木薯(Manihot esculenta Crantz),为大戟科木薯属植物,有“淀粉之王”的美称,与马铃薯和甘薯并称世界三大薯类作物。木薯基因组杂合程度高,遗传变异多样,虽给选育种提供众多选择机会,然也给选育种工作带来许多困难,如耗时长,样本群体大,选育效率低等。目前我国许多木薯引进种质资源系谱不清,造成在杂交亲本选配时存在很大盲目性。本研究从植物学性状、淀粉特性、对病虫害抗性和遗传多样性及亲缘关系对不同地理来源的200多份木薯种质材料进行全面鉴定与评价,并开展种质创新和新品种选育,以期明确木薯种质资源圃材料之间亲缘关系和遗传多样性水平,为木薯杂交育种与定向育种亲本的选择提供理论依据和指导。本研究取得的主要研究结果如下：1.植物学性状鉴定与评价对228份材料的15个质量性状和7个数量性状进行了分析。15个质量性状频率分布和遗传多样性指数的分析表明：多样性指数较小,范围为0.435-1.889,平均为0.957。成熟主茎外皮颜色多样性指数最大,为1.889；成熟主茎外皮颜色、块根内外皮颜色等性状频率分布较为分散；株型、块根表皮等性状分布较为集中,株型为张开型,块根表皮粗糙的资源居多。对7个数量性状频率分布,变异系数及遗传多样性指数研究表明：数量性状多样性指数较大,范围为1.895-2.073,平均2.013,块根干物率多样性指数最大,为2.073,表明228份木薯种质遗传多样性丰富。利用概率分级法将7个数量性状多样性指数分为5级,即极低、低、中、高和极高级。筛选可作为木薯育种亲本材料,多样性指数为极高级品系40份,其中单株鲜薯重极高种质共22份(瑞士J17、ZM95111、华南5、ZM9713、ZM99229、海南细叶、CMR36-60-12, R90, ZM9244、八-1、ZM99200、宝岛9-1、COL523-7、文昌红心、者东镇街兴社坡角、SM2300-1、E25、ZM99250、 ZM9495、 MCR142、海南红心、4363),占总参试种质的9.95%；收获指数极高种质共18份(SM1747、CM92-56-1、 ZM9710、瑞士M14、 ZM9079、CMR35-70-1、OMR32-29-1、OMR36-34-6、ZM8625、CMR35-70-6、ZM9066、ZM9679、瑞士H19、ZM8316、CMR37-14-9、CMR36-60-12、KM98-1、SG424-19),占总参试种质的8.22%；干物率极高种质共17份(ZM98173、CM2399-4、瑞士NO12、KM98-7、ZM9066、 KU50、R5、花叶木薯变、R80、新选048、R72、SM2300-1、桂热5号、ZM9710、 CMR35-22-196、广西4号、泰引2号),占总参试种质的8.02%。三维主成分分析表明,国内外木薯资源群体间遗传距离的UPGMA聚类为6类,国内和国外种质互有渗透。国内外不同地理来源木薯资源种群间的遗传变异小；单株鲜薯重、主茎高度、收获指数存在较大程度的变异,变异系数分别为44.60%、29.70%和20.19%。2.淀粉特性鉴定与评价对212份国内外栽培木薯种质块根淀粉率,直链淀粉含量、支链淀粉含量、粘度峰值和糊化温度5个重要淀粉特性指标进行研究。结果表明,不同木薯种质各淀粉特性差异较大,不同指标间有一定的相关性,利用概率分级法将5个淀粉特性性状分为5级,即极低、低、中、高和极高级。筛选可作为木薯育种亲本材料,淀粉品质特性为推荐极高级种质种质35份,其中直链淀粉含量极高种质共17份(南植199、桂热5号、瑞士No.12、CM2399-4.云南8、 CM6740-7、OMR35-2-6、广西4号、花叶木薯(变)、R5、R90、者东镇街兴社坡角、泰引2号、ZM9710、贵州2号、CMR35-22-196、新选048)；支链淀粉含量极高种质共18份(OMR36-40-1、R72、SM2323-6、瑞士NO12、 ZM9066、CMR26-07-15、南植188、R5、新选048、ZM9710、广西4号、CMR35-22-196、 CMR36-63-4、KU50、R80、桂热5号、SM2300-1、泰引2号)。主成分分析表明：第1主成分(括淀粉率、直链淀粉含量和支链淀粉含量)和第2主成分(粘度峰值、糊化温度)能反映木薯参试种质块根淀粉品质特性的83.79%信息。利用主成分分析法及隶属函数法对不同资源的木薯淀粉的理化特性进行综合评价,筛选出综合加工性能最好的12份木薯种质,分别为SM2300-1、海南红心、4363、者东镇街兴社坡角、MCR142、 E25、 ZM99250、COL523-7、八-1、R90、文昌红心、ZM99200。3.抗病虫害鉴定与评价于细菌性枯萎病及螨害多发期,在田间进行木薯抗细菌性枯萎病及抗螨性鉴定。根据细菌性枯萎病情指数和螨害指数,将抗细菌性枯萎病和抗螨性分为高抗、抗、中抗、感和高感5个等级。筛选出抗木薯细菌性枯萎病资源6份(ZM9932、云南8、CM92-56-1、COL523-7、CM965-3、SM2300-1);高抗螨性资源2份,为ZMF701和缅甸种;双抗2种病虫害资源3份,为ZMF701、ZM9932和ZM8752。4.木薯种质资源遗传多样性及亲缘关系从160对SSR引物中筛选44对多态性引物,每对引物可检测到等位位点数4.23个,基因多样性为0.56,Shannon’s信息指数为1.01,多样性信息平均指数0.49。当以遗传相似系数0.71为阈值时,195份木薯参试种质材料划分为7个类群：A类群包括国内大部分的育成品种、地方品种、育成品系；由华南11号等来自不同地区的15份材料组成为一类(Group B);以巴西种质和部分国内地方品种为代表材料组成类群C；以大部分瑞士材料为代表材料的组成了类群D；以材料CM483-2、CM769-2和瑞士J17组成类群E；以大部分来源哥伦比亚和泰国的材料组成了类群F; ECU81为单独一类(Group G)。5.种质创新本研究对华南5、华南6、华南7的品种进行了6个正反交组合试验,对其不同时间段的杂交稔实率、不同杂交组合的稔实率、出苗率和后代进行分析,试验结果表明,在下午12：30至6：00的时间段内进行杂交授粉均获得正常的稔实率；不同父母本正反交稔实率和出苗率差异明显,同时6个正反交组合共获得22个优良株系,在鲜薯产量、干物率和收获指数中综合评价均超过对照华南205的株系共11个M675、M699、M700、M714M724、M728、M748、M764、M812、M824和M830),全部优先直接进入下一年的中级系比试验,在鲜薯产量和干物率均超过对照华南205,但收获指数比华南205偏低的共11个(M682、M726、M766、M790、M791、M806、M809、M816、M842、M847和M848),可以进入下一年中级系比试验。推荐了华南5×华南6组合可作为今后育种的主要亲本组合。6.新品种选育木薯新品种华南12号(Manihot esculenta Crantz cv.SC No.12)是利用母本为OMR36-34-1,父本为ZM99247杂交的杂种后代,父母本均来自本试验材料。华南12号经实生苗试验、初中高级系比、区域性和生产性试验等选育而成。该品种具有良好丰产性和广泛适应性。鲜薯产量约39.37t/hm2,比现大面积种植的当家品种华南205增产28.65%,其干物率和淀粉含量分别为42.19%和31.11%,分别比华南205高2.51个百分点和1.86个百分点,氢氰酸含量低,为42.20mg/kg。华南12号是一个高产优质、食用型和工业应用型兼备的木薯新品种。