山藥糯性種質(zhì)資源收集及評(píng)價(jià)

吳志剛，姜武，魏余煌，陶正明

(1.浙江省亞熱帶作物研究所，浙江 溫州 325005； 2.瑞安市農(nóng)林局，浙江 瑞安 325200)

山藥來(lái)源于薯蕷科薯蕷屬(Dioscorea)一類(lèi)重要的經(jīng)濟(jì)作物，是世界上重要的旱糧作物。該類(lèi)植物地下塊莖因含有豐富的淀粉、蛋白質(zhì)、氨基酸、薯蕷皂苷及其他人體有益的微量元素，具有很高的營(yíng)養(yǎng)保健和藥用價(jià)值，深受人們的歡迎，在我國(guó)廣泛做為菜用鮮食和藥材加工[1]。浙江省是我國(guó)山藥重要產(chǎn)區(qū)，尤其浙南地區(qū)山藥栽培應(yīng)用歷史悠久[2]。

近年來(lái)，本項(xiàng)目組系統(tǒng)開(kāi)展了山藥種質(zhì)資源收集與整理及特異性種質(zhì)的收集。研究發(fā)現(xiàn)，浙江省山藥栽培群體表型性狀差異大，遺傳多樣性豐富，種質(zhì)在淀粉、蛋白質(zhì)、氨基酸等重要品質(zhì)性狀上存在明顯的差異[3-5]。尤其，淀粉組成形式存在明顯不同，如以直鏈淀粉為主山藥表現(xiàn)出粉性，而支鏈淀粉(Amylopectin, AM)為主的種質(zhì)則表現(xiàn)為糯性。糯性山藥具有營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高、口感佳、價(jià)格高的特點(diǎn)更受市場(chǎng)歡迎，是近年來(lái)人們追捧的山藥品種。項(xiàng)目組調(diào)查發(fā)現(xiàn)我省山藥栽培群體中蘊(yùn)含著豐富的糯性種質(zhì)材料，個(gè)別種質(zhì)已進(jìn)行了產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)，譬如文成糯米山藥。因而，項(xiàng)目組期望擴(kuò)大山藥種質(zhì)資源調(diào)查范圍，廣泛收集資源全面表征山藥塊莖淀粉性狀，為進(jìn)一步挖掘優(yōu)異糯性材料及糯性山藥品種選育提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 山藥種質(zhì)收集與處理

參薯DioscoreaalataL. 為我國(guó)山藥來(lái)源之一，植物變異大，群體表型豐富。本研究材料為項(xiàng)目組自2006年以來(lái)陸續(xù)收集到的該植物不同栽培變異類(lèi)型，包括地方產(chǎn)業(yè)戶定向選育的栽培品種。材料來(lái)源及編碼見(jiàn)表1。所有種質(zhì)材料種植于瑞安市高樓鎮(zhèn)山藥基地，每個(gè)材料種植8株，栽培及管理方式參照大田常規(guī)方法，田間觀察農(nóng)藝性狀。采收期采挖塊莖，洗凈，測(cè)產(chǎn)，切片，60 ℃ 烘干，備用。

1.2 淀粉和直鏈淀粉含量測(cè)定

精密稱(chēng)取山藥5.0 g，研磨，參照《GB T 5009.9—2008 食品中淀粉的測(cè)定》方法，采用酸水解法測(cè)定總淀粉的含量。直鏈淀粉含量參照林美娟[6]報(bào)道的雙波長(zhǎng)方法進(jìn)行測(cè)定。主要步驟如下：取2 g 山藥粉末置入索氏脂肪抽提器中，加30 mL石油醚，加熱回流脫脂4 h，然后烘干至恒重；稱(chēng)取脫脂樣品0.5 g，加1 mol·L-1氫氧化鉀10 mL，75 ℃水浴并充分?jǐn)嚢?0 min, 冷卻后蒸餾水定容至50 mL，搖勻靜置15 min后過(guò)濾，再取濾液5 mL于100 mL燒杯中，加25 mL蒸餾水, 以2 mol·L-1鹽酸和0.1 mol·L-1鹽酸溶液調(diào)pH至3.0，加0.5 mL碘試劑，用蒸餾水定容至50 mL。以蒸餾水作空白, 測(cè)定吸光值，計(jì)算直鏈淀粉含量。支鏈淀粉含量則等于總淀粉含量減去直鏈淀粉含量。所有種質(zhì)塊莖測(cè)量3次，取平均值進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

1.3 數(shù)據(jù)分析

采用SPSS軟件(版本16.0)對(duì)山藥總淀粉、直鏈和支鏈淀粉含量的平均值、變異系數(shù)、標(biāo)準(zhǔn)差進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 山藥種質(zhì)資源淀粉組成特征

74份山藥種質(zhì)資源的淀粉含量及其組成形式檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 山藥種質(zhì)來(lái)源及淀粉成分測(cè)定結(jié)果 %

檢測(cè)結(jié)果(表1～2)表明，不同種質(zhì)總淀粉、支鏈淀粉和直鏈淀粉含量均存在明顯差異。其中總淀粉平均含量為66.61%，最大值73.90%，最小值56.60%，變異系數(shù)為6.15%。支鏈淀粉平均含量為25.16%，含量范圍在7.49%～65.24%，變異系數(shù)達(dá)65.47%，相比總淀粉含量，各種質(zhì)支鏈淀粉含量差異更為明顯。作為粉性山藥評(píng)價(jià)的重要指標(biāo)，74份山藥種質(zhì)平均直鏈淀粉含量為41.45%，含量范圍為8.66%～64.32%，變異系數(shù)為37.38%，同樣表明各種質(zhì)直鏈淀粉差異明顯。

表2 山藥種質(zhì)淀粉成份的特征

2.2 山藥糯性種質(zhì)的篩選

支鏈淀粉(AM)含量所占總淀粉含量的比例是評(píng)價(jià)糯性種質(zhì)的重要依據(jù)。為進(jìn)一步篩選優(yōu)異糯性山藥種質(zhì)資源，根據(jù)AM相對(duì)總淀粉比例對(duì)74份材料進(jìn)行初步的分型，依據(jù)相對(duì)比例為≥75%、50%≤AM/總淀粉<75%、30%≤AM/總淀粉<50%、<30%的種質(zhì)分別鑒定為典型糯性優(yōu)質(zhì)系山藥種質(zhì)(I)、偏糯性種質(zhì)(II)、中間型種質(zhì)(III)和非糯性保持系種質(zhì)。

表3表明，糯性優(yōu)質(zhì)系材料具有10份，占所有種質(zhì)的13.51%，平均AM含量達(dá)到55.60%，AM相對(duì)總淀粉比例的平均值為81.54%，說(shuō)明這些材料具有豐富的支鏈淀粉，各糯性種質(zhì)材料見(jiàn)表4。偏糯性種質(zhì)有12份，占所有種質(zhì)的16.22%，AM含量在34.30%～52.31%，AM相對(duì)總淀粉為59.57%。中間型材料則具有14份，占所有種質(zhì)的18.92%，AM含量介于19.83%～31.52%。在所有材料中，非糯性保持性材料占大多數(shù)，達(dá)51.35%，平均AM含量?jī)H為12.41%，最小值7.49%，最大值為20.22%，說(shuō)明這些種質(zhì)是定向選育粉性山藥新品種的優(yōu)異材料。

表3 依據(jù)支鏈淀粉含量山藥種質(zhì)資源的分型結(jié)果

2.3 山藥糯性種質(zhì)的主要農(nóng)藝性狀

進(jìn)一步對(duì)10個(gè)糯性種質(zhì)優(yōu)質(zhì)系材料進(jìn)行了農(nóng)藝性狀觀察發(fā)現(xiàn)(表4)，10個(gè)種質(zhì)農(nóng)藝性狀差異明顯。其中生育期205～220 d，地下塊莖有圓柱形、紡錘形、偏平形、類(lèi)球形及各種不規(guī)則狀等形狀，單株結(jié)薯1～3個(gè)不等，單株產(chǎn)量差異顯著。分析發(fā)現(xiàn)，來(lái)自溫州文成的WCS01材料具有生長(zhǎng)勢(shì)強(qiáng)，單株產(chǎn)量高為3.65 kg，塊莖薯形好等特點(diǎn)，是進(jìn)一步選育糯性新品種的優(yōu)異素材。

表4 10個(gè)優(yōu)質(zhì)糯性種質(zhì)的主要農(nóng)藝性狀

注：同列無(wú)相同字母表示種質(zhì)間單株產(chǎn)量具有顯著差異(P<0.05)。

3 小結(jié)與討論

淀粉是山藥主要成分，占干物質(zhì)的50%～80%[7]。淀粉中支鏈淀粉含量是山藥食用和加工品質(zhì)的重要指標(biāo)，也是培育糯性山藥重要決定因子。相關(guān)研究中，多數(shù)關(guān)注的是總淀粉、蛋白質(zhì)、氨基酸、尿囊素等山藥主要營(yíng)養(yǎng)成分和藥效成分[8-10]。近年來(lái)，糯性山藥因營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高、口感佳、加工潛力大，一直受到育種家們的高度關(guān)注。因而，鑒定篩選糯性山藥種質(zhì)是選育糯山藥的關(guān)鍵所在。

本研究發(fā)現(xiàn)74個(gè)山藥種質(zhì)支鏈淀粉含量為7.49%%～65.24%，變異系數(shù)達(dá)65.47%，表明山藥栽培群體中，各種質(zhì)支鏈淀粉含量差異大，篩選高支鏈淀粉的山藥種質(zhì)潛力大。在74個(gè)調(diào)查材料中，鑒定出10個(gè)山藥種質(zhì)支鏈淀粉相對(duì)總淀粉的比例達(dá)到75%以上，含量介于47.40%～65.24%之間，這些材料是山藥糯性優(yōu)質(zhì)系種質(zhì)(I類(lèi)型)。此外，12個(gè)材料被鑒定為偏糯性種質(zhì)(II類(lèi)型)，支鏈淀粉含量為34.30%～52.31%。農(nóng)藝性狀觀察發(fā)現(xiàn)，這些材料在長(zhǎng)勢(shì)、生育期、塊莖性狀等方面存在明顯差異，尤其在單株產(chǎn)量和結(jié)薯習(xí)性方面，顯示選育糯性品種仍需進(jìn)行系統(tǒng)的評(píng)價(jià)和定型。但無(wú)論如何，這些優(yōu)異的糯性種質(zhì)是今后創(chuàng)制高糯性山藥新品種的優(yōu)異素材，值得優(yōu)先考慮利用。