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魔芋新品種選育研究進(jìn)展

作者： [陳國(guó)愛 段龍飛?郭邦利 劉婷 鄭敏 ]　　文章來源： [薯類研究中心]　　點(diǎn)擊數(shù)：[5261]　　更新時(shí)間：[2015-10-20]

Advances in Variety Breeding of Amorphophallus konjac

Chen Guo-ai，Duan Long-fei*，Guo Bang-li，Liu Ting，Zheng Min

(Ankang Agricultural Science Research Institute 725021)

Abstract: In this paper, the importance of konjac breeding was introduced, and research progress and existing problems of konjac were described. Finally, the future research direction of konjac breeding was pointed out, which provided references for breeding new varieties of konjac.

Key words: Konjac; disease resistance; new variety; breeding

一、魔芋新品種選育的重要性

魔芋（Amorphophalms konjac）又名蒟蒻，為天南星科魔芋屬多年生草本植物，主要分布在亞洲和非洲的熱帶及亞熱帶的一些國(guó)家和地區(qū)，我國(guó)為原產(chǎn)地之一^[1]。魔芋種類很多，全世界約有170種，我國(guó)有21種，主要分布于南方各省山地丘陵區(qū)^[2-3]。然而，目前我國(guó)主要栽培種為花魔芋和白魔芋，而且多為地方群體種，品種性狀參差不齊，加上長(zhǎng)期的無性繁殖，造成品種退化，品質(zhì)降低、抗病性減弱。

近年來，隨著魔芋種植面積的不斷擴(kuò)大和種植年限的增加，軟腐病和白絹病等病害的發(fā)生逐年加重，導(dǎo)致魔芋大量減產(chǎn)，甚至絕收^[4-5]。尤其是魔芋軟腐病的危害極為嚴(yán)重，發(fā)病率常年高達(dá)40%以上，部分地區(qū)甚至高達(dá)80%，發(fā)病后的單株產(chǎn)量損失超過80%，一般連作3年后魔芋基本無收成，軟腐病已成為制約魔芋種植業(yè)的最大瓶頸^[6]。

針對(duì)魔芋軟腐病，目前生產(chǎn)上尚無抗病品種。防治主要依靠化學(xué)農(nóng)藥和農(nóng)藝栽培措施，但效果甚微。同時(shí)，化學(xué)農(nóng)藥不但給生態(tài)環(huán)境造成了不良的影響，而且持效性比較差；農(nóng)藝措施繁瑣，治標(biāo)不治本^[7]。面對(duì)魔芋軟腐病的發(fā)病狀況，現(xiàn)有的防治方法無法從根本上解決病害的大量發(fā)生。因此，加快抗病魔芋新品種的選育，已成為當(dāng)前魔芋種植業(yè)發(fā)展中急需解決的問題。

二、國(guó)內(nèi)外魔芋育種研究進(jìn)展

1．國(guó)外魔芋育種研究

國(guó)外魔芋育種研究以日本為代表，早在上世紀(jì)二十年代日本已經(jīng)設(shè)立了專門的魔芋新品種選育的研究機(jī)構(gòu)^[8]。日本魔芋研究機(jī)構(gòu)主要是將中國(guó)和日本的花魔芋品種進(jìn)行雜交選育。到目前為止，日本已經(jīng)成功選育了多個(gè)魔芋雜交新品種，其中，1966年“農(nóng)林1號(hào)”就是利用中國(guó)花魔芋作母本與日本地方花魔芋作父本進(jìn)行人工雜交選育而成，該品種球莖易膨大，根狀莖多，抗病抗逆性強(qiáng)，葡甘聚糖含量高于地方品種。隨后，日本又雜交選育出了“農(nóng)林2號(hào)”、“農(nóng)林3號(hào)” 和“農(nóng)林4號(hào)”，尤其是2002年選育的“農(nóng)林4號(hào)” 命名為“美山增”，該品種除了抗病性強(qiáng)和葡甘聚糖含量高外，最值得一提的是，該品種可以機(jī)械化種植，極大的減少了勞動(dòng)成本^[9]。

近些年來，隨著我國(guó)魔芋種植面積的不斷擴(kuò)大，對(duì)日本魔芋市場(chǎng)有很大沖擊，加上日本人不愿從事魔芋種植業(yè)，造成日本的魔芋種植業(yè)萎縮，繼而魔芋育種工作也停滯不前^[10-11]。

2．國(guó)內(nèi)魔芋育種研究

我國(guó)魔芋栽培與利用已有 2000 多年的歷史，但是發(fā)展緩慢，長(zhǎng)期以來任其自生自滅，對(duì)于其資源利用、開發(fā)及研究未予以重視。直到上世紀(jì)七八十年代，西南農(nóng)業(yè)大學(xué)劉佩瑛教授認(rèn)為魔芋產(chǎn)業(yè)對(duì)于振興農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)、幫助貧困山區(qū)人民致富意義重大，因而才組建立了一支專業(yè)致力于魔芋研究的團(tuán)隊(duì)，從魔芋的資源分布、生物學(xué)特性、新品種選育以及加工利用等方面進(jìn)行了一系列的基礎(chǔ)性研究工作，從而使我國(guó)的魔芋栽培以及品種選育工作慢慢走向正規(guī)化，同時(shí)也引起了人們的重視^[12-13]。

我國(guó)魔芋育種專家經(jīng)過不斷的探索研究，在良種選育上也取得了一定成績(jī)，

選育出了一批性狀優(yōu)良、適合栽培的地方品種(見表1)。

1993年，西南農(nóng)業(yè)大學(xué)劉佩瑛教授等從15個(gè)農(nóng)家地方花魔芋品種中優(yōu)選出“萬源花魔芋”。這是我國(guó)第一個(gè)經(jīng)過審定的花魔芋品種，該魔芋品質(zhì)、抗病性等都優(yōu)于對(duì)照魔芋，現(xiàn)在廣泛種植與四川、重慶等地區(qū)^[14]。

1997年，湖北省恩施州魔芋研究中心在武陵山區(qū)土家苗族自治州選育到“清江花魔芋”，畝產(chǎn)可達(dá)2000千克，2003年通過湖北省恩施州農(nóng)作物品種審定^[15]。

2001年，西南大學(xué)牛義等從云南花魔芋群體種優(yōu)選出一批自然變異的單株，并經(jīng)過多年的品種比較、試驗(yàn)栽培，篩選出了國(guó)內(nèi)審定的第三個(gè)花魔芋新品種“渝魔 1 號(hào)”，2008年通過重慶市農(nóng)作物品種審定委員會(huì)審定^[16]。

2002年，云南省農(nóng)科院在云南麗江花魔芋群體種中選育出優(yōu)良變異株“云芋 1 號(hào)”， 經(jīng)過多年定向選育，在2008年選育定型，2009年由云南省園藝植物登記注冊(cè)^[17]。

2010年，湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)選育出一種適合低海拔地區(qū)栽培的魔芋新品種“湘芋 1 號(hào)”，該品種適宜于湖南省種植，具有很強(qiáng)的抗病性，對(duì)夏季高溫高濕耐受能力強(qiáng)，適合在低緯度、低海拔地區(qū)栽培^[18]。

2014年2月，由安康學(xué)院李川等選育出的“秦魔1 號(hào)” 通過陜西省非主要農(nóng)作物品種鑒定，該品種是從安康市嵐皋縣花魔芋農(nóng)家群體種中篩選出的自然變異株。通過區(qū)域試驗(yàn)和生產(chǎn)試驗(yàn)表明，其平均產(chǎn)量達(dá)22.75 t · hm-2，較當(dāng)?shù)剞r(nóng)家種增產(chǎn)29.04%^[19]。

2014年10月，湖北省農(nóng)作物品種審定委員會(huì)對(duì)恩施州農(nóng)科院選育的魔芋雜交新品種“遠(yuǎn)雜一號(hào)”進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)考察。“遠(yuǎn)雜一號(hào)”也將成為國(guó)內(nèi)首個(gè)魔芋雜交品種。該品種是由白魔芋和花魔芋雜交選育而成，單株商品芋平均重0.65kg左右，芋鞭數(shù)20根左右，芋鞭重0.35kg，田間軟腐病發(fā)病率7%左右。

  

表1 我國(guó)魔芋主栽品種^[20]

Table1 The main cultivated varieties of konjac in our country

特 性 品 種	適宜區(qū)	海拔m	鮮芋干粉含量%	葡甘聚糖含量%
清江花魔芋	四川盆地、山區(qū)	500~1300	20.5~21.5	58.7~59.2
萬源花魔芋	湖北省鄂西山區(qū)	800~1400	17.4	51.4
渝魔1號(hào)	四川、重慶	900~1400	21.5~22.2	60.2
湘芋1號(hào)	湖南省	280~500	20.3~21.7	60
白魔芋	/	<800	21.3	60.1
珠芽魔芋	云南地區(qū)	/	19.3~21.9	55.4~58.5

注：該表引自福建農(nóng)林大學(xué)陳葳碩士論文^[21]

然而，我國(guó)的主栽品種大多數(shù)是從農(nóng)家群體種中篩選，隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，這些品種也在不斷退化、品質(zhì)下降、抗病性降低，現(xiàn)有的魔芋品種已不能滿足生產(chǎn)的需求。近些年來，國(guó)內(nèi)魔芋研究團(tuán)隊(duì)利用各種育種方法包括雜交育種^[22-24]、誘變育種^[25-27]以及生物技術(shù)育種^[28-29]等進(jìn)行育種工作，歷經(jīng)多年努力，已取得了一定成績(jī)，并積累了豐富的育種材料及工作經(jīng)驗(yàn)，但與生產(chǎn)要求相比尚有較大差距。

三、魔芋育種存在問題

魔芋的新品種選育工作勢(shì)在必行，經(jīng)過多年努力，雖然已積累了豐富的育種材料及經(jīng)驗(yàn)，但到目前為止，魔芋的新品種選育仍沒有大的突破性進(jìn)展。筆者認(rèn)為，在魔芋育種研究中主要存在兩方面問題：從客觀上講，魔芋育種的確存在一些技術(shù)難題；從主觀上看，科技力量薄弱也是制約魔芋育種的一個(gè)關(guān)鍵因素。

1．技術(shù)難度大

選種和雜交是魔芋育種比較常規(guī)的方法，然而群里種篩選盲目性大，雜交育種也存在不同種花期不遇、雜交種質(zhì)不親和等雜交技術(shù)上的難題。雖然一些研究人員利用生物技術(shù)方法來選育魔芋新品種，但是現(xiàn)在還處于探索階段，要獲得優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、抗逆和適用性強(qiáng)的新品種，仍有許多艱苦的工作。

2．科技力量薄弱

由于魔芋是一個(gè)小型經(jīng)濟(jì)作物，國(guó)內(nèi)專門從事魔芋研究的機(jī)構(gòu)相對(duì)較少。近些年來，由于魔芋的價(jià)值逐漸的被人們所了解，開始有一些研究機(jī)構(gòu)從事魔芋研究，但大多數(shù)的研究主要集中在大田的栽培技術(shù)以及病害防治等方法?？傮w來說，致力于魔芋育種的科研力量相對(duì)薄弱。

四、魔芋育種展望

目前，我國(guó)魔芋種植業(yè)存在巨大風(fēng)險(xiǎn)尤其是魔芋病害問題，從而導(dǎo)致整個(gè)魔芋產(chǎn)業(yè)發(fā)展受到影響。然而，解決魔芋病害問題，除了大田的栽培措施、藥劑防治外，抗病魔芋新品種的選育才是解決魔芋病害的關(guān)鍵。因此，魔芋新品種的選育工作至關(guān)重要^[30-31]。筆者認(rèn)為，未來魔芋育種工作應(yīng)緊緊圍繞以下幾個(gè)方面進(jìn)行，具體如下：

1．加強(qiáng)魔芋種質(zhì)資源開發(fā)與利用。我國(guó)魔芋種植區(qū)域廣泛，資源豐富，因此，應(yīng)繼續(xù)加強(qiáng)從野生種和農(nóng)家品種中篩選優(yōu)良魔芋新品種。

2．開展魔芋雜交育種工作。由于魔芋雜交優(yōu)勢(shì)明顯，開展雜交育種，選育抗病優(yōu)質(zhì)魔芋新品種，這將是目前魔芋育種工作最直接、有效的方法。

3．利用誘變育種和生物技術(shù)育種方法選育魔芋新品種。傳統(tǒng)育種存在一定的局限性，而誘變育種和生物技術(shù)育種方法可以克服其缺點(diǎn)，隨著生物技術(shù)的不斷發(fā)展，利用現(xiàn)在生物技術(shù)將是未來魔芋育種的大方向。

相信通過多途徑開展魔芋育種工作，在未來一定能選育出抗病性強(qiáng)、葡甘聚糖含量高的魔芋新品種，從根本上解決目前魔芋種植過程中存在的諸多問題。

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