包括地方品种、育成品种或品系、自然和人工诱导的芽变体和近缘野生种,它是甘薯育种的物质基础。由于甘薯系六倍体栽培作物,现有的品种都是杂种无性系,遗传基础为异型结合,因而异质性强,有性杂种实生苗分离大,在长期育种过程中保留了具有不同性状,并能将其突出优良特性遗传给后代的大批资源材料,有些材料具珍贵的特性,基因库很丰富。20世纪初,美国的波多黎哥和夏威夷州、日本的冲绳岛和中国台湾省先后开展了有性杂交育种工作,从此开始了有计划地从事资源的收集、保存和研究工作。
资源类别
一般按照育种目标对种质资源进行分类:
高产型
有美国的南瑞苕(Nancy Hall)、普利苕(Porto Rico)、百年薯(Centennial)、宝石种(Jewel),日本的冲绳100号、农林4号(Norin 4)、农林34号(Norin34),中国的标心红、禺北白、蓬尾、华北52—45、徐薯18等,都具有高产遗传特性。
优质型
用于高淀粉亲本资源的有美国的塘鹅加工者(即L-4-5),日本的农林2号和金千贯,中国的栗子香、绵粉1号和满村香等;粗蛋白质含量高、适于饲用品种选育的亲本有美国的百年薯,日本的蔓千贯,中国的群力2号和台湾省的Hp—18等;适于作食品加工品种选育的亲本,侧重胡萝卜素含量高和薯形整齐的有美国的纳杰脱(Nagget)、坎迪(Kandee)和百年薯,日本的红小町,中国的华北166、胜南和台农64等。
抗逆型
具有根腐病抗源的材料在中国较多,徐薯18、小生种、白骨企龙等都是高抗型的;抗茎线虫病的多为中抗材料,如冲绳百号、三合薯、美国红等;抗黑斑病的有日本的黑不知、中国的52—45、小白藤和夹沟大紫等,但尚未发现免疫性抗源;抗茎腐病的抗源材料有美国的琼林(Julian)、戈德鲁斯(Goldrush),其中琼林具有突出的高抗特性;耐旱的亲本有华北117、铁丁番、高自1号、河北351、徐薯18等自交结实率达30~80%,是研究种子直播的优良材料;具有早熟遗传特性的材料,有宁薯1号、广济白皮、六十日早等,应用这些材料作母本能明显提高其早结薯的后代频率。
关于甘薯近缘野生植物资源,据日本学者西山1982年的报道称:在热带、温带地区已发现甘薯属的近缘野生植物有几百种。现只明确三浅裂野牵牛I.trifida(H.B.K.)G.Don(2x、4x、6x)、白花野牵牛I.leucantha Jacq.(2x)、海滨野牵牛I.littoralis Blume(4x)和甘薯在系统发育上有密切相关。
收集保存
据D.L.普鲁内特(Plucknert)1983年报道,世界甘薯种质保存情况:美国1250份、日本1200份、印度尼西亚1200份、秘鲁2000份、亚洲蔬菜研究中心为427份。中国(包括台湾省)约计1400份。此外还有尼日利亚国际热带农业研究所(ⅡTA)保存有一定数量的资源,全世界总数约计8000份左右。国际保存的分工是,由国际热带农业研究所负责种子和无性系材料的保存,由荷兰和美国格伦代尔植物病理研究所进行无性系的分生组织培养,以排除病毒。
1934年中国在南京中央农业实验所开始地方品种收集,至1957年共收集1700份,经整理归并,至1984年,共保存为1096份,其中地方品种589份、育成品种337份、引进品种134份、近缘野生种36份。中国是世界上甘薯种质资源重要的次生基因中心之一,保存种质资源的方法是采取冬季安全贮藏块根(见甘薯贮藏)。对某些因受生长条件影响而不结薯的资源材料,冬前移至温室保存。第二年对所有资源材料分别育苗和分区种植,在生育期和收获期进行性状的记载和鉴定。保存地点以山东、徐州和广州的科学研究单位为主,各省甘薯育种单位也同时分别保存。1984年以来,北京与四川省科学研究单位开始采用组织培养茎尖脱毒方法,在试管中保存。
利用
在20世纪20年代以前,主要利用芽变体进行选择育种,日本的蔓无源氏·红赤,美国的奥丽丝、橙色小蔓都是从芽变体选育出来的。在20~60年代,品种间杂交育种发展为育种的主要途径,此期间内育成的**品种较多,如日本的冲绳100号(胜利百号)、护国、农林2号和金千贯,美国的澳洲黄、全金黄和宝石等。70年代初以来日本一美国扩大收集了优质抗病新品系,引进国外具有特点的品种,进行多亲本的复合杂交,育成了一批新品种。与此同时利用近缘野生种进行种间杂交也收到了一定的成效。1972年日本以金千贯为母本,以三浅裂野牵牛育成的九州58作父本,杂交育成了用途广、抗病性强(抗根瘤线虫和根腐线虫)的南丰品种以来,甘薯近缘野生种的利用日益受到重视。
中国从16世纪到20世纪20年代曾选育出许多适应性强、结薯早、抗病、耐旱的多种多样地方品种,除在生产上直接应用外,也是育种应用的亲本材料。在20世纪40年代前后曾自国外引进几批品种资源,如日本的冲绳百号和美国的南瑞苕等,除直接用于生产并有显著增产作用外,也是中国40年代中期以来开展育种的主要亲本。加上利用中国大批地方品种资源,开展较大规模的品种间杂交育种,育成了100多个新品种,其推广面积至1984年达370万公顷。80年代又鉴定出一批高淀粉、高蛋白、富含维生素的亲本材料、还应用快中子诱变、Co60辐射,成功地获得了一批高产抗黑斑病的新种质资源材料,为育种提供了新的基因源。