山药糯性种质资源收集及评价

吴志刚，姜武，魏余煌，陶正明

(1.浙江省亚热带作物研究所，浙江 温州 325005； 2.瑞安市农林局，浙江 瑞安 325200)

山药来源于薯蓣科薯蓣属(Dioscorea)一类重要的经济作物，是世界上重要的旱粮作物。该类植物地下块茎因含有丰富的淀粉、蛋白质、氨基酸、薯蓣皂苷及其他人体有益的微量元素，具有很高的营养保健和药用价值，深受人们的欢迎，在我国广泛做为菜用鲜食和药材加工[1]。浙江省是我国山药重要产区，尤其浙南地区山药栽培应用历史悠久[2]。

近年来，本项目组系统开展了山药种质资源收集与整理及特异性种质的收集。研究发现，浙江省山药栽培群体表型性状差异大，遗传多样性丰富，种质在淀粉、蛋白质、氨基酸等重要品质性状上存在明显的差异[3-5]。尤其，淀粉组成形式存在明显不同，如以直链淀粉为主山药表现出粉性，而支链淀粉(Amylopectin, AM)为主的种质则表现为糯性。糯性山药具有营养价值高、口感佳、价格高的特点更受市场欢迎，是近年来人们追捧的山药品种。项目组调查发现我省山药栽培群体中蕴含着丰富的糯性种质材料，个别种质已进行了产业化生产，譬如文成糯米山药。因而，项目组期望扩大山药种质资源调查范围，广泛收集资源全面表征山药块茎淀粉性状，为进一步挖掘优异糯性材料及糯性山药品种选育提供依据。

1 材料与方法

1.1 山药种质收集与处理

参薯DioscoreaalataL. 为我国山药来源之一，植物变异大，群体表型丰富。本研究材料为项目组自2006年以来陆续收集到的该植物不同栽培变异类型，包括地方产业户定向选育的栽培品种。材料来源及编码见表1。所有种质材料种植于瑞安市高楼镇山药基地，每个材料种植8株，栽培及管理方式参照大田常规方法，田间观察农艺性状。采收期采挖块茎，洗净，测产，切片，60 ℃ 烘干，备用。

1.2 淀粉和直链淀粉含量测定

精密称取山药5.0 g，研磨，参照《GB T 5009.9—2008 食品中淀粉的测定》方法，采用酸水解法测定总淀粉的含量。直链淀粉含量参照林美娟[6]报道的双波长方法进行测定。主要步骤如下：取2 g 山药粉末置入索氏脂肪抽提器中，加30 mL石油醚，加热回流脱脂4 h，然后烘干至恒重；称取脱脂样品0.5 g，加1 mol·L-1氢氧化钾10 mL，75 ℃水浴并充分搅拌20 min, 冷却后蒸馏水定容至50 mL，摇匀静置15 min后过滤，再取滤液5 mL于100 mL烧杯中，加25 mL蒸馏水, 以2 mol·L-1盐酸和0.1 mol·L-1盐酸溶液调pH至3.0，加0.5 mL碘试剂，用蒸馏水定容至50 mL。以蒸馏水作空白, 测定吸光值，计算直链淀粉含量。支链淀粉含量则等于总淀粉含量减去直链淀粉含量。所有种质块茎测量3次，取平均值进行统计分析。

1.3 数据分析

采用SPSS软件(版本16.0)对山药总淀粉、直链和支链淀粉含量的平均值、变异系数、标准差进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 山药种质资源淀粉组成特征

74份山药种质资源的淀粉含量及其组成形式检测结果见表1。

表1 山药种质来源及淀粉成分测定结果 %

检测结果(表1～2)表明，不同种质总淀粉、支链淀粉和直链淀粉含量均存在明显差异。其中总淀粉平均含量为66.61%，最大值73.90%，最小值56.60%，变异系数为6.15%。支链淀粉平均含量为25.16%，含量范围在7.49%～65.24%，变异系数达65.47%，相比总淀粉含量，各种质支链淀粉含量差异更为明显。作为粉性山药评价的重要指标，74份山药种质平均直链淀粉含量为41.45%，含量范围为8.66%～64.32%，变异系数为37.38%，同样表明各种质直链淀粉差异明显。

表2 山药种质淀粉成份的特征

2.2 山药糯性种质的筛选

支链淀粉(AM)含量所占总淀粉含量的比例是评价糯性种质的重要依据。为进一步筛选优异糯性山药种质资源，根据AM相对总淀粉比例对74份材料进行初步的分型，依据相对比例为≥75%、50%≤AM/总淀粉<75%、30%≤AM/总淀粉<50%、<30%的种质分别鉴定为典型糯性优质系山药种质(I)、偏糯性种质(II)、中间型种质(III)和非糯性保持系种质。

表3表明，糯性优质系材料具有10份，占所有种质的13.51%，平均AM含量达到55.60%，AM相对总淀粉比例的平均值为81.54%，说明这些材料具有丰富的支链淀粉，各糯性种质材料见表4。偏糯性种质有12份，占所有种质的16.22%，AM含量在34.30%～52.31%，AM相对总淀粉为59.57%。中间型材料则具有14份，占所有种质的18.92%，AM含量介于19.83%～31.52%。在所有材料中，非糯性保持性材料占大多数，达51.35%，平均AM含量仅为12.41%，最小值7.49%，最大值为20.22%，说明这些种质是定向选育粉性山药新品种的优异材料。

表3 依据支链淀粉含量山药种质资源的分型结果

2.3 山药糯性种质的主要农艺性状

进一步对10个糯性种质优质系材料进行了农艺性状观察发现(表4)，10个种质农艺性状差异明显。其中生育期205～220 d，地下块茎有圆柱形、纺锤形、偏平形、类球形及各种不规则状等形状，单株结薯1～3个不等，单株产量差异显著。分析发现，来自温州文成的WCS01材料具有生长势强，单株产量高为3.65 kg，块茎薯形好等特点，是进一步选育糯性新品种的优异素材。

表4 10个优质糯性种质的主要农艺性状

注：同列无相同字母表示种质间单株产量具有显著差异(P<0.05)。

3 小结与讨论

淀粉是山药主要成分，占干物质的50%～80%[7]。淀粉中支链淀粉含量是山药食用和加工品质的重要指标，也是培育糯性山药重要决定因子。相关研究中，多数关注的是总淀粉、蛋白质、氨基酸、尿囊素等山药主要营养成分和药效成分[8-10]。近年来，糯性山药因营养价值高、口感佳、加工潜力大，一直受到育种家们的高度关注。因而，鉴定筛选糯性山药种质是选育糯山药的关键所在。

本研究发现74个山药种质支链淀粉含量为7.49%%～65.24%，变异系数达65.47%，表明山药栽培群体中，各种质支链淀粉含量差异大，筛选高支链淀粉的山药种质潜力大。在74个调查材料中，鉴定出10个山药种质支链淀粉相对总淀粉的比例达到75%以上，含量介于47.40%～65.24%之间，这些材料是山药糯性优质系种质(I类型)。此外，12个材料被鉴定为偏糯性种质(II类型)，支链淀粉含量为34.30%～52.31%。农艺性状观察发现，这些材料在长势、生育期、块茎性状等方面存在明显差异，尤其在单株产量和结薯习性方面，显示选育糯性品种仍需进行系统的评价和定型。但无论如何，这些优异的糯性种质是今后创制高糯性山药新品种的优异素材，值得优先考虑利用。