[00134478]马铃薯主食化产业链关键环节核心技术研究与集成

我国已开启并正大力推进马铃薯主粮化国家战略。同时,“健康中国”战略的实施及供给侧结构改革越来越需要更有营养,更健康的食物。彩色马铃薯富含花青素及多酚等多种营养保健功效成分,是一类营养价值非常高,具有药用食用保健于一体的特殊马铃薯新品种。本项目经 20 多年攻关,围绕破解我国彩色马铃薯资源贫乏,品质产量改良困难,特别是在马铃薯育种过程中营养成分含量高,但产量低,成熟期长的“卡脖子”国际育种难题,在国家及陕西省重大科技攻关、948项目等项目资助下,创造性地开展了马铃薯从育种、资源创新、高产栽培、储藏加工、主食加工产品研制等产业化多学科全链条的系统研究,取得了诸多原创性、国内领先的成果。为我国特色马铃薯产业发展带来了良好的社会、经济和生态效益。 1. 材料创新。建立了马铃薯品种选育与基因挖掘的遗传资源创新平台。收集和保存世界各地名、优、特,具有抗病、抗虫、高抗氧化、适合加工的优质品种遗传资源 414 份,建立资源保护和利用体系,基本解决了马铃薯育种和基础理论研究中遗传资源缺乏的卡脖子问题。 2. 技术创新及优异种质资源创制。创建了马铃薯种间杂交育种的新技术体系,利用智能化育种设施,攻克了马铃薯种间杂交花期不遇、杂种败育等育种难题,提高了马铃薯育种效率,使育种周期从八到十年缩减到三到五年。利用SSR 分子标记辅助育种,分析亲本的遗传多样性,明确了马铃薯薯块颜色、品质、风味及产量等重要性状遗传的规律,解决了马铃薯杂交父母本选择的盲性。创制了13324个优良杂交株系,筛选出遗传背景不同,农艺性状各异、薯肉具有紫、黑、红、靛蓝、黄、超白等不同颜色、不同薯型（椭圆、长椭圆形、圆形、卵圆形等）、不同熟期（成熟期60-120天）、不同淀粉含量（10-21%）、不同抗氧化物含量及活性（75-800ug/100mg鲜重）,不同抗性（晚疫病抗性从感病-高抗）的系列彩色马铃薯新种质 256 份。实现了彩色马铃薯品种间多个优良性状的杂交聚合。进一步解决了彩色马铃薯种质资源匮乏和利用问题。 3. 彩色马铃薯新品种创新。培育出营养成分高和产量好、成熟期早,聚合不同优质基因为一体的彩色马铃薯“紫玫瑰2号”、“红玫瑰3号”“黑玫瑰4号”等新品种。这些彩色马铃薯新品种具有抗病,高抗氧化剂含量,高淀粉,适合加工等特点。其产量在2417-3184kg/亩,比对照品种黑美人平均亩产提高25.0-43.6%;花青素含量在26.5-57.3mg/100g鲜重,抗氧化活性物质在1084-1753 mg/100g鲜重,比对照品种夏波蒂高3-10倍;其成熟期为66-81天,比对照品种的94天提早13-28天。打破了彩色马铃薯产量与品质的负相关,解决了彩色马铃薯品质好但产量低的世界育种难题。获得4项国家植物新品种权,其中“紫玫瑰二号”“红玫瑰三号”“黑玫瑰四号”通过国家新品种登记。 4. 高产栽培技术集成创新。创新集成亩产万斤马铃薯高效种植技术,旱地、荒漠化地区及灌区马铃薯高产配套栽培技术及马铃薯全程机械化高效栽培生产技术的高产、优质、高效马铃薯综合配套栽培技术体系。新技术的应用使马铃薯新品种产量较对照品种增加30%以上。 5. 主食化食品及加工工艺创新。针对彩色马铃薯富含有花青素的特点,发明了“真空冻炸彩色马铃薯脆片、彩色甘薯脆片的工艺”。通过速冻、真空油炸和真空脱油等技术使彩色薯片成品的片型平整如初、颜色接近原料本色、口感香酥、厚薄均匀、超低的含油率。利用这个发明专利技术,改良彩色薯片加工工艺,开发出彩色马铃薯薯片、薯条、锅巴等休闲食品。还开发彩色马铃薯功能饮料、土豆冰激凌,水果土豆,以及一批以特色马铃薯为原料的彩色全粉及功能性母婴粉等产品,促进了马铃薯健康食品产业的持续发展。 6. 理论创新。提出了中国特色马铃薯产业发展从育种到加工,从田间到餐桌全产业链关键环节的理论与关键技术的核心内容,建立了马铃薯从育种到食品加工,从生产到市场（销售）的全产业链发展的新模式。 该成果获得植物新品种权4项,登记彩色马铃薯新品种3个;申请正受理国家发明专利2项;授权国家发明专利1项;授权实用新型专利2项;发表论文47篇。至2020年,项目全国累计推广应用种植彩色马铃薯106万亩（陕西22.87万亩）。育成彩色马铃薯新品种种植面积占西北、东北地区彩色马铃薯种植面积的 60% 以上。彩色马铃薯新品种示范推广和新产品开发累计新增产值 88.83 亿元人民币。近三年彩色马铃薯主食加工食品新增销售额11.34亿元人民币,新增利润 8.12亿元人民币,经济、社会和生态效益显著。 项目主持人陈勤获中国科技部2018年中国产学研合作创新奖。2015本项目自主知识产权的彩色马铃薯品种在中国杨凌第十届鉴宝农高会上被评为最具推广价值的致富项目。由陈勤指导,西北农林科技大学付钰坤等大学生的作品《国际领先的彩色马铃薯-马铃薯行业领跑者》,在第五届“建行杯”中国“互联网+”大学生创新创业大赛陕西赛区省级复赛中荣获金奖。