130個(gè)馬鈴薯品種(系)的塊莖營養(yǎng)品質(zhì)評價(jià)

白 磊，肖繼坪，郭華春

(云南農(nóng)業(yè)大學(xué)薯類作物研究所，昆明 650201)

130個(gè)馬鈴薯品種(系)的塊莖營養(yǎng)品質(zhì)評價(jià)

白 磊，肖繼坪，郭華春

(云南農(nóng)業(yè)大學(xué)薯類作物研究所，昆明 650201)

目的：為合理利用云南農(nóng)業(yè)大學(xué)薯類作物研究所近幾年引進(jìn)和培育的馬鈴薯品種(系)提供科學(xué)依據(jù)。方法：對130個(gè)馬鈴薯品種(系)塊莖的單株產(chǎn)量、干物質(zhì)、淀粉、還原糖、粗蛋白含量和6種礦質(zhì)元素進(jìn)行了分析，并用隸屬函數(shù)進(jìn)行了綜合評價(jià)。結(jié)果：130個(gè)馬鈴薯品種(系)的單株產(chǎn)量為0.12～1.20kg、干物質(zhì)的量為11.64%～28.52%、淀粉含量為8.37%～23.50%、還原糖含量為0.02%～0.67%；粗蛋白質(zhì)含量為0.91%～3.09%；塊莖鮮樣中礦質(zhì)元素含量范圍K為102.37～699.80mg/100g、Mg為3.58～27.91mg/100g、Cu為69.87～327.98 μg/100g、Fe為513.79～6 984.74 μg/100g、Mn為20.38～324.03μg/100g、Zn為44.39～891.09 μg/100g；11個(gè)彩色品系花色苷含量在0.23～20.41 mg/100g。用隸屬函數(shù)對130個(gè)品種(系)的營養(yǎng)品質(zhì)排名，與云南主栽品種合作88和會-2對比，平均隸屬值高于合作88的有3個(gè)品種(系)，分別是地方品種無花洋芋、鐵廠紅和白洋芋；平均值高于會-2，而低于合作88的材料有78個(gè)，占了供試材料的60%。結(jié)論：引進(jìn)的地方品種、日本品種和自主培育的品系多方面營養(yǎng)指標(biāo)表現(xiàn)比較優(yōu)秀，可以作為高品質(zhì)育種的親本。

馬鈴薯；塊莖；營養(yǎng)品質(zhì)；評價(jià)

馬鈴薯全粉在常溫下可以貯存15年以上，已經(jīng)有一些國家把馬鈴薯全粉作為戰(zhàn)略儲備糧[1]。馬鈴薯塊莖中的淀粉是人類主要獲取的營養(yǎng)物質(zhì)，淀粉含量大于18%的品種(系)適合用來加工全粉[2]。加工型馬鈴薯要求還原糖的含量低，要求在0.3%以下[3]。本研究測定了不同來源的130份馬鈴薯材料的單株產(chǎn)量、干物質(zhì)的量，淀粉含量、還原糖含量、粗蛋白質(zhì)含量和6種礦質(zhì)元素，并利用隸屬函數(shù)對這幾個(gè)指標(biāo)進(jìn)行了綜合評價(jià)，為育種過程中合理利用這些資源奠定基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)材料共130份，為云南農(nóng)業(yè)大學(xué)薯類作物研究近年來引進(jìn)和選育的品系(表1)。

1.2 試驗(yàn)方法

每份材料選擇出5個(gè)塊莖，于2015年3月18日播種在云南農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院實(shí)習(xí)農(nóng)場，播種方式為單壟單行，行距70 cm、株距25 cm，每個(gè)品種(系)種1行，統(tǒng)一進(jìn)行田間管理。當(dāng)年2015年7月8日收獲。土壤為偏酸性紅壤，肥力中等，排灌方便。收獲后，將馬鈴薯洗干凈后，彩色馬鈴薯取鮮樣進(jìn)行花色苷含量測定。每個(gè)品種取5個(gè)單株的塊莖混合后切片，80℃烘干至恒重，用粉碎機(jī)打成粉末，裝到自封袋中保存?zhèn)溆?。各試?yàn)結(jié)果均取平均值。

表1 供試材料編號及來源

(續(xù))

(1)花色苷含量：pH示差法[4]。(2)干物質(zhì)含量測定：洗干凈的塊莖先晾干，稱重，重量記為A，然后切成厚度約0.5 cm的薄片，放入烘箱中，先105℃殺青30 min后，80℃烘干至恒重后稱重，記為B，干物質(zhì)含量(%)= B/A×100%[5]。(3)淀粉含量測定：采用碘-碘化鉀比色法測定[6]。(4)還原糖含量測定：采用3，5-二硝基水楊酸比色法測定[5]。(5)粗蛋白含量測定：用全自動凱氏定氮儀測定[7]。(6)礦質(zhì)元素含量測定：采用SpectrAA240原子分光光度計(jì)(美國瓦里安中國有限公司)，共測定包括鉀、鎂、鐵、錳、鋅、銅6種元素。各元素的標(biāo)樣均購于國家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)網(wǎng)。試驗(yàn)用水為去離子超純水，測定介質(zhì)為1 mol/L HCl。所用試劑均為分析純。樣品前處理的方法是550 ℃干法灰化[8]。

2 結(jié)果與分析

2.1 彩色馬鈴薯品種(系)花色苷含量分析

從表2可以看出，L11192～2花色苷含量最高，含量最低的是L11157～23，前者比后者高至88倍。

表2 部分品種(系)花色苷含量

2.2 130份馬鈴薯品種(系)塊莖營養(yǎng)品質(zhì)分析

圖1 各指標(biāo)變異系數(shù)

圖1可知，還原糖變異系數(shù)最大，其變異系數(shù)為0.78；干物質(zhì)含量變異系數(shù)最小，為0.17。130份供試材料的平均單株產(chǎn)量為0.53 kg；單株產(chǎn)量最高的品種是日本引進(jìn)的紅皮黃肉品種J6，5株平均產(chǎn)量為1.20 kg；單株產(chǎn)量最低的是日本引進(jìn)J5，5株平均產(chǎn)量為0.12 kg，該品種結(jié)薯數(shù)多，但是薯塊較小。平均干物質(zhì)含量為19.55%；其中最高的品種是日本引進(jìn)的根優(yōu)1號(28.52%)，最低的是自育彩色品系2A～1(11.64%)；干物質(zhì)的量大于24%以上的品種(系)占了10.77%。平均淀粉含量為14.26%；其中淀粉含量最高的是自育品系2011～37～1(23.5%)、自育彩色品系2A～1最低(8.37%)；淀粉含量大于18%的有18份，占供試品種(系)的13.85%。平均還原糖含量為0.16%；含量最高的品種是隴薯7號(0.67%)；含量最低的品種(系)有國瑞1號、L11157～23、L11133～24和J10，含量均為0.02%。塊莖還原糖含量高低是衡量一個(gè)品種是否能用來加工薯片薯?xiàng)l的指標(biāo)，當(dāng)還原糖含量超過0.3%時(shí)，該品種加工過程中薯肉會變黑。130個(gè)供試材料中，有116個(gè)品種(系)還原糖含量低于0.3%，占供試材料的89.23%。平均粗蛋白含量為1.93%；含量最高的品種是日本引進(jìn)的材料J5(3.09)；含量最低的是自育彩色品系43～1(0.91%)。130份材料中，有106份材料的粗蛋白含量超過1.5%，占供試材料的81.54%。塊莖鮮樣中K含量最高的是云薯603(699.80 mg/100g)，含量最低的是J7(102.37 mg/100g)；Mg含量最高的是地方品種賓川小紅芋(27.91 mg/100g)，含量最低的是云薯202(3.58 mg/100g)；Cu含量最高的日本引進(jìn)的無花洋芋(327.98 μg/100g)，含量最低的是U～11(69.87 μg/100g)；Fe含量最高的美國引進(jìn)的U～11(6 984.74 μg/100g)、含量最低的是天薯9號(513.79 μg/100g)；Mn含量最高的是無花洋芋(324.03 μg/100g)、含量最低的是CIP～128(20.38 μg/100g)；Zn含量最高的是鐵廠紅(891.09 μg/100g)、含量最低的是青薯9號(44.39 μg/100g)。

如圖2所示，單株產(chǎn)量系列1代表單株產(chǎn)量>1.0 kg、系列2代表0.5 kg<單株產(chǎn)量≤1.0 kg、系列3代表單株產(chǎn)量≤0.5 kg；干物質(zhì)的量系列1代表干物質(zhì)的量>24%、系列2代表15%<干物質(zhì)的量≤24%、系列3代表干物質(zhì)的量≤15%；淀粉含量系列1代表淀粉含量>18%、系列2代表10%<淀粉含量≤18%、系列3代表淀粉含量≤10%；還原糖含量系列1代表還原糖含量>0.4%、系列2代表0.3%<還原糖含量≤0.4%、系列3代表還原糖含量≤0.3%；粗蛋白含量系列1代表粗蛋白含量>2%、系列2代表1.5%<粗蛋白含量≤2%、系列3代表粗蛋白含量≤1.5%；鉀含量系列1代表鉀含量≤200 mg/100g、系列2代表200 mg/100g<鉀含量≤300 mg/100g、系列3代表鉀含量>300 mg/100g；鎂含量系列1代表鎂含量≤10 mg/100g、系列2代表10 mg/100g<鎂含量≤20 mg/100g、系列3代表鎂含量>20 mg/100g；銅含量系列1代表銅含量≤100 μg/100g、系列2代表100 μg/100g<銅含量≤150 μg/100g、系列3代表銅含量>150 μg/100g；鐵含量系列1代表鐵含量≤1 000 μg/100g、系列2代表1 000 μg/100g<鐵含量≤2 000 μg/100g，系列3代表鐵含量>2 000 μg/100g；錳含量系列1代表錳含量≤50 μg/100g、系列2代表50 μg/100g<錳含量≤100 μg/100g、系列3代表錳含量>100 μg/100g；鋅含量系列1代表鋅含量≤150 μg/100g、系列2代表150 μg/100g<鋅含量≤250 μg/100g、系列3代表鋅含量>250 μg/100g。

圖2 各指標(biāo)中各分布范圍內(nèi)百分含量

2.3 130份馬鈴薯品種(系)塊莖營養(yǎng)品質(zhì)綜合評價(jià)

圖3是利用模糊數(shù)學(xué)隸屬度函數(shù)計(jì)算得到的結(jié)果[9]。其中產(chǎn)量、干物質(zhì)的量、淀粉含量、蛋白質(zhì)含量、鉀含量與營養(yǎng)指標(biāo)成正相關(guān)，按照公式X(μ)=(X-Xmin)/(Xmax-Xmin)計(jì)算；而還原糖與營養(yǎng)指標(biāo)成負(fù)相關(guān)，按照公式X(μ)=1-[(X-Xmin)/(Xmax-Xmin)]計(jì)算。隸屬值越高表示綜合營養(yǎng)越好，地方品種無花洋芋綜合排名第一，收集的地方品種、部分自育品系和日本引進(jìn)的多個(gè)品種排名比較靠前。

圖3 各指標(biāo)平均隸屬度函數(shù)值

3 結(jié)論與討論

本研究中的130個(gè)馬鈴薯品種品(系)的單株產(chǎn)量為0.12～1.20 kg；干物質(zhì)的量為11.64%～28.52%；淀粉含量為8.37%～23.50%；還原糖含量為0.02%～0.67%，粗蛋白質(zhì)含量為0.91%～3.09%；塊莖鮮樣中礦質(zhì)元素含量范圍K為102.37～699.80 mg/100g、Mg為3.58～27.91 mg/100g、Cu為69.87～327.98 μg/100g、Fe為513.79～6984.74 μg/100g、Mn為20.38～324.03 μg/100g、Zn為44.39～891.09 μg/100g。對從甘肅農(nóng)業(yè)科學(xué)院引進(jìn)的一批彩色馬鈴薯新品系的花色苷進(jìn)行了測定，11個(gè)品系花色苷含量在0.23～20.41 mg/100g。

利用模糊數(shù)學(xué)隸屬函數(shù)對130份供試材料的綜合營養(yǎng)進(jìn)行了分析，以云南省主栽品種合作88和會-2為對照，平均值高于合作88的有3個(gè)品種(系)，分別是地方品種無花洋芋、鐵廠紅和白洋芋；平均值高于會-2，而低于合作88的材料有78個(gè)，占了供試材料的60%。

從收集的品種(系)來看，干物質(zhì)的含量高于24%的材料占了供試材料的10.77%，淀粉含量高于18%的材料占了供試材料的13.85%，可見我們收集的這些材料可以用來做高淀粉育種的親本較少，因?yàn)槭韷K中淀粉含量是加性效應(yīng)，需要父母本含量都高。所以為了適應(yīng)馬鈴薯主糧化，下一步要注重高淀粉材料的收集利用。本研究中天薯10號的淀粉含量為14.77%，這與呂汰等[10]描述的該品種為高淀粉馬鈴薯不符合；隴薯8號本研究中干物質(zhì)的量和淀粉含量分別24.29%和17.87%，與李高峰等[11]人描述的該品種平均干物質(zhì)量31.59%、淀粉含量22.91%～27.34%不相符合；其淀粉含量低可能的原因是云南春作日照沒有北方長，導(dǎo)致生育期縮短，從而影響了淀粉的合成，也有可能是受栽培條件的影響。有研究表明同一個(gè)品種即使在同一個(gè)地點(diǎn)種植，不同年份淀粉含量的差別最大可達(dá)2倍[12]。彩色馬鈴薯中的花色苷是一類天然的水溶性色素[13]，具有抗氧化、清除自由基[14]、預(yù)防心血管疾病、防癌等保健功能[15]；本研究中彩色馬鈴薯產(chǎn)量均比較低，可以通過與產(chǎn)量高的品種互相雜交而改良其產(chǎn)量。

收集的紅皮白肉的地方品種芒果洋芋5株平均產(chǎn)量為1.11kg、干物質(zhì)含量為22.68%、淀粉含量為18.91%，但是田間出現(xiàn)退化現(xiàn)象，可通過脫毒來解決產(chǎn)量下降的問題。此外，地方品種中還有鐵廠紅、無花洋芋、白洋芋、轉(zhuǎn)心烏、賓川小紅芋、五香洋芋、面洋芋等品種產(chǎn)量雖然低，但綜合指標(biāo)排名靠前，可見地方品種由于其品質(zhì)佳、口味好而一直被保留下來；自育品系2011～37組合選出來的3個(gè)單株、1230～1、94(4)～1、1002～1等綜合排名靠前，其中94(4)～1、1002～1和19(2)～1產(chǎn)量比對照合作88高，可以作為新品系申請參加省級區(qū)試，而比合作88產(chǎn)量低但品質(zhì)排名在前面可以作為高品質(zhì)育種的親本；從日本引進(jìn)的品種J6、J1、J5、根5、J4等排名也靠前，其中J4、J5粗蛋白含量超過3%，可以作為高蛋白育種材料；美國引進(jìn)U～11鐵含量比最低的品種高19.85倍，可以作為高鐵育種材料。綜合排名靠前而且田間表現(xiàn)抗病的品種(系)在育中可以相互雜交選育新的后代?！?/p>

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(責(zé)任編輯 李婷婷)

Nutritional Quality Assessment on 130 Potato Cultivars

BAI Lei，XIAO Ji-ping，GUO Hua-chun

(Root and Tuber Crop Research Institute，Yunnan Agricultural University，Kunming 650201，China)

ObjectiveTo afford scientific basic for using the introduced and breed potato varieties (lines)from Root and Tuber Crop Research Institute of Yunnan Agricultural University reasonably.MethodThe content of six mineral elements and four quality parameters in tubers and per plant yield of 130 potato varieties (lines)were determined，the membership function was used to evaluate synthetically.ResultThe per plant yield of these cultivars varied from 0.12 to 1.20 kg，dry matter contents ranged from 11.64% to 28.52%，starch contents ranged from 8.37% to 23.50%，reduced sugar contents ranged from 0.02% to 0.67%，and rude protein contents ranged from 0.91% to 3.09%，the contents of K，Mg，Cu，F(xiàn)e，Mn，Zn in fresh tubers were 102.37～699.80 mg/100g，3.58～27.91 mg/100g，69.87～327.98 μg/100g，513.79～6 984.74 μg/100g，20.38～324.03 μg/100g，44.39～891.09 μg/100g respectively.The total anthocyanidin contents of 11 coloured lines were 0.23～20.41 mg/100g.The membership function was used to evaluate 130 varieties (lines)，the main cultivars cooperation 88 and hui-2 of Yunnan were check varieties，the average membership function value of native varieties wu hua yang yu，tie chang hong and bai yang yu were higher than cooperation eighty eight，the 78 of 130(60%)varieties (lines)’s average membership function value were between hui-2 and cooperation 88.ConclusionThe native varieties from Yunnan，varieties from Japan and the lines form Root and Tuber Crop Research Institute are very excellent in nutritive indexs，which can be used as parents for high quality breeding.

Solanumtuberosum；tuber；nutritional quality；assessment

國家馬鈴薯現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系專項(xiàng)資金(項(xiàng)目編號：CARS-10-P21)；國家自然科學(xué)基金(項(xiàng)目編號：31260342)；云南省重大種業(yè)專項(xiàng)(項(xiàng)目編號：2013ZA007)。

白磊(1987— )，男，博士，研究方向：馬鈴薯資源評價(jià)與利用。

郭華春(1963— )，男，博士，教授，研究方向：馬鈴薯栽培與育種。