木薯新品種‘華南16號(hào)’的選育

盧誠(chéng) 陳新 周新成 夏志強(qiáng) 孫玉芳 王海燕 鄒枚伶 李開(kāi)綿 李兆貴 肖子盈 周賓 韓全輝 張鵬 王文泉

摘 ?要：新品種‘華南16號(hào)（‘SC16）（Manihot esculenta Crantz cv. SC No.16）是以木薯品種‘華南8號(hào)（‘SC8）為母本和引進(jìn)品種‘Q10（I93/0665）為父本進(jìn)行人工雜交獲得F1雜交種子，經(jīng)實(shí)生苗試驗(yàn)、初級(jí)品比、高級(jí)品比、區(qū)域試驗(yàn)和生產(chǎn)性試驗(yàn)等選育而成。其鮮薯產(chǎn)量在區(qū)域試驗(yàn)和生產(chǎn)性試驗(yàn)分別為50.15 t/hm2和45.82 t/hm2，比我國(guó)主栽品種‘華南205（‘SC205）分別增產(chǎn)55.45%和35.85%;塊根淀粉率分別為25.42%和26.10%，略低于‘SC205（對(duì)照）;鮮薯氰苷含量為29.70 μg/g，屬于甜木薯品種。綜合試驗(yàn)結(jié)果表明，‘華南16號(hào)是1個(gè)株型優(yōu)良、高產(chǎn)，且能夠密植與機(jī)械化采收的工業(yè)用、食用兼飼用的新品種，適宜在我國(guó)廣西、廣東沿海、海南，以及東南亞地區(qū)推廣種植。

關(guān)鍵詞：木薯;雜交;田間試驗(yàn);理想株型;鮮薯產(chǎn)量

中圖分類(lèi)號(hào)：S533 ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

Abstract： Cassava， an important crop for industrial material in China， has potential for food and feeding. ‘South China No. 16 （‘SC16） is a new approved variety， which originating from F1 by crossing between female parent ‘SC8 and male parent ‘Q10 （I93/0665）， and tested by seedling test， primary and advanced line performance test， regional line test and productive test. The average fresh root yields of ‘SC16 in the regional trials and productive trials was 50.15 t/hm2 and 45.82 t/hm2， 55.45% and 35.85% more over ‘SC205 ， the main cultivated variety in China， respectively. The root starch content of ‘SC16 was 25.42% and 26.10%， which was slightly less than that of ‘SC205 . The average cyanogenic glycosides content was 29.70 μg/g in its fresh root， meaning that ‘SC16 is a sweet cassava variety. Taken together， ‘SC16 is a new variety with excellent plant type， high fresh root yield， lodging resistance， concentrated tuberization and better for high dense planting and mechanized harvesting， and could be used for starch industry， food processing and feeding. ‘SC16 is suitable for planting in the coastland of Guangxi and Guangdong province， Hainan and Southeast Asia.

Keywords： Manihot esculenta Crantz; hybridization; field trail; ideotype; fresh root yield

DOI： 10.3969/j.issn.1000-2561.2020.09.005

木薯（Manihot esculenta Crantz）是全球第六大糧食作物，也是淀粉工業(yè)和生物能源的重要原料[1]。我國(guó)木薯近5年種植面積約26.67萬(wàn)hm2，主要用于淀粉和變性淀粉加工，部分原料及副產(chǎn)品用作飼料，食用比重小[2]。2017年我國(guó)進(jìn)口木薯干片達(dá)800萬(wàn)t，是我國(guó)年產(chǎn)量的5倍以上，主要用于生產(chǎn)工業(yè)乙醇和燃料乙醇，市場(chǎng)需求巨大[3]。隨著人民生活水平的提高，我國(guó)農(nóng)業(yè)勞動(dòng)力成本大幅度增加，木薯種植單位面積效益降低，迫切需要培育高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、多用途的木薯新品種。

農(nóng)作物理想株型是育種家追求的最高目標(biāo)之一，也是目前遺傳育種學(xué)研究熱點(diǎn)。隨著大宗農(nóng)作物，如水稻[4-5]、玉米[6-7]、大豆[8-9]等，相繼推出理想株型的各項(xiàng)農(nóng)藝參數(shù)，以及相關(guān)功能基因或調(diào)控基因的克隆[10-13]，為熱帶作物，特別是木薯，開(kāi)展理想株型的育種工作提供了借鑒和指導(dǎo)。木薯種植、田間管理和塊根收獲勞動(dòng)力投入相對(duì)較大，經(jīng)濟(jì)收益又相對(duì)較低，因此木薯生產(chǎn)的全程機(jī)械化是木薯產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的必然之路。木薯機(jī)械化生產(chǎn)需要滿(mǎn)足以下基本條件：（1）對(duì)于工業(yè)淀粉用品種，薯塊粗短且集中、埋地淺，減少機(jī)械收獲時(shí)斷薯和損失;株型要直立、矮化、抗倒伏，減少收獲時(shí)地上秸稈的處理難度;株型要緊湊，能夠密植以保證產(chǎn)量。（2）對(duì)于食用品種，要求薯塊大小一致，紡錘形，表皮光滑，便于加工。因此，培育植株矮化、單稈或頂部分枝、葉柄葉片上舉、株型緊湊、薯塊集中且大小一致、適合密植的新品種，對(duì)提升單產(chǎn)和機(jī)械化種植具有重要意義，也是木薯理想株型育種的目標(biāo)[14]。

工業(yè)用木薯干片或鮮薯價(jià)格偏低，但食用木薯價(jià)格較高，因此為了提高木薯的附加值，提高種植戶(hù)的經(jīng)濟(jì)收入，木薯食用化也是保障木薯產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要舉措。在國(guó)外，尤其是非洲和南美洲，木薯食用有著豐厚的文化積淀，但在中國(guó)因?yàn)橹魇扯酁榇竺缀兔娣?，除極個(gè)別地區(qū)或人群食用木薯外，尚未形成吃木薯的習(xí)慣。因此，國(guó)內(nèi)高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的食用木薯品種較少，急需培育一批優(yōu)質(zhì)的食用木薯品種或品系，來(lái)支撐木薯的食用化發(fā)展。

基于此，本育種計(jì)劃選擇一批來(lái)自非洲和中南美洲的木薯種質(zhì)為親本，與我國(guó)推廣品種人工授粉獲得雜交種子，通過(guò)多年篩選鑒定、多點(diǎn)區(qū)域試驗(yàn)和生產(chǎn)性試驗(yàn)，最終獲得一個(gè)株型緊湊，高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的多用途與適合機(jī)械化栽培的新品種，通過(guò)中國(guó)熱帶作物品種審定委員會(huì)審定，定名為‘華南16號(hào)（‘SC16），推薦在我國(guó)廣西、廣東沿海、海南，以及東南亞地區(qū)推廣種植。

1 ?材料與方法

1.1 ?材料

參試品（株）系：（1）親本，母本為‘華南8號(hào)（‘SC8），為中國(guó)熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院熱帶作物品種資源研究所育成的推廣品種[15];父本為‘Q10，為中國(guó)科學(xué)院上海植物生理研究所張鵬研究員引自非洲的品系（I93/0665）;（2）雜交組合配制，2011年由中國(guó)熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院熱帶生物技術(shù)研究所進(jìn)行人工授粉雜交，2012年總計(jì)獲得實(shí)生苗240株;（3）其他親本組合獲得雜交實(shí)生苗1200余株;（4）試驗(yàn)對(duì)照，統(tǒng)一對(duì)照采用大面積栽培品種‘華南205（‘SC205）;不同試驗(yàn)地區(qū)設(shè)置地方對(duì)照品種，在海南澄邁與白沙采用‘華南5號(hào)（‘SC5）[16]，而在廣西合浦、武鳴等地采用‘NZ199為第2對(duì)照品種。

1.2 ?方法

1.2.1 ?木薯新品種‘華南16號(hào)的選育流程 ?通過(guò)人工雜交授粉獲得F1雜交種子，經(jīng)實(shí)生苗試驗(yàn)、初級(jí)品比、中級(jí)品比、區(qū)域性試驗(yàn)和生產(chǎn)性試驗(yàn)，以及現(xiàn)場(chǎng)測(cè)產(chǎn)驗(yàn)收等流程，育成高產(chǎn)、株型緊湊、食/飼和工業(yè)兼用、較耐漬水和適合于密植與機(jī)械化采收的‘華南16號(hào)（‘SC16）木薯新品種（圖1）。

1.2.2 ?親本選擇、人工雜交和實(shí)生苗試驗(yàn) ?為了得到高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)、株型緊湊、適合于密植和機(jī)械化采收的木薯新品種，選擇株高偏矮、高位分枝的木薯品種‘華南8號(hào)為母本，株型矮化、罕見(jiàn)分枝的‘Q10（I93/0665）為父本，人工授粉得到F1雜交種子約400粒，2011年育苗移栽存活240株實(shí)生苗，2012年底分單株收獲，選擇優(yōu)良單株進(jìn)入品系比較試驗(yàn)。

1.2.3 ?初級(jí)和高級(jí)品系比較試驗(yàn) ?2013年進(jìn)行初級(jí)品比試驗(yàn)，根據(jù)優(yōu)良單株種莖數(shù)量，種植單行或多行，每行6株，主要考察株型和長(zhǎng)勢(shì)，擴(kuò)繁種莖，未測(cè)產(chǎn)量。2014年分別在文昌和澄邁做高級(jí)品系比較試驗(yàn)，其中文昌18個(gè)品系，澄邁40個(gè)品系，以‘華南205為對(duì)照，隨機(jī)區(qū)組3 次重復(fù)，每個(gè)小區(qū)20 m2，株行距0.8 m×1.0 m。正常田間管理。所有品系比較試驗(yàn)均是當(dāng)年3月種植，12月收獲。

1.2.4 ?區(qū)域性試驗(yàn) ?為了對(duì)優(yōu)選品系在不同生態(tài)氣候區(qū)域種植時(shí)所表現(xiàn)的植物學(xué)特征、豐產(chǎn)性、穩(wěn)產(chǎn)性和抗逆性進(jìn)行評(píng)價(jià)，選擇海南澄邁、文昌、白沙和廣西合浦、武鳴共5個(gè)點(diǎn)2種不同氣候類(lèi)型區(qū)布置區(qū)域性試驗(yàn)。2015和2016年連續(xù)2年試驗(yàn)，參試材料包括‘SC16和另外6個(gè)品系，以‘SC205為對(duì)照。隨機(jī)區(qū)組3次重復(fù)，每個(gè)小區(qū)20 m2，株行距0.8 m×1.0 m。所有區(qū)域性試驗(yàn)均是當(dāng)年3月種植，12月收獲，取樣測(cè)定干物質(zhì)率和淀粉率。

1.2.5 ?生產(chǎn)性試驗(yàn) ?為了進(jìn)一步評(píng)價(jià)‘SC16產(chǎn)量及綜合性能、品種一致性和遺傳穩(wěn)定性等，確定其生產(chǎn)利用價(jià)值，選擇海南澄邁、白沙，廣西合浦、武鳴、平南、桂林和廣東湛江擴(kuò)大種植面積，每個(gè)品系333.4～666.7 m2，不設(shè)重復(fù)。2016和2017年，生產(chǎn)性試驗(yàn)連續(xù)2年，以‘SC205為對(duì)照，3月20—30日播種，所有生產(chǎn)性試驗(yàn)施肥水平中等，按期定苗，中耕除草，12月20日—次年1 月30 日采收，測(cè)產(chǎn)面積75.0～333.4 m2，取樣測(cè)定干物質(zhì)率和淀粉率。

1.2.6 ?現(xiàn)場(chǎng)鑒定評(píng)價(jià)試驗(yàn) ?2017年3月28日于海南澄邁大豐農(nóng)場(chǎng)美玉村分別種植‘SC16和對(duì)照‘SC205各333.4 m2，株行距0.7 m×1.0 m，正常田間管理。每個(gè)品系抽取10株測(cè)定農(nóng)藝性狀，選擇長(zhǎng)勢(shì)一致的133.3 m2收獲測(cè)產(chǎn)，并取樣測(cè)定干物質(zhì)率和淀粉率。

2 ?結(jié)果與分析

2.1 ?高級(jí)品系比較試驗(yàn)

通過(guò)1年2地的高級(jí)品系比較試驗(yàn)，從表1可見(jiàn)，‘華南16號(hào)的鮮薯產(chǎn)量顯著高于對(duì)照品種‘華南205，平均增產(chǎn)超過(guò)80%;‘華南16號(hào)干物質(zhì)率比‘華南205略低。

2.2 ?區(qū)域性試驗(yàn)

2015—2016年部署8個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)的區(qū)域試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表2。從表2可見(jiàn)，‘華南16號(hào)鮮薯平均產(chǎn)量50.15 t/hm2，極顯著高于對(duì)照‘華南205;不同地區(qū)增產(chǎn)幅度為6.68%～97.78%，平均為55.45%，而且‘華南16號(hào)在不同地區(qū)和年度間的穩(wěn)產(chǎn)性要高于對(duì)照‘華南205?！A南16號(hào)的平均干物質(zhì)率比‘華南205略低，但合浦2016年比‘華南205略高;‘華南16號(hào)平均淀粉率比‘華南205略低，僅有文昌2015年與‘華南205持平?？梢?jiàn)，‘華南16號(hào)新品種在高緯度種植區(qū)其干物質(zhì)率和淀粉率低于對(duì)照，需要慎重推廣。

2.3 ?生產(chǎn)性試驗(yàn)

2016—2017年在海南澄邁、白沙，廣東湛江，廣西合浦、武鳴、平南、桂林8個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)次的生產(chǎn)試驗(yàn)產(chǎn)量與品質(zhì)分析結(jié)果見(jiàn)表3。從表3可見(jiàn)， ‘華南16號(hào)鮮薯產(chǎn)量變幅為25.29～59.49 t/hm2，平均45.82 t/hm2，比對(duì)照‘華南205平均增產(chǎn)35.85%，其中在高緯度的平南和桂林產(chǎn)量水平較低。其塊根干物質(zhì)率平均為34.2%，略低于對(duì)照的35.1%，在高緯度地區(qū)差異較明顯;塊根淀粉率平均為26.1%，略低于對(duì)照的26.6%，主要表現(xiàn)在高緯度地區(qū)差異較明顯。生產(chǎn)試驗(yàn)結(jié)果表明，‘華南16號(hào)適宜種植在廣東雷州半島、廣西沿海地區(qū)和海南島等緯度較低的區(qū)域，可以向東南亞地區(qū)推廣。

2.4 ?現(xiàn)場(chǎng)測(cè)產(chǎn)結(jié)果

2018年3月14日由農(nóng)業(yè)農(nóng)村部南亞熱作中心組織相關(guān)專(zhuān)家在中國(guó)熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院熱帶生物技術(shù)研究所澄邁大豐農(nóng)場(chǎng)美玉村實(shí)驗(yàn)基地對(duì)‘華南16號(hào)進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)測(cè)產(chǎn)。實(shí)際種植示范面積666.7 m2，對(duì)照品種‘SC205，于2017年3月28日播種，土壤為沙性紅壤，中等肥力水平正常管理，植后11個(gè)月采收。選擇其中長(zhǎng)勢(shì)一致的133.3 m2測(cè)產(chǎn)，實(shí)收鮮薯720.86 kg，折合57.21 t/hm2，塊根干物質(zhì)率32.0%;對(duì)照‘SC205實(shí)收133.3 m2，實(shí)收鮮薯560.71 kg，折合44.93 t/hm2，塊根干物質(zhì)率33.0%?！A南16號(hào)比對(duì)照（‘SC205）鮮薯產(chǎn)量增產(chǎn)27.34 %，折合干物質(zhì)增產(chǎn)率23.48%。其結(jié)果與歷年區(qū)域性試驗(yàn)和生產(chǎn)性試驗(yàn)結(jié)果相一致，增產(chǎn)達(dá)到顯著水平。塊根干物質(zhì)率略低于對(duì)照，但是干物質(zhì)產(chǎn)量仍然顯著高于對(duì)照。

3 ‘華南16號(hào)木薯的品種特性

3.1 ‘華南16號(hào)木薯的植物學(xué)特征

‘華南16號(hào)莖稈直立，不分枝，株型緊湊，株高1.8～2.4 m，莖具節(jié)，節(jié)上有芽點(diǎn)。葉柄互生、較粗，灰綠色，葉柄半直立，長(zhǎng)30～40 cm，葉片膜質(zhì)，掌狀分裂至近基部，裂片較寬，7～9片。圓錐花序，頂生或腋生，雄蕊10枚，雌蕊子房3室;蒴果橢圓形，具棱，種子扁圓形，種皮硬殼質(zhì)，具花紋;塊根紡錘形，掌狀平伸，結(jié)薯集中，大小均勻，塊根肉白色。其莖稈直立，抗風(fēng)，抗倒伏，適合于密植，成熟期8～10個(gè)月，在海南一般不開(kāi)花結(jié)果。其株型、葉形、莖稈和薯形見(jiàn)圖2。

3.2 ‘華南16號(hào)的品質(zhì)、產(chǎn)量特性及適宜推廣區(qū)域

植株矮化，單稈，中部葉柄與主莖夾角小于90°，構(gòu)成緊湊株型，有利于密植，每666.7 m2可增加20%～30%的株數(shù)，達(dá)到1200～1300株;鮮薯產(chǎn)量為40～60 t/hm2，比對(duì)照品種‘SC205增產(chǎn)顯著;塊根干物質(zhì)率和淀粉率分別為34.2%和26.1%，均略低于‘華南205;鮮薯氫氰酸含量為29.7 μg/g，與‘華南9號(hào)食用木薯相當(dāng)[17]，遠(yuǎn)低于食用木薯50.0 μg/g的上限，入口清甜，也可作為食用木薯;塊根紡錘形，結(jié)薯集中，適合于機(jī)械采收[13];植株生長(zhǎng)勢(shì)強(qiáng)，抗輕度澇害漬水，在雨水過(guò)多年份或者低洼地段爛根損失率低。綜合上述特征，‘華南16號(hào)品種遺傳特性穩(wěn)定，品種優(yōu)點(diǎn)突出，是綜合增產(chǎn)顯著的新品種，其適合推廣地區(qū)主要為海南全境和廣西，以及廣東沿海地區(qū)，可用于乙醇加工、淀粉工業(yè)、鮮食和飼料用途。

4 ?討論

‘華南16號(hào)木薯新品種源自人工授粉雜交子代，系譜關(guān)系清晰，品種特征明顯，遺傳穩(wěn)定性和田間一致性好，較耐漬水，塊根氫氰酸含量低，是一個(gè)多用途的優(yōu)良木薯品種。親本選擇方面，采用了地理遠(yuǎn)源親本‘Q10與本土推廣品種‘華南8號(hào)雜交，即保留了本土品種的適應(yīng)性，又融合了遠(yuǎn)源親本的優(yōu)良株型，并獲得塊根產(chǎn)量方面的突破。

‘華南16號(hào)是木薯理想株型育種的一次成功嘗試。母本‘華南8號(hào)株型較矮，中高位分枝，父本‘Q10單稈不分枝，葉柄半直立，在雜交后代篩選出植株矮化緊湊，葉柄變粗，支撐強(qiáng)度增大，中上部葉片半直立，有利于采光和密植?！A南16號(hào)良好的株型和優(yōu)異的結(jié)薯特性保證了其可以獲得高的塊根產(chǎn)量，這可能是地理遠(yuǎn)源親本間多種遺傳效應(yīng)，加性、顯性和上位性互作等，疊加產(chǎn)生了突出的雜種優(yōu)勢(shì)。

‘華南16號(hào)將在我國(guó)發(fā)展木薯糧飼化利用中扮演重要角色。近幾年，隨著勞動(dòng)力成本的上升，高價(jià)值經(jīng)濟(jì)作物（如柑橘、百香果等）的快速發(fā)展，木薯種植面積在主產(chǎn)區(qū)廣西急劇減少，國(guó)內(nèi)木薯酒精和淀粉加工企業(yè)由于價(jià)格因素也多傾向于進(jìn)口國(guó)外木薯干片。為了應(yīng)對(duì)不利局面，國(guó)家木薯產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系及時(shí)調(diào)整戰(zhàn)略，力圖在木薯食用與飼用化方面有所突破。但目前我國(guó)現(xiàn)有少數(shù)食用品種產(chǎn)量較低，急需高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)食用木薯新品種?！A南16號(hào)塊根產(chǎn)量高，氫氰酸含量低，口感好，可同時(shí)作為食用和飼用品種推廣。此外，其矮化緊湊株型適合于密植，單位面積的鮮薯及地上部產(chǎn)量都較高，可以提高木薯種植戶(hù)的經(jīng)濟(jì)收入，也可以為國(guó)內(nèi)木薯產(chǎn)業(yè)的持續(xù)發(fā)展注入新動(dòng)力。

從試驗(yàn)數(shù)據(jù)來(lái)看，‘華南16號(hào)在武鳴及以北地區(qū)種植時(shí)存在塊根干物質(zhì)率和淀粉率較低的問(wèn)題。這是由于在塊根快速膨大后，偏北地區(qū)氣溫下降導(dǎo)致淀粉積累受阻，需要通過(guò)其它栽培措施加以克服，或者采用‘NZ199等耐低溫、高淀粉品種進(jìn)一步改良。因此，在‘華南16號(hào)品種推廣時(shí)需有明確的區(qū)域標(biāo)識(shí)。

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