羅海玲，龔明霞，周蕓伊，馬 俊，何龍飛,5 *

(1. 廣西大學(xué)農(nóng)學(xué)院，廣西 南寧 530004；2. 廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物遺傳改良生物技術(shù)重點實驗室，廣西 南寧 530007；3. 廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜研究所，廣西 南寧 530007；4. 廣西南寧市黨校，廣西 南寧 530007；5. 廣西高校作物栽培學(xué)與耕作學(xué)重點實驗室，廣西 南寧 530005)

【研究意義】山藥(RhizomaDioscorea)屬于薯蕷科中最大的薯蕷屬，非洲山藥年產(chǎn)量最高，約占世界總量的95 %[1]，我國山藥約有60種[2]。廣西具有豐富的光、溫、水和熱資源，其山藥種質(zhì)資源占全國的一半以上。山藥的營養(yǎng)化學(xué)成分因品種、環(huán)境、生長期及收獲季節(jié)等的不同而各有差異，從眾多山藥品種中篩選更多品質(zhì)、產(chǎn)量綜合性狀優(yōu)良，且適合不同地域要求的品種成為生產(chǎn)上的迫切需求，對促進(jìn)高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)山藥產(chǎn)業(yè)發(fā)展也具有重要意義?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】在山藥營養(yǎng)品質(zhì)和資源鑒定方面已有一些研究。韋本輝等[3]分析了9個山藥品種的營養(yǎng)成分，認(rèn)為營養(yǎng)品質(zhì)差異可作為淮山藥種質(zhì)分類的依據(jù)之一。華樹妹[4]對福建的21份山藥資源進(jìn)行了品質(zhì)分析，認(rèn)為它們的淀粉含量存在極顯著差異，不同產(chǎn)地山藥的可溶性蛋白含量也存在極顯著差異。梁任繁等[5]對收集到的12份廣西山藥種質(zhì)資源進(jìn)行田間種植和生物學(xué)性狀觀察，應(yīng)用聚類分析方法，結(jié)合形態(tài)學(xué)與生態(tài)學(xué)特征，將它們分成4個類群：北方山藥、南方山藥、野生山藥和田薯型。隸屬函數(shù)分析法可將不同指標(biāo)系數(shù)轉(zhuǎn)換成[0，1]度量值，在同一平臺定量評價、綜合比較，較之加權(quán)評分法具有更大的合理性，在蘿卜[6]、大蒜[7]和馬鈴薯[8]等多種作物不同品種營養(yǎng)品質(zhì)的綜合評價中得到廣泛應(yīng)用，篩選出了一系列品質(zhì)優(yōu)良的品種資源?！颈狙芯壳腥朦c】由于藥食兼用山藥的品質(zhì)研究起步較晚，目前尚未有統(tǒng)一的資源評價標(biāo)準(zhǔn)，因此關(guān)于山藥資源產(chǎn)量和品質(zhì)指標(biāo)綜合評價的研究較少，隸屬函數(shù)分析法在山藥種質(zhì)資源研究中的應(yīng)用還未見報道。【擬解決的關(guān)鍵問題】用隸屬函數(shù)法綜合評價31個山藥種質(zhì)資源的產(chǎn)量和品質(zhì)，為山藥優(yōu)良品種的選育栽培及山藥產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 供試材料

31份供試山藥種質(zhì)資源類型及來源見表1。2013年4月13日將供試品種種植于廣西大學(xué)農(nóng)學(xué)院教學(xué)科研基地，采用定向和搭架栽培，隨機(jī)區(qū)組設(shè)計，3 次重復(fù)，每個區(qū)組(資源)種植面積為7.5 m2，株距30 cm，行距1 m，常規(guī)田間管理，翌年1月7日收獲各種質(zhì)資源的地下塊莖，并測定其農(nóng)藝性狀和產(chǎn)量。生理指標(biāo)測定取樣：從各個種質(zhì)資源各小區(qū)中隨機(jī)抽取剛采收的3條塊莖，洗凈、擦干后取上、中、下3個部位的樣品混勻，液氮速凍，高速粉碎機(jī)迅速加液氮研磨成液氮粉末后置于-40 ℃待測，3 次重復(fù)。

1.2 測定方法

收獲時，每個小區(qū)測定5株塊莖的重量、長度和直徑，重復(fù)3次，以小區(qū)產(chǎn)量折合計算每公頃總產(chǎn)量。蔗糖含量采用Roe比色法測定，還原糖含量的測定采用3, 5-二硝基水楊酸法[9]測定，可溶性蛋白質(zhì)含量采用考馬斯亮藍(lán)G-250法[10]測定，采用鹽酸水解DNS比色法[11]快速測定山藥淀粉含量。

表1 供試淮山藥種質(zhì)類型和來源Table 1 Types and sources of tested yam germplasms

1.3 數(shù)據(jù)分析

采用SPSS 19.0軟件進(jìn)行相關(guān)性分析和差性異分析，差異性分析采用單因素方差分析LSD法進(jìn)行多重比較，農(nóng)藝性狀比較的樣本數(shù)為15個，生理指標(biāo)測定樣本數(shù)為3個。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同山藥種質(zhì)資源塊莖農(nóng)藝性狀比較分析

由表2顯示，31份種質(zhì)資源的單莖重與直徑、莖長均呈極顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為0.58和0.48，單莖重與產(chǎn)量呈極顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)0.99，因此塊莖長、莖直徑寬的品種，塊莖重量和產(chǎn)量都高。31份種質(zhì)資源農(nóng)藝性狀存在較大差異，其單莖重在0.112～1.834 kg，單莖重1 kg以上、莖長50 cm以上、莖直徑7 cm(31個種質(zhì)資源的莖直徑平均值為7.117 cm)以上的品種有HZ-2、G15、BL-2、BL-5、G1和GH5；莖長50 cm以上、莖直徑7 cm以下的品種有西大淮1號、G9、5-5大、WM3、18號、GH-2、GH-9和桂平金田；塊莖較短(50 cm以下)但莖直徑較寬(7 cm以上)的品種有BL-3、PZ-1、PZ-3、土家白、浙江紅山藥、野生種和大薯種；塊莖較細(xì)(莖直徑4 cm以下)、較短(莖長在50 cm以下)的品種有鐵棍山藥、湖北大、湖北小、SY2和GH16。

表2 供試淮山藥種質(zhì)的塊莖性狀Table 2 Tuber traits and yields of tested yam germplasm resources

注：定義莖長60 cm以上為長型種質(zhì)資源，50～60 cm為中型種質(zhì)資源，50 cm以下為短型種質(zhì)資源。同一列數(shù)據(jù)后不同小寫字母表示在5 %水平上差異顯著，下同。

Note: It was defined as long type germplasm resources with the tuber length more than 60 cm, and medium germplasm resources with the tuber length between 50-60 cm, and short germplasm resources with the tuber length below 50 cm. Different lowercase letters in the same column indicate significance atP<0.05 level. The same as below.

表3 供試淮山藥種質(zhì)的品質(zhì)性狀和平均隸屬函數(shù)分析Table 3 Quality traits and membership function analysis of tested yam germplasm resources

2.2 不同山藥種質(zhì)資源塊莖產(chǎn)量評價

如表2所示，31份山藥種質(zhì)資源間產(chǎn)量差異達(dá)顯著水平，根據(jù)產(chǎn)量性狀可將其分成7類，第1類產(chǎn)量高于55 000 kg/hm2(HZ-2和G15)，顯著高于其他品種；第2類為50 000～55 000 kg/hm2(BL-2和 BL-5)；第3類產(chǎn)量為45 000～50 000 kg/hm2(G1、GH5、西大淮1號、BL-3和土家白)；第4類產(chǎn)量為35 000～45 000 kg/hm2(PZ-1、5-5大、PZ-3和WM3)；第5類產(chǎn)量為30 000～35 000 kg/hm2(G9、GH-8、GH-2和粵北2號)；第6類產(chǎn)量為15 000～30 000 kg/hm2(浙江紅山藥、非洲1號、野生種、大薯種、18號、GH-7、GH-9、桂平金田、SY1和GH16)；第7類在15 000 kg/hm2以下(湖北大、鐵棍山藥、湖北小和SY2)，顯著低于其他種質(zhì)資源。

2.3 不同山藥種質(zhì)資源塊莖品質(zhì)分析

2.3.1 不同山藥種質(zhì)資源可溶性蛋白含量分析 31份供試種質(zhì)資源可溶性蛋白含量為1.47～13.63 mg/g·FW，平均值為5.46 mg/g·FW，浙江紅山藥含量最高(13.625 mg/g·FW)，其次為非洲一號(10.293 mg/g·FW)、野生種(9.915 mg/g·FW)、PZ-1(9.399 mg/g·FW)和桂平金田(9.024 mg/g·FW)，含量最低的2個品種分別為粵北2號(1.472 mg/g·FW)和西大淮一號(1.612 mg/g·FW)。浙江紅山藥可溶性蛋白含量為粵北2號的9.27倍，含量差異顯著(表3)。

2.3.2 不同山藥種質(zhì)資源淀粉含量分析 淀粉含量達(dá)16 %以上的品種有GH-2(28.882 %)、GH-9(28.870 %)、PZ-1(26.938 %)、G1(24.929 %)、GH5(20.898 %)，G15(22.041 %)、湖北小(21.176 %)、野生種(20.988 %)、BL-5(19.864 %)、WM3(18.966 %)、G9(18.572 %)、HZ-2(18.540 %)、SY1(18.094 %)、PZ-3(17.836 %)、BL-2(17.280 %)、18號(16.751 %)和GH-7(16.311 %)等，可作為本地區(qū)的高淀粉加工品種選育的優(yōu)良親本，其中淀粉含量達(dá)最高的2個品種GH-2和 GH-9種質(zhì)資源間差異不顯著，與其他種質(zhì)資源淀粉含量比較差異顯著；淀粉含量在10 %以下的品種有非洲1號(6.240 %)、大薯種(8.850 %)、湖北大(6.195 %)、西大淮一號(7.022 %)、浙江紅山藥(8.353 %)、SY2(9.083 %)、GH16(9.858 %)和GH-8(9.561 %)等，這些與淀粉含量10 %以上種質(zhì)資源差異顯著(表3)。

2.3.3 不同山藥種質(zhì)資源蔗糖含量分析 蔗糖含量在10 mg/g·FW以上的種質(zhì)資源有土家白(27.298 mg/g·FW)、 BL-3(13.618 mg/g·FW)、PZ-1(13.383 mg/g·FW)、GH-7(13.230 mg/g·FW)、WM3(12.217 mg/g·FW)、浙江紅山藥(12.193 mg/g·FW)、GH-9(12.181 mg/g·FW)和野生種(11.806 mg/g·FW)，31個資源中大多短薯形種質(zhì)資源蔗糖含量較高，蔗糖含量最高的土家白與其他所有種質(zhì)資源差異達(dá)顯著水平。31個種質(zhì)資源還原糖含量在0.003～11.83410 mg/g·FW間，還原糖含量最高的為西大淮一號，最低的為PZ-1(表3)。

2.4 不同山藥種質(zhì)資源產(chǎn)量和品質(zhì)性狀的綜合評價

如表3所示，平均隸屬函數(shù)值為4個品質(zhì)性狀和產(chǎn)量性狀5個性狀的平均值，平均隸屬函數(shù)值越大，說明該種質(zhì)資源的產(chǎn)量和品質(zhì)綜合評價越好，根據(jù)平均隸屬函數(shù)值的排名位次，篩選出表現(xiàn)較優(yōu)的中、長型品種，包括GH5、G1、GH-9、G15、HZ-2、BL-5和BL-2，這些品種薯形和品質(zhì)俱佳，適合做高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)育種材料或鮮食新品種的優(yōu)異親本，其中GH-9、G1、G15、GH5、BL-5和HZ-2淀粉含量達(dá)18 %以上，這些品種可作為高淀粉加工品種選育的優(yōu)良親本。品質(zhì)和產(chǎn)量表現(xiàn)較優(yōu)的短型品種如PZ-1、野生種、土家白、PZ-3、BL-3、粵北2號和浙江紅，這些品種塊莖短而粗，性狀如甘薯，其中浙江紅、野生種和PZ-1的可溶性蛋白和蔗糖含量都很高，口感品質(zhì)佳，野生種和PZ-1為高蛋白高淀粉品種，浙江紅山藥為高蛋白低淀粉品種，由于短薯形品種具有產(chǎn)量高，品質(zhì)優(yōu)，便于采收、運輸、儲藏與加工等優(yōu)點，適合作為機(jī)械化種植和產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，這些品種可作為高蛋白加工品種選育的優(yōu)良親本。綜合評價最差的是4個塊莖短而細(xì)的小薯品種：鐵棍山藥、SY2、GH16和湖北大，這些品種由于其產(chǎn)量低下，綜合評價不佳。

3 討 論

近幾年廣西山藥生產(chǎn)發(fā)展很快，但仍存在良種覆蓋率低，加工型山藥品種少的問題，迫切需要篩選更多高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)親本，加快育種進(jìn)程。品質(zhì)育種的關(guān)鍵是品質(zhì)評價，但沒有統(tǒng)一的評價方法，不同評價方法各有優(yōu)劣。目前，對山藥營養(yǎng)品質(zhì)的評價主要分析方法有聚類分析法[3]、主成分分析法[12]、灰色關(guān)聯(lián)分析方法[13]等。隸屬函數(shù)法分析法因其方法簡便、直觀，評價結(jié)果能準(zhǔn)確、全面的反映品種的綜合特性而廣泛應(yīng)用于馬鈴薯、蘿卜等作物的品質(zhì)評價，因此，本研究采用隸屬函數(shù)法來綜合評價31份種質(zhì)資源的產(chǎn)量及品質(zhì)。

利用隸屬函數(shù)法對山藥種質(zhì)資源品質(zhì)和產(chǎn)量進(jìn)行綜合評價，結(jié)果篩選出品質(zhì)和產(chǎn)量表現(xiàn)較優(yōu)的中、長型品種7個：GH5、G1、GH-9、G15、HZ-2、BL-5和BL-2，短型品種7個：PZ-1、野生種、土家白、PZ-3、BL-3、粵北2號和浙江紅。這14個品種在廣西種植產(chǎn)量和品質(zhì)表現(xiàn)較優(yōu)，說明這些品種本身的基因遺傳因素較優(yōu)異，也說明廣西豐富的熱量資源和降水量為這些品種塊莖的生長提供了有利的環(huán)境。綜合評價優(yōu)的GH5，其淀粉含量為20.989 %，產(chǎn)量為45 528.83 kg/hm2，這與韋本輝等[3]描述的桂淮5號(GH5)淀粉(18.12 %)和蛋白含量高、綜合品質(zhì)優(yōu)相符，但產(chǎn)量表現(xiàn)要比韋本輝等[14]描述的24 000～33 750 kg/hm2要優(yōu)異，與龔明霞等[15]描述的GH5產(chǎn)量46 086.0 kg/hm2相似，梁任繁等[16]的研究表明桂淮5號生長周期長，各種物質(zhì)代謝活動時間比較充分，淀粉及干物質(zhì)積累等明顯高于桂淮16(GH16)，其塊莖顯著較GH16長且大，這說明GH5的確是一個品質(zhì)和產(chǎn)量綜合評價優(yōu)良的品種，也說明隸屬函數(shù)法適用于山藥品質(zhì)和產(chǎn)量的綜合評價。作為“四大懷藥”之一的鐵棍山藥，以其特有的食用和藥用價值而享譽(yù)海內(nèi)外，但在本研究中綜合評價并不佳，雖然其淀粉含量也達(dá)到19.412 %，與王飛等[17]描述的19 %相似，但產(chǎn)量低下，該結(jié)果與王小麗等[18]和許念芳等[19]的研究相符，韓鎖義等[20]認(rèn)為鐵棍山藥藥用價值高，產(chǎn)量低，而本研究僅涉及供試資源性狀、產(chǎn)量及營養(yǎng)品質(zhì)等方面，因此對于鐵棍山藥的藥用價值尚無評價。趙曉美等[21]研究表明鐵棍山藥在桂林采用最佳種植密度150 075 株/hm2時，產(chǎn)量最高可達(dá)16 152.60 kg/hm2，故可通過提高密度和改善栽培措施在一定程度上提高小薯品種的產(chǎn)量。小薯品種表現(xiàn)不佳還有兩個可能原因，一是由于廣西高溫高濕的氣候使其表現(xiàn)早衰[22]，二是因為本研究并未按各資源的特性來種植和收獲塊莖，而是以統(tǒng)一的密度和時間來種植、收獲，其品質(zhì)測定未必代表其最佳的品質(zhì)特性，其他引進(jìn)的小薯品種如GH16、湖北大和湖北小等資源在廣西南寧種植綜合表現(xiàn)不佳可能也與此有關(guān)。因此，下一步研究有必要根據(jù)不同種質(zhì)資源的的特性來種植、收獲塊莖，測定其最佳品質(zhì)，再進(jìn)行綜合評價。

4 結(jié) 論

中、長型品種GH5、G1、GH-9、G15、HZ-2、BL-5及BL-2薯形和品質(zhì)俱佳，適合做高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)育種材料或鮮食新品種的優(yōu)異親本；短型品種PZ-1、野生種、土家白、PZ-3 、BL-3 、粵北2號和浙江紅性狀如甘薯，適合機(jī)械化種植和收獲。這14個品種在廣西南寧種植時多為中晚熟，其產(chǎn)量和品質(zhì)均較高，適合在廣西種植或作為高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)育種的親本材料。

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