河北省一季作区25 份马铃薯品种(系) 资源评价

2022-07-19 11:05刘毅强靳炜田再民冯琰祁利潘尹江王宽龚学臣苏晨晨翟鑫娜张云帅刘磊
河北农业科学 2022年3期
关键词:块茎单株种质

刘毅强,靳炜,田再民,冯琰,祁利潘,尹江,王宽,龚学臣,苏晨晨,翟鑫娜,张云帅,刘磊

(河北北方学院,河北 张家口 075000)

马 铃 薯 (Solanum tuberosumL.) 属 茄 科(Solanaceae)茄属(Solanum)一年生草本植物,是世界第四大粮食作物,也是我国重要的经济作物之一[1]。据联合国粮食及农业组织(FAO)2017 年统计,我国已成为世界马铃薯生产面积和产量最大的国家,面积和产量分别占世界总量的29.88%和25.56%[2]。农作物种质资源是作物遗传改良和种质创新的物质基础,也是提高我国农业综合生产能力、维系国家粮食安全的重要保证[3]。我国马铃薯种质资源多样性丰富,截至2017 年底,我国各单位共保存包括国内审定品种、国外引进品种、育种品系、原始栽培种和野生种等在内的马铃薯种质资源约5 000 份[4]。

种质资源遗传多样性研究可以为选配亲本、基因重组以及杂种优劣的预测提供理论依据,也是品种选育能否成功的关键[5]。种质资源遗传多样性评价方法有表型性状标记、细胞学标记、生化标记和分子标记等[6],其中形态学指标评价[7,8]和分子水平评价[9]应用较多。作物表型性状直观、数据可靠,测量简单且经济、方便,长期以来都是作物种质资源分类、评价、鉴定和育种后代选择以及遗传多样性研究最基础的标记方法[10]。

河北省一季作区为河北省最主要的马铃薯产区,也是我国重要的马铃薯种薯和商品薯生产基地,马铃薯种植水平居国内领先[11]。种植优良马铃薯品种是当地农民脱贫致富的有效途径,因此,充分了解马种质资源的主要品质特性、丰富种质多样性,有针对性地从国内外引进优良品种,筛选具有优良性状的资源作为亲本,通过不同的杂交组合,育成可在当地推广的优良品种至关重要。从国内外9 家选育单位引进马铃薯品种资源25 份,并对其产量和品质性状等进行鉴定与评价,筛选适宜河北省一季作区种植的马铃薯品种(系)和优良的育种亲本材料,既可丰富当地马铃薯种质资源的多样性,又可为马铃薯品种选育提供优质材料。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验于2020 年5~9 月在河北省张家口市坝上地区河北北方学院马铃育种试验基地进行。该地区属中温带大陆性季风气候,海拔1 600~1 800 m,年平均气温3.2 ℃,年降水量300 mm 左右,年平均日照时数2 897.8 h。土壤类型为栗钙土,肥力中等。

1.2 试验材料

参试马铃薯种质资源25 份,来自国内外的9 家选育单位(表1)。

表1 参试马铃薯品种(系)资源及其选育单位Table 1 25 potato varieties(lines) resources tested and breeding units

1.3 试验方法

1.3.1 试验设计 2020 年5 月7 日播种马铃薯,25份试材随机排列种植,每个品种(系) 均种植108 m2(30 m×3.6 m)。马铃薯起垄栽培,垄宽90 cm,种植密度52 500 株/hm2;播种前底施三元复合肥1 500 kg/hm2,生育期不追肥。正常田间管理,9 月18 日收获。

1.3.2 测定项目与方法

1.3.2.1 生育期和植株性状。参照《马铃薯种质资源描述规范和数据标准》[12],记录生育期、植株形态特征(叶色、茎色、花冠色、花繁茂性、主茎数、株高)和块茎性状(薯形、薯皮色、薯肉色、芽眼深浅、薯皮类型)。

1.3.2.2 经济性状。收获时,每小区随机选择10 株,调查单株薯数、单株薯重、单株大薯(块茎质量>75 g)数、单株大薯重;测定小区产量,折算单位面积产量。计算商品薯率(单株大薯重/单株薯重×100%)。

1.3.2.3 淀粉及干物质含量。采用比重法,测定马铃薯块茎淀粉及干物质含量[13]。

1.3.3 数据统计分析 采用Excel 2016 软件对试验数据进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 参试马铃薯品种(系)的生育期

参试马铃薯品种(系) 的生育期差异较大,其中,北方002、艾弗拉、北方009、雪育1 号和雪早2号生育期为60~80 d,属早熟资源;雪育2 号、中晟2 号、希森6 号、菲勒赛纳、北方006、北方001、北方003、兴佳2 号、BF0811.6 和BF0836.23 生育期为80~100 d,属中熟资源;中加2 号、BF052.127、中晟4 号、京张薯1 号、中薯41、露辛达、中薯38号、京张薯2 号、中晟1 号和中晟3 号生育期为100~120 d,属中晚熟资源。

2.2 参试马铃薯品种(系)的植株性状

调查结果(表2) 显示,参试马铃薯品种(系)的植株性状差异较大,其中,叶色均为绿色,但北方002 和艾弗拉的叶色较浅,雪育2 号、BF052.127、京张薯2 号、兴佳2 号、中晟1 号和中晟3 号的叶色较深;茎色除雪育2 号为褐色外,其他品种(系)均为绿色,个别品种(系)局部有褐色;花冠颜色有多种,其中,雪育2 号、艾弗拉和雪早2 号为浅红色,中加2 号和中薯38号为红色,北方002 为浅紫色,BF052.127、京张薯1 号、中薯41 号、北方009、北方001 和BF0811.6 为紫色,其他品种(系)均为白色;花繁茂性有一定差异,其中,中晟2 号、京张薯1 号、中薯41 号等13 份品种(系)花繁茂、花量大,中加2 号、雪育2 号、BF052.127 等12 份品种(系)花量中等;主茎数为1.3~4.7 个,其中,露辛达和北方002 的主茎数分别为4.7 个和3.7 个,BF052.127、京张薯1 号、中薯41 号等18 份品种(系)的主茎数为2.0~3.0个,中加2 号、希森6 号、艾弗拉、BF0836.23、兴佳2 号的主茎数均少于2 个;株型均为直立型,株高为42.0~88.3 cm,其中雪育1 号和BF0811.6 的株高不足50 cm。

表2 25 份马铃薯品种(系)的植株性状Table 2 Plant characters of 25 potato varieties(lines)

2.3 参试马铃薯品种(系)的块茎性状

调查结果(表3)显示,参试马铃薯品种(系)的块茎性状差异较大,其中,薯形以椭圆和长椭圆为主,而中薯38 号、京张薯2 号和雪早2 号的块茎为卵圆形,中晟1 号和中晟3 号的块茎为扁圆形,BF0811.6 的块茎为圆形;薯皮色以黄色和淡黄色为主,而雪育2 号和中薯38 号的薯皮为红色,BF052.127、中晟1 号和中晟4 号的薯皮为白色;薯肉色以黄色为主,其中,中加2 号、北方002、中晟2 号、希森6 号、菲勒赛纳、中薯41 号、露辛达、北方001、中薯38 号、中晟3 号和BF0836.23 的薯肉为黄色,雪育2 号、京张薯1 号、北方009、雪育1 号和兴佳2 号的薯肉为淡黄色,而BF052.127、艾弗拉、中晟4 号、京张薯2 号、北方003、中晟1 号和BF0811.6 的薯肉为白色,北方006 和雪早2 号的薯肉为乳白色;芽眼深度除中薯38 号为中等外,其他品种(系)均为浅;薯皮类型除雪育1 号为麻,京张薯1 号和北方003 为略麻外,其他品种(系)均光滑。

表3 25 份马铃薯品种(系)的块茎性状Table 3 Tuber characters of 25 potato varieties(lines)

2.4 参试马铃薯品种(系)的经济性状

调查结果(表4)显示,参试马铃薯品种(系)的经济性状差异较大,其中,单株薯数为3.1~7.1 个,单株薯重为0.350 ~1.134 kg,其中,京张薯1 号、BF052.127 和中薯38 号的单株薯重>1 kg;单株大薯数为2.5~5.4 个,单株大薯重为0.318~1.069 kg,其中京张薯1 号、BF052.127、中薯41 等16 份品种(系)的单株大薯数>4 个,北方009 的单株大薯数最多,京张薯1 号的单株大薯重最高;产量为14 915.7~46 569.8 kg/hm2,其中京张薯1 号、BF052.127、中薯38 号和中晟2 号的产量>40 000 kg/hm2;商品薯率为80.72%~95.60%,其中京张薯1 号、BF052.127、中薯38 号、中晟2 号等15 份品种(系) 的商品薯率>90%,北方002 的商品薯率最高;淀粉产量为2 620.7~7 519.4 kg/hm2,其中露辛达的淀粉产量最高,中薯41 号、中晟1 号、中晟2 号和中晟3 号的淀粉产量>6 000 kg/hm2。

表4 25 份马铃薯品种(系)的经济性状Table 4 Economic characters of 25 potato varieties(lines)

2.5 参试马铃薯品种(系)的干物质和淀粉含量

调查结果(图1) 显示,参试马铃薯品种(系)的块茎干物质含量为17.58%~24.7%,品种间差异较大,其中,北方006、BF0836.23、BF0811.6、BF052.127、中薯41 号和京张薯2 号等17 份品种(系)的干物质含量>20.0%,北方009、雪育2 号和中晟3 号等8 份品种(系)的干物质含量为17.58%~19.84%;淀粉含量品种间差异较大, 除北方006、 BF0836.23 和BF0811.6 淀粉含量>18%外,其他22 份品种(系)的淀粉含量均<18%。

图1 25 份马铃薯品种(系)块茎的干物质和淀粉含量Fig.1 Tuber dry matter and starch contents of 25 potato varieties(lines)

3 结论与讨论

近年来我国马铃薯产业发展快速。目前,块茎颜色偏黄色的马铃薯市场占有率较高。王鹏等[14]研究表明,以黄肉马铃薯材料为亲本,选育出黄肉马铃薯品种的几率更高。本研究选用的25 份马铃薯品种(系)中,中加2 号、中晟2 号、希森6 号、菲勒赛纳、中薯41 号、露辛达、北方001、中晟3 号、BF0836.23的薯皮和薯肉均为黄色,其中,中晟2 号、中薯41 号和北方001 花繁茂、花量大,是理想的黄肉马铃薯品种选育资源材料。

根据市场需求可以将马铃薯分为鲜食、饲用和加工3 个类型,其中加工型马铃薯品种要求淀粉含量为18%以上[15]。本研究选用的25 份马铃薯品种(系)中,北方006、BF0836.23 和BF0811.6 淀粉含量较高,但淀粉产量较其他品种低,可以作为高淀粉马铃薯品种选育资源材料,也可以通过改进栽培技术提高淀粉产量。

在河北省张家口市坝上地区,对25 份马铃薯品种(系)资源的生育期、形态特征、农艺性状和品质性状进行评价,结果表明,京张薯1 号、BF052.127、中薯38 号和中晟2 号产量高,商品薯率高于90%,生育期90 d 以上,可在一季作区种植;北方002、艾弗拉、北方009、雪育1 号、雪早2 号生育期为60~80 d,可在二季作区引种;中晟2 号、中薯41 号和北方001薯皮和薯肉均为黄色,且花繁茂、花量大,可作为黄肉马铃薯品种选育的亲本材料;北方006、BF0836.23和BF0811.6 淀粉含量高于18%,可作为高淀粉马铃薯品种选育的亲本材料。

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