《Frontiers in Plant Science》：Study on dynamic expansion and β-carotene accumulation in storage root of orange-fleshed sweetpotato, and screening of germplasm resources with high rate of medium-sized storage roots
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本研究系统解析了橙肉甘薯（OFSP）贮藏根（SR）膨大动态与β-胡萝卜素积累规律，通过两年密植试验筛选出兼具高β-胡萝卜素含量、高中薯率（MSR）及高产量的优异种质（如Yuhongxinshu 26），为高营养价值与商品价值的鲜食型甘薯品种选育及栽培优化提供了理论依据与材料基础。
引言
甘薯作为全球重要的粮食和经济作物，具有较强的抗逆性和广泛的用途。橙肉甘薯品种的贮藏根富含β-胡萝卜素，对人体健康具有重要意义。中薯规格的贮藏根在市场上更受欢迎，但兼具高β-胡萝卜素含量和高中薯率的种质资源严重缺乏。本研究通过分析不同β-胡萝卜素水平的甘薯种质资源的贮藏根膨大和β-胡萝卜素积累规律，并结合两年密植田间试验，旨在提高中薯率并筛选出优异橙肉甘薯种质。
材料与方法
研究选用六份橙肉甘薯种质资源，包括青玉薯6号（Z1）、渝红新薯34（Z2）等，在重庆北碚区歇马镇甘薯研究基地进行试验。通过随机区组设计，在种植后50天至140天每15天采样一次，测定贮藏根重量和β-胡萝卜素含量，计算贮藏根膨大速率（RTR）。密植试验采用双行错位栽插法，测定中薯率、产量及β-胡萝卜素含量。数据采用SPSS进行方差分析。
结果与分析
β-胡萝卜素积累规律
不同种质资源的β-胡萝卜素积累模式存在差异。青玉薯6号（Z1）在种植后80天β-胡萝卜素含量显著上升至约9.09 mg/100g后趋于稳定；渝红新薯3号（Z5）在整个生长期间保持稳定（约11.54 mg/100g）；而渝红新薯2号（Z6）呈曲折上升趋势，从4.99 mg/100g增至7.25 mg/100g。根据积累模式，Z1、Z3和Z5属于整体稳定型，Z6为曲折上升型。
贮藏根膨大规律
贮藏根膨大速率因种质而异。Z1在种植后110-140天膨大速率显著增加；Z3的膨大高峰出现在95-110天；Z5和Z6则呈现双峰膨大模式，分别在95-110天和125-140天出现膨大高峰。方差分析表明，不同发育阶段间膨大速率差异显著，但种质间无显著差异，说明橙肉甘薯种质具有相似的膨大规律。
高中薯率种质筛选
通过密植栽培，2022年有五份种质的中薯率超过70%，其中XS160615（Z3）最高达87.13%；2023年四份种质中薯率超过70%。综合两年结果，青玉薯6号（Z1）、XS160615（Z3）和渝红新薯26（Z4）的中薯率均稳定在70%以上。此外，渝红新薯26（Z4）在密植条件下产量显著高于对照，表现出良好的环境适应性和高产潜力。
讨论
β-胡萝卜素与贮藏根膨大的种质差异
不同橙肉甘薯种质在β-胡萝卜素积累和贮藏根膨大过程中表现出明显差异，这与品种遗传背景、栽培环境及管理措施密切相关。研究表明，β-胡萝卜素积累模式可分为稳定型、连续上升型和曲折上升型，而贮藏根膨大则存在单峰或双峰模式。在实际生产中，应根据品种特性在膨大关键期采取针对性栽培措施，以同步提升产量和β-胡萝卜素含量。
密植对中薯率的调控作用
密植栽培可显著提高橙肉甘薯的中薯率，部分种质的中薯率可达70%以上。然而，种质间对密植的响应存在差异，如Z5因小薯比例较高导致中薯率偏低，说明中薯率受基因型调控。因此，需根据品种特性制定配套栽培策略，以优化商品薯比例。渝红新薯26（Z4）在密植条件下兼具高中薯率和高产量，可作为鲜食型优质品种推广或亲本利用。
结论
本研究明确了橙肉甘薯贮藏根膨大与β-胡萝卜素积累的生理规律，验证了密植栽培对提高中薯率的可行性，并筛选出兼具高营养品质和商品价值的优异种质，为甘薯高产优质育种及栽培技术创新提供了重要理论支撑与材料基础。
