食用木薯新品種桂木薯9號(hào)的選育及適應(yīng)性研究

陸柳英 嚴(yán)華兵 曾文丹 肖亮 李恒銳 鄭剛輝 韋婉羚 陳碧梅 曹升 尚小紅 施平麗 王穎

摘??要：食用木薯是世界上最重要的糧食作物之一，也是我國(guó)華南地區(qū)的特色薯類雜糧作物，選育高β-胡蘿卜素、綜合品質(zhì)優(yōu)良的食用型新品種是木薯育種工作的重要方向之一。桂木薯9號(hào)（Manihot?esculenta?Crantz?cv.?Gui?9）是從新選048自交收獲的未完全成熟果實(shí)中采用胚挽救技術(shù)獲得再生苗選育的優(yōu)良品種。該品種主要特征為株型直立、塊根水平分布、薯形圓柱-圓錐型、塊根外皮淡褐色或內(nèi)皮粉紅色、塊根肉質(zhì)橘黃色。鮮薯平均產(chǎn)量在區(qū)域試驗(yàn)和生產(chǎn)性試驗(yàn)中分別達(dá)到（45.12±7.04）t/hm2、（40.84±3.88）t/hm2；經(jīng)檢測(cè)，塊根肉質(zhì)淀粉含量為26.3%，β-胡蘿卜素含量為454?μg/100?g，氫氰酸含量為35.1?mg/kg，總糖含量為2.0?g/100?g，膳食纖維含量為4.43?g/100?g，鉀含量為553?mg/100?g。該品種富含β-胡蘿卜素、膳食纖維及礦物質(zhì)元素，且鮮食口感脆甜，被譽(yù)為“胡蘿卜木薯”，其蒸煮食用及制作的木薯汁在色澤和口感上具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。該品種豐產(chǎn)性和適應(yīng)性強(qiáng)，中抗朱砂葉螨，適宜密植和機(jī)械采收，可在我國(guó)廣西、廣東、海南、江西等木薯產(chǎn)區(qū)推廣種植。桂木薯9號(hào)新品種的選育，為木薯食品化發(fā)展提供了品種支撐，可對(duì)木薯產(chǎn)業(yè)提質(zhì)增效和可持續(xù)發(fā)展起到促進(jìn)作用。

關(guān)鍵詞：食用木薯；桂木薯9號(hào)；β-胡蘿卜素；選育；適應(yīng)性中圖分類號(hào)：S533??????文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

Study?on?Reeding?and?Adaptability?of?a?New?Edible?Cassava?Cultivar?（cv.?Gui?9）

LU?Liuying1，?YAN?Huabing1，?ZENG?Wendan1，?XIAO?Liang1，?LI?Hengrui2，?ZHENG?Ganghui3，?WEI?Wanling2，?CHEN?Bimei3，?CAO?Sheng1，?SHANG?Xiaohong1，?SHI?Pingli1，?WANG?Ying1*

1.?Guangxi?Academy?of?Agricultural?Sciences，?Nanning，?Guangxi?530007，?China;?2.?Guangxi?South?Subtropical?Agricultural?Science?Research?Institute，?Chongzuo，?Guangxi?532415，?China;?3.?Hepu?County?Agricultural?Science?Research?Institute，?Beihai，?Guangxi?536100，?China

Abstract：?Edible?cassava?is?an?important?food?crop?in?the?world?and?a?characteristic?potato?crop?in?South?China.?New?edible?varieties?with?high?β-carotene?and?excellent?comprehensive?quality?are?one?of?the?important?directions?of?cassava?breeding.?Manihot?esculenta?Crantz?cv.?Gui?9?was?obtained?from?immature?fruits，?using?embryo?rescue?technology，?which?were?harvested?from?in-bred?crossing?population?using?XX048?as?the?female.?The?main?characters?of?the?variety?were?erect?plant?type，?tubers?distributed?horizontally，?cylindrical?conical?in?shape，?tubers?of?light?brown?skin，?pink?endothelium?and?orange?flesh.?The?fresh?tuber?yield?was?（45.12±7.04）?t/hm2?and?（40.84±3.88）t/hm2?respectively?in?the?regional?test?and?production?test.?The?starch?content?of?fresh?tuber?detected?was?26.3%，?β-carotene?content?was?454?μg/100?g，?hydrocyanic?acid?content?was?10-20?mg/kg，?tatal?sugar?content?was?2.0?g/100?g，?dietary?fiber?and?potassium?content?was?4.43?g/100?g?and?553?mg/100?g?respectively.?Gui?9?is?an?edible?cassava?variety?in?China?with?the?highest?β-carotene?content?in?tuber?at?present，?rich?in?β-carotene，?dietary?fiber?and?minerals，?fresh?taste?crisp?and?sweet，?known?as?“carrot?cassava”，?with?unique?advantages?in?color?and?taste?in?cooking?and?making?cassava?juice.?Gui?9?has?high?yield?and?strong?adaptability?with?moderately?resistance?to?cinnabar?Tetranychus?mites，?and?is?suitable?for?dense?planting?and?mechanical?harvesting.?It?could?be?popularized?in?cassava?producing?areas?such?as?Guangxi，?Guangdong，?Hainan?and?Jiangxi?provinces.?The?breeding?of?Gui?9?would?provide?variety?support?for?the?development?of?cassava?food，?and?promote?the?quality?improvement，?efficiency?increase?and?sustainable?development?of?cassava?industry.

Keywords：?edible?cassava;?Gui?9;?β-carotene;?breeding;?adaptability

DOI：?10.3969/j.issn.1000-2561.2023.12.006

木薯（Manihot?esculenta?Crantz）是大戟科木薯屬植物，世界三大薯類（馬鈴薯、甘薯、木薯）作物之一，全球第六大糧食作物，是世界近10億人的主糧[1]。木薯可食用、飼用和作為工業(yè)原料，其食品化利用可為中國(guó)糧食安全問題提供有效補(bǔ)充[2]，也是保障木薯產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要舉措。食用木薯具有較為豐富的營(yíng)養(yǎng)成分，作為特色薯類雜糧開發(fā)利用，市場(chǎng)前景廣闊，產(chǎn)品附加值高，對(duì)優(yōu)化國(guó)民膳食結(jié)構(gòu)、豐富飲食文化、提高木薯產(chǎn)值均起到了積極作用。然而，目前國(guó)內(nèi)高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的食用木薯品種較少，急需培育一批優(yōu)質(zhì)的食用木薯品種或品系來支撐木薯的食用化發(fā)展[3]。

自然界中木薯塊根肉質(zhì)顏色以白色為主，長(zhǎng)期以白肉木薯為主食易導(dǎo)致維生素A缺乏并引發(fā)視力下降、夜盲癥、干眼癥等疾病[4-5]，而木薯塊根中的類胡蘿卜素不僅可幫助富集維生素A源，提高蛋白質(zhì)含量，還可延緩采后生理衰變[6]。因此，選育高類胡蘿卜素含量的木薯品種，是育種學(xué)家關(guān)注的焦點(diǎn)[7]。桂木薯9號(hào)是以高β-胡蘿卜素、綜合品質(zhì)優(yōu)良的適宜鮮食加工的高產(chǎn)食用木薯為選育目的，通過自交分離結(jié)合胚挽救[8]、分子輔助育種等手段，經(jīng)系統(tǒng)選育獲得的新品種，2021年12月通過熱帶作物品種審定（編號(hào)熱品審2021003）。

1??材料與方法

1.1??材料

品種（♀新選048×♂新選048）親本材料為新選048，是2006年廣西大學(xué)從木薯種質(zhì)資源ZM93-16的自然變異群體中選出優(yōu)良單株，經(jīng)過系統(tǒng)選育和定向選擇育成的木薯品種，主要用于飼用和工業(yè)用[9]。參試對(duì)照品種為南植199，是1995年中國(guó)科學(xué)院華南植物所從國(guó)外引進(jìn)的組培苗中經(jīng)無性系多代評(píng)選育成的木薯品種，是目前廣西區(qū)內(nèi)種植面積最大的甜木薯品種。

1.2??方法

1.2.1??選育過程??2011年對(duì)新選048進(jìn)行環(huán)境嚴(yán)格控制（育種基地周邊5?km范圍內(nèi)無其他品種木薯種植）的開放自交授粉，對(duì)收獲的未完全成熟果實(shí)進(jìn)行胚挽救，獲得再生苗后繼代、大棚煉苗移栽；2012年起，通過田間觀測(cè)結(jié)合分子標(biāo)記篩選塊根低氫氰酸材料、鑒定木薯薯肉顏色篩選塊根高β-胡蘿卜素含量材料等，獲得優(yōu)異株系；2013—2015年在廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院武鳴里建育種基地進(jìn)行品種比較試驗(yàn)；2016—2017年在廣西武鳴、廣西合浦、廣西龍州、海南樂東以及江西贛州進(jìn)行區(qū)域性試驗(yàn)；2018—2019年開展生產(chǎn)性試驗(yàn)；2020年12月通過專家現(xiàn)場(chǎng)鑒評(píng)，正式命名為桂木薯9號(hào)；2021年12月通過全國(guó)熱帶作物品種審定。

1.2.2??品種比較試驗(yàn)??品種比較試驗(yàn)在廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院武鳴里建育種基地開展。2013年初級(jí)系比試驗(yàn)，2014年中級(jí)系比試驗(yàn)，2015年高級(jí)系比試驗(yàn)，試驗(yàn)采用隨機(jī)排列區(qū)組設(shè)計(jì)，小區(qū)面積為25.6?m2（4.0?m?6.4?m），重復(fù)3次，株行距為1.0?m?0.8?m，以南植199品種為對(duì)照。觀測(cè)項(xiàng)目包括植物學(xué)性狀、鮮薯產(chǎn)量、淀粉含量、氫氰酸含量、病蟲害抗性等。其中淀粉含量參照GB/T?5009.9—2016，氫氰酸含量采用快速檢測(cè)比色法，其檢測(cè)結(jié)果顯示顏色區(qū)域分為9個(gè)區(qū)域，對(duì)應(yīng)9個(gè)等級(jí)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ、Ⅷ、Ⅸ，分別代表其氫氰酸含量區(qū)間為0～5、5～10、10～20、20～30、30～50、50～100、100～200、200～400、400～800?mg/kg[10]，病蟲害抗性參照木薯朱砂葉螨抗性鑒定方法[11]。

1.2.3??品種區(qū)域試驗(yàn)??區(qū)域試驗(yàn)于2016—2017年分別在廣西南寧市武鳴區(qū)鑼圩鎮(zhèn)、廣西合浦縣廉州鎮(zhèn)、廣西龍州縣彬橋鄉(xiāng)、海南樂東縣九所鎮(zhèn)、江西贛州市沙石鎮(zhèn)開展。采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，小區(qū)面積為60?m2，重復(fù)3次，株行距為1.0?m?0.8?m，以南植199品種為對(duì)照。觀測(cè)項(xiàng)目包括生物學(xué)性狀穩(wěn)定性、鮮薯產(chǎn)量、氫氰酸含量、抗性等。

1.2.4??品種生產(chǎn)試驗(yàn)??生產(chǎn)性試驗(yàn)于2018—2019年分別在廣西南寧市武鳴縣鑼圩鎮(zhèn)、廣西合浦縣廉州鎮(zhèn)沖村、廣西龍州縣彬橋鄉(xiāng)、海南樂東縣九所鎮(zhèn)、江西贛州市沙石鎮(zhèn)開展，參試品種為新品種桂木薯9號(hào)和對(duì)照南植199，各試驗(yàn)點(diǎn)總種植面積分別為1.0、1.7、1.7、0.7、0.7?hm2。品種采用間排法排列，重復(fù)3次，株行距為1.0?m??0.8?m，觀測(cè)項(xiàng)目包括產(chǎn)量、氫氰酸含量、食用品質(zhì)等。

1.2.5??鮮薯品質(zhì)指標(biāo)的測(cè)定??根據(jù)抽樣均勻性和具有代表性原則，通過五點(diǎn)取樣法進(jìn)行田間鮮薯塊根采集和混樣，取鮮薯塊根5?kg作為樣品送至農(nóng)業(yè)農(nóng)村部亞熱帶果品蔬菜質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)測(cè)試中心進(jìn)行鮮薯氫氰酸含量、總糖、蛋白質(zhì)、β-胡蘿卜素、淀粉、膳食纖維、水分、礦物質(zhì)（鉀、鈣）含量檢測(cè)。其中氫氰酸含量參照GB/T?5009.5—2016、總糖含量參照GB/T?5009.8—2016、蛋白質(zhì)含量參照GB/T?5009.5—2016、β-胡蘿卜素含量參照GB/T?5009.83—2016、淀粉含量參照GB/T?5009.9—2016、膳食纖維含量參照GB/T?5009.88—2014、水分含量參照GB/T?5009.3—2016、鉀含量參照GB/T?5009.91—2017、鈣含量參照GB/T?5009.92—2016?完成。

1.2.6??指紋圖譜鑒定??對(duì)桂木薯9號(hào)（P9）、新選048（母本）等在內(nèi)的11份種質(zhì)進(jìn)行微衛(wèi)星DNA（SSR）分子標(biāo)記，可擴(kuò)增唯一特征帶的引物見表1。利用35對(duì)微衛(wèi)星標(biāo)記引物，在1.2%的瓊脂糖凝膠上以120?V電泳30?min進(jìn)行擴(kuò)增，通過等位基因?qū)Ρ全@取目標(biāo)品種唯一特征帶，作為該品種的標(biāo)記指紋。

2??結(jié)果與分析?

2.1??品種比較試驗(yàn)結(jié)果

由表2可知，3年品種比較試驗(yàn)，桂木薯9號(hào)的鮮薯產(chǎn)量均顯著高于對(duì)照南植199，平均增產(chǎn)14.7%；平均鮮薯淀粉含量為23.1%，比對(duì)照降低了6.8個(gè)百分點(diǎn)；桂木薯9號(hào)氫氰酸含量為20～30?mg/kg，比對(duì)照南植199品種低1個(gè)等級(jí)；對(duì)木薯朱砂葉螨表現(xiàn)為中抗（MR）。

2.2??品種區(qū)域試驗(yàn)

2016—2017年品種區(qū)域試驗(yàn)結(jié)果見表3，桂木薯9號(hào)平均鮮薯產(chǎn)量為45.12?t/hm2，比對(duì)照南植199增產(chǎn)15.84%，2年間不同區(qū)域產(chǎn)量增幅–5.85%～37.51%；塊根氫氰酸含量范圍值為20～?30?mg/kg，比對(duì)照南植199品種30～50?mg/kg低1個(gè)等級(jí)；對(duì)朱砂葉螨的抗性均表現(xiàn)為中抗。桂木薯9號(hào)品種在廣西、海南和江西區(qū)試點(diǎn)表現(xiàn)適應(yīng)性較好，可通過生產(chǎn)試驗(yàn)進(jìn)一步驗(yàn)證。

2.3??品種生產(chǎn)試驗(yàn)

2018—2019年生產(chǎn)試驗(yàn)結(jié)果見表4，桂木薯9號(hào)平均鮮薯產(chǎn)量為40.84?t/hm2，比對(duì)照南植199增產(chǎn)13.10%。2年間不同區(qū)域產(chǎn)量增幅為–4.30%～?33.32%；塊根氫氰酸含量范圍值為20～30?mg/kg，表現(xiàn)穩(wěn)定。由此可見，在生產(chǎn)性試驗(yàn)中，桂木薯9號(hào)同樣具有良好的豐產(chǎn)性和穩(wěn)定性。

2.4??現(xiàn)場(chǎng)鑒評(píng)結(jié)果

2020年12月23日，由農(nóng)業(yè)農(nóng)村部南亞熱帶作物中心組織相關(guān)專家，在廣西壯族自治區(qū)崇左市龍州縣彬橋鄉(xiāng)南亞社區(qū)對(duì)桂木薯9號(hào)品種進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)鑒評(píng)，示范種植面積3333.33?m2，植后8個(gè)月，隨機(jī)取樣，3次重復(fù)，測(cè)產(chǎn)小區(qū)面積為8.00?m2，平均小區(qū)產(chǎn)量為42.97?kg，折合鮮薯產(chǎn)量為53.72?t/hm2，比對(duì)照南植199增產(chǎn)56.0%。其結(jié)果與歷年區(qū)域性試驗(yàn)和生產(chǎn)性試驗(yàn)結(jié)果一致，增產(chǎn)達(dá)到顯著水平?，F(xiàn)場(chǎng)采用塊根氫氰酸含量快速檢測(cè)方法，桂木薯9號(hào)鮮薯薯肉氫氰酸含量為20～?30?mg/kg，低于對(duì)照1個(gè)等級(jí)。

3??品種特征特性

3.1??生物學(xué)特征

桂木薯9號(hào)生育期8～10個(gè)月，為中熟品種，其植物學(xué)特征表現(xiàn)為株型直立，株高2.5～4.0?m；

葉片綠色，掌狀深裂，裂片9片，裂片披針形，中間裂葉長(zhǎng)19.0～22.0?cm，寬4.0～5.0?cm，頂端嫩葉綠色，葉柄綠帶紅色，葉脈淺綠色，葉柄長(zhǎng)28.0～35.0?cm；成熟主莖莖粗27.0～40.0?mm，中下部外皮灰白色，主莖內(nèi)皮淺綠色；塊根水平分布，薯形為圓柱-圓錐型，稍有縊痕，塊根外皮淡褐色、內(nèi)皮粉紅色，塊根肉質(zhì)橘黃色；圓錐花序，花萼淺紅色，子房紫綠色，蒴果橢圓狀，長(zhǎng)1.4～1.8?cm，直徑1.2～1.6?cm，表面光滑，具6條狹縱翅，果皮綠色；成熟種子扁圓形，長(zhǎng)約1.0?cm，直徑約0.5?cm，種皮黑色硬殼質(zhì)，具花紋（圖1）。

3.2??食用品質(zhì)特征

經(jīng)農(nóng)業(yè)農(nóng)村部亞熱帶果品蔬菜質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)測(cè)試中心檢測(cè)，結(jié)果見表5。桂木薯9號(hào)鮮薯薯肉氫氰酸含量為35.1?mg/kg，總糖含量為2.0?g/100?g，β-胡蘿卜素含量為454.00?μg/100?g，膳食纖維含量為4.43?g/100?g，鉀含量為553?mg/100?g，均高

于對(duì)照南植199和被譽(yù)為“蛋黃木薯”的華南9號(hào)[12]，具有富含β-胡蘿卜素、膳食纖維及礦物質(zhì)等特點(diǎn)，營(yíng)養(yǎng)價(jià)值豐富；在食味方面，適宜蒸煮食用及制作木薯汁等，其在色澤和口感上有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。由于桂木薯9號(hào)氫氰酸含量低，薯肉橘黃色，鮮食口感脆甜，也被譽(yù)為“胡蘿卜木薯”。

3.3??指紋圖譜鑒定

對(duì)桂木薯9號(hào)、新選048（母本）在內(nèi)的11個(gè)木薯種質(zhì)的SSR鑒定結(jié)果發(fā)現(xiàn)，桂木薯9號(hào)在引物C24、C58上具有唯一的特征帶C24-hi/C58-b（表6，圖2），因此，C24、C58可作為該品種的標(biāo)記指紋。

4??討論與結(jié)論

桂木薯9號(hào)是通過嚴(yán)格控制周邊環(huán)境進(jìn)行開放自交，從自交F1代群體中選育出來的優(yōu)良品種。自花授粉雜交是創(chuàng)制種質(zhì)資源的方式之一，自交使基因快速純合，且產(chǎn)生的加性效應(yīng)使一些控制優(yōu)異性狀的基因?qū)Ρ硇偷呢暙I(xiàn)值疊加，產(chǎn)生極端表型的個(gè)體。CEBALLOS等[13]在自交系群體中發(fā)現(xiàn)了珍貴的“糯木薯”種質(zhì)資源；KAWUKI等[14]以6個(gè)木薯的自交系群體為材料，篩選到了支鏈淀粉含量、收獲指數(shù)和根干物質(zhì)含量等農(nóng)藝性狀高于對(duì)應(yīng)親本的種質(zhì)資源；TADEO等[15]在Tz/130的第一代自交群體中篩選到抗褐條紋病毒病的木薯材料。本育種團(tuán)隊(duì)通過構(gòu)建新選048自交系群體，結(jié)合胚挽救技術(shù)解決廣西區(qū)內(nèi)木薯結(jié)實(shí)成熟度不高、后期敗育等問題，并采用SNAP分子標(biāo)記鑒定塊根氫氰酸含量基因型[16]、CAPS分子標(biāo)記鑒定木薯薯肉顏色篩選高β-胡蘿卜素含量材料[17]等手段，從近千份資源材料中篩選獲得具有低HCN、高類胡蘿卜素含量等優(yōu)良性狀的株系。因此，通過自交系群體構(gòu)建選育優(yōu)良食用木薯品種是一種快速有效的育種方法[18]。

2017—2018年，廣西合浦試驗(yàn)點(diǎn)出現(xiàn)較大程度的白蟻危害，桂木薯9號(hào)品種可能由于鮮薯甜度較大，遭受了相比對(duì)照品種明顯的產(chǎn)量損失；2018年在海南樂東試驗(yàn)點(diǎn)，桂木薯9號(hào)由于遭受臺(tái)風(fēng)影響，也造成了一定產(chǎn)量損失。其余年份及試驗(yàn)點(diǎn)均表現(xiàn)豐產(chǎn)性、穩(wěn)產(chǎn)性較好。因此，該品種適宜在廣西、廣東、海南、江西等?。▍^(qū)）木薯種植區(qū)推廣，在種植過程中應(yīng)注意采取防蟲防風(fēng)措施。

桂木薯9號(hào)是目前國(guó)內(nèi)選育品種中塊根β-胡蘿卜素含量最高的木薯品種[19-21]，含量達(dá)到454.00?μg/100?g。由于該品種塊根薯肉呈橘黃色，鮮食口感脆甜，被譽(yù)為“胡蘿卜木薯”。桂木薯9號(hào)品種營(yíng)養(yǎng)價(jià)值豐富，蒸煮食用及制作木薯汁表現(xiàn)口感細(xì)膩、風(fēng)味獨(dú)特、色澤明亮，深受餐飲業(yè)好評(píng)[22]。由于其豐產(chǎn)性和適應(yīng)性強(qiáng)，病蟲害較少，適宜密植和機(jī)械采收，易于打造成為天然健康的綠色薯類雜糧，目前在廣西南寧、合浦、玉林等地推廣種植深受農(nóng)戶喜愛，按桂木薯9號(hào)產(chǎn)量為40.0～45.0?t/hm2，單價(jià)為1000元/t計(jì)，鮮薯產(chǎn)值可達(dá)4.0萬～4.6萬元/hm2，經(jīng)濟(jì)效益顯著。

參考文獻(xiàn)

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