园艺学报 ›› 2026, Vol. 53 ›› Issue (3): 775-790.doi: 10.16420/j.issn.0513-353x.2025-0093
许国春, 许泳清, 李华伟, 纪荣昌, 罗文彬, 林赵淼, 邱思鑫, 汤浩*(
)
收稿日期:2025-10-15
修回日期:2025-12-04
出版日期:2026-03-25
发布日期:2026-03-20
通讯作者:
基金资助:
XU Guochun, XU Yongqing, LI Huawei, JI Rongchang, LUO Wenbin, LIN Zhaomiao, QIU Sixin, TANG Hao*(
)
Received:2025-10-15
Revised:2025-12-04
Published:2026-03-25
Online:2026-03-20
摘要: 筛选耐低氮和氮高效种质对培育马铃薯绿色高效新品种具有重要意义。采用盆栽营养液控制试验方法,对180份马铃薯种质资源在低氮(0.1 mmol · L-1 NH4NO3)和正常氮(10 mmol · L-1 NH4NO3)处理下的叶片气体交换参数、相对叶绿素含量、地上部干物质积累和产量相关性状进行测定,分析各性状变异、相关性和低氮敏感性,筛选耐低氮和氮高效种质,并进行生理机制探讨和田间验证。结果表明,180份马铃薯种质资源的光合与产量相关性状变异显著,在正常氮和低氮处理下,9个性状的变异系数分别介于11.76% ~ 73.04%和13.48% ~ 112.13%之间;而且低氮处理下各性状的变异高于正常氮处理。测定性状两两之间多数具有较明显的相关关系,且在一定程度上受氮处理影响。低氮显著影响马铃薯叶片光合和产量性状,其中单株产量受低氮抑制最明显,其变异也最大,单株产量的耐低氮指数变异系数为57.53%。通过对单株产量耐低氮指数进行聚类,筛选获得10份耐低氮种质,其中7份属于双高效基因型(CIP8、CIP52、E33、CIP10、CIP16、T1和CIP66);在田间低氮条件下,耐低氮且氮高效种质同样具有较高的产量水平。分析发现,耐低氮种质比敏感种质具有更高的净光合速率、叶绿素含量、地上部干物质量和单株结薯数。本研究结果可为进一步挖掘优异基因资源和选育高产氮高效品种提供材料基础。
许国春, 许泳清, 李华伟, 纪荣昌, 罗文彬, 林赵淼, 邱思鑫, 汤浩. 马铃薯耐低氮种质资源筛选与氮效率分析[J]. 园艺学报, 2026, 53(3): 775-790.
XU Guochun, XU Yongqing, LI Huawei, JI Rongchang, LUO Wenbin, LIN Zhaomiao, QIU Sixin, TANG Hao. Screening of Potato Germplasms for Low Nitrogen Tolerance and Analysis of Nitrogen Efficiency[J]. Acta Horticulturae Sinica, 2026, 53(3): 775-790.
| 编号 Code | 种质名称 Germplasm name | 种质类型 Germplasm type | 编号 Code | 种质名称 Germplasm name | 种质类型 Germplasm type |
|---|---|---|---|---|---|
| G1 | CIP1 | 遗传材料 Genetic material | G91 | NFJ14 | 品系 Breeding line |
| G2 | CIP3 | 遗传材料 Genetic material | G92 | NFJ5 | 品系 Breeding line |
| G3 | CIP5 | 遗传材料 Genetic material | G93 | NFJ6 | 品系 Breeding line |
| G4 | CIP8 | 遗传材料 Genetic material | G94 | Nc | 遗传材料 Genetic material |
| G5 | CIP9 | 遗传材料 Genetic material | G95 | NS51-5 | 遗传材料 Genetic material |
| G6 | CIP10 | 遗传材料 Genetic material | G96 | S. acaule | 野生资源 Wild resource |
| G7 | CIP11 | 遗传材料 Genetic material | G97 | S. chacoense | 野生资源 Wild resource |
| G8 | CIP13 | 遗传材料 Genetic material | G98 | S. stenotomum | 野生资源 Wild resource |
| G9 | CIP14 | 遗传材料 Genetic material | G99 | S03-2744 | 遗传材料 Genetic material |
| G10 | CIP15 | 遗传材料 Genetic material | G100 | S115 | 遗传材料 Genetic material |
| G11 | CIP16 | 遗传材料 Genetic material | G101 | Saco | 育成品种 Cultivar |
| G12 | CIP18 | 遗传材料 Genetic material | G102 | Sebago | 育成品种 Cultivar |
| G13 | CIP19 | 遗传材料 Genetic material | G103 | T1 | 遗传材料 Genetic material |
| G14 | CIP20 | 遗传材料 Genetic material | G104 | 巴山白 Bashanbai | 地方品种 Landrace |
| G15 | CIP21 | 遗传材料 Genetic material | G105 | 松溪01 Songxi 01 | 地方品种 Landrace |
| G16 | CIP22 | 遗传材料 Genetic material | G106 | 德薯2号 Deshu 2 | 育成品种 Cultivar |
| G17 | CIP23 | 遗传材料 Genetic material | G107 | RUS-HS | 遗传材料 Genetic material |
| G18 | CIP26 | 遗传材料 Genetic material | G108 | 鄂马铃薯10号 Eshu 10 | 育成品种 Cultivar |
| G19 | CIP34 | 遗传材料 Genetic material | G109 | 鄂马铃薯3号 Eshu 3 | 育成品种 Cultivar |
| G20 | CIP38 | 遗传材料 Genetic material | G110 | 鄂马铃薯1号 Eshu 1 | 育成品种 Cultivar |
| G21 | CIP44 | 遗传材料 Genetic material | G111 | 福彩 Fucai | 地方品种 Landrace |
| G22 | CIP47 | 遗传材料 Genetic material | G112 | 福鼎03 Fuding 03 | 地方品种 Landrace |
| G23 | CIP50 | 遗传材料 Genetic material | G113 | 福克212 Fuke 212 | 育成品种 Cultivar |
| G24 | CIP51 | 遗传材料 Genetic material | G114 | 福克76 Fuke 76 | 育成品种 Cultivar |
| G25 | CIP52 | 遗传材料 Genetic material | G115 | 广西耐寒 Guangxi Naihan | 地方品种 Landrace |
| G26 | CIP53 | 遗传材料 Genetic material | G116 | 合作88 Hezuo 88 | 育成品种 Cultivar |
| G27 | CIP55 | 遗传材料 Genetic material | G117 | 河坝洋芋 Heba Yangyu | 地方品种 Landrace |
| G28 | CIP58 | 遗传材料 Genetic material | G118 | 虎头 Hutou | 地方品种 Landrace |
| G29 | CIP62 | 遗传材料 Genetic material | G119 | 会薯003 Huishu 003 | 地方品种 Landrace |
| G30 | CIP63 | 遗传材料 Genetic material | G120 | 冀张薯8号 Jizhangshu 8 | 育成品种 Cultivar |
| G31 | CIP64 | 遗传材料 Genetic material | G121 | 剑川红 Jianchuanhong | 地方品种 Landrace |
| G32 | CIP66 | 遗传材料 Genetic material | G122 | 蕉城04 Jiaocheng 04 | 地方品种 Landrace |
| G33 | CIP67 | 遗传材料 Genetic material | G123 | 晋薯15号 Jinshu 15 | 育成品种 Cultivar |
| G34 | CIP68 | 遗传材料 Genetic material | G124 | 晋薯2号 Jinshu 2 | 育成品种 Cultivar |
| G35 | CIP69 | 遗传材料 Genetic material | G125 | 晋薯7号 Jinshu 7 | 育成品种 Cultivar |
| G36 | CIP71 | 遗传材料 Genetic material | G126 | Kennebec | 育成品种 Cultivar |
| G37 | CIP75 | 遗传材料 Genetic material | G127 | Kuannae | 育成品种 Cultivar |
| G38 | CIP83 | 遗传材料 Genetic material | G128 | 克6717-36 Ke 6717-36 | 遗传材料 Genetic material |
| G39 | CIP92 | 遗传材料 Genetic material | G129 | 克新16号 Kexin 16 | 育成品种 Cultivar |
| G40 | CIP94 | 遗传材料 Genetic material | G130 | 克新19号 Kexin 19 | 育成品种 Cultivar |
| G41 | CIP100 | 遗传材料 Genetic material | G131 | 克新3号 Kexin 3 | 育成品种 Cultivar |
| G42 | CIP104 | 遗传材料 Genetic material | G132 | 克新4号 Kexin 4 | 育成品种 Cultivar |
| G43 | CIP107 | 遗传材料 Genetic material | G133 | 老林洋芋 Laoling Yangyu | 地方品种 Landrace |
| G44 | LT1533 | 育成品种 Cultivar | G134 | 闽彩薯1号 Mincaishu 1 | 育成品种 Cultivar |
| G45 | M005-1 | 品系 Breeding line | G135 | 闽彩薯2号 Mincaishu 2 | 育成品种 Cultivar |
| G46 | M002-1 | 品系 Breeding line | G136 | 闽彩薯3号 Mincaishu 3 | 育成品种 Cultivar |
| G47 | M011 | 品系 Breeding line | G137 | M058 | 品系 Breeding line |
| G48 | M065 | 品系 Breeding line | G138 | 闽薯1号 Minshu 1 | 育成品种 Cultivar |
| G49 | M205 | 品系 Breeding line | G139 | 闽薯2号 Minshu 2 | 育成品种 Cultivar |
| G50 | M064 | 品系 Breeding line | G140 | 闽薯3号 Minshu 3 | 育成品种 Cultivar |
| G51 | M070 | 品系 Breeding line | G141 | 闽薯4号 Minshu 4 | 育成品种 Cultivar |
| G52 | M001-1 | 品系 Breeding line | G142 | 闽薯5号 Minshu 5 | 育成品种 Cultivar |
| G53 | M001-2 | 品系 Breeding line | G143 | 闽薯6号 Minshu 6 | 育成品种 Cultivar |
| G54 | M005-2 | 品系 Breeding line | G144 | M001-3 | 品系 Breeding line |
| G55 | M057 | 品系 Breeding line | G145 | M200 | 品系 Breeding line |
| G56 | M100 | 品系 Breeding line | G146 | M009 | 品系 Breeding line |
| G57 | M147 | 品系 Breeding line | G147 | 南中552 Nanzhong 552 | 育成品种 Cultivar |
| G58 | M221 | 品系 Breeding line | G148 | 尼尼洋芋 Nini Yangyu | 地方品种 Landrace |
| G59 | M204 | 品系 Breeding line | G149 | 青薯9号 Qingshu 9 | 育成品种 Cultivar |
| G60 | M391 | 品系 Breeding line | G150 | 寿宁01 Shouning 01 | 地方品种 Landrace |
| G61 | M245 | 品系 Breeding line | G151 | 松溪02 Songxi 02 | 地方品种 Landrace |
| G62 | M190 | 品系 Breeding line | G152 | 天薯10号 Tianshu 10 | 育成品种 Cultivar |
| G63 | M002-2 | 品系 Breeding line | G153 | 同薯20号 Tongshu 20 | 育成品种 Cultivar |
| G64 | M003 | 品系 Breeding line | G154 | 同薯22号 Tongshu 22 | 育成品种 Cultivar |
| G65 | 05-44-1 | 遗传材料 Genetic material | G155 | 同薯28号 Tongshu 28 | 育成品种 Cultivar |
| G66 | 07260W-25 | 遗传材料 Genetic material | G156 | 万薯 Wanshu | 地方品种 Landrace |
| G67 | 200852-13 | 遗传材料 Genetic material | G157 | 乌沟洋芋 Wugou Yangyu | 地方品种 Landrace |
| G68 | M019 | 品系 Breeding line | G158 | 乌盟601 Wumeng 601 | 育成品种 Cultivar |
| G69 | M071 | 品系 Breeding line | G159 | 锡金 Xijin | 地方品种 Landrace |
| G70 | M033 | 品系 Breeding line | G160 | 信宜红皮 Xinyi Hongpi | 地方品种 Landrace |
| G71 | M020 | 品系 Breeding line | G161 | 兴佳2号 Xingjia 2 | 育成品种 Cultivar |
| G72 | 388192-12 | 遗传材料 Genetic material | G162 | 腰仔芋 Yaozaiyu | 地方品种 Landrace |
| G73 | A12 | 遗传材料 Genetic material | G163 | Everest | 育成品种 Cultivar |
| G74 | A2 | 遗传材料 Genetic material | G164 | 永泰01 Yongtai 01 | 地方品种 Landrace |
| G75 | Atlantic | 育成品种 Cultivar | G165 | 云薯102 Yunshu 102 | 育成品种 Cultivar |
| G76 | CCN-69.1 | 遗传材料 Genetic material | G166 | 云薯103 Yunshu 103 | 育成品种 Cultivar |
| G77 | CP-7 | 遗传材料 Genetic material | G167 | 云薯104 Yunshu 104 | 育成品种 Cultivar |
| G78 | E30 | 遗传材料 Genetic material | G168 | 云薯201 Yunshu 201 | 育成品种 Cultivar |
| G79 | E33 | 遗传材料 Genetic material | G169 | 云薯401 Yunshu 401 | 育成品种 Cultivar |
| G80 | E87 | 遗传材料 Genetic material | G170 | 云薯505 Yunshu 505 | 育成品种 Cultivar |
| G81 | Ewerest | 育成品种 Cultivar | G171 | 郑薯6号 Zhengshu 6 | 育成品种 Cultivar |
| G82 | Favorita | 育成品种 Cultivar | G172 | 中薯17号 Zhongshu 17 | 育成品种 Cultivar |
| G83 | GY-1 | 遗传材料 Genetic material | G173 | 中薯18号 Zhongshu 18 | 育成品种 Cultivar |
| G84 | Haga | 遗传材料 Genetic material | G174 | 中薯19号 Zhongshu 19 | 育成品种 Cultivar |
| G85 | JL03-786 | 遗传材料 Genetic material | G175 | 中薯2号 Zhongshu 2 | 育成品种 Cultivar |
| G86 | KW-15 | 遗传材料 Genetic material | G176 | 中薯3号 Zhongshu 3 | 育成品种 Cultivar |
| G87 | KW-56 | 遗传材料 Genetic material | G177 | 中薯8号 Zhongshu 8 | 育成品种 Cultivar |
| G88 | KW-59 | 遗传材料 Genetic material | G178 | 周宁02 Zhouning 02 | 地方品种 Landrace |
| G89 | LBy-25 | 遗传材料 Genetic material | G179 | 紫花851 Zihua 851 | 育成品种 Cultivar |
| G90 | Manota | 育成品种 Cultivar | G180 | 紫云1号 Ziyun 1 | 育成品种 Cultivar |
表1 180份马铃薯种质资源名称及其类型
Table 1 Name and type of the 180 potato germplasms
| 编号 Code | 种质名称 Germplasm name | 种质类型 Germplasm type | 编号 Code | 种质名称 Germplasm name | 种质类型 Germplasm type |
|---|---|---|---|---|---|
| G1 | CIP1 | 遗传材料 Genetic material | G91 | NFJ14 | 品系 Breeding line |
| G2 | CIP3 | 遗传材料 Genetic material | G92 | NFJ5 | 品系 Breeding line |
| G3 | CIP5 | 遗传材料 Genetic material | G93 | NFJ6 | 品系 Breeding line |
| G4 | CIP8 | 遗传材料 Genetic material | G94 | Nc | 遗传材料 Genetic material |
| G5 | CIP9 | 遗传材料 Genetic material | G95 | NS51-5 | 遗传材料 Genetic material |
| G6 | CIP10 | 遗传材料 Genetic material | G96 | S. acaule | 野生资源 Wild resource |
| G7 | CIP11 | 遗传材料 Genetic material | G97 | S. chacoense | 野生资源 Wild resource |
| G8 | CIP13 | 遗传材料 Genetic material | G98 | S. stenotomum | 野生资源 Wild resource |
| G9 | CIP14 | 遗传材料 Genetic material | G99 | S03-2744 | 遗传材料 Genetic material |
| G10 | CIP15 | 遗传材料 Genetic material | G100 | S115 | 遗传材料 Genetic material |
| G11 | CIP16 | 遗传材料 Genetic material | G101 | Saco | 育成品种 Cultivar |
| G12 | CIP18 | 遗传材料 Genetic material | G102 | Sebago | 育成品种 Cultivar |
| G13 | CIP19 | 遗传材料 Genetic material | G103 | T1 | 遗传材料 Genetic material |
| G14 | CIP20 | 遗传材料 Genetic material | G104 | 巴山白 Bashanbai | 地方品种 Landrace |
| G15 | CIP21 | 遗传材料 Genetic material | G105 | 松溪01 Songxi 01 | 地方品种 Landrace |
| G16 | CIP22 | 遗传材料 Genetic material | G106 | 德薯2号 Deshu 2 | 育成品种 Cultivar |
| G17 | CIP23 | 遗传材料 Genetic material | G107 | RUS-HS | 遗传材料 Genetic material |
| G18 | CIP26 | 遗传材料 Genetic material | G108 | 鄂马铃薯10号 Eshu 10 | 育成品种 Cultivar |
| G19 | CIP34 | 遗传材料 Genetic material | G109 | 鄂马铃薯3号 Eshu 3 | 育成品种 Cultivar |
| G20 | CIP38 | 遗传材料 Genetic material | G110 | 鄂马铃薯1号 Eshu 1 | 育成品种 Cultivar |
| G21 | CIP44 | 遗传材料 Genetic material | G111 | 福彩 Fucai | 地方品种 Landrace |
| G22 | CIP47 | 遗传材料 Genetic material | G112 | 福鼎03 Fuding 03 | 地方品种 Landrace |
| G23 | CIP50 | 遗传材料 Genetic material | G113 | 福克212 Fuke 212 | 育成品种 Cultivar |
| G24 | CIP51 | 遗传材料 Genetic material | G114 | 福克76 Fuke 76 | 育成品种 Cultivar |
| G25 | CIP52 | 遗传材料 Genetic material | G115 | 广西耐寒 Guangxi Naihan | 地方品种 Landrace |
| G26 | CIP53 | 遗传材料 Genetic material | G116 | 合作88 Hezuo 88 | 育成品种 Cultivar |
| G27 | CIP55 | 遗传材料 Genetic material | G117 | 河坝洋芋 Heba Yangyu | 地方品种 Landrace |
| G28 | CIP58 | 遗传材料 Genetic material | G118 | 虎头 Hutou | 地方品种 Landrace |
| G29 | CIP62 | 遗传材料 Genetic material | G119 | 会薯003 Huishu 003 | 地方品种 Landrace |
| G30 | CIP63 | 遗传材料 Genetic material | G120 | 冀张薯8号 Jizhangshu 8 | 育成品种 Cultivar |
| G31 | CIP64 | 遗传材料 Genetic material | G121 | 剑川红 Jianchuanhong | 地方品种 Landrace |
| G32 | CIP66 | 遗传材料 Genetic material | G122 | 蕉城04 Jiaocheng 04 | 地方品种 Landrace |
| G33 | CIP67 | 遗传材料 Genetic material | G123 | 晋薯15号 Jinshu 15 | 育成品种 Cultivar |
| G34 | CIP68 | 遗传材料 Genetic material | G124 | 晋薯2号 Jinshu 2 | 育成品种 Cultivar |
| G35 | CIP69 | 遗传材料 Genetic material | G125 | 晋薯7号 Jinshu 7 | 育成品种 Cultivar |
| G36 | CIP71 | 遗传材料 Genetic material | G126 | Kennebec | 育成品种 Cultivar |
| G37 | CIP75 | 遗传材料 Genetic material | G127 | Kuannae | 育成品种 Cultivar |
| G38 | CIP83 | 遗传材料 Genetic material | G128 | 克6717-36 Ke 6717-36 | 遗传材料 Genetic material |
| G39 | CIP92 | 遗传材料 Genetic material | G129 | 克新16号 Kexin 16 | 育成品种 Cultivar |
| G40 | CIP94 | 遗传材料 Genetic material | G130 | 克新19号 Kexin 19 | 育成品种 Cultivar |
| G41 | CIP100 | 遗传材料 Genetic material | G131 | 克新3号 Kexin 3 | 育成品种 Cultivar |
| G42 | CIP104 | 遗传材料 Genetic material | G132 | 克新4号 Kexin 4 | 育成品种 Cultivar |
| G43 | CIP107 | 遗传材料 Genetic material | G133 | 老林洋芋 Laoling Yangyu | 地方品种 Landrace |
| G44 | LT1533 | 育成品种 Cultivar | G134 | 闽彩薯1号 Mincaishu 1 | 育成品种 Cultivar |
| G45 | M005-1 | 品系 Breeding line | G135 | 闽彩薯2号 Mincaishu 2 | 育成品种 Cultivar |
| G46 | M002-1 | 品系 Breeding line | G136 | 闽彩薯3号 Mincaishu 3 | 育成品种 Cultivar |
| G47 | M011 | 品系 Breeding line | G137 | M058 | 品系 Breeding line |
| G48 | M065 | 品系 Breeding line | G138 | 闽薯1号 Minshu 1 | 育成品种 Cultivar |
| G49 | M205 | 品系 Breeding line | G139 | 闽薯2号 Minshu 2 | 育成品种 Cultivar |
| G50 | M064 | 品系 Breeding line | G140 | 闽薯3号 Minshu 3 | 育成品种 Cultivar |
| G51 | M070 | 品系 Breeding line | G141 | 闽薯4号 Minshu 4 | 育成品种 Cultivar |
| G52 | M001-1 | 品系 Breeding line | G142 | 闽薯5号 Minshu 5 | 育成品种 Cultivar |
| G53 | M001-2 | 品系 Breeding line | G143 | 闽薯6号 Minshu 6 | 育成品种 Cultivar |
| G54 | M005-2 | 品系 Breeding line | G144 | M001-3 | 品系 Breeding line |
| G55 | M057 | 品系 Breeding line | G145 | M200 | 品系 Breeding line |
| G56 | M100 | 品系 Breeding line | G146 | M009 | 品系 Breeding line |
| G57 | M147 | 品系 Breeding line | G147 | 南中552 Nanzhong 552 | 育成品种 Cultivar |
| G58 | M221 | 品系 Breeding line | G148 | 尼尼洋芋 Nini Yangyu | 地方品种 Landrace |
| G59 | M204 | 品系 Breeding line | G149 | 青薯9号 Qingshu 9 | 育成品种 Cultivar |
| G60 | M391 | 品系 Breeding line | G150 | 寿宁01 Shouning 01 | 地方品种 Landrace |
| G61 | M245 | 品系 Breeding line | G151 | 松溪02 Songxi 02 | 地方品种 Landrace |
| G62 | M190 | 品系 Breeding line | G152 | 天薯10号 Tianshu 10 | 育成品种 Cultivar |
| G63 | M002-2 | 品系 Breeding line | G153 | 同薯20号 Tongshu 20 | 育成品种 Cultivar |
| G64 | M003 | 品系 Breeding line | G154 | 同薯22号 Tongshu 22 | 育成品种 Cultivar |
| G65 | 05-44-1 | 遗传材料 Genetic material | G155 | 同薯28号 Tongshu 28 | 育成品种 Cultivar |
| G66 | 07260W-25 | 遗传材料 Genetic material | G156 | 万薯 Wanshu | 地方品种 Landrace |
| G67 | 200852-13 | 遗传材料 Genetic material | G157 | 乌沟洋芋 Wugou Yangyu | 地方品种 Landrace |
| G68 | M019 | 品系 Breeding line | G158 | 乌盟601 Wumeng 601 | 育成品种 Cultivar |
| G69 | M071 | 品系 Breeding line | G159 | 锡金 Xijin | 地方品种 Landrace |
| G70 | M033 | 品系 Breeding line | G160 | 信宜红皮 Xinyi Hongpi | 地方品种 Landrace |
| G71 | M020 | 品系 Breeding line | G161 | 兴佳2号 Xingjia 2 | 育成品种 Cultivar |
| G72 | 388192-12 | 遗传材料 Genetic material | G162 | 腰仔芋 Yaozaiyu | 地方品种 Landrace |
| G73 | A12 | 遗传材料 Genetic material | G163 | Everest | 育成品种 Cultivar |
| G74 | A2 | 遗传材料 Genetic material | G164 | 永泰01 Yongtai 01 | 地方品种 Landrace |
| G75 | Atlantic | 育成品种 Cultivar | G165 | 云薯102 Yunshu 102 | 育成品种 Cultivar |
| G76 | CCN-69.1 | 遗传材料 Genetic material | G166 | 云薯103 Yunshu 103 | 育成品种 Cultivar |
| G77 | CP-7 | 遗传材料 Genetic material | G167 | 云薯104 Yunshu 104 | 育成品种 Cultivar |
| G78 | E30 | 遗传材料 Genetic material | G168 | 云薯201 Yunshu 201 | 育成品种 Cultivar |
| G79 | E33 | 遗传材料 Genetic material | G169 | 云薯401 Yunshu 401 | 育成品种 Cultivar |
| G80 | E87 | 遗传材料 Genetic material | G170 | 云薯505 Yunshu 505 | 育成品种 Cultivar |
| G81 | Ewerest | 育成品种 Cultivar | G171 | 郑薯6号 Zhengshu 6 | 育成品种 Cultivar |
| G82 | Favorita | 育成品种 Cultivar | G172 | 中薯17号 Zhongshu 17 | 育成品种 Cultivar |
| G83 | GY-1 | 遗传材料 Genetic material | G173 | 中薯18号 Zhongshu 18 | 育成品种 Cultivar |
| G84 | Haga | 遗传材料 Genetic material | G174 | 中薯19号 Zhongshu 19 | 育成品种 Cultivar |
| G85 | JL03-786 | 遗传材料 Genetic material | G175 | 中薯2号 Zhongshu 2 | 育成品种 Cultivar |
| G86 | KW-15 | 遗传材料 Genetic material | G176 | 中薯3号 Zhongshu 3 | 育成品种 Cultivar |
| G87 | KW-56 | 遗传材料 Genetic material | G177 | 中薯8号 Zhongshu 8 | 育成品种 Cultivar |
| G88 | KW-59 | 遗传材料 Genetic material | G178 | 周宁02 Zhouning 02 | 地方品种 Landrace |
| G89 | LBy-25 | 遗传材料 Genetic material | G179 | 紫花851 Zihua 851 | 育成品种 Cultivar |
| G90 | Manota | 育成品种 Cultivar | G180 | 紫云1号 Ziyun 1 | 育成品种 Cultivar |
| 日期/(M-D) Date | 温度/℃ Temperature | 湿度/% Humidity |
|---|---|---|
| 2021-10 | 19.3 | 63.9 |
| 2021-11 | 17.7 | 70.4 |
| 2021-12 | 16.2 | 66.1 |
| 2022-01 | 16.7 | 69.2 |
| 2022-02 | 19.2 | 64.0 |
| 2022-03 | 24.8 | 73.0 |
表2 盆栽试验期间温室大棚内的月均温、湿度
Table 2 Monthly average temperature and humidity in the greenhouse during the pot experimental period
| 日期/(M-D) Date | 温度/℃ Temperature | 湿度/% Humidity |
|---|---|---|
| 2021-10 | 19.3 | 63.9 |
| 2021-11 | 17.7 | 70.4 |
| 2021-12 | 16.2 | 66.1 |
| 2022-01 | 16.7 | 69.2 |
| 2022-02 | 19.2 | 64.0 |
| 2022-03 | 24.8 | 73.0 |
| 养分类别 Nutrient type | 化合物 Chemical compound | 浓度/(mg · L-1) Concentration | |
|---|---|---|---|
| 正常氮处理 Normal nitrogen treatment | 低氮处理 Low nitrogen treatment | ||
| 大量元素 Macroelement | NH4NO3 | 800.000 | 8.000 |
| CaCl2 · 2H2O | 440.000 | 440.000 | |
| K2SO4 | 218.000 | 218.000 | |
| KH2PO4 | 170.000 | 170.000 | |
| MgSO4 · 7H2O | 247.000 | 247.000 | |
| 微量元素 Microelement | EDTA-NaFe | 20.000 | 20.000 |
| H3BO3 | 2.860 | 2.860 | |
| MnSO4 · 4H2O | 2.130 | 2.130 | |
| ZnSO4 · 7H2O | 0.220 | 0.220 | |
| CuSO4 · 5H2O | 0.080 | 0.080 | |
| CoCl · 6H2O | 0.025 | 0.025 | |
| Na2MoO4 · 2H2O | 0.025 | 0.025 | |
表3 不同氮处理下盆栽试验的营养液配方
Table 3 The nutrient solution formula for pot experiments under different nitrogen treatments
| 养分类别 Nutrient type | 化合物 Chemical compound | 浓度/(mg · L-1) Concentration | |
|---|---|---|---|
| 正常氮处理 Normal nitrogen treatment | 低氮处理 Low nitrogen treatment | ||
| 大量元素 Macroelement | NH4NO3 | 800.000 | 8.000 |
| CaCl2 · 2H2O | 440.000 | 440.000 | |
| K2SO4 | 218.000 | 218.000 | |
| KH2PO4 | 170.000 | 170.000 | |
| MgSO4 · 7H2O | 247.000 | 247.000 | |
| 微量元素 Microelement | EDTA-NaFe | 20.000 | 20.000 |
| H3BO3 | 2.860 | 2.860 | |
| MnSO4 · 4H2O | 2.130 | 2.130 | |
| ZnSO4 · 7H2O | 0.220 | 0.220 | |
| CuSO4 · 5H2O | 0.080 | 0.080 | |
| CoCl · 6H2O | 0.025 | 0.025 | |
| Na2MoO4 · 2H2O | 0.025 | 0.025 | |
| 性状 Traits | 正常氮处理 Normal nitrogen treatment | 低氮处理 Low nitrogen treatment | ||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 最大值 Max | 最小值 Min | 均值 Average | 标准差 SD | 变异系数/% CV | 最大值 Max | 最小值 Min | 均值 Average | 标准差 SD | 变异系数/% CV | |
| Pn/(μmol · m-2 · s-1) | 18.90 | 5.56 | 12.43 | 2.14 | 17.19 | 15.64 | 3.10 | 9.18 | 2.50 | 27.28 |
| Gs/(mol · m-2 · s-1) | 0.37 | 0.07 | 0.22 | 0.07 | 31.98 | 0.42 | 0.04 | 0.18 | 0.08 | 42.58 |
| Ci/(μmol · mol-1) | 374.51 | 199.55 | 311.60 | 36.65 | 11.76 | 395.85 | 187.92 | 324.92 | 43.80 | 13.48 |
| Tr/(mmol · m-2 · s-1) | 4.64 | 0.46 | 2.36 | 0.95 | 40.36 | 4.60 | 0.31 | 2.06 | 1.01 | 49.11 |
| SPAD | 45.90 | 24.20 | 34.64 | 4.79 | 13.84 | 36.20 | 12.00 | 25.57 | 4.89 | 19.14 |
| ADM/g | 4.70 | 0.14 | 1.22 | 0.89 | 73.04 | 3.16 | 0.04 | 0.53 | 0.60 | 112.13 |
| STN | 10.00 | 1.00 | 2.84 | 1.50 | 52.80 | 6.17 | 0.83 | 1.82 | 1.03 | 56.22 |
| STW/g | 33.60 | 1.27 | 11.66 | 5.09 | 43.62 | 18.64 | 0.53 | 5.80 | 3.38 | 58.38 |
| SPY/g | 62.87 | 5.33 | 28.17 | 9.28 | 32.94 | 39.04 | 2.06 | 10.72 | 8.66 | 80.74 |
表4 不同氮处理下马铃薯叶片光合生理和产量性状的变异特征
Table 4 Variation of photosynthetic physiology and yield characters of potato under different nitrogen treatments
| 性状 Traits | 正常氮处理 Normal nitrogen treatment | 低氮处理 Low nitrogen treatment | ||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 最大值 Max | 最小值 Min | 均值 Average | 标准差 SD | 变异系数/% CV | 最大值 Max | 最小值 Min | 均值 Average | 标准差 SD | 变异系数/% CV | |
| Pn/(μmol · m-2 · s-1) | 18.90 | 5.56 | 12.43 | 2.14 | 17.19 | 15.64 | 3.10 | 9.18 | 2.50 | 27.28 |
| Gs/(mol · m-2 · s-1) | 0.37 | 0.07 | 0.22 | 0.07 | 31.98 | 0.42 | 0.04 | 0.18 | 0.08 | 42.58 |
| Ci/(μmol · mol-1) | 374.51 | 199.55 | 311.60 | 36.65 | 11.76 | 395.85 | 187.92 | 324.92 | 43.80 | 13.48 |
| Tr/(mmol · m-2 · s-1) | 4.64 | 0.46 | 2.36 | 0.95 | 40.36 | 4.60 | 0.31 | 2.06 | 1.01 | 49.11 |
| SPAD | 45.90 | 24.20 | 34.64 | 4.79 | 13.84 | 36.20 | 12.00 | 25.57 | 4.89 | 19.14 |
| ADM/g | 4.70 | 0.14 | 1.22 | 0.89 | 73.04 | 3.16 | 0.04 | 0.53 | 0.60 | 112.13 |
| STN | 10.00 | 1.00 | 2.84 | 1.50 | 52.80 | 6.17 | 0.83 | 1.82 | 1.03 | 56.22 |
| STW/g | 33.60 | 1.27 | 11.66 | 5.09 | 43.62 | 18.64 | 0.53 | 5.80 | 3.38 | 58.38 |
| SPY/g | 62.87 | 5.33 | 28.17 | 9.28 | 32.94 | 39.04 | 2.06 | 10.72 | 8.66 | 80.74 |
图1 正常氮和低氮处理下马铃薯不同性状的相关性热图 Pn:净光合速率;Gs:气孔导度;Ci:胞间CO2浓度;Tr:蒸腾速率;SPAD:相对叶绿素含量;ADM:地上部干物质量;STN:单株结薯数;STW:单薯质量;SPY:单株产量。*和**分别表示在0.05和0.01水平上显著相关。下同
Fig. 1 Correlation heatmap between different traits of potato under normal nitrogen and low nitrogen treatments Pn:Net photosynthetic rate;Gs:Stomatal conductance;Ci:Intercellular CO2 concentration;Tr:Transpiration rate;SPAD:Relative chlorophyll content;ADM:Above-ground dry matter;STN:Tuber number per plant;STW:Single tuber weight;SPY:Single plant yield.* and ** mean significant correlation at the 0.05 and 0.01 levels,respectively. The same below
图2 正常氮与低氮处理下马铃薯叶片光合生理与产量性状的比较
Fig. 2 Comparison of photosynthetic physiology and yield traits in potato under normal nitrogen and low nitrogen treatments
| 性状 Traits | 最小值 Min | 最大值 Max | 均值 Average | 标准差 SD | 变异系数/% CV |
|---|---|---|---|---|---|
| Pn/(μmol · m-2 · s-1) | 0.21 | 1.00 | 0.74 | 0.17 | 23.09 |
| Gs/(mol · m-2 · s-1) | 0.16 | 2.52 | 0.89 | 0.38 | 42.77 |
| Ci/(μmol · mol-1) | 0.58 | 1.53 | 1.05 | 0.14 | 12.89 |
| Tr/(mmol · m-2 · s-1) | 0.23 | 2.03 | 0.89 | 0.30 | 33.73 |
| SPAD | 0.38 | 0.99 | 0.74 | 0.11 | 14.51 |
| ADM/g | 0.08 | 0.93 | 0.39 | 0.21 | 52.15 |
| STN | 0.16 | 2.22 | 0.69 | 0.29 | 42.43 |
| STW/g | 0.13 | 1.54 | 0.54 | 0.28 | 51.79 |
| SPY/g | 0.11 | 0.86 | 0.36 | 0.20 | 57.53 |
表5 马铃薯不同性状耐低氮指数及其变异
Table 5 Low nitrogen tolerance index and their variation for different traits in potato
| 性状 Traits | 最小值 Min | 最大值 Max | 均值 Average | 标准差 SD | 变异系数/% CV |
|---|---|---|---|---|---|
| Pn/(μmol · m-2 · s-1) | 0.21 | 1.00 | 0.74 | 0.17 | 23.09 |
| Gs/(mol · m-2 · s-1) | 0.16 | 2.52 | 0.89 | 0.38 | 42.77 |
| Ci/(μmol · mol-1) | 0.58 | 1.53 | 1.05 | 0.14 | 12.89 |
| Tr/(mmol · m-2 · s-1) | 0.23 | 2.03 | 0.89 | 0.30 | 33.73 |
| SPAD | 0.38 | 0.99 | 0.74 | 0.11 | 14.51 |
| ADM/g | 0.08 | 0.93 | 0.39 | 0.21 | 52.15 |
| STN | 0.16 | 2.22 | 0.69 | 0.29 | 42.43 |
| STW/g | 0.13 | 1.54 | 0.54 | 0.28 | 51.79 |
| SPY/g | 0.11 | 0.86 | 0.36 | 0.20 | 57.53 |
图3 180份马铃薯种质资源基于单株产量耐低氮指数的聚类结果 材料名称详见表1。Ⅰ:耐低氮型;Ⅱ:较耐低氮型;Ⅲ:中间型;Ⅳ:较敏感型;Ⅴ:敏感型
Fig. 3 Clustering results of 180 potato germplasms based on LNTI of single plant yield The material names corresponding to the numbers in the figure are listed in Table 1.Ⅰ:Nitrogen-tolerant;Ⅱ:Moderately nitrogen-tolerant;Ⅲ:Intermediate;Ⅳ:Moderately sensitive;Ⅴ:Sensitive
| 类别 Cate-gories | 种质 数量 Number of germplasms | Pn/ (μmol · m-2 · s-1) | Gs/(mol · m-2 · s-1) | Ci/ (μmol · mol-1) | Tr/(mmol · m-2 · s-1) | SPAD | ADM/g | STN | STW/g | SPY/g | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Ⅰ | 10 | 10.43 ± 2.38 a | 0.18 ± 0.10 a | 298.32 ± 46.88 b | 2.35 ± 1.03 a | 30.64 ± 4.39 a | 1.57 ± 0.93 a | 3.58 ± 1.31 a | 8.44 ± 2.66 ab | 28.07 ± 6.92 a | ||||
| Ⅱ | 23 | 9.78 ± 2.25 a | 0.15 ± 0.06 a | 299.04 ± 42.80 b | 1.90 ± 0.86 a | 28.19 ± 4.27 ab | 1.32 ± 0.63 ab | 2.99 ± 1.22 ab | 8.90 ± 3.93 ab | 23.41 ± 5.99 b | ||||
| Ⅲ | 16 | 9.70 ± 2.34 a | 0.16 ± 0.08 a | 300.32 ± 57.19 b | 1.64 ± 0.98 a | 26.09 ± 4.61 abc | 0.92 ± 0.61 c | 2.24 ± 0.98 c | 9.64 ± 4.48 a | 18.86 ± 6.59 c | ||||
| Ⅳ | 21 | 9.41 ± 2.71 a | 0.19 ± 0.07 a | 330.04 ± 32.59 ab | 2.19 ± 1.12 a | 25.47 ± 5.04 bc | 0.40 ± 0.30 d | 1.52 ± 0.66 d | 6.75 ± 3.44 b | 9.32 ± 3.92 d | ||||
| Ⅴ | 110 | 8.82 ± 2.51 a | 0.19 ± 0.08 a | 335.34 ± 39.30 a | 2.10 ± 1.02 a | 24.50 ± 4.63 c | 0.24 ± 0.15 d | 1.42 ± 0.54 d | 4.17 ± 1.57 c | 5.58 ± 2.17 e | ||||
表6 不同类别种质在低氮处理下的光合与产量性状比较
Table 6 Comparison of photosynthetic and yield traits of different categories under low nitrogen treatment
| 类别 Cate-gories | 种质 数量 Number of germplasms | Pn/ (μmol · m-2 · s-1) | Gs/(mol · m-2 · s-1) | Ci/ (μmol · mol-1) | Tr/(mmol · m-2 · s-1) | SPAD | ADM/g | STN | STW/g | SPY/g | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Ⅰ | 10 | 10.43 ± 2.38 a | 0.18 ± 0.10 a | 298.32 ± 46.88 b | 2.35 ± 1.03 a | 30.64 ± 4.39 a | 1.57 ± 0.93 a | 3.58 ± 1.31 a | 8.44 ± 2.66 ab | 28.07 ± 6.92 a | ||||
| Ⅱ | 23 | 9.78 ± 2.25 a | 0.15 ± 0.06 a | 299.04 ± 42.80 b | 1.90 ± 0.86 a | 28.19 ± 4.27 ab | 1.32 ± 0.63 ab | 2.99 ± 1.22 ab | 8.90 ± 3.93 ab | 23.41 ± 5.99 b | ||||
| Ⅲ | 16 | 9.70 ± 2.34 a | 0.16 ± 0.08 a | 300.32 ± 57.19 b | 1.64 ± 0.98 a | 26.09 ± 4.61 abc | 0.92 ± 0.61 c | 2.24 ± 0.98 c | 9.64 ± 4.48 a | 18.86 ± 6.59 c | ||||
| Ⅳ | 21 | 9.41 ± 2.71 a | 0.19 ± 0.07 a | 330.04 ± 32.59 ab | 2.19 ± 1.12 a | 25.47 ± 5.04 bc | 0.40 ± 0.30 d | 1.52 ± 0.66 d | 6.75 ± 3.44 b | 9.32 ± 3.92 d | ||||
| Ⅴ | 110 | 8.82 ± 2.51 a | 0.19 ± 0.08 a | 335.34 ± 39.30 a | 2.10 ± 1.02 a | 24.50 ± 4.63 c | 0.24 ± 0.15 d | 1.42 ± 0.54 d | 4.17 ± 1.57 c | 5.58 ± 2.17 e | ||||
图4 180份马铃薯种质资源氮效率分类 DNHE:双高效;NNHE:常氮高效;LNHE:低氮高效;DNLE:双低效。红点表示耐低氮种质
Fig. 4 Classification of nitrogen efficiency in 180 potato germplasms DNHE:High nitrogen efficiency both under low nitrogen and normal nitrogen treatment;NNHE:High nitrogen efficiency under normal nitrogen treatment;LNHE:High nitrogen efficiency under low nitrogen treatment;DNLE:Low nitrogen efficiency both under low nitrogen and normal nitrogen treatment. Red dot indicates low nitrogen tolerant germplasm
图5 前期筛选的马铃薯耐低氮种质与对照品种在田间低氮条件下的产量 G6、G4、G32、G75、G79、G25、G11、G103、G94、G138和G90分别为CIP10、CIP8、CIP66、Atlantic、E33、CIP52、CIP16、T1、Nc、闽薯1号(对照)、Manota
Fig. 5 Yield of pre-selected low nitrogen tolerant potato germplasms and control cultivar under field low nitrogen conditions G6,G4,G32,G75,G79,G25,G11,G103,G94,G138,and G90 correspond to CIP10,CIP8,CIP66,Atlantic,E33,CIP52,CIP16, T1,Nc,Minshu 1(control),and Manota,respectively
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