我国魔芋种植业研究的现状及对策

　　摘要:我国魔芋资源虽然丰富,但育种工作开展的比较少,尤其是魔芋软腐病传统的药剂防治很难发挥有效作用,这一病害严重制约了魔芋产业的发展。针对以上现状,提出通过大力发展魔芋组织培养技术,多渠道攻关魔芋软腐病和通过高效种植模式推广,促进魔芋综合效益的提高,从而提高我国魔芋栽培生产水平,保证魔芋产业的健康持续发展。

　　关键词:魔芋;产业;对策

　　魔芋又名蒟蒻、鬼芋、花梗莲、蛇玉米、蛇头草等,是天南星科(Areaceae)魔芋属(AmorphophallusBlume)的多年生草本植物,全属记载了163种[1]。魔芋是自然界中含大量葡甘聚糖的特种经济作物,其在食品、医药保健、工业材料等方面用途广泛[2-5],且生产上有较高的单产(可达2000-2700kg/667m2,最高可达5000kg/667m2)[6],使魔芋产业成为21世纪的朝阳产业。近年来,国内外市场对魔芋及其加工产品的需求越来越大,出现了供不应求的局面。随着魔芋种植产业规模的扩大,出现了传统品种种性严重退化、良种严重不足、病害普遍流行等问题,形成了魔芋产业发展的制约瓶颈。本文就我国魔芋种植业的现状及如何解决“种的问题”作一简述。

　　1我国魔芋资源的分布

　　我国魔芋有21种,其中至少有13种为我国特有[7],主要分布于南方各省山地丘陵地区。云南有15种,广东有8种,广西有6种,台湾有5种,湖南有4种,福建、江西、四川各有3种,湖北、贵州、浙江、安徽、江苏等省区有1-2种(表1)。从种的分布范围看,花魔芋和白魔芋是我国的主要栽培种[8]。

　　2我国魔芋种植业现状

　　2.1魔芋育种工作的现状

　　魔芋是一个古老的作物,其宝贵价值在20世纪80年代才引起人们的注意,因此对其种植资源的研究、驯化、选种、育种等工作开展的比较少,至今仍属一种比较原始的作物[7]。

　　2.1.1种内品系的选育

　　分布的魔芋属有21个种,但只对其植物学特征比较清楚,除花魔芋和白魔芋两个种外,其余的种未作过全面的种质搜集和经济性状及适应性、抗病力等的观察和研究。因此通过对种质资源的调查和收集,选育出有价值的新品种潜力极大。如西南大学魔芋研究中心承担了农业部“经济作物新品种选育及配套栽培技术的研究(包括魔芋等九个作物)”项目,从全国8省(区)搜集了15个魔芋农家品种,以12个农家品种参试,从中选育出万源花魔芋,这是第一个经过审定的优良花魔芋品种[10];恩施自治州农业科学院魔芋研究所从武陵山区地方种质资源杂合群体中,运用农作物系统育种原理选育出清江花魔芋[11]。

　　2.1.2诱变育种

　　无性繁殖作物通过人工诱导产生有利变异,再通过选择,并以无性繁殖方法固定下来,可作为育种亲本材料或直接作为品种,己是作物育种的一条重要途径。据研究,发生变异不仅表现在地上部的性状及抗病性等,即使是数量性状的薯块产量、主要成分如淀粉含量也发生变异,并可供利用。张盛林等参考马铃薯辐射剂量标准[12-13],采用不同剂量60Co-γ射线处理花魔芋球茎,探讨了花魔芋的辐射敏感性,初步得到照射花魔芋半致死剂量LD50为1.5KR[14]。黄训端、何家庆等建立了以催芽球茎为诱变材料的魔芋辐射诱变体系,证明了辐射诱变育种和种质改良的可行性[15-17]。吴金平[18]用诱变剂———甲基磺酸乙酯和魔芋软腐病病原菌滤液处理魔芋愈伤组织,在离体培养条件下筛选魔芋软腐病抗源材料,获得了再生植株,有望通过该途径获得抗软腐病的新品种。

　　2.2魔芋软腐病的防治现状

　　魔芋起源于亚洲热带雨林的底层植被,这种生长环境赋予了魔芋特有的生态习性。如适宜在隐蔽、温暖和湿润的环境条件下生长,在魔芋大规模种植前的栽培方式和环境(主要是房前屋后)实际上就是魔芋在长期演化过程中自然选择的结果,是魔芋生长的最佳环境。在这种环境中,人为干扰少,魔芋生长好,很少发病,因而一些农户认为魔芋是“贱庄稼”、“懒庄稼”,很容易种植。为此,很多芋农就凭自己多年的“老经验”,随意操作[7]。大面积种植后,其生长环境与过去发生了很大的变化,导致魔芋软腐病爆发。该病害造成的损失一般在30%-50%,严重者可达80%,甚至绝收,现在全世界都没有发现抗病品种,田间也没有找到有效的防治方法,这一病害严重制约了魔芋种植产业的发展[29]。关于魔芋软腐病的症状、传播途径、发病规律、病原生物学及危害等方面均有大量的研究报道[30-31]。从二十世纪八十年代开始,魔芋研究者开始寻找各种控制魔芋软腐病的措施[32-35],总体归纳为以下两个方面。

　　3我国魔芋种植业技术研究对策

　　3.1大力发展魔芋组织培养技术

　　魔芋生物技术育种离不开组织培养技术,同时,此技术是目前公认的解决魔芋繁殖系数太低、种性退化严重、带病种芋造成软腐病流行、新品种推广速度缓慢等问题的有效方法。

　　3.1.1魔芋组织培养技术可以解决种源不足问题

　　由于传统的魔芋繁殖主要是用根状茎进行无性繁殖,繁殖系数低,其收获期可能长达3年,这样不仅不利于工业化的生产而且使耕地面积的利用率降低;而用球茎作种芋进行繁殖,则出现用种量大,繁殖系数低,导致种源严重不足,且种芋的表皮极易损伤,易感病和腐烂。而利用组织培养技术可以大大缩短生长周期,进行大批量繁殖,在生产上可提高繁殖系数,改变传统的播种方式,实现种的生产工厂化,克服种芋用量大、成本高等缺点。

　　3.1.2魔芋组织培养技术可以提供健康种芋

　　目前,魔芋软腐病是造成魔芋大量减产甚至绝收的主要原因,给魔芋产业带来巨大的冲击,魔芋的大量减产将导致原料价格的居高不下,进而造成加工产品价格昂贵,不能为广大消费者接受。更为严重的是,软腐病的大面积爆发,将会给魔芋产业带来毁灭性的灾难。现在我们已经充分认识到:带病的种芋是造成软腐病流行的罪魁祸首。因此,要解决软腐病的综合防治问题,首先必须提供健康种芋。通过组织培养,可以筛选出无病毒植株,同时去除真菌、细菌和线虫,恢复其种性,为无公害魔芋种植提供保证[37]。3.1.3魔芋组织培养技术可以加快新品种的选育和推广由于魔芋为多年生作物,生活周期长,且自然繁殖速度慢,结合组织培养能加快杂交后代的繁殖代数和繁殖系数,有效缩短育种年限,同时可加速诱变育种后代的选择和抗性突变体的筛选进程,从而可缩短新品种的选育时间,加速新品种走向生产[7,18,26]。

　　3.2多渠道技术攻关,有效防治魔芋软腐病的危害

　　虽然开展了魔芋种质资源采集[38]、休眠生理[39]、种质低温保存[40-41]、杂交[42]、组织培养[43-44]、开发利用[45]、魔芋核型及分布、分类研究[46-47]、魔芋病害防病[48-49]等研究。但现在制约魔芋种植业发展的关键是软腐病,因此在利用常规育种与分子育种手段基础上,针对魔芋主要的优质、抗病、抗逆相关基因或QTL进行标记,在获得紧密连锁的分子标记的基础上,建立高通量的分子标记技术平台,开展大规模的分子辅助育种研究,在较短的时限内获得优良的基因转育材料,针对性地培育一些聚合多个优良基因的新材料,也可以从创新耕作栽培措施、应用根际抗病微生物和抗病内生菌等技术,多种途径同时着手来解决这一问题,从而有效的防治软腐病的危害,以促进魔芋种植产业的发展。

　　3.3研究推广高效种植模式,

　　促进魔芋综合效益的提高魔芋适种区在海拔700m以上的山区,这些地区生态环境脆弱,以往魔芋-玉米、魔芋-土豆等种植模式因病虫害严重、农药和化肥施用超量等,给本已脆弱的生态环境造成了进一步的伤害,魔芋生产的综合效益随着种植面积越扩大在降低。因此,魔芋种植除上述技术研究外,必须因地制宜研究高效种植模式,以提高经济和环境为主的综合效益。根据魔芋耐阴喜湿的特点,可以研究适宜山区生产的果-魔、果-药-魔、林-魔等种植模式,引进避雨栽培技术等,尽量使魔芋种植回归到其适生环境。

　　通过种植模式的研究推广,使魔芋主产区传统的种植习惯得到改变,在提高魔芋产值的同时,增加其它产品的收入,并减轻对环境的伤害,从而实现提高魔芋种植综合效益的目的。通过高产、优质、抗病新品种的选育,并研究推广高效种植模式,可以从根本上解决我国魔芋栽培群体良莠不齐、性状差异较大,遗传基础高度混杂,综合效益差的现状,有利于提高我国魔芋栽培生产的水平,保证魔芋产业的健康持续发展[50-51]。

　　参考文献

　　[1]HetterschidW,IttenbachS.Amorphophallus.Aroideana,1996,19:13-16

　　[2]何家庆.论我国魔芋资源产业化与可持续发展.武汉植物学研究,2001,19(1):5-9

　　[3]KimuraT.,SugaharaT.,FukuyaY.,etal.Effectsofultrasonicationonrefinementofkonnyakupower.JournalofJapaneseSocietyofFoodScienceandTechnology.1997,44(8):552-559

　　[4]TakahashiH.Manufactureoflow-energyinstantnoodlecontainingkonnyaku.Jpn.KokaiTokkyoKohoJP.1998,10,113,140

　　[5]孙远明,杨君,吴青等.可食性热水溶性复合膜的制备及性能研究(Ⅱ).食品学报,2002,2(1):28-32

　　[6]农业行业标准.魔芋栽培技术规程.魔芋通讯,2000

　　顾玉成吴金平