克拜地區(qū)早熟馬鈴薯品系篩選

摘要：為了篩選出高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、早熟的馬鈴薯品系，對(duì)黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院克山分院自育的9個(gè)品系進(jìn)行了生育期、田間植株性狀、塊莖性狀、淀粉含量及產(chǎn)量的綜合評(píng)價(jià)。結(jié)果表明，9個(gè)品系中篩選出2個(gè)早熟品系，生育期77～78 d，半直立株型。其中克202015-14花冠紫色，塊莖長橢圓形，紅皮黃肉，芽眼淺，產(chǎn)量為3 393.36 kg·（667 m2）-1，淀粉含量15.22 g·（100 g）-1?？?02015-122花冠白色，塊莖橢圓形，黃皮黃肉，芽眼中等，產(chǎn)量為3 491.75 kg·（667 m2）-1，淀粉含量9.81 g·（100 g）-1?？?02015-76、克202015-38、克202015-69和克202015-135綜合性狀較好，推薦進(jìn)入下一年早熟、中熟品系篩選試驗(yàn)。其余3個(gè)品系由于產(chǎn)量或熟期未達(dá)到要求，后續(xù)試驗(yàn)中進(jìn)行淘汰處理。

關(guān)鍵詞：克拜地區(qū)；馬鈴薯；早熟

自從馬鈴薯被確定為第四大糧食作物后，馬鈴薯日漸成為人們餐桌上的必備品，消耗量越來越大。早熟馬鈴薯具有鮮食性好、產(chǎn)量高的特點(diǎn)，而且具有熟期早的優(yōu)勢(shì)，是各地區(qū)間種、套種、復(fù)種的首選作物。種植早熟馬鈴薯，土地利用率大大提升，同時(shí)對(duì)于推動(dòng)農(nóng)業(yè)市場(chǎng)的發(fā)展也起到了重要的作用[1-2]。對(duì)于馬鈴薯種植戶來說，早熟馬鈴薯的收益是晚熟馬鈴薯的2倍～3倍，因此早熟馬鈴薯市場(chǎng)空間較大[3]?？税莸貐^(qū)種植的早熟品種單一，且大多是從國外或省外引進(jìn)的，自主選育的早熟品種較少。品種連年種植，退化嚴(yán)重，而且品質(zhì)降低，產(chǎn)量和商品薯率都下降。為解決這一現(xiàn)狀，進(jìn)行早熟馬鈴薯品系的篩選是十分必要的。品種要想進(jìn)行大面積推廣種植，必須要進(jìn)行新品系的篩選試驗(yàn)[4]。 很多研究者都進(jìn)行了早熟品種的篩選試驗(yàn)，期望篩選出生育期早、適應(yīng)性廣、品質(zhì)好、產(chǎn)量高的優(yōu)良品系[5-8]?？诵?8號(hào)和克新23號(hào)是黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院克山分院育成的早熟鮮食型優(yōu)異品種，產(chǎn)量高、品質(zhì)好、適合東北人的口味。

本研究以克新28號(hào)和克新23號(hào)作為親本，從后代中選擇了9個(gè)品系作為研究對(duì)象，進(jìn)行了生育期、田間植株性狀、塊莖性狀、產(chǎn)量和淀粉含量的綜合評(píng)價(jià)，明確了各個(gè)品系的特征性狀，為篩選適宜克拜地區(qū)種植的早熟品系提供了依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗(yàn)材料為克新28號(hào)（生育期72 d）和克新23號(hào)（生育期72 d）的9個(gè)雜交后代，品系代號(hào)分別為克202015-14、克202015-27、克202015-38、克202015-69、克202015-76、克202015-115、克202015-116、克202015-122、克202015-135。試驗(yàn)對(duì)照品種為克新23號(hào)。

1.2 方法

1.2.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)于2023年在黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院克山分院試驗(yàn)地進(jìn)行，田間采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，種薯切塊后機(jī)械開溝，人工點(diǎn)播種植。行距0.80 m，株距0.25 m，行長5.00 m，小區(qū)面積16 m 3次重復(fù)。2023年5月4日播種。

1.2.2 測(cè)定項(xiàng)目及方法

試驗(yàn)各項(xiàng)目調(diào)查時(shí)期及方法參照中華人民共和國農(nóng)業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《NY/T 3923-2021農(nóng)作物品種試驗(yàn)規(guī)范 糧食作物》[9］和《馬鈴薯種質(zhì)資源描述規(guī)范和數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)》[10]， 具體方法如下。

出苗期：小區(qū)出苗率達(dá)50%的日期?，F(xiàn)蕾期：小區(qū)50%的植株現(xiàn)蕾的日期。開花期：小區(qū)50%的植株開花的日期。成熟期：小區(qū)50%的植株下部葉片變黃的日期。生育期：出苗到成熟期的天數(shù)，單位為d。

花色：開花盛期對(duì)當(dāng)天新開放的花朵正面的顏色進(jìn)行調(diào)查。莖色：現(xiàn)蕾期對(duì)植株地上部主莖顏色進(jìn)行調(diào)查。葉色：現(xiàn)蕾期對(duì)植株中部葉片正面顏色進(jìn)行調(diào)查。株型：現(xiàn)蕾期調(diào)查，分為直立、半直立和開展。植株繁茂性：現(xiàn)蕾期對(duì)植株地上部莖葉情況進(jìn)行調(diào)查。分枝多少：現(xiàn)蕾期對(duì)植株主莖中下部的分枝數(shù)量進(jìn)行調(diào)查。莖翼形狀：現(xiàn)蕾期對(duì)植株地上部主莖上莖翼的形狀進(jìn)行調(diào)查。莖橫斷面形狀：現(xiàn)蕾期對(duì)植株主莖基部以上10 cm處的橫斷面形狀進(jìn)行調(diào)查。小葉著生密集度：現(xiàn)蕾期對(duì)主莖從上往下8～10片復(fù)葉的側(cè)小葉著生狀況進(jìn)行調(diào)查。葉緣：現(xiàn)蕾期對(duì)植株中部葉片邊緣形狀進(jìn)行調(diào)查。頂小葉寬度：現(xiàn)蕾期對(duì)主莖中部復(fù)葉頂小葉寬窄進(jìn)行調(diào)查。頂小葉形狀：現(xiàn)蕾期對(duì)主莖中部復(fù)葉頂小葉形狀進(jìn)行調(diào)查。

薯型：收獲期對(duì)健康塊莖形狀進(jìn)行調(diào)查。薯皮顏色：收獲期對(duì)健康塊莖表皮顏色進(jìn)行調(diào)查。薯肉顏色：收獲期對(duì)健康塊莖薯肉顏色進(jìn)行調(diào)查。芽眼深淺：收獲期對(duì)健康塊莖芽眼凹陷程度進(jìn)行調(diào)查。

小區(qū)的產(chǎn)量：收獲期小區(qū)收獲塊莖的總重量，單位為kg。商品薯率為商品薯質(zhì)量占總產(chǎn)量的百分比，單位%。淀粉含量：采用水比重法測(cè)定。

1.2.3 數(shù)據(jù)分析

采用Excel 2016和DPS 10.15軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)的整理和分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 參試馬鈴薯品系的物候期分析

由表1可知，試驗(yàn)各馬鈴薯品系在6月8日至15日之間相繼出苗，出苗最早的是克202015-69；現(xiàn)蕾期集中在7月1日前后，開花期集中在7月5日至12日之間，現(xiàn)蕾和開花最早的仍然是克202015-69；成熟最早的是克202015-76和克202015-115，最晚的是克202015-135。對(duì)照品種克新23號(hào)的生育期為77 d，9份材料中生育期與其相近（75～77 d）的有6份，有3份材料生育期（81～88 d）未達(dá)到早熟的標(biāo)準(zhǔn)。

2.2 參試馬鈴薯品系的田間植株性狀分析

由表2可知，9份馬鈴薯品系來源于同一個(gè)父本和母本，因此有些性狀分離趨勢(shì)不大，比如莖色為綠帶褐色、葉色為深綠、葉緣平展、頂小葉寬度中等、頂小葉形狀為橢圓、莖橫斷三棱形。母本克新28號(hào)花色為白色，父本克新23號(hào)花色為淺紫色，9份品系中有4份為白色，5份為淺紫或紫色。所有品系中除克202015-116為直立株型外，其余均為半直立株型；植株繁茂性4個(gè)品系表現(xiàn)為強(qiáng)，5個(gè)表現(xiàn)為中等；5個(gè)品系分枝較少，4個(gè)無分枝；克202015-69和克202015-115莖翼形狀為微波形，其余為直形；克202015-135 小葉著生密集度為中等，其余8個(gè)品系均為稀疏。

2.3 參試馬鈴薯品系的塊莖性狀分析

由表3可知，9個(gè)馬鈴薯品系中有6個(gè)是橢圓形塊莖，2個(gè)是圓形（克202015-76和克202015-116），1個(gè)長橢圓形（克202015-14）；皮色以淺黃或黃皮為主，2個(gè)是紅皮（克202015-14和克202015-135）；薯肉顏色比較統(tǒng)一，為淺黃或黃肉；芽眼中等居多，僅克202015-14芽眼比較淺。

2.4 參試馬鈴薯品系的產(chǎn)量分析

由表4可知，產(chǎn)量高于對(duì)照的品系有6個(gè)，其中克202015-122、克202015-27、克202015-14和克202015-135產(chǎn)量較高，分別較對(duì)照增產(chǎn)11.98%、11.34%、8.82%和8.46%，這4個(gè)品種間差異不顯著?？?02015-69和克202015-115，分別較對(duì)照增產(chǎn)3.21%和2.27%，二者差異未達(dá)到顯著水平。

9個(gè)品系的商品薯率較高，均超過97%，其中克202015-14商品薯率最高，可達(dá)100.00%，其他品系商品薯率為97.61%～99.75%。其中克202015-14與克202015-122、克202015-76間差異達(dá)極顯著水平，與其余處理間差異達(dá)顯著水平。

2.5 參試馬鈴薯品系的淀粉含量分析

由表5可知，淀粉含量最高的是克202015-14，為15.22 g·（100 g）-1，極顯著高于其他處理；其次是克202015-116，為14.05 g·（100 g）-1，顯著高于其他處理；然后是克202015-38，與對(duì)照差異不顯著；其余6個(gè)品系的淀粉含量均低于對(duì)照。

2.6 參試馬鈴薯品系的主成分分析和綜合評(píng)價(jià)

2.6.1 主成分分析

對(duì)這14個(gè)調(diào)查性狀賦值，進(jìn)行主成分分析，提取出特征值大于1的主成分5個(gè)，累積貢獻(xiàn)率達(dá)到了91.655%（表6），說明這5個(gè)主成分可以很好地代表這9份參試馬鈴薯品系的主要性狀。

2.6.2 綜合評(píng)價(jià)

根據(jù)因子得分系數(shù)矩陣及其所對(duì)應(yīng)的主成分，可以計(jì)算5個(gè)主成分的因子得分，公式如下：

F1=0.11X1+0.20X2+0.01X3+0.04X4+0.18X5-0.18X6+0.13X7-0.01X8+0.22X9+0.18X10-0.12X11+0.03X12 +0.10X13+0.09 X14

F2=0.17X1-0.13X2+0.19X3+0.13X4+0.07X5+0.08X6+0.13X7+0.23X8+0.01X9-0.08X10+0.01X11+0.21X12 +0.11X13-0.16 X14

F3=0.07X1+0.03X2+0.01X3+0.27X4+0.11X5-0.15X6+0.10X7-0.16X8-0.10X9+0.15X10+0.33X11-0.07X12-0.29X13-0.25X14

F4=0.34X1+0.13X2-0.26X3+0.06X4-0.19X5+0.20X6+0.28X7-0.07X8+0.04X9-0.20X10+0.19X11-0.28X12 +0.24X13+0.06X14

F5=-0.04X1+0.16X2+0.21X3+0.52X4+0.43X5+0.28X6-0.23X7-0.02X8-0.08X9-0.28X10-0.15X11-0.27X12-0.08X13+0.33X14

其中，X1～X14分別表示生育期、花色、株型、植株繁茂性、分枝多少、莖翼形狀、小葉著生密集度、薯型、皮色、肉色、芽眼深淺、產(chǎn)量、商品薯率、淀粉這14個(gè)性狀指標(biāo)；F1、F2、F3、F4、F5、分別表示5個(gè)主成分因子得分。以各主成分貢獻(xiàn)率權(quán)重，得出綜合得分公式。

F綜合=0.286F1+0.269F2+0.164F3+0.123F4+0.075F5

根據(jù)公式計(jì)算出綜合得分并對(duì)其進(jìn)行排序，表7中僅對(duì)6份早熟參試馬鈴薯品系及對(duì)照品系克新23號(hào)進(jìn)行了綜合評(píng)分，非早熟品系未進(jìn)行計(jì)算。6個(gè)馬鈴薯品系綜合得分在1.30～1.91之間，得分越高，說明其綜合性狀越好。從表7可以看出，F(xiàn)綜合高于對(duì)照克新23號(hào)的馬鈴薯早熟品系有2個(gè)，分別為克202015-14和克202015-122。

3 討論

鮮食型馬鈴薯按熟期可以分為早熟和晚熟，早熟馬鈴薯因其生育期短，可以提早上市，搶占市場(chǎng)，而且收獲后馬鈴薯田可以復(fù)種蔬菜[11-12]，收益較高?？税莸貐^(qū)種植的早熟品種以尤金和克新23號(hào)為主，可供選擇的早熟品種相對(duì)較少，種植結(jié)構(gòu)比較單一。培育新品種的一個(gè)重要途徑就是雜交育種[13]。

在育種過程中，不能只考慮某個(gè)性狀，應(yīng)該綜合考慮，對(duì)品種的各個(gè)性狀進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。主成分分析是用幾個(gè)綜合性狀來代替多個(gè)主要農(nóng)藝性狀，這完全可以代表樣品的基本信息。通過主成分因子對(duì)樣品進(jìn)行綜合評(píng)分，因子并不相關(guān)，每個(gè)因子能反映變量之間的關(guān)系，可以客觀地描述多個(gè)變量對(duì)樣品的影響，因子的貢獻(xiàn)率生成的信息量權(quán)數(shù)，比人為確定權(quán)數(shù)的工作量少，能保證客觀性，此方法的應(yīng)用較多[14-16]。本研究利用兩個(gè)早熟品種進(jìn)行雜交，對(duì)培育的后代品系進(jìn)行熟期的鑒定，通過對(duì)各馬鈴薯品系的各性狀進(jìn)行分析，并通過主成分因子得分計(jì)算其綜合得分，篩選出綜合得分高于對(duì)照克新23號(hào)的兩個(gè)早熟品系，分別為克202015-14和克202015-122，通過試驗(yàn)數(shù)據(jù)的支撐，對(duì)早熟品系的大力推廣和應(yīng)用具有一定意義。

馬鈴薯育種中一個(gè)重要的選育指標(biāo)是淀粉含量，大多數(shù)馬鈴薯品質(zhì)性狀評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)也是淀粉含量，馬鈴薯淀粉具有其它糧食作物無法比擬的優(yōu)良特性[17]。通過有性雜交技術(shù)培育高淀粉的材料，親本的淀粉含量是至關(guān)重要的，親本之一必須為高淀粉的材料，而且各性狀表現(xiàn)優(yōu)良[18-19]。育種中間材料的高淀粉含量的材料，也可參與到雜交組合的配制中，這有利于創(chuàng)制新的淀粉含量高的品種。較多育種家利用高淀粉資源的優(yōu)良基因，培育出了較多的高淀粉含量的新品種，豐富了馬鈴薯市場(chǎng)[20-23]。何三信等[24]研究認(rèn)為中晚熟的馬鈴薯品種更容易獲得高淀粉的材料，早熟品種中淀粉含量高的較少。王鵬等[7]進(jìn)行了22份早熟馬鈴薯資源引進(jìn)鑒定試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)其淀粉含量在11.25～14.90 g·（100 g）-1之間，不適于淀粉加工。馬力等[25]對(duì)7個(gè)早熟馬鈴薯品種的淀粉含量進(jìn)行評(píng)價(jià)，發(fā)現(xiàn)各馬鈴薯品種淀粉含量在10.26～18.68 g·（100 g）-1之間，7個(gè)品種中能達(dá)到高淀粉標(biāo)準(zhǔn)的僅有一個(gè)品種，“中薯早39”，這也驗(yàn)證了早熟品種中高淀粉資源是比較少的。親本薯肉顏色為黃色時(shí)，育成的馬鈴薯品種（系）中黃色薯肉的概率更大，而且黃肉的馬鈴薯品種在市場(chǎng)上占有率較大[26]。本試驗(yàn)父本克新28號(hào)和母本克新23號(hào)均為黃肉品種，育成的9個(gè)品系也均為黃肉?？诵?3號(hào)和克新28號(hào)淀粉含量通常為12.57 g·（100 g）-1左右，均不是高淀粉材料，因此在后代材料中很難培育出高淀粉的材料，供試馬鈴薯品系淀粉含量最高僅達(dá)到了15.22 g·（100 g）-1。

克山是齊齊哈爾地區(qū)馬鈴薯的主產(chǎn)區(qū)，這兩份早熟材料克202015-14和克202015-122可以增加這一地區(qū)早熟材料種植的選擇性，在當(dāng)?shù)氐脑耘嗄Ｊ胶蜌夂驐l件下，農(nóng)藝性狀優(yōu)良，產(chǎn)量表現(xiàn)優(yōu)異，熟期早，收益高，不影響下茬作物。馬鈴薯塊莖的產(chǎn)量會(huì)受栽培環(huán)境的影響[27-28]，建議接下來進(jìn)行多年多點(diǎn)的田間試驗(yàn)，觀察其在不同年份、不同環(huán)境的產(chǎn)量性狀及品質(zhì)性狀。多年、多點(diǎn)試驗(yàn)各個(gè)性狀保持穩(wěn)定的品系可以進(jìn)行申報(bào)品種登記及大面積的推廣應(yīng)用[29-30]。

綜合評(píng)分排序第4名的品系克202015-76生育期75 d，綜合性狀良好，只是產(chǎn)量略低，2024年可再進(jìn)行一年試驗(yàn)，繼續(xù)進(jìn)行鑒定?？?02015-38、克202015-69和克202015-135，非早熟品種，產(chǎn)量均較高，后續(xù)可以繼續(xù)進(jìn)行中熟品系的篩選鑒定試驗(yàn)，進(jìn)一步評(píng)價(jià)確定品種的適應(yīng)性及產(chǎn)量等指標(biāo)。其余3個(gè)品系做淘汰處理。

4 結(jié)論

通過生育期、田間植株性狀、塊莖性狀、產(chǎn)量及淀粉含量的綜合評(píng)價(jià)，本試驗(yàn)篩選出兩早熟品系，克202015-14和克202015-122?？?02015-14生育期77 d，半直立株型，紫色花冠，塊莖長橢圓形，紅皮黃肉，芽眼淺，產(chǎn)量為3 393.36 kg·（667 m2）-1，淀粉含量15.22 g·（100 g）-1?？?02015-122生育期78 d，半直立株型，白色花冠，塊莖橢圓形，黃皮黃肉，芽眼中等，產(chǎn)量為3 491.75 kg·（667 m2）-1，淀粉含量9.81 g·（100 g）-1?？?02015-76、克202015-38、克202015-69和克202015-135綜合性狀較好，推薦進(jìn)入下一年早熟、中熟品系篩選試驗(yàn)。其余3個(gè)品系由于產(chǎn)量或熟期未達(dá)要求，后續(xù)試驗(yàn)中進(jìn)行淘汰處理。

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Screening of Early-Maturing Potato Strains in Kebai Area

WANG Haiyan， TIAN Guokui， WANG Lichun， LI Fengyun， PAN Yang， PANG Ze， HAO Zhiyong

Abstract：In order to screen for high-yield， high-quality， and early maturing potato strains， a comprehensive evaluation was conducted on the growth period， field plant traits， tuber traits， starch content， and yield of 9 potato strains self cultivated by Keshan Branch of Heilongjiang Academy of Agricultural Sciences. The results showed that two early maturing lines with a growth period of 77-78 days and a semi upright plant type were selected from 9 strains. Ke 20215-14 had purple corollas， long elliptical tubers， red skin and yellow flesh， and shallow bud eyes. Its yield was 3 393.36 kg·（667 m2）-1， and its starch content was 15.22 g·（100 g）-1. Ke 20215-122 had white corollas， elliptical tubers， yellow skin and flesh， and moderate bud eyes. Its yield was 3 491.75 kg·（667 m2）-1， with a starch content of 9.81 g·（100 g）-1. Ke 202015-76， Ke 202015-38， Ke 202015-69， and Ke 202015-135 had good comprehensive traits， and they were recommended to enter the screening experiment for early and medium maturing strains in the next year.The remaining 3 strains were eliminated in subsequent experiments due to their yield or ripening period not meeting the requirements.

Keywords：Kebai Area;potato; early-maturing

收稿日期：2024-01-05

基金項(xiàng)目：黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院應(yīng)用研發(fā)項(xiàng)目（2020YYYF004）；國家馬鈴薯產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系齊齊哈爾綜合試驗(yàn)站（CARS-09-ES37）；黑龍江省“揭榜掛帥”科技攻關(guān)項(xiàng)目（2021ZXJ05A0503-2，2021ZXJ05A0503-4）；黑龍江省農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新跨越工程項(xiàng)目（CX23GG02）；黑龍江省“揭榜掛帥”科技攻關(guān)項(xiàng)目（2022ZXJ06B02-02a）。

第一作者：王海艷（1986-），女，碩士，助理研究員，從事馬鈴薯遺傳育種研究。E-mail：shuangyu_1986@126.com。

通信作者：王立春（1978-），男，碩士，研究員，從事馬鈴薯遺傳育種研究。E-mail：potato2008@126.com。