Genetic diversity and correlation analysis of starch yield-related traits in sweet potato

Abstract

甘薯[<i>Ipomoea batatas</i> (L.) Lam.]是加工淀粉和燃料乙醇的重要原料, 是目前我国最具开发前景的非粮食类新型能源作物。选育高淀粉产量的能源型甘薯新品种是甘薯育种的重要目标。为了获得准确筛选高淀粉产量育种材料的性状指标, 提高甘薯高淀粉产量育种效率, 缩短育种周期, 本研究利用不同甘薯品种(系)的自然变异, 根据淀粉产量、不同生长发育阶段的5个主要农艺性状和3个淀粉合成关键酶活性测定结果, 利用相似系数和遗传距离矩阵, 以类平均法对国内48份不同淀粉产量甘薯种质资源进行了遗传多样性分析, 通过关联度分析研究了淀粉产量与不同时期农艺性状、淀粉合成关键酶活性的相关性。结果表明: 48份甘薯种质资源材料在不同时期农艺特征差异较大; 不同时期农艺性状的聚类结果中, 栽后100 d的农艺性状与淀粉产量关联度最大, 淀粉产量与该时期的基部分枝数呈极显著负相关(<i>r</i>= 0.428), 与干率呈极显著正相关(<i>r</i>=0.423), 而与最长蔓长、单株结薯数和单株鲜薯重相关性不显著。48份甘薯种质材料在不同时期的酶活聚类结果差异明显。不同时期的甘薯淀粉合成关键酶活性聚类结果中, 栽后50 d酶活聚类与淀粉产量聚类结果关联度最大, 淀粉产量与该时期测得的ADPG焦磷酸化酶(ADPG-PPase)活性呈负相关关系(<i>r</i>= 0.163), 与蔗糖合成酶(SS)活性(<i>r</i>=0.101)、蔗糖磷酸合成酶(SPS)活性(<i>r</i>=0.016)呈正相关, 但相关性均未达到显著水平。加之淀粉合成关键酶活性测定步骤繁琐, 不适宜作为甘薯高淀粉产量育种早期选择的生理指标。在高淀粉产量育种材料筛选时可于栽后100 d对农艺性状进行综合考察, 重点考虑干率较高及分枝数较少的品系。本研究可为甘薯高淀粉产量育种提供一定的理论依据。