广西冬作区不同马铃薯品种（系）品质比较与综合评价

闫海锋　许娟　李韦柳　熊军　邓英毅　韦民政　唐秀桦　覃维治　郑虚

摘要：【目的】对广西冬作区不同马铃薯品种（系）的主要品质进行对比及综合评价，为筛选适宜不同用途且品质优良的马铃薯品种（系）提供参考依据。【方法】测定分析25份马铃薯品种（系）（P1～P25）的淀粉、维生素C（Vc）和还原糖含量及干物率，并利用隶属函数法对其进行综合评价。【结果】25份马铃薯材料的淀粉含量为6.08%～14.60%，还原糖含量为0.32%～1.86%，Vc含量为1.77%～26.96%，干物率为12.85%～20.45%。其中P16、P8、P22和P7的淀粉含量较高，P11和P24的还原糖含量较低，P19、P17、P7、P4、P14和P1的Vc含量较高，P19和P22的干物率较高。各材料按平均隶属函数值排序为：P22>P11>P1>P19>P24>P8>P7>P17>P3>P14>P4>P13>P21>P16>P5>P25>P20>P2>P18>P10>P9>P15>P12>P6>P23。利用總隶属函数值进行的系统聚类分析可将供试材料分为三大类，其中第一类材料有6份（P1、 P8、P11、P19、P22和P24），淀粉和Vc含量高、干物率较高，还原糖含量较低，综合品质较优；第二类材料有10份，淀粉、Vc含量和干物率均适中，还原糖含量较低，综合品质居中；第三类材料有9份，淀粉和Vc含量及干物率均较低，还原糖含量较高，综合品质居下。【结论】从25份马铃薯材料中筛选出6份综合品质性状较优的品种（系），包括1份优良菜用种质，1份加工和菜用兼用种质，2份适宜进行薯片和薯条加工的种质和2份适宜进行淀粉加工的种质。

关键词： 马铃薯；品质；隶属函数；综合评价；冬作区；广西

中图分类号： S532 文献标志码：A 文章编号：2095-1191（2017）02-0246-06

Abstract：【Objective】Quality characters of potato varieties（lines） in winter cropping areas of Guangxi were compared and comprehensively assessed for screening fine quality potato varieties for different applications. 【Method】The contents of starch，vitamin C（Vc），reduced sugar and dry matter rate of twenty-five potato varieties（lines）（P1-P25） were measured and evaluated by subordinative function. 【Result】The starch content of the twenty-five potato materials was 6.08%-14.60%，the content of reduced sugar was 0.32%-1.86%，the content of Vc was 1.77%-26.96%， and the dry matter rate was 12.85%-20.45%. Among all the materials， P16， P8， P22 and P7 had higher starch content； P11 and P24 had lower reduced sugar content； P19， P17， P7， P4， P14 and P1 had higher Vc content； P19 and P22 had higher dry matter rate. The rank for all materials according to average subordinative function value was： P22>P11>P1>P19>P24>P8>P7>P17>P3>P14>P4>P13>P21>P16>P5>P25>P20>P2>P18>P10>P9>P15>P12>P6>P23. According to the results of hierarchical clustering analysis using subordinative function values， all tested materials could be divided into three categories： six materials in the first category（P1， P8， P11， P19， P22 and P24） which enjoyed superior comprehensive quality， such as higher contents of starch， Vc and dry matter rate， and low content of reduced sugar； ten materials in the second category which enjoyed medium comprehensive quality， such as moderate contents of starch， Vc and dry matter rate， and low content of reduced sugar； nine materials in the third category which had inferior comprehensive quality， such as low contents of starch， Vc and dry matter rate， but high content of reduced sugar. 【Conclusion】Six potato varieties（lines） with fine comprehensive quality are screened from twenty-five different potato materials， including one germplasm for vegetable use， one for processing-vege-

table dual purpose， two suitable for potato chips and potato fries processing， and two for starch processing.

Key words： potato； quality； subordinative function； comprehensive evaluation； winter cropping area； Guangxi

0 引言

【研究意义】马铃薯是世界第四大粮食作物，我国是世界上最大的马铃薯生产国，目前已将马铃薯作为主粮作物。长期以来，我国马铃薯育种主要以产量和抗病性为追求目标，忽视了对其营养品质的选育和改良，从而导致生产中所需的各类专用品种极少，尤其是加工品种奇缺，马铃薯主要品质性状与荷兰、美国、加拿大等世界马铃薯先进生产国家存在较大差距（盛万民，2006）。近年来，国内马铃薯薯片和薯条加工、淀粉加工和全粉加工企业逐年增加，市场上对适宜不同加工用途且品质优良的马铃薯品种需求极为迫切。因此，开展不同马铃薯品种（系）品质的比较和综合评价，不仅可为选育优良马铃薯种质及筛选不同用途的专用型品种提供科学依据，同时对马铃薯加工产业的发展也具有重要意义。【前人研究进展】淀粉、还原糖和维生素C（Vc）含量及干物率等是马铃薯的主要品质性状，适宜加工的马铃薯首要考虑其还原糖含量（以低于0.4%为宜），其他指标视具体用途而定，总体上以高含量为优（王静，2008；杨炳南等，2016）。黄洪媛等（2010）对贵州29个马铃薯样品的总淀粉、Vc、干物质、脂肪和蛋白质含量及薯块相关物理性质进行分析，分别筛选出适宜菜用、淀粉加工、薯片和薯条加工的马铃薯品种。赵春波等（2011）通过测定14个马铃薯品种的淀粉、Vc、干物质和粗蛋白含量，用隶属函数法对各营养指标进行综合分析，成功筛选出综合营养品质较好的5个品种。廖虹等（2013）对云南省84个马铃薯品种（系）块茎的单株产量及干物质、淀粉、还原糖、粗蛋白和7种矿质元素含量进行分析，并探讨了矿质营养与有机营养的相关性，结果表明，84个马铃薯品种（系）各品质指标均存在较大变异，除块茎粗蛋白外，其余有机营养指标与矿质元素含量间均存在不同程度的相关性。杨炳南等（2015， 2016）统计分析了国内44个不同马铃薯品种的淀粉、还原糖、水分、Vc和蛋白质含量，探讨了各成分间的相关性，并利用主成分分析和K-means聚类算法将44个品种按加工用途进行分类，同时将马铃薯加工品质指标转化为一维的综合评价指标，分别与44个马铃薯原料品种的特征指标进行拟合并建立了回归模型，结果表明，3个综合品质评价模型可用于实际马铃薯加工制品品质评价，其中K-means聚类结果可为筛选加工专用品种提供参考和借鉴。【本研究切入点】广西是马铃薯冬种的优势产区，近年来通过引进筛选和自主选育使得适合广西种植的马铃薯品种（系）资源日益丰富，但目前鲜见对广西区内马铃薯种质资源品质进行比较和综合评价的报道。【拟解决的关键问题】测定分析广西冬作区25份马铃薯品种（系）的淀粉、还原糖和Vc含量及干物率等主要品质指标，同时利用隶属函数法对其进行综合评价，为筛选适宜不同用途且品质优良的马铃薯品种（系）提供参考依据。

1 材料与方法

1. 1 试验材料

供试马铃薯材料共25份，其中国内引进品种2份，分别为中薯3号（P1）和东农303（P2），其他23份材料为广西农业科学院经济作物研究所选育品系（P3～P25）。中薯3号由中国农业科学院蔬菜花卉研究所选育，该品种早熟，株型直立，分枝数少，块茎椭圆形，皮肉淡黄，表皮光滑，芽眼少而浅，抗重花叶病毒病，较抗普通花叶病毒病和卷叶病毒病，不抗晚疫病，商品薯率高，还原糖含量较低，干物质、粗蛋白和Vc含量较高，淀粉含量中等，菜用味佳（杨洪福等，1995）。东农303由东北农业大学选育，该品种早熟，株型直立，分枝中等，结薯集中，块茎扁卵形，黄皮黄肉，表皮光滑，芽眼多而浅，抗环腐病，高抗花叶病，轻感卷叶病毒病，耐束顶病，植株中感晚疫病，块茎抗病、耐涝性强，干物质和粗蛋白含量较高，淀粉和Vc含量中等，还原糖含量较低，鲜薯蒸食品质优，淀粉质量好（王嫦华，2007）。

1. 2 试验方法

试验在广西宾阳县马铃薯基地进行。采用随机区组设计，以品种为处理，小区面积78 m2，行距70 cm，株距25 cm。3次重复。常规统一管理。成熟期每小区随机选取5株长势一致的马铃薯植株，清洗薯块表面泥土等杂质，晾干后于4 ℃冰箱保存，为避免长期低温保存对马铃薯理化性质指标的影响，一周内完成各项指标测定。测定时用打孔器對同一小区内的相同品种薯块均匀取样，每项指标均重复测定3次，每品种每项指标共测定9次。

1. 3 测定项目及方法

干物率采用烘干法测定，淀粉含量采用高氯酸—蒽酮比色法测定，Vc含量采用2，6-二氯靛酚滴定法测定，还原糖采用蒽酮比色法测定（李合生，2000）。

1. 4 统计分析

试验数据采用Excel 2003和SPSS 11.5进行整理和统计分析。利用S-N-K法进行多重比较；参照董志刚和程智慧（2009）的方法计算各指标的隶属函数值，以平均隶属函数值和总隶属函数值的聚类分析结果为依据对不同马铃薯品种（系）进行综合评价。

2 结果与分析

2. 1 不同马铃薯品种（系）的品质比较

2. 1. 1 淀粉含量 由表1可知， 25份马铃薯材料的淀粉含量介于6.08%～14.60%，变异系数为23.77%。淀粉含量超过10.00%的材料有10份，占供试材料的40%，其中淀粉含量较高的有P16、P8、P22和P7，分别达14.60%、13.46%、13.33%和12.97%。方差分析结果表明，P16淀粉含量与P8、P22和P7差异不显著（P>0.05，下同），但显著高于其他材料（P<0.05，下同）。

2. 1. 2 还原糖含量 由表1可知，25份马铃薯材料的还原糖含量介于0.32%～1.86%，变异系数较大，达47.32%。还原糖含量低于0.40%的有P11和P24，分别为0.32%和0.36%；还原糖含量在0.40%～0.70%的有P1、P3、P4、P5、P13和P21。方差分析结果表明，还原糖含量低于0.70%的各材料间差异均不显著。

2. 1. 3 Vc含量 由表1可知，25份马铃薯材料的Vc含量介于1.77%～26.96%，变异系数较大，达41.45%。Vc含量超过15.00%的材料占44%，其中P19、P17、P7、P4、P14和P1的Vc含量较高，分别达26.96%、23.84%、22.15%、22.07%、20.66%和20.58%。方差分析结果表明，P19与P17的Vc含量差异不显著，但显著高于其他材料。

2. 1. 4 干物率 由表1可知，25份马铃薯材料的干物率介于12.85%～20.45%，变异系数较小，为12.67%。干物率在15.00%以上的材料占72%，其中P19和P22的干物率较高，分别达20.45%和20.32%，两者间差异不显著，但均显著高于其他材料。

2. 3 应用系统聚类法对不同马铃薯品种（系）的综合评价

利用总隶属函数值，通过基于欧式距离的样本聚类分析，不同样本间通过类间平均距离连接，得到25个不同马铃薯品种（系）的系统聚类图（图1）。由图1可看出，在阈值为15左右时可将供试材料分为三大类，第一类为综合品质较优的材料，共有6份，分别为P1、P8、P11、P19、 P22和P24，这类材料普遍具有淀粉和Vc含量高、干物率较高，还原糖含量较低（P19除外）的特点；第二类为综合品质居中的材料，共有10份，分别为P3、P4、P5、P7、P13、P14、P16、P17、P21和P25，其中P3、P4、P5、P13和P21的淀粉、Vc含量和干物率均适中，还原糖含量较低，P7、P14、P16、P17和P25的淀粉、Vc和还原糖含量及干物率均较高；第三类为综合品质居下的材料，共有9份，分别是P2、P6、P9、P10、P12、P15、P18、P20和P23，这类材料的淀粉和Vc含量及干物率均较低，还原糖含量较高。

3 讨论

广西马铃薯主要以引种栽培为主，东农303是最初引进的品种之一，该品种早熟，抗病、耐涝性较强，干物率较高，淀粉和维生素含量适中，还原糖含量较低。中薯3号是随后引进的种质，该品种早熟、高产，商品薯率较高，抗花叶病毒病，干物率和Vc含量高，淀粉含量适中，还原糖含量较低。由于广西马铃薯种植期恰逢光照时间短、低温阴雨天气多且持续时间较长的季节，引进品种普遍在北方选育，引种后发现其种质退化较快，抗病性下降，特殊的气候环境对其产量和品质的影响较明显。因此，选育适应广西特定气候条件，兼顾不同用途的优质马铃薯品种对广西马铃薯产业的稳定持续发展具有重要意义。本研究对25份马铃薯品种（系）的品质性状进行测定，发现不同材料的淀粉、还原糖和Vc含量及干物率等主要品质指标存在明显差异，其中还原糖、Vc和淀粉含量的变异系数较大，分别达47.32%、41.45%和23.77%，说明供试材料这些指标的遗传改良潜力较大，可通过品种（系）间杂交等相关育种技术选育出综合品质更加优良的种质。马铃薯块茎的营养成分及其含量高低与马铃薯营养价值、加工品质和食味品质密切相关。一般来说，淀粉、Vc和还原糖含量及干物率是品种选育和加工生产上主要考虑的指标（张武，2004；盛万民，2006），如具有较高Vc含量的种质适于鲜食和菜用，具有较高淀粉含量和干物率、较低还原糖含量的种质更适于加工。本研究供试的25份材料中，大部分材料的Vc含量较高，干物率和淀粉含量较低，属于适宜鲜食和菜用材料，少数材料可作为加工或兼用种质考虑。与北方种植区品种相比，供试种质淀粉含量普遍较低，除与品种（系）本身的遗传因素有关外，可能也与广西种植区低温阴雨天气较多、光照时间较短及土壤状况等环境条件适宜淀粉积累有关（金光辉等，2010）。

科学合理地对蔬菜品质进行评价，需要综合考虑各项品质指标，基于模糊数学的隶属函数法可克服仅利用少数几个指标评价的不足（魏永胜等，2005），目前已被成功应用于萝卜（王绍辉等，2006）、番茄（张传伟等，2011）和芦笋（白建波等，2012）等多种蔬菜营养品质的综合评价。本研究运用隶属函数法，同时利用总隶属函数值的系统聚类对供试材料的品质进行综合评价，初步筛选出P1、P8、P11、P19、P22和P24共6份在试验区综合品质表现较好的种质。其中P1和P19的干物率和Vc含量较高，是普通品种（系）的2～3倍，淀粉含量处于中上水平，但P19还原糖含量较高，限制了其加工特性，可作為优良的菜用种质；P1还原糖含量较低，可作为加工和蔬菜兼用种质；P11和P24的还原糖含量较低、Vc含量和干物率均较高，可作为薯条、薯片加工型材料考虑，同时可作为淀粉加工型的备选种质；P8和P22淀粉含量较高，可作为淀粉加工种质。此外，P3、P4、P5、P13和P21的还原糖含量较低，其他成分含量适中，可作为兼用备选种质考虑；P16的淀粉含量较高，可作为较好的淀粉加工种质。

4 结论

本研究从25份马铃薯种质中筛选出6份综合品质性状较优的品种（系），包括1份优良的菜用种质，1份加工和菜用兼用种质，2份适宜进行薯片和薯条加工的种质和2份适宜进行淀粉加工的种质；此外，有5份材料可作为兼用备选种质考虑，1份材料可作为淀粉加工种质，其余材料适宜菜用。

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（责任编辑 王 晖）