摘要" 本文基于马铃薯现阶段的育种工作情况,总结分析了其有待进一步提升的环节,并提出相应的发展对策。现阶段,马铃薯育种主要依据其无性繁殖特性进行,具有简便、有效和确保薯种纯度等优点,同时做好薯种脱毒、病虫害防治和田间管理等工作;育种过程中,需进一步提升马铃薯品种资源收集、种薯生产能力、种薯生产技术、脱毒种薯质量以及马铃薯产品加工能力。提出马铃薯育种工作发展对策,包括建立良好的育种环境、科学引进马铃薯品种、创新马铃薯育种方式以及更新生产设备及生产技术,为促进马铃薯产业的规范化和合理化发展提供参考。
关键词" 马铃薯;马铃薯育种;脱毒种薯;马铃薯加工
中图分类号" S532 """"""文献标识码" A"""""" 文章编号" 1007-7731(2024)21-0008-05
DOI号" 10.16377/j.cnki.issn1007-7731.2024.21.002
基金项目 云南省重点研发计划项目(202102AE090019);云南省科技计划项目创新引导与科技型企业培育计划(202304BI090018,202204BP090004);云南省兴滇英才计划(XDYC-CYCX-2022-0030)。
作者简介 包山敏(1998—),女,云南西双版纳人,硕士,从事薯类作物采后生理与品质加工研究。
通信作者 杨万林(1973—),男,云南丽江人,硕士,研究员,从事甘薯马铃薯育种与储藏加工研究;隋启君(1964—),男,内蒙古根河人,研究员,从事马铃薯遗传育种、周年生产栽培技术及病虫害防治研究。
收稿日期 2024-07-19
Current situation and development strategies of potato breeding
BAO Shanmin1,2""" WANG Chongjin1,2""" XIANG Chengyi1,2""" WANG Ying2""" BAI Jianming2SUI Qijun2""" YANG Wanlin2
(1College of Agriculture, Yunnan University, Kunming 650504, China;
2Yunnan Engineering and Research Center for Potato, Industrial Crops Research Institute of Yunnan Academy of Agricultural Sciences, Kunming 650205, China)
Abstract" Based on the current breeding status of potatoes, the aspects that need further improvement, and" corresponding development strategies and suggestions were summarized and analyzed. At present, potato breeding was mainly based on its asexual reproduction characteristics, which had the advantages of simplicity, effectiveness, and ensuring the purity of potato seeds. Meanwhile, it was necessary to do a good job in potato seed potato detoxification, pest control, and field management. In the breeding process, it was necessary to further improve the collection of potato variety resources, the production capacity of seed potatoes, the production technology of seed potatoes, the quality of virus-free seed potatoes, and the processing capacity of potato products. Development strategies for potato breeding work were proposed, including establishing a good breeding environment, scientifically introducing potato varieties, innovating potato breeding methods, and innovating production equipment and technology, to provide references for promoting the standardized and rational development of the potato industry.
Keywords" potato; potato breeding; virus-free seed potatoes; potato processing
马铃薯属于茄科茄属一年生草本植物,其生长周期短、营养价值高且适应性强,被广泛种植[1]。马铃薯除用作于粮食、蔬菜、饲料和加工原材料外,还是一种潜在的新型能源材料,具有独特的经济价值[2]。该作物可在干旱和半干旱地区种植,是其重要的经济农作物之一[3]。实际生产中,该作物单位面积产量仍有较大提升空间,这与其品种栽培适应性有一定关系[4]。种薯质量是影响马铃薯产量和质量的决定性因素之一。培育出高质、高产且抗病性强的马铃薯品种,并建立标准化的优良品种扩繁体系,对于调整产业布局、稳定农户的收入具有重要的现实意义。
近年来,随着农业科技投入力度的加大及“科技兴农”的实施,各地相继成立了从事马铃薯科研攻关、推广培训、成果转化以及信息咨询等工作的机构[5-6],从生产到消费,从研发到市场,各环节紧密相连,为相关产业提供服务;通过品种选育、栽培模式创新、机械化装备研制及产业化推广等方面的科技支撑,促进相关产业健康稳定快速发展。本文基于马铃薯现阶段的育种工作情况,总结分析了其有待进一步提升的环节,并提出相应的发展对策,为促进马铃薯产业的规范化和合理化发展提供参考。
1 马铃薯育种工作现状
近年来,随着对马铃薯的需求量不断增加,种植户从多方面着手,克服影响其生产的各种不利自然条件,以达到优质高产的目的。马铃薯杂交对品质有较大的影响,因此其育种通常采用无性繁殖方法进行,该方法既简便、有效,又确保了品种的纯度。马铃薯的生育期包括休眠期、萌芽期、幼苗期、发棵期和薯块期,每个生育阶段对外部环境的需求存在差异,因此,加强外部环境调节,为其提供合适的生长环境,是提升产量和品质的重要环节。实际生产中,温度控制在15~25nbsp;℃可确保其正常生长,16~18"℃是其生长的适宜温度。张启学[7]研究指出,马铃薯块茎形成时间一般在40~60"d,受品种、气候和病虫害的影响,其块茎形成时间会存在差异。
该作物为无性繁殖,经多代种植后病毒易在种薯内积累,导致种质退化[8]。在品种、天气、人为和机械等多种因子共同诱发下,易致使马铃薯连作后土传病害加剧。因此,加强马铃薯生产管理对提高产量和品质具有积极作用。
现阶段,马铃薯病虫害防治工作有待进一步加强,部分常见病害(如黑茎病、环腐病等)暂未得到有效控制[9],部分病害(如疮痂病)呈逐年增加趋势[10]。马丹丹等[11]提出了一种农业防治、物理防治、化学防治和生物防治相结合的综合防治方法;强调注重农业防治,选择抗病品种,实施合理轮作。实际生产中,应加强优良品种选育,对农业土地进行严格和有效的管理,坚持“以预防为导向,全面治理”的策略,结合农业、物理、生物和化学等防治手段,以提高防治效果。
该作物的生长发育与其生长环境息息相关,受病原菌感染、栽培管理和自然条件等多种因素影响。在生长过程中,不良环境等因素会干扰其代谢功能,导致出现生理性病害,影响品质与产量。如部分薯块出现开裂、黑心和空心等现象[12],进而影响其加工质量。因此,在实际生产中,需合理进行水肥调控。
2 马铃薯种薯生产有待进一步提升的环节
随着栽培时间的延长,组培苗种植可得到原种,但其种级会逐渐下降。马铃薯种植采用无性繁殖方式,其种薯品质会随着时间的推移逐渐下降,对产量和品质造成不利影响。
2.1 马铃薯品种资源方面
各地气候条件差异较大,该作物品种的选育存在一定的地域差异。育种基础工作包括收集、保存种质。近年来,部分马铃薯品种采用近缘杂交方式,或以培育出来的新品种为亲本,可能导致部分品种亲本间亲缘关系较近,在生产上表现出高度相近的特点,较难选育出更优质的品种。徐建飞等[13]研究指出,多年栽培的马铃薯品种,其抗病、抗虫害能力下降,卷叶病等病害加重,造成其品质下降。
2.2 种薯生产能力方面
部分育种机构和企业早期引进了一些成熟的马铃薯品种,为育种提供了优异的种质资源,在一定程度上提高了育种效率[14]。引入的品种在生产中可能不完全适应栽培地的气候及环境,须经过多年的筛选与鉴定,才能大面积推广应用[15]。张俊莲等[16]在育种鉴定研究中发现,引入品种若对水肥要求高,抗病能力差,则可能出现与地方品种混杂的现象。
2.3 种薯生产技术方面
樊荣[17]研究指出,种薯生产主要采取基质栽培、雾培、试管育苗和露地栽培等方式进行,不同的育种方法优势不同。马铃薯种苗贮藏条件较苛刻,继代次数较多,导致生产成本高,能源消耗大,种薯价格偏高,市场认可度有待进一步提高,在一定程度上影响了种薯产业发展。
2.4 脱毒种薯质量方面
马铃薯脱毒种薯质量控制较难,生产过程中若出现病害,会严重影响种薯质量。脱毒种苗的病毒检测方法有待进一步丰富。梁雨欣等[18]研究指出,马铃薯疫病的诊断主要采用酶联免疫吸附试验法。宋吉轩等[19]研究指出,部分马铃薯种植户在生产脱毒种薯时采用简单的病毒检验方法,在一定程度上造成了种薯质量不稳定。马铃薯生产中,存在种薯繁育技术有待进一步拓展,繁育系统较多、生产管理规范性有待提高、标准较难全面实施以及规模化程度有待进一步提升等问题,给相关产业带来了一定的风险。从种植环境来看,马铃薯生产基地环境、布局有待进一步优化,连作、疫病传播等是影响薯苗质量的重要因素,导致马铃薯脱毒种薯质量受到影响[20-21],进而影响其良种繁育工作的全面和有效实施[22]。
2.5 马铃薯产品加工方面
马铃薯营养丰富、用途广泛且产量高,是重要的粮食作物之一[23-24]。随着人们生活水平的提高和食品消费结构的改变,对高品质、营养丰富的马铃薯制品的需求量不断增加。该作物可以进行全粉处理,当加入小麦粉时,可制作面包[25-28]和饼干[29],或被加工成薯片和薯条[30-31];马铃薯淀粉是以块茎处理制成的可溶性胶体颗粒,具有一定黏性且易糊化,既能用作主食又可作食品配料。部分马铃薯淀粉是利用未达到商品标准的“淘汰薯”处理获得的[32],这部分薯种淀粉的含量相对偏低,加工转化率偏低,在一定程度上影响了淀粉产品的整体品质。
目前,马铃薯全粉作为一种新型食品原料被广泛使用。随着技术进步,其全粉处理在产量和质量上均得到了持续提升。实际生产中,为了实现马铃薯全粉化利用,须对其全粉进行深加工。马栎等[33]研究表明,马铃薯含有丰富的营养成分,是制作馒头、面条等食品的理想选择。现阶段,马铃薯全粉开发相关技术已基本成熟,并开始向产业化发展,但暂存在后续处理能力有待进一步提升等情况。
3 马铃薯育种工作发展对策
3.1 建立良好的育种环境
罗其友等[34]研究指出,马铃薯产业发展方面,用于加工的品种有待进一步选育更新,这在一定程度上影响了该作物深加工行业的进一步发展。因此,需进一步加大培育优良品种的力度[35],大力引进优质品种,建立优良的亲本基础,根据地域特点和市场需求,进行高品质薯种的育种工作。
构建稳定的育种基地是扩大育种规模的基本要求[36]。培育优质新品种是一项重要且难度较大的工作[37]。结合当地的环境、气候等特点,开展科学的育种工作,提高育种工作效率。育种技术人员按照相关的检查标准进行追踪,实时监测其生长情况,建立一整套育种工作体系,进一步完善土地、品种和种薯的选择,种薯的处理以及田间管理等环节的管理体系,以加快马铃薯品种的创新。
3.2 科学引进马铃薯品种
在马铃薯育种栽培工作中,一方面,结合当地的气候、土壤等条件,全面筛选优质品种;另一方面,引进适合当地气候和土壤特征的优良品种,强化育种工作的效果,从而全面提升马铃薯品种的综合质量和产量。在国际交流推动下,大量优良新种质被直接或间接地应用于生产中,改善了马铃薯的质量和产量,带来了较大的效益[38]。
引种遵循容易生产操作的原则,从日照时间长的地区引入日照时间短的地区,或从南方引入北方。刘长臣等[38]、叶超林[39]研究指出,近年来,马铃薯优异新品系被培育并推广种植,部分高质量种质被引入与应用。以杂交品种晋薯8号为例,其单产为地方品种的1~2倍、淀粉含量高且抗晚疫病,具有明显的杂种优势[40]。引种过程中,重视脱毒种薯的引种,提升其抗病虫害的能力。当引入的马铃薯品种在当地试种效果良好时,可大范围推广种植。
3.3 创新马铃薯育种方式
程林润等[41]研究指出,马铃薯育种主要采用引种、杂交和天然变异等方法。在此基础上,进一步开展二倍体马铃薯优异基因、分子标记和QTL位点的精细定位,为后续选育高质量品种提供重要的理论依据和技术支持。将分子标记技术和传统育种方法有机地结合。亲本筛选时,注重筛选多个性状互补,不利性状少,优势性状多的亲本,或选择亲本间差异大、亲缘关系远和配合力强的亲本。为提高种群中目标性状的平均值,采用种群改良方法,持续增加优良基因的频率。殷丽丽等[15]研究指出,通过杂交或互交等方法,在多个优异单株间进行杂交或互交,按育种目的选择子代,再通过杂交或互交等方法实现重复选择。
3.4 更新生产设备及生产技术
马铃薯产业发展需提高生产装备效率,优化工艺[42]。目前马铃薯深加工产业有待进一步延伸,研发新型设备并提供专业科研人员,对生产技术进行优化升级,有助于突破相关产业技术瓶颈,提升其产业生产率。
随着对该作物品质要求不断提高,对其栽培品种的抗病、多功能等方面的要求也越来越高。在此基础上,开展马铃薯高产、优质和抗病品种的选育与推广,构建标准化的种苗繁育体系,对调整产业结构,实现农户增收具有重要意义。本文基于马铃薯现阶段的育种工作状况,总结分析了其有待进一步提升的环节,并提出相关发展对策。现阶段,马铃薯育种主要依据其无性繁殖特性进行,具有简便、有效和确保薯种纯度等优点,同时做好薯种脱毒、病虫害防治和田间管理等工作;育种过程中,需进一步提升马铃薯品种资源收集、种薯生产能力、种薯生产技术、脱毒种薯质量以及马铃薯产品加工能力。提出马铃薯育种工作发展对策,包括建立良好的育种环境、科学引进马铃薯品种、创新马铃薯育种方式以及更新生产设备及生产技术,为促进马铃薯产业的规范化和合理化发展提供参考。
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(责任编辑:李媛)