Breeding of High-yield, High-starch Cassava, Guire No. 11
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摘要:目的 选育高产、高淀粉、广适性的鲜食加工兼用型双高木薯杂交新品种。方法 以高产低粉的新选048为母本，高产高粉、低氢氰酸的桂热891为父本，采用人工开花调控技术进行诱导并杂交获得F1代，经单株评选试验、各级系比试验和生产性试验，鉴定、筛选出优良品种桂热11号。结果 在生产性试验中，桂热11号平均鲜薯产量39.68 t·hm−2，分别比对照华南205（SC205）和华南9（SC9）增产28.38%、52.03%，其鲜薯淀粉含量32.4%，比对照SC205高3.7百分点，与SC9相持平；桂热11号干物质率40.70%，比SC205高4.7个百分点；氢氰酸含量低，平均为22.2 mg·kg−1 。桂热11号鲜薯含蛋白质0.75 g·hg−1 、总糖1.50 g·hg−1 、粗纤维1.00%、维生素C 37.20 mg·hg−1、胡萝卜素123 μg·hg−1，于2020年11月3日通过“热带作物品种”审定（热品审2020002）。结论 桂热11号高产高淀粉，氢氰酸含量低，适应性广，是丰产稳产性好的鲜食加工兼用型优良品种，具有耐旱耐寒和较抗螨、不易落叶等特点，适合在广西、海南和江西等木薯主产区推广种植。Abstract:Objective A high-yield, high-starch, wide-adaptability cassava cultivar was bred in Guangxi province for fresh consumption or further processing.Method A newly bred F1 progeny of crossing between the high-yield, low-starch Xinxuan 048 as female parent and the high-yield, high-starch, 1ow-hydrocyanic acid Guire 891 as male parent was generated by artificial pollination and induction. After seedling selection and a series of primary, intermediate, and advanced tests as well as regional and production trials, Guire No. 11 (GR11) was selected.Result As shown in the production trial, GR11 delivered an average tuber yield of 39.68 t·hm−2, which was 28.38% and 52.03% higher than SC No. 205 and SC No. 9, respectively. The tubers had a starch content of 32.4%, which was 3.7% higher than SC No. 205 and same as SC No. 9; a dry matters content of 40.7%, which was 4.7% higher than SC No. 205; an HCN content of 22.2 mg·kg−1 (based on FW); a rich content of nutrients (based on FW), such as 0.75 g·hg−1 on protein, 1.5 g·hg−1 on total sugar, 1.0% on crude fiber, 37.2 mg·hg−1 on vitamin C, and 123 μg·hg−1 on carotene. The new cultivar received the tropical crop variety certification on November 3, 2020.Conclusion The high and stable yield GR11 with wide adaptability was resistant to drought, cold, and mites, and its leaves did not fall off easily. It could be adequately cultivated in current cassava-producing areas in Guangxi, Hainan, and Jiangxi provinces for either fresh consumption, further processing, or as a raw material for manufacturing starch products.
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Keywords:
- Cassava /
- Guire No.11 /
- yield /
- quality /
- breeding selection
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0. 引言
【研究意义】木薯是世界三大薯类作物之一，有“地下粮仓” “淀粉之王”的美誉，是世界上8亿多人口赖以生存的粮食[1]。其用途广泛，在中国，木薯直接食用占比很小，主要用于淀粉及酒精加工[2]。广西是我国木薯主产区，其种植面积和产量约占全国的60%以上。近十年来由于农业结构化调整，广西木薯产业受到巨大冲击，种植面积逐年萎缩，但市场对木薯需求却十分旺盛。据统计，2017年我国进口木薯干片800万t，是我国年产量的5倍以上[3]，可见中国对木薯干片需求之大，也间接反映了我国木薯原材料远远满足不了国内工业需求。因此选育高产高粉、适应性广、低氢氰酸的综合型木薯新品种，对保障我国木薯原材料供给、促进广西木薯产业可持续发展具有重要意义。【前人研究进展】多年来，通过育种工作者的不懈努力，一批批优质的木薯新品种[4-8]得以被应用推广，改善了我国木薯品种单一和退化的状况。当前广西主栽工业用高产品种主要有华南205、南植199、华南5号[9]和新选048[10]，而华南8号[5]、桂热911[11]和桂热4号[12]则零星分布，鲜食型品种主要有华南9号[13]、桂热891[14]、桂热9号、面包木薯1号和面包木薯2号[15]，间套作型品种有桂热911、华南205、南植199、华南124、华南9号、华南8号和华南12号[16]，为推动广西木薯行业的快速发展提供了有力保障。但是这些品种基本上只具备高产、高粉、低氢氰酸、抗风等1~2个特点，华南101面包木薯和桂热891的产量、华南系列木薯品种的抗寒性、华南606的抗风能力等都有待提高。【本研究切入点】截至2016年底，广西审定的木薯品种大多数是从国外引进的品系或者杂交种子，经系列试验、鉴定筛选而育成，广西本土有性杂交获得的品种屈指可数，并且绝大部分品种只具备高产或者高粉等单一特点，缺乏土生土长的广适性、高产和高淀粉等综合性状优良木薯新品种。【拟解决的关键问题】本研究采用开花调控技术，选育出高产、高淀粉、低氢氰酸含量，适应性强的综合型木薯品种，以促进木薯产业增收增效，提高种植木薯的经济效益，保障我国木薯产业的可持续发展。
1. 材料与方法
1.1 试验材料
参试品（株）系：（1）亲本：母本新选048（XX048），高产低粉，源自广西大学农学院，父本桂热891（GR891），高产高粉、株型矮小紧凑、早熟、低氢氰酸，源自广西壮族自治区亚热带作物研究所，F1代（编号为2014-68）；（2）加工主栽品种华南205（SC205）和食用主栽品种华南9号（SC9）作双对照品种。
1.2 试验方法
2011年以新选048（♀）× 桂热891（♂）为亲本材料，采用开花调控技术获得杂交种子，2012年进行优良单株评选，2013年和2014年分别进行初级系比试验和中级系比试验， 2015–2017年进行高级系比试验，2017–2018年进行区域性试验，2018–2019年进行生产性试验。2019年12月11日进行现场测产，品种申请审定时定名为桂热11号（GR11），于2020年11月3日通过全国“热带作物品种”审定（热品审2020002）。
1.2.1 优良单株评选
2012年开展单株评选试验，观测株型、结薯性状和薯型等。
1.2.2 系比试验
2013年进行初级系比试验，每个株系5株，每10个株系种植一组对照（SC205）；2014年进行中级系比试验，每个株系种植20株，采用双行各10株模式种植，每5个株系种植一组对照（SC205）；2015–2017年进行高级系比试验，小区面积为5.0 m×5.0 m，株行距1.0 m×1.0 m，3次重复，随机区组设计，以SC205和SC9作双对照。3个系比试验均于生育期间观测株型、整齐度、植物学性状和结薯性状，于12月收获时测定鲜薯产量、淀粉含量（比重法）。
鲜薯产量测定：随机抽取10株木薯测定鲜薯重后折算成单位面积鲜薯产量；
淀粉含量（比重法）的测定：随机抽样约5000 g鲜薯，先称其在空气中的质量（m1），再称其在水中的质量（m2），然后按照下面公式计算鲜薯淀粉含量（SC），SC=210.8×m1/(m1−m2）−213.4[17]。
1.2.3 区域性试验
2017–2018年在广西南宁、武鸣、桂平及江西南昌、海南白沙等5个试验点进行区域性试验，小区面积5.0 m×5.0 m，株行距1.0 m×1.0 m，3次重复，随机区组设计，以SC205和SC9作双对照。试验于每年4月种植，按NY/T 1681—2009、NY/T 1685—2009的标准进行管理，当年12月测定鲜薯产量和淀粉含量（比重法）。
1.2.4 生产性试验
2018–2019年在广西南宁、广西武鸣、桂平及江西南昌、海南白沙等5个试验点进行生产性试验，广西区内各点的试验面积为0.67 hm2，区外各点的试验面积为0.33 hm2，株行距1.0 m ×1.0 m，以SC205和SC9作双对照。每年的3～4月种植，按NY/T 1681—2009、NY/T 1685—2009的标准进行管理，当年12月测定鲜薯产量和淀粉含量。在广西南宁点随机抽取鲜薯样品送至广西华测检测认证有限公司测定蛋白质、总糖、粗纤维、淀粉、维生素、胡萝卜素和氢氰酸含量以及干物质率，在广西桂平和江西南昌试验点随机抽取鲜薯样品，送至广西华测检测认证有限公司测定淀粉、氢氰酸含量以及干物质率。
1.2.5 新品种GR11指纹图谱鉴定
利用2对微卫星标记引物对GR11等8份材料进行指纹图谱鉴定，在7%聚丙烯酰胺凝胶上以100 W电泳35 min。
1.2.6 现场鉴定
2019年专家现场（南宁点）鉴评时随机连续抽取10株木薯，测定株高、主茎高度、主茎直径、单株鲜薯产量等性状指标。各点收获时均测定鲜薯产量，并随机抽点采集木薯鲜样，送至广西华测检测认证有限公司进行淀粉等相关品质的测定。
1.3 数据处理和分析
运用WPS office（11.1.0.11294）的WPS表格对试验数据进行整理统计，用SPSS 21.0对数据进行方差分析。
2. 结果与分析
2.1 杂交和优良单株评选
2011年获得的杂交种子于2012年开展单株评选，筛选出株型紧凑、茎秆直立，无分枝，结薯集中、块根水平分布的优良单株。
2.2 系比试验结果
2013年12月下旬，在初级系比试验收获时，选取茎秆直立、株型紧凑、整齐度好、结薯集中、块根水平伸长、薯块大小均匀的优良株系480个（约占总株系20%），其中GR11平均鲜薯产量3.87 kg·株−1，比对照SC205（2.50 kg·株−1）增产54.80%。
2014年12月中旬，在中级系比试验收获时，筛选出株型和块根性状稳定，鲜薯产量和淀粉含量均显著高于SC205的优良株系约100个，其中GR11鲜薯总产量106.00 kg，比对照SC205（68.59 kg）增产54.54%；淀粉含量为35.8%，比对照SC205（29.3%）提高了6.5个百分点。
通过连续3年的高级系比试验可知（表1），GR11与2个对照的鲜薯产量存在显著差异，平均鲜薯产量为38.64 t·hm−2，分别比SC205和SC9增产72.32%、73.47%，平均淀粉含量为28.1%，比SC205高4.0个百分点，比SC9高0.9个百分点。
表 1 2015–2017年GR11高级系比试验Table 1. Advanced performance trail results on GR11 in 2015-2017年份
Year品种
Variety鲜薯产量
Fresh root yield/（t·hm−2）比对照增产
Increasing rate/%淀粉含量
Starch content/%Ⅰ Ⅱ Ⅲ 平均
AverageSC205
（CK）SC9
（CK）Ⅰ Ⅱ Ⅲ 平均
Average2015 GR11 33.91 39.50 35.86 36.42±1.6 a 86.31 71.48 26.3 25.3 27.0 26.2±0.5 a SC205（CK） 20.80 18.60 19.25 19.55±0.7 b − − 20.7 20.5 19.0 20.1±0.5 b SC9（CK） 21.39 20.34 21.99 21.24±0.5 b − − 27.1 28.1 27.6 27.6±0.3 a 2016 GR11 36.40 35.42 48.12 39.98±4.1 a 92.12 76.20 29.0 28.3 29.8 29.0±0.4 a SC205（CK） 21.53 19.79 21.10 20.81±0.5 b − − 25.8 25.6 26.0 25.8±0.1 c SC9（CK） 21.80 23.05 23.23 22.69±0.4 b − − 27.0 26.8 27.5 27.1±0.2 b 2017 GR11 37.90 38.27 42.35 39.51±1.4 a 38.52 72.74 27.4 28.9 30.9 29.1±1.0 a SC205（CK） 24.42 29.87 31.26 28.52±2.1 b − − 26.5 25.9 26.5 26.3±0.2 b SC9（CK） 24.82 23.46 20.34 22.87±1.3 b − − 26.7 27.2 26.4 26.8±0.2 b 注：（1）表中不同小写字母表示处理间差异显著（P＜0.05）。（2）“-”表示此项无。
Note: (1)Different lowercase letters in the table indicate significant differences at 0.05 levels in Duncan test.(2)"-"indicates that this item is absent.2.3 区域性试验结果
为了进一步验证其区域适应性及丰产性能的稳定性，2017–2018年分别在广西南宁、武鸣、桂平，江西南昌和海南白沙等5个试验点进行区域性试验，以当家品种SC205和食用品种SC9作双对照，结果见表2。GR11平均鲜薯产量为41.22 t·hm−2，显著高于对照SC205，增产幅度9.37%～70.95%，平均增幅19.05%；GR11产量极显著高于对照SC9，增产幅度40.66%～85.11%，平均增幅61.15%。GR11在不同地区及年度间，均比对照SC205和SC9高产，由于不同地区地理条件及管理水平不同，SC205和SC9在广西南宁相比其他4个试验点鲜薯产量偏低，而GR11则不受影响，由此可见，GR11相比对照具有更广泛的适应性和更高的丰产性。GR11平均淀粉含量为29.2%，分别比对照SC205和SC9高2.6、1.0个百分点。可见无论是鲜薯产量还是淀粉含量，GR11均明显高于加工主栽品种SC205和食用主栽品种SC9，具有鲜薯产量高、淀粉含量高、稳定性好、适宜种植区域广等特点。
表 2 2017–2018年GR11区域性试验Table 2. Regional trail results on GR11 in 2017–2018年份
Year试验地点
Site鲜薯产量
Fresh root yield/（t·hm−2）比对照增产
Increasing rate/%淀粉含量
Starch content/%GR11 SC205（CK） SC9（CK） SC205（CK） SC9（CK） GR11 SC205（CK） SC9（CK） 2017 南宁 Nanning 39.36 19.68 22.87 100.00 72.10 29.1 26.2 26.8 2018 南宁 Nanning 40.47 28.52 23.36 41.90 73.24 29.4 26.3 27.7 平均 Average 39.92 24.10 23.12 70.95 72.67 29.3 26.3 27.3 2017 武鸣 Wuming 42.46 39.59 29.20 7.25 45.41 27.9 25.3 27.6 2018 武鸣 Wuming 41.51 37.23 26.38 11.50 57.35 29.2 26.5 28.6 平均 Average 41.99 38.41 27.79 9.37 51.38 28.6 25.9 28.1 2017 桂平 Guiping 41.30 34.43 23.34 19.95 76.95 30.0 27.2 29.7 2018 桂平 Guiping 41.61 37.51 21.53 10.93 93.27 28.4 26.6 28.3 平均 Average 41.46 35.97 22.44 15.44 85.11 29.2 26.9 29.0 2017 南昌 Nanchang 43.54 39.47 24.73 10.31 76.06 29.9 27.8 29.2 2018 南昌 Nanchang 42.27 38.19 27.73 10.68 52.43 30.2 28.2 28.5 平均 Average 42.91 38.83 26.23 10.50 64.25 30.1 28.0 28.9 2017 白沙 Baisha 39.29 35.39 28.33 11.02 38.69 28.5 26.2 28.0 2018 白沙 Baisha 40.38 36.22 28.31 11.49 42.64 29.1 25.9 27.8 平均 Average 39.84 35.81 28.32 11.25 40.66 28.8 26.1 27.9 2.4 生产性试验结果
为了示范推广，2018–2019年分别在广西南宁、武鸣、海南白沙等5个试验点进行生产性试验及品质分析，广西区内各点的试验面积为0.67 hm2，区外各点的试验面积为 0.33 hm2，以当家品种SC205和食用品种SC9作双对照，结果见表3。除2019年南昌遭遇极端干旱天气，造成各参试品种的产量偏低，其中GR11低至27.60 t·hm−2，以及桂平当地习惯采用间套种花生的种植模式，造成木薯产量稍偏低，GR11鲜薯产量为38 t·hm−2左右外，其余的GR11鲜薯产量均在40.76 t·hm−2以上，最高的为白沙点，高达43.34 t·hm−2，表现出了高产稳产。GR11在不同年度、不同试验点，均比加工主栽品种SC205和食用主栽品种SC9高产，分别增产9.51%～57.26%和27.30%～89.51%，平均增产率分别为28.38%和52.03%。生产试验结果表明，GR11适应性广、高产稳产、丰产性好，适宜在种植区大面积推广种植。
表 3 2018–2019年GR11生产性试验Table 3. Production trail results on GR11 in 2018–2019年份
Year试验点
Site鲜薯产量
Fresh root yield/（t·hm−2）比对照增产
Increasing rate/%GR11 SC205（CK） SC9（CK） SC205（CK） SC9（CK） 2018 南宁 Nanning 40.76 28.28 22.02 44.13 85.10 2019 南宁 Nanning 42.24 31.17 31.95 35.51 32.21 平均 Average 41.50 29.73 26.99 39.82 58.66 2018 武鸣 Wuming 42.36 38.68 24.86 9.51 70.39 2019 武鸣 Wuming 41.78 32.04 32.82 30.40 27.30 平均 Average 42.07 35.36 28.84 19.96 48.85 2018 桂平 Guiping 36.39 32.52 22.34 11.90 62.89 2019 桂平 Guiping 39.38 32.07 29.81 22.79 32.10 平均 Average 37.89 32.30 26.08 17.35 47.50 2018 南昌 Nanchang 41.73 29.06 22.02 43.60 89.51 2019 南昌 Nanchang 27.60 17.55 17.37 57.26 58.89 平均 Average 34.67 23.31 19.70 50.43 74.20 2018 白沙 Baisha 41.19 35.21 27.95 16.98 47.37 2019 白沙 Baisha 43.34 32.48 29.84 33.44 45.24 平均 Average 42.27 33.85 28.90 25.21 46.31 GR11鲜薯品质抽检结果：蛋白质0.75 g·hg−1、氢氰酸22.3 mg·kg−1 、总糖1.5 g·hg−1 、粗纤维1%、淀粉33.0 g·hg−1 、干物质含量36.48%、维生素C 37.2 mg·hg−1 、胡萝卜素123 μg·hg−1 。
江西南昌点GR11鲜薯淀粉含量30.3 g·hg−1 ，比对照SC205（26.9 g·hg−1）提高了3.4个百分点；GR11干物质率39.6%，比对照SC205（34.6%）提高了5.0个百分点；氢氰酸20.5 mg·kg−1 。广西桂平点GR11鲜薯淀粉34.5 g·hg−1 ，比对照SC205提高了4.0个百分点；GR11干物质率41.8%，比对照SC205提高了4.3个百分点；氢氰酸23.9 mg·kg−1 （表4）。
表 4 2018–2019年GR11与对照SC205的淀粉和干物质率对比结果Table 4. Contents of starch and dry matters of GR11 and SC205 tested in 2018–2019年份
Year试验点
Site淀粉含量
Starch content/（g·hg−1 ）干物质率
Dry matter content/%氢氰酸
HCN/（mg·kg−1 ）GR11 SC205（CK） GR11 SC205（CK） GR11 SC205（CK） 2018 南昌 Nanchang 30.3 26.9 39.6 34.6 20.5 - 2019 桂平 Guiping 34.5 30.5 41.8 37.5 23.9 - 注：“-”表示未测定，下同。
Note: “-” indicates that this item is not measured, the same below.2.5 现场测产结果
2019年12月11日在广西南宁市兴宁区三塘镇广西壮族自治区亚热带作物研究所木薯研究基地现场测产，植后8个月平均单株鲜薯产量为4.222 kg，折合成每667 m2产鲜薯2.816 t，比对照（SC205）增产35.51%，比对照（SC9）增产32.21%，GR11与双对照的鲜薯产量差异均达显著水平。
2.6 GR11的产量潜力和生产性能评价
经过历年各级试验比较，表明GR11具有高产、稳产的产量潜力和生产性能及广泛的适应性。GR11与双对照SC205和SC9历年平均鲜薯产量对比情况见表5。
表 5 2015–2019年GR11鲜薯产量及淀粉含量Table 5. Tuber yield and starch content of GR11 tested in 2015-2019年份
Year鲜薯产量
Fresh root yield/（t·hm−2）比对照增产
Increasing rate/%淀粉含量
Starch content/%GR11 SC205（CK） SC9（CK） SC205（CK） SC9（CK） GR11 SC205（CK） SC9（CK） 2015 36.42 19.55 21.24 86.29 71.47 26.2 20.1 27.6 2016 39.98 20.81 22.69 92.12 76.20 29.0 25.8 27.1 2017 40.35 31.12 24.28 29.68 66.19 29.1 26.0 27.2 2018 40.77 34.14 24.65 19.42 65.40 29.8 26.8 - 2019 38.87 29.06 28.36 33.76 37.06 34.5 30.5 - 平均Average 39.28 26.94 24.24 45.83 62.01 29.7 25.8 27.3 2015–2019年，GR11每年单产均超过36 t·hm−2，最低36.42 t·hm−2，最高40.77 t·hm−2，说明该品种具有高产、稳产的特性。平均鲜薯产量39.28 t·hm−2，相比SC205和SC9，增产效果显著，比SC205平均增产12.34 t·hm−2，增幅45.83%，比SC9平均增产15.03 t·hm−2，增幅62.01%，近年来木薯市场鲜薯收购平均价格约600元·t−1[18]，GR11分别比对照SC205和SC9增值7404 元·hm−2 、9018元·hm−2 ，经济效益增加明显。
2.7 GR11淀粉含量分析
从表5可以看到，GR11除了第1年外，其余4年淀粉含量≥29.0%，这表明了GR11具有高淀粉含量的特性，5年平均淀粉含量为29.7%，比对照SC205（25.8%）高3.9个百分点，2015–2017年GR11平均淀粉含量为28.1%，比SC9高0.8个百分点。
2.8 GR11的品质评价
多年各级品比试验结果表明，GR11品质优良，连续3次鲜薯氢氰酸含量抽检结果分别为22.3、20.5 和23.9 mg·kg−1 ，均低于50 mg·kg−1的国家安全食用标准，表明该品种具有可食用的特性。此外，GR11鲜薯蛋白质0.75 g·hg−1 、总糖1.5 g·hg−1、粗纤维1.0%、维生素C 37.2 mg·hg−1、胡萝卜素123 μg· hg−1。GR11食味粉而香，耐煮性好（煮糖水和打火锅不易成糊状）。
2.9 GR11指纹图谱鉴定
采用SSR6、SSR10两对微卫信标记对GR11等8份材料进行指纹图谱鉴定，可以获得4个等位基因，在这8份材料中GR11具有唯一的特征带SSR6-b/SSR10-ab（表6和图1），因此SSR6、SSR10可以作为本品种的标记指纹。
表 6 桂热11号分子指纹模式图谱Table 6. Molecular fingerprints of GR11编号
Number品种
Variety引物SSR6
Primer SSR6引物SSR10
Primer SSR10a b a b 1 SC9 ◆ ◆ − ◆ 2 SC205 − ◆ ◆ − 3 GR891 − ◆ ◆ − 4 NZ199 − ◆ ◆ − 5 XX048 ◆ ◆ ◆ ◆ 6 GR11 − ◆ ◆ ◆ 7 GR10 − ◆ − ◆ 8 561 ◆ ◆ − ◆ 注：“◆”表示该位点有特征条带，“−”表示该位点无条带。
Note: “◆” indicates loci with characteristic bands; “−” loci without bands.![]()
图 1 SSR6（A）和SSR10（B）标记在8个木薯品种（系）中扩增指纹图谱Figure 1. Amplified fingerprints of SSR6 (A) and SSR10 (B) in 8 cassava cultivars (lines) with molecular markers2.10 抗逆性表现
GR11连续3年田间均表现出耐寒性、耐旱性强，中抗朱砂叶螨，苗期容易感染细菌性枯萎病，但也容易恢复，不影响鲜薯产量（表7）。
表 7 2017–2019年GR11抗逆性表现Table 7. Stress resistance of GR11 shown in 2017–2019抗逆性
Stress resistance2017 2018 2019 GR11 SC205 SC9 GR11 SC205 SC9 GR11 SC205 SC9 耐寒性 Cold tolerance S M M S M M S M M 耐旱性 Drought tolerance S M M S M M S M M 细菌性枯萎病抗性 Resistance to bacterial blight S R R S R R S R R 朱砂叶螨抗性 Resistance to tetranychus cinnabarinus MR S R MR S R MR S R 注： （1）M-耐寒性、耐旱性中等；（2）S-耐寒性、耐旱性强；（3）S-细菌性枯萎病、朱砂叶螨感病；（4）R-抗细菌性枯萎病、朱砂叶螨病；（5）MR-中抗细菌性枯萎病、朱砂叶螨。
Note: (1) M: moderate cold and drought tolerance. (2) S: strong cold and drought tolerance. (3) S: susceptible to bacterial blight and Tetranychus cinnabarinus infestation. (4) R: resistant to bacterial blight and T. cinnabarinus infestation. (5) MR: moderately resistant to bacterial blight and T. cinnabarinus infestation.3. 讨论与结论
广西是我国木薯主产区，当前推广栽培的木薯品种绝大部分都是从国外或者省外引进的，或者是引进杂交种子、优质种质资源经系列试验后选育而成的[19]，但引进的绝大部分品种只具备高产或高粉中的1个优点，缺乏广西本土广适性、高产和高淀粉等综合性状优良的木薯新品种。本研究以新选048为母本，桂热891为父本，采用人工开花调控技术进行诱导并杂交获得种子经过系列试验，最后鉴定、筛选出高产高淀粉，氢氰酸含量低，适应性广，丰产稳产性好，具有耐旱耐寒和较抗螨、不易落叶等特点，适合在广西、海南和江西等木薯主产区推广种植的鲜食加工兼用型优良品种GR11，这是广西首个通过国审的有性杂交木薯新品种。
在生产性试验中，GR11平均鲜薯产量39.68 t·hm−2，比加工主栽品种SC205增产28.38%，淀粉含量和干物质率分别为32.4%、40.7%，比对照SC205分别提高了3.7百分点和4.7个百分点。木薯淀粉含量和干物质率是衡量淀粉和酒精加工生产经济效益的2个重要指标，两者含量越高，转化效益越大[7]，GR11潜力可见一斑。SC9是目前主栽的食用品种，其食用方法有切块或切段蒸煮，或磨制成淀粉后，采用蒸、煎、炸等方式制作成美食[13]，GR11氢氰酸含量非常低（鲜食平均22.2 mg·kg−1 ），食味粉而香，耐煮性好，尤其是打火锅时不易成糊状。该品种不易落叶，不分枝，株型紧凑，结薯集中，有望应用于机械化种植，这将有助于降低劳动成本，提高农业生产经济效益。随着木薯产业的不断发展，木薯的病虫害也越来越多，其中细菌性枯萎病和朱砂叶螨是两种主要的病虫害[20,21]，GR11具有较强的抗螨能力，但苗期易感染细菌性枯萎病，注意加强防范。广西、广东和海南三省是木薯主要种植区，经过多年试验，GR11在江西南昌也表现出了极强的丰产稳产性，这为木薯北移奠定了基础，同时对推动木薯产业的发展具有重要意义。
研究结果表明，GR11具有丰产稳产，高淀粉，低氢氰酸，茎干直立、不分枝、株型紧凑，结薯集中、大小均匀等优点，此外还具备耐旱耐寒和较抗螨，不易落叶，适应性广的特点，适宜在广西、海南和江西等木薯主产区推广种植。
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图 1 SSR6（A）和SSR10（B）标记在8个木薯品种（系）中扩增指纹图谱
Figure 1. Amplified fingerprints of SSR6 (A) and SSR10 (B) in 8 cassava cultivars (lines) with molecular markers
表 1 2015–2017年GR11高级系比试验
Table 1 Advanced performance trail results on GR11 in 2015-2017
年份
Year品种
Variety鲜薯产量
Fresh root yield/（t·hm−2）比对照增产
Increasing rate/%淀粉含量
Starch content/%Ⅰ Ⅱ Ⅲ 平均
AverageSC205
（CK）SC9
（CK）Ⅰ Ⅱ Ⅲ 平均
Average2015 GR11 33.91 39.50 35.86 36.42±1.6 a 86.31 71.48 26.3 25.3 27.0 26.2±0.5 a SC205（CK） 20.80 18.60 19.25 19.55±0.7 b − − 20.7 20.5 19.0 20.1±0.5 b SC9（CK） 21.39 20.34 21.99 21.24±0.5 b − − 27.1 28.1 27.6 27.6±0.3 a 2016 GR11 36.40 35.42 48.12 39.98±4.1 a 92.12 76.20 29.0 28.3 29.8 29.0±0.4 a SC205（CK） 21.53 19.79 21.10 20.81±0.5 b − − 25.8 25.6 26.0 25.8±0.1 c SC9（CK） 21.80 23.05 23.23 22.69±0.4 b − − 27.0 26.8 27.5 27.1±0.2 b 2017 GR11 37.90 38.27 42.35 39.51±1.4 a 38.52 72.74 27.4 28.9 30.9 29.1±1.0 a SC205（CK） 24.42 29.87 31.26 28.52±2.1 b − − 26.5 25.9 26.5 26.3±0.2 b SC9（CK） 24.82 23.46 20.34 22.87±1.3 b − − 26.7 27.2 26.4 26.8±0.2 b 注：（1）表中不同小写字母表示处理间差异显著（P＜0.05）。（2）“-”表示此项无。
Note: (1)Different lowercase letters in the table indicate significant differences at 0.05 levels in Duncan test.(2)"-"indicates that this item is absent.
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表 2 2017–2018年GR11区域性试验
Table 2 Regional trail results on GR11 in 2017–2018
年份
Year试验地点
Site鲜薯产量
Fresh root yield/（t·hm−2）比对照增产
Increasing rate/%淀粉含量
Starch content/%GR11 SC205（CK） SC9（CK） SC205（CK） SC9（CK） GR11 SC205（CK） SC9（CK） 2017 南宁 Nanning 39.36 19.68 22.87 100.00 72.10 29.1 26.2 26.8 2018 南宁 Nanning 40.47 28.52 23.36 41.90 73.24 29.4 26.3 27.7 平均 Average 39.92 24.10 23.12 70.95 72.67 29.3 26.3 27.3 2017 武鸣 Wuming 42.46 39.59 29.20 7.25 45.41 27.9 25.3 27.6 2018 武鸣 Wuming 41.51 37.23 26.38 11.50 57.35 29.2 26.5 28.6 平均 Average 41.99 38.41 27.79 9.37 51.38 28.6 25.9 28.1 2017 桂平 Guiping 41.30 34.43 23.34 19.95 76.95 30.0 27.2 29.7 2018 桂平 Guiping 41.61 37.51 21.53 10.93 93.27 28.4 26.6 28.3 平均 Average 41.46 35.97 22.44 15.44 85.11 29.2 26.9 29.0 2017 南昌 Nanchang 43.54 39.47 24.73 10.31 76.06 29.9 27.8 29.2 2018 南昌 Nanchang 42.27 38.19 27.73 10.68 52.43 30.2 28.2 28.5 平均 Average 42.91 38.83 26.23 10.50 64.25 30.1 28.0 28.9 2017 白沙 Baisha 39.29 35.39 28.33 11.02 38.69 28.5 26.2 28.0 2018 白沙 Baisha 40.38 36.22 28.31 11.49 42.64 29.1 25.9 27.8 平均 Average 39.84 35.81 28.32 11.25 40.66 28.8 26.1 27.9
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表 3 2018–2019年GR11生产性试验
Table 3 Production trail results on GR11 in 2018–2019
年份
Year试验点
Site鲜薯产量
Fresh root yield/（t·hm−2）比对照增产
Increasing rate/%GR11 SC205（CK） SC9（CK） SC205（CK） SC9（CK） 2018 南宁 Nanning 40.76 28.28 22.02 44.13 85.10 2019 南宁 Nanning 42.24 31.17 31.95 35.51 32.21 平均 Average 41.50 29.73 26.99 39.82 58.66 2018 武鸣 Wuming 42.36 38.68 24.86 9.51 70.39 2019 武鸣 Wuming 41.78 32.04 32.82 30.40 27.30 平均 Average 42.07 35.36 28.84 19.96 48.85 2018 桂平 Guiping 36.39 32.52 22.34 11.90 62.89 2019 桂平 Guiping 39.38 32.07 29.81 22.79 32.10 平均 Average 37.89 32.30 26.08 17.35 47.50 2018 南昌 Nanchang 41.73 29.06 22.02 43.60 89.51 2019 南昌 Nanchang 27.60 17.55 17.37 57.26 58.89 平均 Average 34.67 23.31 19.70 50.43 74.20 2018 白沙 Baisha 41.19 35.21 27.95 16.98 47.37 2019 白沙 Baisha 43.34 32.48 29.84 33.44 45.24 平均 Average 42.27 33.85 28.90 25.21 46.31
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表 4 2018–2019年GR11与对照SC205的淀粉和干物质率对比结果
Table 4 Contents of starch and dry matters of GR11 and SC205 tested in 2018–2019
年份
Year试验点
Site淀粉含量
Starch content/（g·hg−1 ）干物质率
Dry matter content/%氢氰酸
HCN/（mg·kg−1 ）GR11 SC205（CK） GR11 SC205（CK） GR11 SC205（CK） 2018 南昌 Nanchang 30.3 26.9 39.6 34.6 20.5 - 2019 桂平 Guiping 34.5 30.5 41.8 37.5 23.9 - 注：“-”表示未测定，下同。
Note: “-” indicates that this item is not measured, the same below.
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表 5 2015–2019年GR11鲜薯产量及淀粉含量
Table 5 Tuber yield and starch content of GR11 tested in 2015-2019
年份
Year鲜薯产量
Fresh root yield/（t·hm−2）比对照增产
Increasing rate/%淀粉含量
Starch content/%GR11 SC205（CK） SC9（CK） SC205（CK） SC9（CK） GR11 SC205（CK） SC9（CK） 2015 36.42 19.55 21.24 86.29 71.47 26.2 20.1 27.6 2016 39.98 20.81 22.69 92.12 76.20 29.0 25.8 27.1 2017 40.35 31.12 24.28 29.68 66.19 29.1 26.0 27.2 2018 40.77 34.14 24.65 19.42 65.40 29.8 26.8 - 2019 38.87 29.06 28.36 33.76 37.06 34.5 30.5 - 平均Average 39.28 26.94 24.24 45.83 62.01 29.7 25.8 27.3
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表 6 桂热11号分子指纹模式图谱
Table 6 Molecular fingerprints of GR11
编号
Number品种
Variety引物SSR6
Primer SSR6引物SSR10
Primer SSR10a b a b 1 SC9 ◆ ◆ − ◆ 2 SC205 − ◆ ◆ − 3 GR891 − ◆ ◆ − 4 NZ199 − ◆ ◆ − 5 XX048 ◆ ◆ ◆ ◆ 6 GR11 − ◆ ◆ ◆ 7 GR10 − ◆ − ◆ 8 561 ◆ ◆ − ◆ 注：“◆”表示该位点有特征条带，“−”表示该位点无条带。
Note: “◆” indicates loci with characteristic bands; “−” loci without bands.
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表 7 2017–2019年GR11抗逆性表现
Table 7 Stress resistance of GR11 shown in 2017–2019
抗逆性
Stress resistance2017 2018 2019 GR11 SC205 SC9 GR11 SC205 SC9 GR11 SC205 SC9 耐寒性 Cold tolerance S M M S M M S M M 耐旱性 Drought tolerance S M M S M M S M M 细菌性枯萎病抗性 Resistance to bacterial blight S R R S R R S R R 朱砂叶螨抗性 Resistance to tetranychus cinnabarinus MR S R MR S R MR S R 注： （1）M-耐寒性、耐旱性中等；（2）S-耐寒性、耐旱性强；（3）S-细菌性枯萎病、朱砂叶螨感病；（4）R-抗细菌性枯萎病、朱砂叶螨病；（5）MR-中抗细菌性枯萎病、朱砂叶螨。
Note: (1) M: moderate cold and drought tolerance. (2) S: strong cold and drought tolerance. (3) S: susceptible to bacterial blight and Tetranychus cinnabarinus infestation. (4) R: resistant to bacterial blight and T. cinnabarinus infestation. (5) MR: moderately resistant to bacterial blight and T. cinnabarinus infestation.
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[1] 闫庆祥, 李开绵, 黄洁, 等. 木薯种质资源主要性状描述与数据采集研究 [J]. 安徽农业科学, 2013, 41(26):10600−10601, 10639. DOI: 10.3969/j.issn.0517-6611.2013.26.013 YAN Q X, LI K M, HUANG J, et al. Description and data collection in main traits of cassava germplasm resource [J]. Journal of Anhui Agricultural Sciences, 2013, 41(26): 10600−10601, 10639.(in Chinese) DOI: 10.3969/j.issn.0517-6611.2013.26.013
[2] 张振文, 古碧. 9个木薯品种酒精加工特性综合评价 [J]. 西南农业学报, 2014, 27(2):807−812. ZHANG Z W, GU B. Comprehensive assessment of ethanol processing characteristics for cassava [J]. Southwest China Journal of Agricultural Sciences, 2014, 27(2): 807−812.(in Chinese)
[3] FAO. 联合国粮农组织统计数据库[EB/OL]. [2019-08-02]. http://www.fao.org/faostat/zh/#data. [4] 叶剑秋, 李开绵, 陈丽珍, 等. 木薯新品种华南7号的选育 [J]. 热带作物学报, 2007(01):24−29. DOI: 10.3969/j.issn.1000-2561.2007.01.006 YE J Q, LI K M, CHEN L Z, et al. Breeding and selection of new cassava variety SC7 [J]. Chinese Journal of Tropical Crops, 2007(01): 24−29.(in Chinese) DOI: 10.3969/j.issn.1000-2561.2007.01.006
[5] 叶剑秋, 黄洁, 陈丽珍, 等. 木薯新品种华南8号的选育 [J]. 热带作物学报, 2006, 27(4):19−24. DOI: 10.3969/j.issn.1000-2561.2006.04.005 YE J Q, HUANG J, CHEN L Z, et al. Breeding of a new cassava variety SC 8 [J]. Chinese Journal of Tropical Crops, 2006, 27(4): 19−24.(in Chinese) DOI: 10.3969/j.issn.1000-2561.2006.04.005
[6] 叶剑秋, 郑永清, 薛茂富, 等. 木薯新品种‘华南10号’的选育 [J]. 热带作物学报, 2011, 32(10):1799−1803. DOI: 10.3969/j.issn.1000-2561.2011.10.002 YE J Q, ZHENG Y Q, XUE M F, et al. Breeding of the new cassava cultivar SC 10 [J]. Chinese Journal of Tropical Crops, 2011, 32(10): 1799−1803.(in Chinese) DOI: 10.3969/j.issn.1000-2561.2011.10.002
[7] 叶剑秋, 王明, 肖鑫辉, 等. 木薯新品种华南13号的选育 [J]. 热带农业工程, 2017, 41(4):1−8. YE J Q, WANG M, XIAO X H, et al. Breeding of a new cassava cultivar SC No. 13 [J]. Tropical Agricultural Engineering, 2017, 41(4): 1−8.(in Chinese)
[8] 卢诚, 陈新, 周新成, 等. 木薯新品种‘华南16号’的选育 [J]. 热带作物学报, 2020, 41(9):1756−1761. DOI: 10.3969/j.issn.1000-2561.2020.09.005 LU C, CHEN X, ZHOU X C, et al. Breeding of a new cassava cultivar ‘South China No. 16’ [J]. Chinese Journal of Tropical Crops, 2020, 41(9): 1756−1761.(in Chinese) DOI: 10.3969/j.issn.1000-2561.2020.09.005
[9] 林雄, 李开绵, 黄洁, 等. 木薯新品种华南5号选育报告 [J]. 热带农业科学, 2001, 21(5):15−19. DOI: 10.3969/j.issn.1009-2196.2001.05.004 LIN X, LI K M, HUANG J, et al. The breeding report of a new cassava variety SC NO. 5 [J]. Chinese Journal of Tropical Agriculture, 2001, 21(5): 15−19.(in Chinese) DOI: 10.3969/j.issn.1009-2196.2001.05.004
[10] 罗兴录. 木薯新品种新选048选育与应用 [J]. 中国农学通报, 2009, 25(24):501−505. LUO X L. Report on applying and breeding of new cassava cultivar Xinxuan 048 [J]. Chinese Agricultural Science Bulletin, 2009, 25(24): 501−505.(in Chinese)
[11] 李军, 田益农. 木薯新品种GR911的选育 [J]. 广西热作科技, 1999(4):1−4. LI J, TIAN Y N. Breeding of a new cassava variety GR911 [J]. Guangxi Science & Technology of Tropical Crops, 1999(4): 1−4.(in Chinese)
[12] 李军, 田益农, 盘欢, 等. 木薯品种桂热4号的选育及栽培要点 [J]. 南方农业学报, 2014, 45(7):1183−1187. DOI: 10.3969/j:issn.2095-1191.2014.7.1183 LI J, TIAN Y N, PAN H, et al. Breeding of a new cassava variety GR4 and its cultivation technologies [J]. Journal of Southern Agriculture, 2014, 45(7): 1183−1187.(in Chinese) DOI: 10.3969/j:issn.2095-1191.2014.7.1183
[13] 黄洁, 单荣芝, 李开绵, 等. 优质鲜食木薯新品种华南9号 [J]. 中国热带农业, 2006(5):47−48. DOI: 10.3969/j.issn.1673-0658.2006.05.030 HUANG J, SHAN R Z, LI K M, et al. A new high-quality and fresh-edible cassava variety SC No. 9 [J]. China Tropical Agriculture, 2006(5): 47−48.(in Chinese) DOI: 10.3969/j.issn.1673-0658.2006.05.030
[14] 田益农, 李军, 盘欢. 木薯新品种GR891的选育 [J]. 广西农业科学, 1998, 29(3):124−125. TIAN Y N, LI J, PAN H. Breeding of a new cassava variety GR891 [J]. Guangxi Agricultural Science, 1998, 29(3): 124−125.(in Chinese)
[15] 曹升, 陈江枫, 黄富宇, 等. 广西木薯产业现状分析及其发展建议 [J]. 南方农业学报, 2021, 52(6):1468−1476. DOI: 10.3969/j.issn.2095-1191.2021.06.005 CAO S, CHEN J F, HUANG F Y, et al. Development status and countermeasures of cassava industry in Guangxi [J]. Journal of Southern Agriculture, 2021, 52(6): 1468−1476.(in Chinese) DOI: 10.3969/j.issn.2095-1191.2021.06.005
[16] 叶剑秋, 黄洁, 陈松笔, 等. 木薯新品种华南12号的选育 [J]. 热带作物学报, 2014, 35(11):2121−2128. DOI: 10.3969/j.issn.1000-2561.2014.11.004 YE J Q, HUANG J, CHEN S B, et al. Breeding of a new cassava cultivar SC No. 12 [J]. Chinese Journal of Tropical Crops, 2014, 35(11): 2121−2128.(in Chinese) DOI: 10.3969/j.issn.1000-2561.2014.11.004
[17] 中华人民共和国农业部.热带作物品种区域试验技术规程 木薯: NY/T 2446—2013[S]．北京: 中国标准出版社, 2013. [18] 赵大伟, 郭元友, 邓国军, 等. 木薯间作糯玉米的高产高效模式分析 [J]. 热带农业科学, 2017, 37(4):1−6,12. ZHAO D W, GUO Y Y, DENG G J, et al. Analysis of high yield and efficient intercropping patterns of cassava with waxy corn [J]. Chinese Journal of Tropical Agriculture, 2017, 37(4): 1−6,12.(in Chinese)
[19] 韦本辉, 甘秀芹, 刘斌, 等. 桂木薯1号等木薯新品种的选育及栽培技术 [J]. 南方农业学报, 2016, 47(7):1088−1094. DOI: 10.3969/j:issn.2095-1191.2016.07.1088 WEI B H, GAN X Q, LIU B, et al. Breeding and cultivation techniques of Guimushu 1 and other cassava varieties [J]. Journal of Southern Agriculture, 2016, 47(7): 1088−1094.(in Chinese) DOI: 10.3969/j:issn.2095-1191.2016.07.1088
[20] 卢昕, 李超萍, 时涛, 等. 国内木薯主产区细菌性枯萎病病原鉴定 [J]. 广东农业科学, 2013, 40(21):84−87,2. DOI: 10.3969/j.issn.1004-874X.2013.21.023 LU X, LI C P, SHI T, et al. Pathogen identification of cassava bacterial blight from several main cultivation area in China [J]. Guangdong Agricultural Sciences, 2013, 40(21): 84−87,2.(in Chinese) DOI: 10.3969/j.issn.1004-874X.2013.21.023
[21] 陈青, 卢芙萍, 黄贵修, 等. 木薯害虫普查及其安全性评估 [J]. 热带作物学报, 2010, 31(5):819−827. DOI: 10.3969/j.issn.1000-2561.2010.05.023 CHEN Q, LU F P, HUANG G X, et al. General survey and safety assessment of cassava pests [J]. Chinese Journal of Tropical Crops, 2010, 31(5): 819−827.(in Chinese) DOI: 10.3969/j.issn.1000-2561.2010.05.023
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期刊类型引用(5)
1. 梁振华，陈会鲜，李恒锐，韦婉羚，黄珍玲，阮丽霞，何文，兰秀，杨海霞. 木薯新品种桂薯1505的选育及栽培技术. 热带作物学报. 2025(03): 629-637 . 
百度学术
2. 罗燕春，赵鑫鑫，盘欢，廖琦，俞奔驰，劳赏业，范锡恩，刘翠娟，李荣云，曾新华，付海天. 9个不同使用类型木薯品系在合浦县的适应性研究. 中国农学通报. 2024(18): 31-37 . 百度学术
3. 李恒锐，张秀芬，叶骏菲，张远飞，农雪钰，杨梅琼，陈会鲜，韦婉羚，蔡兆琴，卢美瑛，阮丽霞. 木薯新品种桂薯1289的选育与抗螨性研究. 热带作物学报. 2024(10): 2138-2148 . 百度学术
4. 周时艺，韦云东，陈蕊蕊，盘欢，李军，罗燕春，郑华. 不同食用木薯品种（系）商品薯可食率的调查. 农业研究与应用. 2023(02): 24-28 . 百度学术
5. 卢赛清，俞奔驰，周时艺，陈炯宇，宋恩亮，徐钏，雷开文，马崇熙，王帝，韦丽君. 高产高淀粉早熟木薯新品种桂热13号的选育. 热带作物学报. 2023(09): 1776-1785 . 百度学术
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