编辑推荐：
为解决甘薯生产受品种、病虫害、干旱等限制的问题，研究人员开展了甘薯基因型遗传多样性和营养成分的研究。结果发现甘薯种质存在变异，部分性状相关性显著。该研究为甘薯育种和品质改良提供了依据。
在广袤的农业领域，甘薯（Ipomoea batatas (L.) Lam.）作为一种重要的根作物，扮演着不可或缺的角色。它起源于南美洲和中美洲，如今在全球 110 多个国家广泛种植，是许多发展中国家的重要粮食来源。甘薯不仅富含碳水化合物、β- 胡萝卜素，还含有多种维生素和矿物质，对缓解粮食不安全、改善维生素 A 缺乏状况意义重大。然而，甘薯的种植之路并非一帆风顺。在实际生产中，由于长期使用未经改良的本地品种，甘薯极易遭受病虫害的侵袭，再加上干旱等恶劣气候的影响，其产量和品质受到严重制约。例如，在撒哈拉以南的非洲地区，维生素 A 缺乏问题严重，尽管甘薯含有一定量的 β- 胡萝卜素，但仍无法满足人们的需求。同时，由于产量受限，粮食安全问题也日益凸显。因此，挖掘甘薯的遗传多样性，提升其营养品质和产量，成为农业科研领域亟待解决的重要课题。
来自埃塞俄比亚梅克内斯大学（Mekelle University）、尼日尔国家农业研究所（National Institute of Agronomic Research of Niger）、埃塞俄比亚吉姆马大学（Jimma University）和尼日利亚埃邦伊州立大学（Ebonyi State University）的研究人员，针对这一难题展开了深入研究。他们的研究成果发表在《BMC Plant Biology》上，为甘薯的改良和发展带来了新的曙光。
研究人员采用了多种关键技术方法。在农艺形态分析方面，他们选取了 100 份甘薯基因型，在尼日利亚埃邦伊州立大学的教学实验田进行种植，运用 20×5 alpha 晶格设计并设置三次重复，详细记录了多种农艺形态性状数据 。在营养分析上，从 100 份材料中挑选 50 份，测定其 β- 胡萝卜素、干物质、总糖等营养成分含量 。分子多样性分析时，利用 CTAB 法提取 50 份甘薯的基因组 DNA，选取 10 对 SSR 引物进行 PCR 扩增和凝胶电泳，进而分析遗传多样性参数 。
农艺形态分析：通过方差分析发现，所有研究的农艺形态性状在甘薯品种间均存在显著差异（p<0.01）。像上生物质产量，最高可达 71.38 t/ha，最低仅 0.83 t/ha；贮藏根产量范围为 0.11 - 30.75 t/ha。这表明收集的甘薯种质内变异丰富，可能与收集地区不同以及土壤肥力、环境等因素有关。从变异系数来看，除成熟叶长（19.16%）为中等外，其他多数性状的表型变异系数（PCV）较高，如贮藏根产量 PCV 达 98.35%。多数性状的遗传变异系数（GCV）也较高，像贮藏根产量 GCV 为 83.33%，这说明这些性状受遗传因素影响较大。此外，贮藏根产量的广义遗传力（H）为 72%，属于较高水平，意味着该性状的变异主要源于遗传。在相关性分析中，贮藏根产量与贮藏根直径（rp=0.71 ，rg=0.82）、贮藏根长度（rp=0.47 ，rg=0.53）呈显著正相关 。
营养分析：营养成分的方差分析显示，甘薯种质间总糖和 β- 胡萝卜素含量差异极显著（P<0.01） 。干物质含量均值为 31.14%，高于部分前人研究结果。β- 胡萝卜素含量范围是 10.3 - 87.09 μg/g，均值为 48.02 μg/g 。研究还发现，橙色果肉的甘薯 β- 胡萝卜素含量显著高于白色、奶油色和黄色果肉的甘薯。不过，贮藏根产量与所测营养性状无显著相关性，与 β- 胡萝卜素含量呈负相关（rp=?0.17 ，rg=?0.17），与干物质含量呈正相关（rp=0.08 ，rg=0.08） 。
遗传多样性分析：利用 10 个 SSR 标记对 50 份甘薯基因型进行遗传多样性分析，检测到的主要等位基因频率均值为 0.73，每个位点平均检测到 2 个等位基因。多态信息含量（PIC）均值为 0.30，部分标记如 IbJ10a、IbL16 等具有较好的信息性 。分子方差分析（AMOVA）表明，群体内变异占 89%，群体间变异占 11% ，Fst 值为 0.11，显示群体间存在中等遗传分化。聚类分析和主坐标分析（PCoA）发现，尼日利亚和尼日尔的甘薯种群遗传相似性较高。
综上所述，该研究揭示了甘薯种质在农艺形态、营养成分和 SSR 标记分析方面存在显著变异性。贮藏根产量与部分农艺性状显著相关，但与营养性状相关性不显著。橙色果肉的甘薯富含 β- 胡萝卜素。研究还筛选出了具有高产量和高 β- 胡萝卜素含量的基因型，为后续甘薯育种和品质改良提供了重要的理论依据和种质资源。这不仅有助于提高甘薯的产量和营养价值，还能为解决粮食安全和营养问题提供有力支持，对推动农业可持续发展具有重要意义。
