蔡建榮

摘要：【目的】對(duì)比汀芋1號(hào)與其變異母本白芽檳榔芋間的性狀差異，為選育優(yōu)質(zhì)檳榔芋新品種提供參考依據(jù)?！痉椒ā坑^察汀芋1號(hào)與其變異母本白芽檳榔芋的基本形態(tài)特征，比較分析二者間的母芋產(chǎn)量、食味和營(yíng)養(yǎng)成分含量差異，并進(jìn)行遺傳多樣性ISSR分子鑒定。【結(jié)果】汀芋1號(hào)母芋外觀商品性較好；其產(chǎn)量為23785.5 kg/ha，比白芽檳榔芋增產(chǎn)11.3%；氨基酸總量1.44 g/100 g，比白芽檳榔芋高27.43%；干物率39.0%，比白芽檳榔芋高5.8%（絕對(duì)值）；蛋白質(zhì)、維生素C、粗纖維、磷等營(yíng)養(yǎng)成分均高于白芽檳榔芋；汀芋1號(hào)母芋蒸煮后味濃香，干爽適口，食味較好。ISSR分子標(biāo)記檢測(cè)顯示二者存在特異性條帶?！窘Y(jié)論】汀芋1號(hào)的生長(zhǎng)勢(shì)、母芋品質(zhì)、營(yíng)養(yǎng)成分和產(chǎn)量等均優(yōu)于其變異母本白芽檳榔芋，可作為食用、加工型檳榔芋新品種在福建省中、低海拔地區(qū)推廣種植。

關(guān)鍵詞： 檳榔芋；汀芋1號(hào)；變異品種；性狀差異

中圖分類號(hào)： S632.3 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-1191（2016）01-0096-05

0 引言

【研究意義】檳榔芋（Colocasia esculenta）屬天南星科魁芋，為1年生草本栽培作物，高溫高濕、無(wú)霜期長(zhǎng)的長(zhǎng)江以南地區(qū)為其適生區(qū)，福建、湖南、廣西及廣東為主產(chǎn)區(qū)。檳榔芋是淀粉含量較高的優(yōu)質(zhì)蔬菜，肉質(zhì)細(xì)膩，風(fēng)味特殊，含有粗蛋白、淀粉、多種維生素和無(wú)機(jī)鹽等營(yíng)養(yǎng)成分，具有補(bǔ)氣養(yǎng)腎及健脾胃的功效，也是制作其他食品的上乘原料（成文和肖深根，2014）。近年來(lái)，福建省長(zhǎng)汀縣平均每年種植檳榔芋約4000 ha，檳榔芋母芋及加工產(chǎn)品熱銷全國(guó)各地（林致釬和姜桂梅，2014；鐘三秀，2014），但各地連年種植的檳榔芋品種單一，種質(zhì)退化，尤其缺乏優(yōu)質(zhì)性狀的新品種，造成檳榔芋產(chǎn)量及品質(zhì)逐年下降，嚴(yán)重影響了當(dāng)?shù)貦壚朴螽a(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展（袁素華和林挺興，2013）。汀芋1號(hào)（紅芽檳榔芋）是白芽檳榔芋田間自然變異的新株系，因其芋香、肉色及口感等均優(yōu)于其變異母本白芽檳榔芋而深受種植戶及消費(fèi)者喜愛，該品種已于2015年通過(guò)福建省農(nóng)作物品種審定委員會(huì)審定，但大部分檳榔芋主產(chǎn)區(qū)對(duì)其性狀了解甚少。因此，分析汀芋1號(hào)與其變異母本白芽檳榔芋間的性狀差異，對(duì)檳榔芋產(chǎn)業(yè)化體系建立及可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。【前人研究進(jìn)展】目前，對(duì)檳榔芋的研究主要集中于母芋產(chǎn)量比較（鄭可法等，2007；薛珠政等，2009a，2009b）、高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)栽培技術(shù)或無(wú)公害配套栽培技術(shù)（侯密清，2012；賴元洪，2012；曾三英，2012；張水蓮，2012；林致釬和姜桂梅，2014；鄧永輝和鄧真旺，2014；余道君，2014）及生產(chǎn)現(xiàn)狀和產(chǎn)業(yè)化探討（袁素華和鄧挺興，2013）等方面。部分學(xué)者開展了檳榔芋品種生理生化指標(biāo)研究，其中郭華等（2003）從檳榔芋產(chǎn)品加工角度比較分析了檳榔芋淀粉理化特性，杜秀杰等（2012）對(duì)檳榔芋淀粉顆粒形態(tài)、大小及淀粉糊特性黏度、糊度等物性方面進(jìn)行了詳細(xì)研究，劉文婷等（2013）對(duì)高壓條件下的檳榔芋淀粉理化性質(zhì)變化進(jìn)行了相關(guān)探討?！颈狙芯壳腥朦c(diǎn)】至今，針對(duì)自然變異產(chǎn)生的長(zhǎng)汀檳榔芋新品系與其變異母本間在形態(tài)特征、生理生化特性等方面的性狀差異分析尚無(wú)研究報(bào)道?！緮M解決的關(guān)鍵問題】對(duì)比分析汀芋1號(hào)與其變異母本白芽檳榔芋間的基本形態(tài)特征、母芋產(chǎn)量、食味和營(yíng)養(yǎng)成分含量差異，并進(jìn)行遺傳多樣性ISSR分子鑒定，為加快檳榔芋良種選育、推廣提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1. 1 試驗(yàn)地概況

福建長(zhǎng)汀縣河田鎮(zhèn)氣候溫和，雨量充沛，年均氣溫19.5 ℃，歷史最高氣溫39.8 ℃，最低氣溫-4.9 ℃，年無(wú)霜期265 d，年降水量1700.0 mm，適宜進(jìn)行各種亞熱帶、溫帶作物高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)生產(chǎn)。試驗(yàn)地段海拔275 m，種植前土壤有機(jī)質(zhì)22.5 g/kg、速效N 124.0 mg/kg、速效P 39.4 mg/kg、有效K 25.0 mg/kg、土壤pH 4.1。

福建長(zhǎng)汀縣涂坊鎮(zhèn)氣候溫和、雨量充沛，屬亞熱帶季風(fēng)氣候，年均氣溫17.8 ℃，年降水量1774.9 mm。試驗(yàn)地段海拔320 m，土壤為壤沙土，屬富P、缺K、中N土壤，排灌方便。

1. 2 試驗(yàn)材料

白芽檳榔芽和汀芋1號(hào)均采自福建長(zhǎng)汀縣涂坊鎮(zhèn)，其中汀芋1號(hào)為長(zhǎng)汀白芽檳榔芋紅芽變異株經(jīng)多年系統(tǒng)篩選、繁殖選育而成，已逐漸成為長(zhǎng)汀縣主栽品種；白芽檳榔芋原為長(zhǎng)汀檳榔芋主栽種之一，因品種退化、食味較差等因素影響，種植面積已逐年減少。

1. 3 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)于2014年在福建長(zhǎng)汀縣進(jìn)行。其中，在河田鎮(zhèn)河田段進(jìn)行植株基本形態(tài)特征觀察試驗(yàn)，在涂坊鎮(zhèn)進(jìn)行母芋產(chǎn)量測(cè)定及形態(tài)比較試驗(yàn)。

1. 3. 1 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 植株基本形態(tài)特征觀察試驗(yàn)：小區(qū)面積33 m2，設(shè)3次重復(fù)，共6個(gè)小區(qū)，每小區(qū)種植60株，種植方式為畦寬（帶溝）1.1 m，株距50.0 cm，單行種植。施純N 375.0 kg/ha，N∶P2O5∶K2O比例為1.0∶0.5∶1.5，其中3月1日施基肥占總施肥量的30%，5月30日第1次追肥占總施肥量的35%，6月20日第2次追肥占總施肥量的35%。

母芋產(chǎn)量比較試驗(yàn)：小區(qū)面積33 m2，設(shè)3次重復(fù)，共6個(gè)小區(qū)，畦寬（帶溝）1.1 m，株距40.0 cm，單行種植，每小區(qū)種植75株。施純N 275.0 kg/ha，N∶P2O5∶K2O比例為1.0∶0.5∶1.5，其中3月6日施基肥占總施肥量的30%，6月2日第1次追肥占總施肥量的35%，6月28日第2次追肥占總施肥量的35%。

1. 3. 2 植株基本形態(tài)特征觀察 種植時(shí)間為3月1日，觀察截止時(shí)間為9月10日，期間觀察汀芋1號(hào)和白芽檳榔芋的芽尖、株高、葉齡等性狀變化情況。

1. 3. 3 母芋產(chǎn)量比較及形態(tài)觀察 種植時(shí)間為3月6日，收獲時(shí)間為9月28日，期間觀察比較二者母芋產(chǎn)量及形態(tài)特征差異。依據(jù)當(dāng)?shù)啬赣笤u(píng)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，母芋重量≥0.75 kg/個(gè)為大芋，母芋重量0.49～0.74 kg/個(gè)為中芋，母芋≤0.50 kg/個(gè)為小芋。

1. 3. 4 營(yíng)養(yǎng)成分檢測(cè) 委托福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院中心試驗(yàn)室測(cè)定汀芋1號(hào)及白芽檳榔芋母芋的氨基酸組成和含量及水分、灰分、蛋白質(zhì)、維生素C（Vc）、粗纖維、P、Ca、K等含量。

1. 3. 5 ISSR分子標(biāo)記檢驗(yàn) 對(duì)母芋、植株及芽等部位分別采樣，委托福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物研究所進(jìn)行ISSR分子標(biāo)記檢驗(yàn)。DNA提取采用TaKaRa minibest DNA 試劑盒，引物篩選序列采用哥倫比亞大學(xué)公布的SSR引物，反應(yīng)體系為：基因組 DNA模板1.0 μL，Primer（10 μmol/L）2.0 μL，2×Power Taq PCR MasterMix 10.0 μL，ddH2O補(bǔ)足至20.0 μL；擴(kuò)增程序?yàn)椋?5 ℃預(yù)變性3 min；95 ℃ 30 s，52 ℃ 30 s，72 ℃ 1 min，進(jìn)行30個(gè)循環(huán)；72 ℃延伸10 min，4 ℃保存。PCR擴(kuò)增產(chǎn)物用1%瓊脂糖凝膠電泳進(jìn)行檢測(cè)。

2 結(jié)果與分析

2. 1 植株基本形態(tài)特征

植株特征觀察試驗(yàn)及田間定點(diǎn)定株觀察結(jié)果表明，汀芋1號(hào)平均株高152.7 cm，白芽檳榔芋為153.6 cm，二者相差較?。煌∮?號(hào)葉呈長(zhǎng)圓形，互生，葉片及葉柄綠色，與白芽檳榔芋無(wú)明顯差異；白芽檳榔芋新生芽尖呈白色，而汀芋1號(hào)新生芽尖至芽基部呈漸變的淡紅色，芽尖處紅色較淡，芽基部紅色較深（圖1）；二者生長(zhǎng)前期葉片生長(zhǎng)速度差異不明顯，但中后期汀芋1號(hào)葉齡變化明顯強(qiáng)于白芽檳榔芋（圖2）；白芽檳榔芋葉齡平均15.4葉，汀芋1號(hào)平均17.2葉（表1）。

2. 2 母芋產(chǎn)量及形態(tài)特征

2. 2. 1 母芋產(chǎn)量 檳榔芋可食用部分主要為地下部的球莖，又稱作母芋或芋頭。測(cè)產(chǎn)結(jié)果表明（表2），汀芋1號(hào)母芋產(chǎn)量為23785.5 kg/ha，白芽檳榔芋母芋產(chǎn)量為21361.5 kg/ha，汀芋1號(hào)比白芽檳榔芋增產(chǎn)11.3%；汀芋1號(hào)小區(qū)平均大芋數(shù)為55.3個(gè)，大芋所占比例為76.6%，明顯高于白芽檳榔芋。

2. 2. 2 母芋形態(tài)特征 從圖3可以看出，汀芋1號(hào)母芋呈短橢圓形，較圓潤(rùn)，剖開后檳榔紋紫紅色紋路明顯，商品性較好；而白芽檳榔芋母芋略呈長(zhǎng)圓錐形，基部略尖，檳榔紋較淺，商品外觀略差。

2. 3 營(yíng)養(yǎng)成分組成及食味變化

2. 3. 1 營(yíng)養(yǎng)成分組成 由表3和表4可知，汀芋1號(hào)氨基酸總量1.44 g/100 g，比白芽檳榔芋高27.43%；干物率達(dá)39.0%，比白芽檳榔芋高5.8%（絕對(duì)值）；蛋白質(zhì)含量2.28 g/100 g，比白芽檳榔芋高48.05%； Vc含量9.88 mg/100 g，比白芽檳榔芋高33.69%；粗纖維含量0.6 g/100 g，比白芽檳榔芋高20.0%；P含量31.61 mg/100 g，比白芽檳榔芋高95.48%；蔗糖及Ca、K、Fe、Zn等元素含量略低于白芽檳榔芋，而Se、還原糖及粗脂肪含量無(wú)明顯差異。

2. 3. 2 母芋食味變化 汀芋1號(hào)母芋經(jīng)蒸煮后味濃香、肉質(zhì)松粉、干爽適口，白芽檳榔芋蒸煮后香味較淡，咀嚼略帶糯性口感，粉性較弱。

2. 4 ISSR分子標(biāo)記差異性分析

2. 4. 1 品種DNA提取 從圖4可以看出，兩個(gè)品種所提取的DNA均只有一條完整條帶，表明其DNA溶液中沒有蛋白質(zhì)和RNA污染，經(jīng)Nanodrop 2000檢測(cè)，白芽檳榔芋DNA的OD260/OD280值為1.84，汀芋1號(hào)DNA的OD260/OD280值為1.90，均可用于后續(xù)研究。

2. 4. 2 PCR擴(kuò)增結(jié)果及遺傳多樣性 從圖5可以看出，通過(guò)ISSR分子標(biāo)記檢驗(yàn)，經(jīng)過(guò)27對(duì)引物篩選，發(fā)現(xiàn)UBC835和UBC840引物在兩個(gè)樣品存在差異性條帶擴(kuò)增，引物序列為UBC835（5'-AGAGAGAGAGAGAG

AGYC-3'）和UBC840（5'-GAGAGAGAGAGAGAGAY

T-3'）。汀芋1號(hào)在約700 bp處出現(xiàn)特異性條帶，表明汀芋1號(hào)與白芽檳榔芋具有不同的遺傳背景，品種具有遺傳多樣性。

3 討論

本研究結(jié)果表明，汀芋1號(hào)植株地上部特征與白芽檳榔芋存在差異，汀芋1號(hào)新生芽尖顏色呈淡紅色，白芽檳榔芋新生芽尖為白色，汀芋1號(hào)葉齡平均為17.2葉，白芽檳榔芋平均為15.4葉。新生芽顏色的差異可能與植物體葉綠素含量有關(guān)，但汀芋1號(hào)是白芽檳榔芋的變異種，其新生芽尖為淡紅色可能是基因變異的結(jié)果。汀芋1號(hào)和白芽檳榔芋的葉齡不同正反映其單株生長(zhǎng)勢(shì)的差異，與張水鏈（2012）對(duì)檳榔芋的研究結(jié)果一致，形成此差異的主要原因是否與其品種變異或與各自的種芋品質(zhì)有關(guān)還需深入探究。在母芋形態(tài)及產(chǎn)量方面，汀芋1號(hào)母芋呈短橢圓形，檳榔紋路較明顯，產(chǎn)量高，商品性較白芽檳榔芋好，正是目前該品種被廣大種植戶接受的主要原因之一。在母芋營(yíng)養(yǎng)成分方面，汀芋1號(hào)的氨基酸總量和蛋白質(zhì)、Vc、粗纖維含量及干物率等均高于白芽檳榔芋，F(xiàn)e、Zn及Ca等元素含量略低于白芽檳榔芋。汀芋1號(hào)食味上表現(xiàn)較香且入口松粉，白芽檳榔芋入口略顯糯性，可能與品種的直鏈及支鏈淀粉含量不同有關(guān)（郭華等，2003）。ISSR分子標(biāo)記檢測(cè)結(jié)果表明，汀芋1號(hào)在UBC835和UBC840引物中存在差異性條帶擴(kuò)增，表明汀芋1號(hào)與白芽檳榔芋具有不同遺傳背景，為新品種的鑒定提供了分子理論依據(jù)。

本研究?jī)H在植株形態(tài)、母芋特征、營(yíng)養(yǎng)成分、分子遺傳學(xué)等方面闡述了汀芋1號(hào)與其變異母本白芽檳榔芋間的性狀表現(xiàn)差異，對(duì)二者新生芽顏色差異、植株生長(zhǎng)勢(shì)不同、母芋形態(tài)變化及營(yíng)養(yǎng)成分改變等方面形成的具體機(jī)理及白芽檳榔芋產(chǎn)生變異的主要原因有待進(jìn)一步研究探討。

4 結(jié)論

本研究結(jié)果表明，汀芋1號(hào)母芋產(chǎn)量、外觀品質(zhì)、營(yíng)養(yǎng)成分及食味等性狀優(yōu)于其變異母本白芽檳榔芋，可作為食用、加工型檳榔芋新品種推廣應(yīng)用。

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（責(zé)任編輯 思利華）