活力更强，块根膨大速率提升。进一步从 个品种大中薯和小薯的比例进行分析，脱毒后脱毒绵南薯 号的大中薯重、小薯重和大 中 薯 率 均 增 加，其 中 大 中 薯 重 增 加，小薯重增加，大中薯率提高 百分点；绵薯 号表现为大中薯重和大中薯率增加，小薯重下降，其中大中薯重增加，大中薯率提高 百分点，小薯重降低。这表明脱毒后绵南薯 号均衡增产，绵薯 号主要是通过提高单个薯块的重量来提高鲜薯产量。脱毒对甘薯薯块干率和淀粉含量的影响 薯块干率和淀粉含量是淀粉型甘薯重要的加工评价品质指标，通过对 个品种的薯块干率和淀粉含量进行测定分析表明，脱毒后 个品种的加工得率更高，加工品质更优。从表 可以看出，脱毒可以提高 个品种的薯块干率，与对照相比，脱毒绵南薯 号和绵薯 号的薯块干率分别提升了、。方差分析结果表明，绵南薯 号的薯块干率增加达到极显著水平。此外，脱毒对 个品种的淀粉含量提升明显，脱毒后绵南薯 号和绵薯 号的淀粉含量比对照分别提升了、，其中绵南薯 号淀粉含量增加极显著。这表明脱毒对绵南薯 号的淀粉加工得率有极显著的增加效果。此外，脱毒也能提高单位面积薯干产量和淀粉产量，其 安徽农业科学 年中脱毒绵南薯 号的薯干产量和淀粉产量比对照分别增加了、，达到了极显著水平，脱毒绵薯 号的薯干产量和淀粉产量比对照分别增加了、，增加不显著。表 脱毒对绵南薯 号和绵薯 号鲜薯产量的影响 品种名称 处理大中薯重 （）小薯重（）薯重 区产量 大中薯率 绵南薯 号 脱毒 绵薯 号 脱毒 注：同列不同大写字母分别表示在 水平差异极显著；同列不同小写字母表示在 水平差异显著。：；表 脱毒对绵南薯 号和绵薯 号薯块品质的影响 品种名称 处理薯块干率 薯干产量 淀粉含量 淀粉产量 绵南薯 号 脱毒 绵薯 号 脱毒 注：同列不同大写字母分别表示在 水平差异极显著；同列不同小写字母表示在 水平差异显著。：；脱毒对甘薯还原糖含量的影响 糖含量是衡量甘薯的重要品质指标之一，品种类型不同，糖的作用也不相同。鲜食型甘薯糖含量高、薯块甜度高、口感更优，更容易被市场接受；淀粉加工型甘薯糖含量高，粉碎制浆过程中浆液的黏度更大，不仅造成过筛洗粉用水更多，也更容易造成水的富营养化，这样不仅增加加工成本，而且污染更加严重。从图 可以看出，脱毒后 个品种的还原糖含量均呈现下降趋势，且脱毒绵薯 号表现更优，脱毒绵薯 号的还原糖含量下降极明显，达，绵南薯 号也有一定的下降，但不明显，为。这说明脱毒可以减少 个品种的加工用水量，有利于提升加工性能，节本增效。讨论无性繁殖作物长期连年种植易感染病毒，导致产量降低、品质变差。病毒在作物体内分布不均匀，顶端分生组织由于生产速度快，一般不会带病毒，用分生区的细胞进行组织培养成苗，通过病毒检测就能得到脱毒苗。脱毒苗能恢复作物种性，引起生长势增强，产量提高，这在诸多作物上已经得到证明。甘薯脱毒后，地上部生长势增强，光合速率提高，从而提高鲜薯产量。该研究中，个品种的地上部茎叶产量和地下部鲜薯产量均呈现一定的增加，这与李晓青等的研究结论一致，但绵薯 号在脱毒后，单株结薯数并无增加，这与报道的甘薯脱毒后结薯数增加存在一定差异，这可能与研究的品种不同有一定的关系。该研究中，个品种的增产幅度存在较大差异，这可能与 个品种对病毒病的抗（耐）性有关，表明绵南薯 号对病毒病更加敏感，易感病退化而减产，绵薯 号更耐病毒病，退化较慢。注：不同大写字母分别表示在 水平差异极显著；不同小写字母表示在 水平差异显著。：；图 脱毒对绵南薯 号和绵薯 号还原糖含量的影响 薯块干率和淀粉含量直接影响着甘薯加工得率，脱毒后 个品种的薯块干率和淀粉含量均呈现增加趋势，这与赵冬兰等的研究结论一致。但 个品种的增加比例存在明显差异，这可能与 个品种的薯块干率和淀粉含量的高低有关系，绵南薯 号薯块干率和淀粉含量偏低，脱毒后增加幅度更高，而绵薯 号对照的薯块干率和淀粉含量已较高，脱毒后尽管也有一定的增加，但增加幅度有限。淀粉加工要求甘薯的淀粉含量高、糖含量低，该研究中脱毒后甘薯的淀粉含量更高、糖含量更低，加工性能更优，这也为淀粉加工品种选（下转第 页）卷 期 丁 凡等 脱毒对淀粉型甘薯产量和品质的影响，由以上公式可知，试验中所选的 个亲本均能很好地把其性状传递给所配组合的 代，其中亲本 最为明显，且一般配合力也高，不利于进行抗 的杂交育种选择。其次是、也能很好地将其性状传递给所配组合，、的一般配合力也高，不利于进行抗 的杂交育种选择，但 的一般配合力呈负值，且与、组合的特殊配合力的数值也呈负向趋势，所以还有可利用的价值。亲本、的特殊配合力方差较大，将其性状传递给 代的能力不如其他品系，但、的一般配合力是负值，且在后代组合中也有较高的特殊配合力效应，也有一定的利用价值，而亲本 的一般和特殊配合力的效应值都不高，且在后代的组合中表现差异也很大，不利于选用。综合以上分析，亲本、为选育抗 的优势亲本，因此在对辣椒抗 杂交优势育种时，选择具有抗病性的亲本进行杂交组合，有利于获得抗病性强的后代。结论该试验对亲本双列杂交的配合力效应进行分析得出，对于一般配合力效应，不同品系间有显著差异，其中品系、呈正向走势，品系、为负向走势，对辣椒抗 有利用价值，且呈负向走势的 个品系间差异不显著。但对这些表现不同数值的亲本能否应用于杂交育种，还要看它们的特殊配合力。就特殊配合力而言，特殊配合力效应之间存在显著差异，亲本、的一些组合呈明显的负向走势，但特殊配合力效应最好的组合不是 个亲本之间的组合，而是 个亲本和、之间的组合，这说明一般配合力好的亲本不一定能配合出特殊配合力好的组合，而特殊配合力好的组合也不一定是由抗病性好的亲本配合出来的。即亲本抗病性强不一定能配出优良的组合，还要看亲本抗病基因的效应、亲本的遗传力。因此在下一步的试验中，将建立辣椒抗 材料的六世代遗传模型，应用主基因多基因混合遗传分析对辣椒材料 抗性的基因数进行估算，确定在育种中的抗病性状在哪些世代用何种方法选择效果好，为辣椒抗 育种提供理论依据。参考文献 郭广君，刁卫平，刘金兵，等辣椒抗黄瓜花叶病毒病研究进展华北农学报，（）：姚明华，李宁，王飞，等辣椒抗黄瓜花叶病毒的遗传力及配合力分析华中农业大学学报，（）：王兴兴，张正海，王立浩，等辣椒抗黄瓜花叶病毒研究进展辣椒杂志，（）：，张竹青辣椒病毒病检测技术和抗性鉴定技术研究进展辣椒杂志，（）：姜晓艳，李海涛，张子君，等番茄晚疫病抗性遗传研究华北农学报，（）：，高华洋，姜龙，李剑明，等 份美系血缘玉米种质自交系的配合力分析种子，（）：，李纪锁番茄中番茄红素含量影响因素及遗传的初步研究北京：中国农业大学，刘以前番茄叶片和果实中糖代谢及其遗传研究北京：中国农业大学，姚明华辣椒抗 的遗传分析及相关 定位武汉：华中农业大学，高玉蓉，刘振国，蔡荣靖，等 个辣椒自交系产量性状配合力测定评价安徽农业科学，（）：吴立东辣椒亲本间 遗传距离与配合力、杂种优势的关系研究热带作物学报，（）：杜红娟基于灰色系统的辣椒新组合配合力综合评判甘肃农业科技，（）：（上接第 页）择提供了一定的依据。结论不同甘薯品种对病毒的抗（耐）性不同，因此脱毒后在生产上的表现也不相同。绵南薯 号不抗（耐）病毒，脱毒后地上部生长势更强，增产效果更佳，绵薯 号更抗（耐）病毒，脱毒后鲜薯产量、地上部和地下部的特征特性变化不大。脱毒可以提升淀粉型甘薯的加工性能，增加单位面积淀粉产出，主要表现为提高薯块干率和淀粉含量、降低薯块的还原糖含量，且淀粉含量较低的品种增加效果更加显著。综上，在生产上使用脱毒种薯种苗来提高淀粉型甘薯产量和品质，有利于促进甘薯产业健康和持续发展。参考文献 乔奇，张振臣，张德胜，等中国甘薯病毒种类的血清学和分子检测植物病理学报，（）：，（）：，：，（）：张振臣我国甘薯脱毒种薯种苗繁育存在的问题及建议植物保护，（）：，（）：，（），（）：，（）：张振臣，靳秀兰，乔奇，等河南省甘薯病毒病发生情况调查河南农业科学，（）：唐丽，邹永祥，涂雅珍，等植物组培脱毒技术在甘薯上的应用研究西南农业学报，（）：王爽，刘顺通，韩瑞华，等不同时期嫁接感染甘薯病毒病（）对甘薯产量的影响植物保护，（）：，张允刚，房伯平甘薯种质资源描述规范和数据标准北京：中国农业出版社，：朱海霞，石瑛，张庆娜，等，二硝基水杨酸（）比色法测定马铃薯还原糖含量的研究中国马铃薯，（）：栾运芳，王建林，大次卓嘎脱毒马铃薯光合及增产机理的研究西南农业学报，（）：姜瑛，顾立生草莓脱毒苗增产效果初探上海农业科技，（）：张海茹，张秀艳，李林俊脱毒对甘薯形态特征及产量的影响安徽农业科学，（）：，李晓青，赵海红，张晓申，等不同脱毒甘薯品种的生理与产量变化研究农业科技通讯，（）：，张立明，王庆美，马代夫，等甘薯主要病毒病及脱毒对块根产量和品质的影响西北植物学报，（）：赵冬兰，唐君，张安，等甘薯病毒病对不同基因型甘薯产量和品质的影响江西农业学报，（）：卷 期 杨 辉等 辣椒抗黄瓜病毒的配合力及遗传分析