全 文 ：中国生态农业学报 2015年 9月 第 23卷 第 9期
Chinese Journal of Eco-Agriculture, Sep. 2015, 23(9): 11581168


* 国家自然科学基金项目(31101192)、重庆市应用开发计划重点项目(cstc2013yykfB80010)、中央高校基本科研业务费专项资金项目
(XDJK2014B038, 2362014xk09, XDJK2012C102)、重庆市自然科学基金重点项目(cstc2012jjB80009, cstc2013jjB80006)和重庆市科学委
员会甘薯良种创新项目(CSTC2012ggB80007)资助
** 通讯作者 : 王季春 , 主要研究方向为薯类作物栽培与耕作 , E-mail: wangjichun_mail@163.com; 张凯 , 研究方向为薯类分子育种 ,
E-mail: zhangkai2010s@163.com
† 同等贡献者: 卢会翔, 主要研究方向为薯类作物遗传育种, E-mail: luhuixiangswu@163.com; 唐道彬, 主要研究方向为薯类作物耕作
与栽培, E-mail: tdbin741023@163.com
收稿日期: 20150329 接受日期: 20150629
http://www.ecoagri.ac.cn
DOI: 10.13930/j.cnki.cjea.150363
甘薯产量、品质及农艺性状的基因型与环境效应研究*
卢会翔1† 唐道彬1,2† 吴正丹1 罗 凯1 韩 叙1 敬 夫1
罗玉龙1 张晓勇1 张 凯1,2** 王季春1,2**
(1. 西南大学农学与生物科技学院 重庆 400716; 2. 重庆市甘薯工程技术研究中心 重庆 400716)
摘 要 选育具有优质淀粉或花青素性状的甘薯新品种是甘薯育种的重要目标。本研究利用 5个白肉(薯肉颜
色为白色或淡黄色)甘薯品种(系)和 5个紫肉(薯肉颜色为紫色)甘薯品种(系)的自然变异, 于 2012年和 2013年
对重庆市 6 个地点 2 年间甘薯淀粉和花青素等性状测定结果进行方差分析、变异分析和相关性分析, 以期对
甘薯产量、品质和农艺性状的自然变异规律和环境影响因素进行探索。结果表明, 基因型效应和环境效应下
甘薯产量性状(鲜薯产量、淀粉产量、薯干产量)和品质性状(干率、淀粉含量、花青素含量)差异均达到显著水
平(P<0.05)或极显著水平(P<0.01)。供试的所有甘薯品种(系)淀粉含量的基因型效应>环境效应>年份效应, 白
肉甘薯产量性状的环境效应>基因型效应>年份效应, 紫肉甘薯产量性状的环境效应、年份效应大于基因型效
应。重庆中海拔地区(万州区或酉阳县)甘薯产量相对较高, 低海拔地区(合川区、北碚区)甘薯薯块熟食性较好,
并且薯块熟食适口性评分低海拔地区>中海拔地区>高海拔地区(黔江区或巫溪县)。甘薯农艺性状(茎粗、最长
蔓长、基部分枝数)和产量性状平均变异系数较大(CV=0.30, 0.28), 品质性状(干率、淀粉含量、薯块熟食适口性
评分)平均变异系数较小(CV=0.11), 但花青素含量平均变异系数较大(CV=0.28)。相关性分析显示, 甘薯鲜薯产
量、淀粉产量、薯干产量之间均呈极显著正相关(r≥0.700); 淀粉产量、薯干产量均与淀粉含量呈极显著正相关
(r≥0.363)。白肉甘薯茎粗与最长蔓长呈极显著正相关(r=0.439), 与淀粉含量呈极显著负相关(r=0.433), 与淀粉
产量呈显著负相关(r=0.318)。紫肉甘薯商品薯率与基部分枝数、淀粉产量、薯干产量均呈显著正相关(r=0.345,
0.368, 0.357), 基部分枝数与最长蔓长呈显著负相关(r=0.397)。白肉甘薯和紫肉甘薯在产量、品质及农艺性状的
影响因子上存在不同, 在品种选育时应针对不同甘薯类型和育种目标采取不同选育方案。本研究可为筛选有利
于甘薯品质性状形成的环境因子、促进育种手段和栽培技术的改进、加快甘薯品质改良提供理论依据。
关键词 白肉甘薯 紫肉甘薯 产量 品质 农艺性状 基因型 环境效应
中图分类号: S338 文献标识码: A 文章编号: 1671-3990(2015)09-1158-11
Genotypic variation and environmental effects on yield, quality and
agronomic traits of sweet potato
LU Huixiang1, TANG Daobin1,2, WU Zhengdan1, LUO Kai1, HAN Xu1, JING Fu1,
LUO Yulong1, ZHANG Xiaoyong1, ZHANG Kai1,2, WANG Jichun1,2
(1. College of Agronomy and Biotechnology, Southwest University, Chongqing 400716, China;
2. Chongqing Sweet Potato Engineering Technological Research Center, Chongqing 400716, China)
Abstract The development of new sweet potato varieties with high starch and anthocyanin contents in storage roots has been
the key objective of sweet potato research. In this study, natural variations in five white-fleshed sweet potato (with white or
pale yellow flesh color) varieties (lines) and five purple-fleshed sweet potato (with purple flesh color) varieties (lines) were
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analyzed for the effects of environments on quality traits of storage roots in 2012 and 2013. Analyses of variance and
correlation were conducted for the two types of sweet potato accessions in six regions of Chongqing City. The results showed
significant differences (P < 0.05) or extremely significant differences (P < 0.01) in yield-related traits (e.g., fresh yield, starch
yield and dry root yield) and quality traits (e.g., starch content, dry matter content and anthocyanin content) among genotypes
and environments. For all the tested sweet potato varieties (lines), genotypic effect on starch content was greater than
environmental and temporal effects. For white-fleshed sweet potato accessions, environmental effect on yield-related traits was
greater than genotypic and temporal effects. For purple-fleshed sweet potato, however, environmental and temporal effects on
yield were greater than genotypic effect. While higher yield was obtained at intermediate altitude (i.e., Wanzhou or Youyang)
conditions, better palatability was obtained at low altitude (i.e., Hechuan and Beibei) conditions. Furthermore, the grade of
palatability at intermediate altitude was higher than that at high altitude (i.e., Qianjiang or Wuxi) conditions. The mean
variation coefficients (CV) of morphological traits (e.g., stem diameter, vine length and breach number, CV = 0.30) and
yield-related traits (CV = 0.28) were high, those of quality traits (e.g., dry matter content, starch content and palatability) was
even much smaller (CV = 0.11), while that of anthocyanin content was also high (CV = 0.28). Correlation analysis suggested
extremely positive correlations (r ≥ 0.700) among fresh yield, starch yield and dry root yield of sweet potato. Starch content
had extremely positive correlations with dry root yield and starch yield (r ≥ 0.363). For white-fleshed sweet potato accessions,
stem diameter had extremely significantly positive correlation with vine length (r = 0.439), extremely significantly negative
correlation with starch content (r = 0.433), and significantly negative correlation with starch yield (r = 0.318). For
purple-fleshed sweet potato accessions, commodity rate was significantly positively correlated with branch number, starch
yield and dry root yield (r = 0.345, 0.368 and 0.357, respectively). In addition, a significantly negative correlation (r = 0.397)
was noted between vine length and branch number. It was concluded that affecting factors of yield, quality and agronomic
traits of different genotypic accessions of sweet potato were different. Individualized selection and breeding approaches should
be adopted on the basis of sweet potato types and breeding targets. The results provided valuable theoretical reference for
screening advantageous environmental factors for quality traits formation, improvement of breeding approaches, and
cultivation techniques of sweet potato. This could facilitate the promotion of quality improvement of sweet potato.
Keywords White-fleshed sweet potato; Purple-fleshed sweet potato; Yield; Quality; Agronomic trait; Genotype;
Environmental effect
(Received Mar. 29, 2015; accepted Jun. 29, 2015)
甘薯[Ipomoea batatas (L.) Lam.]是旋花科一
年生或多年生草本块根植物 , 是重要的粮食、饲料
和工业加工原料 [12]。目前中国甘薯种植面积约
670万hm2, 年产量约1亿 t, 居世界首位[34]。作为加
工淀粉和燃料乙醇的重要原料, 甘薯块根淀粉含量
与产量对甘薯食用、加工和产业化都具有极其重要
的影响[56]。近年来, 随着人们对甘薯营养价值认识
的提高和保健意识的增强, 富含功能性花青素的紫
肉甘薯品种的选育及其生理功能的研究与应用也成
为研究热点[78]。紫肉甘薯花青素具有抗氧化、抗突
变、预防心血管疾病等显著生理功能[9], 且与其他天
然色素相比, 紫肉甘薯花青素具有安全、无毒、色
泽亮丽、稳定性好、原料来源方便等优点[10]。因此,
在高产稳产的同时提高甘薯块根品质已成为我国甘
薯育种的重要目标[1112]。
尽管甘薯具有较强的适应能力, 但像其他作物
一样, 甘薯对环境变化也有一定的敏感性, 不同产
地的气候和土壤条件等生态因子不同, 对甘薯性状
的影响也存在差异[1315]。Kivuva等[16]研究了甘薯产
量性状在不同生态环境和人为干旱胁迫条件下的差
异 , 发现产量性状在基因型和环境效应下差异显
著。后猛等[17]研究了‘徐薯 25’与‘徐 22-5’杂交后代
甘薯产量在不同生态点的变化规律及其与品质性状
之间的相关性, 发现产量性状在不同生态点变幅较
大, 并且鲜薯产量与蛋白质含量负相关。唐忠厚等[18]
对紫肉甘薯主要品质性状的基因型与环境效应及其
相关性进行研究发现, 不同基因型紫肉甘薯干率和
淀粉含量差异显著, 紫肉甘薯不同品质指标间相关
性存在较大差异。前人对甘薯基因型和环境效应的
研究主要针对产量性状或品质性状[1620], 但少见对
相关农艺性状的研究, 并且研究所用供试材料类型
及试验区特点也不尽一致。本研究分别以白肉甘薯和
紫肉甘薯品种(系)为材料 , 在多年多点下 , 对其产
量、品质和农艺性状进行考察, 利用方差分析和变
异分析对甘薯重要性状的基因型和环境效应进行研
究, 探讨各性状的环境影响因素, 并对甘薯地上部
性状、地下部性状以及地上部与地下部性状之间进
行相关性分析, 为探明甘薯主要性状变异规律和形
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成机理, 提高甘薯育种效率提供理论和实践依据。
1 材料与方法
1.1 供试材料及试验区概况
选择白肉甘薯品种(系) 5个, 分别为‘0841-14’、
‘9-9-1’、‘6-24-71’、‘0721-13’、‘徐薯 22’, 于 2012
年和 2013年种植于重庆市合川区、北碚区、酉阳县、
万州区、巫溪县 5个试验点; 选取紫肉甘薯品种(系)5
个, 分别为‘万紫 5号’、‘万紫 11’、‘渝紫 6号’、‘渝
紫 7 号’、‘宁紫薯 1 号’, 于 2012 年和 2013 年种植
于重庆市合川区、北碚区、万州区、黔江区 4 个试
验点。各供试材料名称及来源见表 1; 各试验点土壤
类型、地理坐标等情况见表 2。
1.2 试验设计
采用随机区组试验设计, 3 次重复, 净作。4~5
行区, 每小区面积 20 m2, 白肉甘薯和紫肉甘薯栽插
密度均为 60 000株hm2。5月下旬到 6月上旬栽插,
10月下旬到 11月上旬收获。各试验点除气候、土壤
和海拔等生态因子不同外, 其他根据一般高产管理
措施进行[18]。
表 1 供试甘薯材料及其来源
Table 1 Sweet potato varieties / lines used in this study
类型
Type
编号
No.
品种(系)
Variety (line)
系谱
Pedigree
选育或引种单位
Breeding unit
供种单位
Offering unit
白肉型
White-fleshed
1 0841-14 万 0520-6集团杂交
Wan 0520-6 mass crossing
重庆市三峡农业科学院
The Chongqing Three Gorges Academy
of Agricultural Sciences
重庆市三峡农业科学院
The Chongqing Three Gorges Academy
of Agricultural Sciences
2 9-9-1 浙薯 13×日紫 13
Zheshu No.13×Rizi No.13
西南大学
Southwest University
西南大学
Southwest University
3 6-24-71
浙薯 13×万薯 34
Zheshu No.13×Wanshu
No.34
西南大学
Southwest University
西南大学
Southwest University
4 0721-13 BB3-26×农林 10号
BB3-26×Nonglin No.10
西南大学
Southwest University
西南大学
Southwest University
5 徐薯 22
Xushu No.22
豫薯 7号×苏薯 7号
Yushu No.7 × Sushu No.7
江苏徐州甘薯研究中心
Sweet Potato Research Center in Xuzhou,
Jiangsu Province
西南大学
Southwest University
紫肉型
Purple-fleshed
6 万紫 5号
Wanzi No.5
万紫 56集团杂交
Wanzi No.56 mass crossing
重庆市三峡农业科学院
The Chongqing Three Gorges Academy
of Agricultural Sciences
重庆市三峡农业科学院
The Chongqing Three Gorges Academy
of Agricultural Sciences
7 万紫 11
Wanzi No.11
徐薯 22集团杂交
Xushu No.22 mass crossing
重庆市三峡农业科学院
The Chongqing Three Gorges Academy
of Agricultural Sciences
重庆市三峡农业科学院
The Chongqing Three Gorges Academy
of Agricultural Sciences
8 渝紫 6号
Yuzi No.6
宁紫薯 1号集团杂交
Ningzi No.1 mass crossing
西南大学
Southwest University
西南大学
Southwest University
9 渝紫 7号
Yuzi No.7
日紫 13集团杂交
Rizi No.13 mass crossing
西南大学
Southwest University
西南大学
Southwest University
10 宁紫薯 1号
Ningzi No.1
宁 97-23放任授粉
Ning 97-23 open pollination
江苏省农业科学院
Jiangsu Academy of Agricultural
Sciences
西南大学
Southwest University
表 2 各试验点土壤类型、地理坐标与天气状况
Table 2 Soil types, geographical coordinates and weather conditions at the tested regions
地点
Location
地理坐标
Geographical
coordinate
海拔高度
Altitude (m)
土壤类型
Soil
type
土壤肥力
Soil
fertility
气候类型
Climatic type
年均气温
Mean annual
temperature ( )℃
年均降水量
Mean annual
rainfall (mm)
合川
Hechuan
106.28°E, 29.97°N 200 砂壤土
Sandy loam
上等
Upper
亚热带季风气候
Subtropical monsoon climate
18.1 1 112
北碚
Beibei
106.40°E, 29.80°N 250 壤土
Loam
中上等
Middle-upper
亚热带湿润季风气候
Subtropical humid monsoon climate
17.9 1 125
酉阳
Youyang
108.75°E, 28.85°N 351 壤土
Loam
中等
Middle
亚热带湿润季风气候
Subtropical humid monsoon climate
16.0 1 250
万州
Wanzhou
108.35°E, 30.83°N 368 壤土
Loam
中上等
Middle-upper
亚热带湿润季风气候
Subtropical humid monsoon climate
15.8 1 254
黔江
Qianjiang
108.81°E, 29.53°N 700 壤土
Loam
中等
Middle
中亚热带湿润季风气候
Mid-subtropical humid monsoon climate
15.2 1 305
巫溪
Wuxi
109.60°E, 31.42°N 900 轻黏土
Light clay
中上等
Middle-upper
亚热带湿润季风气候
Subtropical humid monsoon climate
14.8 1 358
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1.3 性状测定和数据分析
收获前 10 d在第 1重复小区第 1垄连续取样 5
株, 测定每个品种(系)单株最长蔓长、基部分枝数和
茎粗; 收获时测定每个品种(系)鲜薯产量、商品薯
(重量)率、单株结薯数; 收获期分区进行烤种, 每小
区随机取样 5 个, 采用常规烘干法, 根据吕长文等[21]
的方法计算每个品种(系)的干率、薯干重量, 即薯干
重量=鲜薯重量×干率, 根据王文质等[22]的干率计算
法计算淀粉含量 , 即淀粉含量=烘干率×0.869 45
6.345 87, 根据杨爱梅等[23]的方法计算淀粉产量, 即
淀粉产量=鲜薯产量×淀粉含量。花青素含量采用
杨国才等 [24]的柠檬酸磷酸盐缓冲液提取法 , 薯
块熟食适口性评分参照张允刚等 [25]方法。试验数
据采用 Excel 2013和DPS 14.5软件进行处理和统计
分析[26]。
2 结果与分析
2.1 甘薯产量和品质性状的基因型、环境和年份
效应
2.1.1 白肉甘薯产量和品质性状的方差分析
2012年和 2013年在合川区、北碚区、酉阳县、
万州区、巫溪县 5 个试验点对‘0841-14’、‘9-9-1’、
‘6-24-71’、‘0721-13’、‘徐薯 22’ 5个白肉甘薯品种(系)
的鲜薯产量、淀粉产量、薯干产量、干率和淀粉含
量方差分析结果显示(表 3), 淀粉含量年份效应差异
不显著(P>0.05), 鲜薯产量年份效应差异显著(P<
0.05), 环境效应、基因型效应、环境×年份互作效应、
基因型×年份互作效应、环境×基因型互作效应、环
境×基因型×年份互作效应下各性状差异均极显著
(P<0.01)。F值大小显示, 白肉甘薯(鲜薯产量、淀粉
产量、薯干产量)的环境效应>基因型效应>年份效应,
说明环境效应对白肉甘薯产量影响较大, 基因型效
应次之, 年份效应对其影响较小。白肉甘薯干率、
淀粉含量的基因型效应>环境效应>年份效应, 说明
白肉甘薯的干率和淀粉含量主要受基因型控制, 环
境效应次之, 年份效应对其影响较小。
2.1.2 紫肉甘薯产量和品质性状的方差分析
2012年和 2013年在合川区、北碚区、万州区、
黔江区 4个试验点对‘万紫 5号’、‘万紫 11’、‘渝紫 6
号’、‘渝紫 7号’、‘宁紫薯 1号’ 5个紫肉甘薯品种(系)
的鲜薯产量、淀粉产量、薯干产量、干率、淀粉含
量、花青素含量进行方差分析(表 4), 结果显示, 年
份效应、基因型×年份互作效应下干率、淀粉含量差
异不显著 , 环境×基因型互作效应下花青素含量差
异不显著(P>0.05); 环境×基因型×年份互作效应下
淀粉含量差异显著, 环境×年份互作效应下干率、花
青素含量差异显著(P<0.05); 此外, 各效应下鲜薯产
量、淀粉产量、薯干产量、干率、淀粉含量、花青
素含量差异均极显著(P<0.01)。F值大小显示, 紫肉
甘薯产量(鲜薯产量、淀粉产量、薯干产量)的环境效
应和年份效应大于基因型效应, 说明环境效应和年
份效应对紫肉甘薯产量性状影响较大, 并且大于基
因型效应对其的影响。淀粉含量基因型效应>环境效
应>年份效应(差异不显著), 说明紫肉甘薯淀粉含量
主要受基因型控制, 环境效应次之, 年份效应对其
影响非常小。值得注意的是, 花青素含量的年份效
应>基因型×年份互作效应>基因型效应>环境效应,
说明年份效应对紫肉甘薯花青素含量影响较大, 其
次主要受基因型控制, 环境效应对其影响较小。
表 3 白肉甘薯性状方差分析表(F值)
Table 3 Variance analysis of yield and quality traits of white-fleshed sweet potato (F values)
变异来源
Source of variation
自由度
df
鲜薯产量
Fresh yield
淀粉产量
Starch yield
薯干产量
Dry root yield
干率
Dry matter content
淀粉含量
Starch content
年份(Y) Year 1 4.453* 18.673** 15.383** 36.424** 1.032
环境(E) Environment 4 133.188** 105.039** 111.163** 128.912** 176.878**
环境×年份 E×Y 4 35.663** 57.245** 53.820** 34.888** 12.160**
基因型(G) Genotype 4 68.861** 37.646** 33.465** 461.117** 201.264**
基因型×年份 G×Y 4 14.416** 18.818** 18.324** 5.225** 3.263**
环境×基因型 E×G 16 5.335** 4.422** 4.563** 4.289** 28.381**
环境×基因型×年份 E×G×Y 16 3.730** 3.942** 3.925** 4.705** 4.124**
误差 Error 80
总和 Total 149
**和*分别表示显著水平达到 99%和 95%置信区间。表 4同。** and * indicate significance at 99% or 95% confidence intervals, respectively.
The same as the figure 4.

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表 4 紫肉甘薯性状方差分析表(F值)
Table 4 Variance analysis of yield and quality traits of purple-fleshed sweet potato (F values)
变异来源
Source of variation
自由度
df
鲜薯产量
Fresh yield
淀粉产量
Starch yield
薯干产量
Dry root yield
干率
Dry matter content
淀粉含量
Starch content
花青素含量
Anthocyanin content
年份(Y) Year 1 329.378** 203.147** 243.946** 1.246 0.890 671.623**
环境(E) Environment 3 357.558** 190.260** 236.973** 78.061** 11.034** 14.153**
环境×年份 E×Y 3 290.605** 150.997** 189.207** 3.666* 6.495** 4.100*
基因型(G) Genotype 4 36.156** 51.407** 51.680** 14.390** 33.763** 113.610**
基因型×年份 G×Y 4 19.344** 15.187** 17.123** 1.349 1.314 143.785**
环境×基因型 E×G 12 7.139** 4.061** 4.676** 16.095** 3.944** 1.199
环境×基因型×年份 E×G×Y 12 5.913** 5.059** 5.386** 2.732** 2.463* 4.962**
误差 Error 64
总和 Total 119

2.2 甘薯产量、品质和农艺性状的变异分析
2.2.1 不同环境间甘薯性状的差异分析
不同环境间甘薯性状的差异分析结果表明(表5),
重庆中海拔地区(万州区或酉阳县)白肉甘薯和紫肉
甘薯鲜薯产量、淀粉产量、薯干产量、单株结薯数
平均值均较大, 说明该地区的环境特点相对利于实
现甘薯高产。白肉甘薯干率、淀粉含量平均值在中
海拔地区也较大, 但紫肉甘薯干率、淀粉含量平均
值在低海拔地区(合川区、北碚区)较大, 说明中海拔
地区环境特点可能更利于白肉甘薯干率和淀粉含量
的提高, 低海拔地区环境特点更利于紫肉甘薯干率
和淀粉含量的提高。白肉甘薯和紫肉甘薯薯块熟食
适口性评分均是低海拔地区(合川区、北碚区)较高,
中海拔地区(万州区或酉阳县)次之, 高海拔地区(巫
溪县或黔江区)相对较低, 说明低海拔地区环境特点
薯块熟食性较好, 并且随海拔增加薯块熟食性呈现
降低的趋势。花青素含量平均值在合川区、黔江区
相对较高, 北碚区、万州区相对较低, 地区间存在一
定差异。
2.2.2 不同环境和基因型间甘薯性状的变异分析
不同环境和基因型间甘薯性状变异系数大小表
明(表5、表6), 白肉甘薯和紫肉甘薯农艺性状(茎粗、
最长蔓长、基部分枝数)平均变异系数(CV= 0.30)和
产量性状(鲜薯产量、淀粉产量、薯干产量)平均变异
系数(CV=0.28)较大, 品质性状(干率、淀粉含量、薯
块熟食适口性评分 )平均变异系数较小 (CV=0.11),
但花青素含量平均变异系数较大(CV= 0.28)。
不同环境间甘薯各性状变异系数大小(CV总)分
析表明(表5), 白肉甘薯万州区(1.68)<巫溪县(1.95)<
合川区(2.01)<酉阳县(2.23)<北碚区(2.64), 紫肉甘薯
万州区 (2.56)<合川区 (2.61)<北碚区 (3.15)<黔江区
(3.25), 说明白肉甘薯和紫肉甘薯在万州区环境特点
下各性状综合相对较稳定。
不同基因型间甘薯各性状变异系数大小(CV总)
‘徐薯22’(1.97)<‘0841-14’(2.07)<‘0721-13’(2.24)< ‘9-9-1’
(2.29)<‘6-24-71’(2.46), ‘渝紫 7号 ’(2.68)<‘渝紫 6
号’(2.76)<‘万紫5号’(2.84)<‘万紫11号’(2.98)<‘宁紫
薯1号’(3.43) (表6); 与其他品种(系)相比, 白肉甘薯
‘徐薯22’和紫肉甘薯‘渝紫7号’各性状相对稳定, 适
合做选种对照材料。与其他供试紫肉甘薯品种(系)
相比, 目前我国紫肉甘薯选种对照材料‘宁紫薯1号’
在重庆地区综合各性状相对不稳定, 建议在重庆地
区选种时考虑选用综合性状相对更稳定的品种做对
照材料。
2.3 甘薯产量、品质和农艺性状的相关性分析
2.3.1 地上部性状间相关分析
对茎粗、最长蔓长和基部分枝数 3 个地上部
性状之间的相关性分析结果表明(表 7), 供试材料
中, 白肉甘薯茎粗与最长蔓长呈极显著正相关, 紫
肉甘薯茎粗与最长蔓长无显著相关性; 而供试紫肉
甘薯基部分枝数与最长蔓长呈显著负相关, 白肉甘
薯基部分枝数与最长蔓长无显著相关性 ; 白肉甘
薯与紫肉甘薯植株基部分枝数与茎粗也无显著相
关性。
2.3.2 地下部性状间相关分析
对鲜薯产量、淀粉产量、薯干产量、干率、淀
粉含量 5 个地下部性状之间的相关性分析表明(表 7),
白肉甘薯与紫肉甘薯 3个产量性状(鲜薯产量、淀粉
产量、薯干产量)之间均呈极显著正相关, 淀粉产量、
薯干产量均与淀粉含量呈极显著正相关, 但鲜薯产
量与淀粉含量无显著相关性。供试白肉甘薯鲜薯产
量、淀粉产量、薯干产量均与单株结薯数呈极显著
正相关, 淀粉含量与商品薯率呈极显著负相关; 紫
肉甘薯单株结薯数与商品薯率呈极显著负相关, 淀
第 9期 卢会翔等: 甘薯产量、品质及农艺性状的基因型与环境效应研究 1163


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粉产量、薯干产量均与商品薯率呈显著正相关; 其
余性状间无显著相关性。
2.3.3 地上部与地下部性状间相关分析
地上部与地下部性状之间相关性分析表明(表 7),
供试材料中白肉甘薯茎粗与淀粉含量呈极显著负相
关, 茎粗与淀粉产量呈显著负相关; 紫肉甘薯基部
分枝数与商品薯率呈显著正相关; 其余性状间无显
著相关性。
表 5 不同环境下甘薯性状及其变化差异分析
Table 5 Characteristics and variance of sweet potato traits in different environments
类型
Type
地区
Area
X1 X2 X3 X4 X5 X6
Mean±SE 182.58±10.67dC 4.95±0.21aA 0.35±0.03dC 81.34±1.87aA 3.00±0.22bAB 26 817.92±5 544.42bcAB合川
Hechuan CV 0.32 0.23 0.44 0.13 0.18 0.11
Mean±SE 329.30±15.44aA 5.19±0.35aA 0.83±0.04aA 79.00±2.22aA 2.55±0.15bB 24 585.75±1 197.41cB 北碚
Beibei CV 0.26 0.37 0.26 0.15 0.33 0.27
Mean±SE 276.40±9.46bB 3.52±0.09bB 0.64±0.02bB 83.87±1.14aA 4.26±0.47aA 30 634.05±1 036.86aA 万州
Wanzhou CV 0.19 0.13 0.15 0.07 0.28 0.19
Mean±SE 265.65±12.43bcB 3.56±0.26bB 0.56±0.01cB 68.55±2.23bB 3.18±0.10abAB 25 431.75±1 179.03bcB酉阳
Youyang CV 0.26 0.40 0.08 0.18 0.19 0.25
Mean±SE 242.17±8.06cB 3.65±0.16bB 0.60±0.02bcB 81.02±1.00aA 2.54±0.78bB 27 753.90±1 079.03bcB
Y1
巫溪
Wuxi CV 0.18 0.24 0.14 0.07 0.21 0.21
Mean±SE 268.30±14.97bB 3.85±0.10cC 0.43±0.02bcB 79.56±2.17aA 2.83±0.15cC 20 345.10±759.50cC 合川
Hechuan CV 0.31 0.14 0.28 0.15 0.30 0.20
Mean±SE 265.26±26.25bB 5.88±0.35aA 0.61±0.02aA 80.15±2.30aA 3.94±0.20bB 20 633.85±1 302.80cC 北碚
Beibei CV 0.54 0.33 0.15 0.16 0.28 0.35
Mean±SE 259.76±12.17aA 3.51±0.08cC 0.52±0.04bAB 79.05±2.98aA 4.83±0.25aA 34 168.20±1 433.59aA 万州
Wanzhou CV 0.19 0.12 0.39 0.21 0.28 0.23
Mean±SE 192.64±14.43cC 4.68±0.21bB 0.48±0.02bcB 80.30±2.28aA 4.32±0.26abAB 26 372.40±1 654.42bB
Y2
黔江
Qianjiang CV 0.41 0.25 0.21 0.16 0.32 0.34
类型
Type
地区
Area
X7 X8 X9 X10 X11 X12
Mean±SE 35.95±0.76aAB 24.91±0.66aAB 6 640.05±178.91aA 9 591.90±211.99abA 3.31±0.04abAB 合川
Hechuan CV 0.12 0.15 0.14 0.12 0.07
Mean±SE 31.85±0.88bC 21.34±0.77bC 5 179.50±264.81aA 7 749.62±373.55cB 3.39±0.07abAB 北碚
Beibei CV 0.15 0.20 0.28 0.26 0.11
Mean±SE 33.61±0.72bBC 22.88±0.62bBC 6 904.50±945.64aA 10 173.90±260.52aA 3.22±0.07abAB 万州
Wanzhou CV 0.12 0.15 0.14 0.14 0.12
Mean±SE 36.87±0.83aA 25.71±0.72aA 6 515.70±167.73aA 9 344.85±442.32abA 3.27±0.04abAB 酉阳
Youyang CV 0.12 0.15 0.27 0.26 0.07
Mean±SE 32.12±0.82bC 21.58±0.71bC 5 963.10±1 260.58aA8 878.51±373.97bAB 3.14±0.06bB
Y1
巫溪
Wuxi CV 0.14 0.18 0.25 0.23 0.10
Mean±SE 29.41±0.53aA 19.23±0.46aA 3 961.95±200.27bB 6 038.73±282.02bcB 3.51±0.08aA 24.59±1.47aA 合川
Hechuan CV 0.10 0.13 0.28 0.26 0.13 0.33
Mean±SE 27.48±0.38bB 17.55±0.33bB 3 704.85±275.76bB 5 766.75±410.87cB 3.47±0.06aAB 22.79±1.23aA 北碚
Beibei CV 0.08 0.10 0.41 0.39 0.10 0.26
Mean±SE 26.95±0.31bB 17.09±0.27bB 5 917.20±310.62aA 9 297.45±459.78aA 3.37±0.08bB 22.22±1.10aA 万州
Wanzhou CV 0.06 0.09 0.29 0.27 0.13 0.3
Mean±SE 26.76±0.54bB 16.92±0.47bB 4 576.80±371.81bB 7 186.95±543.69bB 3.35±0.09abAB 24.46±1.32aA
Y2
黔江
Qianjiang CV 0.11 0.15 0.45 0.41 0.14 0.30
X1~X12分别表示最长蔓长(cm)、基部分枝数、茎粗(cm)、商品薯率(%)、单株结薯数、鲜薯产量(kghm2)、干率(%)、淀粉含量(%)、淀粉
产量(kghm2)、薯干产量(kghm2)、薯块熟食适口性评分、花青素含量(%)。Y1和 Y2分别表示白肉甘薯和紫肉甘薯。同列数据后不同大小写
字母分别表示在 P<0.01和 P<0.05上差异显著。表 6同。X1X12 represent the length of vine (cm), number of branches, stem diameter (cm), commodity
sweet potato rate (%), number of storage root per plant, fresh yield (kghm2), dry matter content (%), starch content (%), starch yield (kghm2), dry root
yield (kghm2), palatability, anthocyanin content (%), respectively. Y1 and Y2 represent white-fleshed sweet potato and purple-fleshed sweet potato,
respectively. Different capital or lowercase letters in the same column mean significant difference at P < 0.01 or P < 0.05 levels, respectively. The
same as the table 6.
1164 中国生态农业学报 2015 第 23卷


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表 6 不同基因型间甘薯性状的差异分析
Table 6 Characteristics and variance of traits of different genotypes of sweet potato
类型
Type
品种
Variety
X1 X2 X3 X4 X5 X6
Mean±SE 247.93±10.04bAB 4.00±0.19abA 0.55±0.03bA 73.85±2.44cB 3.08±0.17abA 22 389.00±652.18dC 0841-14
CV 0.22 0.26 0.32 0.18 0.30 0.16
Mean±SE 291.96±17.19aA 3.65±0.20bA 0.60±0.03abA 75.65±2.39bcB 3.49±0.26aA 27 627.45±865.03bB 9-9-1
CV 0.32 0.30 0.30 0.17 0.40 0.17
Mean±SE 250.51±13.21bAB 4.71±0.30aA 0.60±0.05abA 81.00±1.12abAB 3.25±0.21abA 33 342.60±1 211.11aA 6-24-71
CV 0.29 0.35 0.44 0.08 0.36 0.20
Mean±SE 207.68±10.01cB 4.36±0.37abA 0.55±0.03bA 79.95±1.71abAB 2.86±0.11bA 24 820.95±759.49cBC 0721-13
CV 0.26 0.47 0.26 0.12 0.21 0.17
Mean±SE 298.02±14.55aA 4.15±0.21abA 0.67±0.04aA 83.33±1.69aA 2.85±0.12bA 27 043.35±710.70bcB
Y1
徐薯 22
Xushu
No.22 CV 0.27 0.27 0.35 0.11 0.24 0.14
Mean±SE 330.70±24.79aA 3.59±0.16cB 0.47±0.02bB 70.63±2.43cB 4.89±0.31aA 25 519.69±2 139.72abAB万紫 5号
Wanzi No.5
CV 0.37 0.22 0.24 0.17 0.31 0.41
Mean±SE 323.66±26.53aAB 4.09±0.18bcAB 0.59±0.03aA 78.51±1.61bB 4.20±0.36abAB 21 578.06±1 693.65bB 万紫 11
Wanzi
No.11 CV 0.40 0.21 0.26 0.10 0.42 0.38
Mean±SE 243.44±17.65bBC 5.03±0.28aA 0.59±0.03aA 88.35±0.82aA 3.55±0.22bcB 28 487.44±1 990.75aAB渝紫 6号
Yuzi No.6
CV 0.36 0.27 0.28 0.05 0.30 0.34
Mean±SE 237.74±21.56bC 4.71±0.29abA 0.45±0.03bB 89.98±1.09aA 3.16±0.14cB 29 255.44±1 486.89aA 渝紫 7号
Yuzi No.7
CV 0.44 0.30 0.33 0.06 0.22 0.25
Mean±SE 221.91±16.65bC 4.99±0.44aA 0.46±0.03bB 71.37±3.54cB 4.10±0.25bAB 22 058.81±1 688.79bAB
Y2
宁紫薯 1号
Ningzi No.1
CV 0.37 0.44 0.26 0.24 0.30 0.38
类型
Type
品种
Variety
X7 X8 X9 X10 X11 X12
Mean±SE 39.54±0.50aA 28.03±0.43aA 6 317.40±241.22bBC 8 897.25±322.58bBC 3.50±0.04aA 0841-14
CV 0.07 0.09 0.21 0.20 0.06
Mean±SE 37.47±0.49bB 26.23±0.43bB 7 276.05±268.05aA 10 381.50±366.99aA 3.50±0.05aA 9-9-1
CV 0.07 0.09 0.20 0.19 0.08
Mean±SE 29.95±0.46dD 19.69±0.40dD 6 576.60±274.04bAB 9 992.85±396.69aAB 3.04±0.05cB 6-24-71
CV 0.08 0.11 0.23 0.22 0.10
Mean±SE 33.09±0.61cC 22.42±0.53cC 5 601.60±233.69cC 8 251.20±319.08bC 3.21±0.05bB 0721-13
CV 0.10 0.13 0.23 0.21 0.08
Mean±SE 30.35±0.43dD 20.04±0.37dD 5 431.20±183.24cC 8 215.95±256.28bC 3.06±0.04cB
Y1
徐薯 22
Xushu
No.22 CV 0.08 0.10 0.18 0.17 0.06
Mean±SE 28.50±0.36bA 18.43±0.31bA 4 743.94±403.56aA 7 314.38±618.55aAB 3.26±0.06bB 27.33±0.35aA 万紫 5号
Wanzi No.5 CV 0.06 0.08 0.42 0.41 0.09 0.06
Mean±SE 24.89±0.26cB 15.30±0.22cB 3 296.63±262.63bB 5 367.56±424.97bC 2.89±0.08cC 26.99±0.66aA 万紫 11
Wanzi
No.11 CV 0.05 0.07 0.39 0.39 0.14 0.12
Mean±SE 29.37±0.40abA 19.19±0.35abA 5 430.94±359.93aA 8 322.38±555.78aA 3.68±0.06aA 22.51±1.58bAB 渝紫 6号
Yuzi No.6 CV 0.0 7 0.09 0.32 0.33 0.08 0.34
Mean±SE 29.67±0.36aA 19.45±0.32aA 5 676.94±287.63aA 8 667.19±436.16aA 3.64±0.06aA 22.53±1.66bAB 渝紫 7号
Yuzi No.7 CV 0.062 0.08 0.25 0.25 0.08 0.36
Mean±SE 25.82±0.43cB 16.10±0.38cB 3 552.56±269.81bB 5 690.81±429.60bBC 3.42±0.07bAB 18.21±1.53cB
Y2
宁紫薯 1号
Ningzi No.1
CV 0.08 0.11 0.37 0.37 0.10 0.41
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表 7 甘薯各性状间的相关性分析
Table 7 Correlation analysis among yield, quality and morphological traits of sweet potato

最长蔓长
Vine
length
基部分枝数
Number of
branches
茎粗
Stem
diameter
商品薯率
Commodity
rate
单株结薯数
Storage roots
number per plant
鲜薯产量
Fresh
yield
干率
Dry matter
content
淀粉含量
Starch
content
淀粉产量
Starch
yield
薯干产量
Dry root
yield
最长蔓长
Vine
length
0.071 0.439** 0.073 0.039 0.110 0.134 0.134 0.216 0.205
基部分枝数
Number
of branches
0.397* 0.130 0.004 0.019 0.138 0.036 0.036 0.098 0.112
茎粗
Stem diameter
0.032 0.214 0.014 0.092 0.010 0.433** 0.433** 0.318* 0.268
商品薯率
Commodity rate
0.049 0.345* 0.111 0.214 0.216 0.432** 0.432** 0.113 0.048
单株结薯数
Storage roots
number per
plant
0.122 0.287 0.294 0.567** 0.412** 0.242 0.242 0.556** 0.554**
鲜薯产量
Fresh yield
0.088 0.185 0.051 0.310 0.152 0.257 0.257 0.700** 0.801**
干率
Dry matter
content
0.223 0.099 0.285 0.292 0.352* 0.240 1.000** 0.500** 0.363**
淀粉含量
Starch content
0.223 0.099 0.285 0.292 0.352* 0.240 1.000** 0.500** 0.363**
淀粉产量
Starch yield
0.150 0.169 0.123 0.368* 0.024 0.954** 0.506** 0.506** 0.988**
薯干产量
Dry root yield
0.136 0.174 0.105 0.357* 0.055 0.973** 0.445** 0.445** 0.997**
花青素含量
Anthocyanin
content
0.155 0.007 0.162 0.075 0.094 0.059 0.046 0.046 0.069 0.068
**和*分别为 0.01和 0.05水平下相关显著。左下角为紫肉甘薯相关性分析, 相关系数临界值 r0.01=0.403, r0.05=0.312。右上角为白肉甘薯相关
性分析, 相关系数临界值 r0.01=0.361, r0.05=0.279。** and * indicate significant correlation at 0.01 and 0.05 levels, respectively. The lower left corner is
the correlation analysis of purple-fleshed sweet potato with the critical values of correlation coefficients of r0.01=0.403 and r0.05=0.312. The top right corner
is the correlation analysis of white-fleshed sweet potato with the critical values of correlation coefficients of r0.01=0.361 and r0.05=0.279.

3 讨论
3.1 白肉甘薯和紫肉甘薯产量和品质性状的影响
因素
作物品质受遗传和环境因素双重影响, 而对作
物基因型效应、环境效应、基因型与环境互作效应
的研究对选育能抵抗不良环境的广泛适应性或特殊
适应性品种具有重要意义[11]。本试验结果表明, 白
肉甘薯和紫肉甘薯淀粉含量均主要受遗传因素调控,
环境和年份对其影响较小 , 在培育高淀粉甘薯时 ,
应主要从其遗传来源和亲本选择角度出发, 后期栽
培潜力有限[18]。白肉甘薯和紫肉甘薯产量性状(鲜薯
产量、淀粉产量、薯干产量)均主要受环境影响, 紫
肉甘薯产量随年份差异变化也较大, 其花青素含量
也主要受年份效应影响。因此, 在针对产量性状进
行选育时, 白肉甘薯主要考虑环境差异和品种表现,
而紫肉甘薯还需考虑年份间的差异, 进行多年考察。
3.2 海拔高度等环境因素对甘薯生长的影响
温度、光照、降水量、土质等环境因素对甘薯
生长具有重要影响[27]。本研究中重庆地区中海拔地
区环境特点更利于实现甘薯高产, 可能是因为中海
拔地区温度、降水量、光照强度等相对适中, 有利
于甘薯块根膨大。万州区属重庆中海拔地区, 气温、
降水量、光照等条件适中, 相对较适宜甘薯生长, 作
者认为, 这可能是导致该地区甘薯各性状相对稳定
的原因。中海拔地区环境特点有利于白肉甘薯干率
和淀粉含量的提高, 而低海拔地区环境特点更有利
于紫肉甘薯干率和淀粉含量的提高, 说明两种类型
的甘薯块根干物质和淀粉积累的环境影响因素可能
存在差异。低海拔地区环境特点下两种类型的甘薯
薯块熟食性均较好, 并且随海拔高度增加薯块熟食
性呈现降低趋势, 可能是由于低海拔地区降水量相
对较少, 随着海拔高度增加降水量逐渐增加, 影响
甘薯块根的甜度和黏度, 从而影响其熟食性, 但究
其原因尚需进一步研究。
3.3 白肉甘薯和紫肉甘薯各性状间的相关性存在
差异
针对甘薯各性状间的相关性研究, 由于各研究
1166 中国生态农业学报 2015 第 23卷


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者所采用的研究方法、种质群体或种植环境不同 ,
结论也难以完全一致。本研究综合多年、多点种植
的多个白肉甘薯品种(系)和紫肉甘薯品种(系)的各
产量、品质和农艺性状之间的相关性分析, 结果与
前人研究结果也不尽相同, 且白肉甘薯与紫肉甘薯
各性状间相关性也不完全一致。多年、多点测定各
农艺性状间相关性分析表明, 供试白肉甘薯和紫肉
甘薯茎粗与基部分枝数无显著相关性, 与滕燕等[28]
认为甘薯茎粗与基部分枝数呈极显著正相关和郑光
武[29]认为甘薯茎粗与基部分枝数呈极显著负相关不
一致。白肉甘薯茎粗与最长蔓长呈极显著正相关 ,
紫肉甘薯茎粗与最长蔓长无显著相关性, 与汪宝卿
等[30]、杨爱梅等[31]、后猛等[32]研究发现茎粗和最长
蔓长呈显著正相关或负相关的结果不一致, 可能与
供试材料的生长特性有关。产量及品质性状间相关
性分析表明, 两种类型的甘薯淀粉产量、薯干产量、
鲜薯产量之间均呈极显著正相关, 且淀粉产量、薯
干产量均与淀粉含量呈极显著正相关, 与前人研究
结果基本一致[3334]。白肉甘薯鲜薯产量、淀粉产量、
薯干产量均与单株结薯数呈极显著正相关, 与郑光
武[29]和 Lowe 等[35]研究结果一致, 但该规律可能不
适用于紫肉甘薯。
3.4 白肉甘薯和紫肉甘薯可能具有不同的生长和
干物质积累规律
从地上部和地下部各性状间相关性分析来看 ,
供试白肉甘薯茎粗与淀粉含量呈极显著负相关, 与
淀粉产量呈显著负相关, 但紫肉甘薯茎粗与淀粉产
量、淀粉含量均无显著相关性。白肉甘薯和紫肉甘
薯鲜薯产量和地上部性状(茎粗、基部分枝数、最长
蔓长)无显著相关性, 与汪宝卿等[30]研究结果基本一
致。作者认为, 农艺性状和产量性状均受环境影响
较大, 各性状表型为综合效应, 受多重复杂因素调
控, 且甘薯地上部和地下部之间的生长具有复杂的
相互促进和相互制约关系 [5], 因此不能根据部分材
料的研究结果得出统一结论, 在生产实践中应根据
研究目的选取代表性材料进行针对性考察才更具有
现实指导意义。
4 结论
白肉甘薯和紫肉甘薯各性状分别存在不同的基
因型和环境效应。在育种工作中应注意区分甘薯类
型和育种目标进行针对性考察。选育淀粉型甘薯时
应重点考虑其遗传背景, 选育高产量甘薯时则应重
点考虑栽培环境; 选育高产高花青素含量的紫肉甘
薯时, 除考虑栽培环境外, 还应适当增加考察年份。
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