魔芋屬種質(zhì)資源研究現(xiàn)狀及應(yīng)用前景

解松峰 ，宣慢 ，張百忍 ，劉繼瑞 ，馬俊 ，謝世學(xué)

（1.陜西安康市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所，725021；2.重慶市開(kāi)縣農(nóng)委經(jīng)濟(jì)作物技術(shù)推廣站）

魔芋屬Amorphophallus自1834年荷蘭植物學(xué)家Blume建立以來(lái)[1，2]，許多科研工作者就開(kāi)始從形態(tài)學(xué)、栽培學(xué)、細(xì)胞學(xué)、系統(tǒng)分類學(xué)、生理生化及加工利用等方面對(duì)其展開(kāi)了廣泛研究，為其分類、育種、栽培、加工利用以及進(jìn)一步研究奠定了基礎(chǔ)。魔芋屬為天南星科（Araceae）多年生草本植物，栽培學(xué)上屬薯蕷類作物，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[3]。魔芋是唯一大量含有葡甘聚糖的重要經(jīng)濟(jì)作物，由于魔芋葡甘聚糖特殊的理化性質(zhì)，其在食品工業(yè)、化學(xué)工業(yè)、醫(yī)藥工業(yè)、農(nóng)業(yè)環(huán)保等多個(gè)領(lǐng)域極具開(kāi)發(fā)價(jià)值。

1 魔芋屬分類及其資源

國(guó)外最早對(duì)魔芋屬植物進(jìn)行描述的是荷蘭人Van Rheede tot Drakenstein[1]，于1692年在他的巨著《Hortus Malabaricus》中記載了2個(gè)魔芋種，Mulenschena和Schena。1834年荷蘭植物學(xué)家Blume[4]第一次使用了Amorphophallus這個(gè)屬名，并于1837年，最早對(duì)魔芋屬進(jìn)行了系統(tǒng)分類，該系統(tǒng)包括9個(gè)種，分為 3 個(gè)組[4]。 Engler等[5～7]在 1876-1908 年積極投身于魔芋屬植物的分類研究，并在他的不朽著作《Das Pflanzenri》中對(duì)天南星科植物作了系統(tǒng)分類，自Engler以后，一直沒(méi)有關(guān)于魔芋屬的專著發(fā)表，僅僅是對(duì)以前已出版的植物志作了一些補(bǔ)充，包括Ridley[8，9]、Gagnepain[10，11]、Hetterscheid[12]， 同 時(shí) 對(duì) 植 物 分 類 進(jìn) 行了報(bào)道[13，14]和一些關(guān)于魔芋屬的系統(tǒng)介紹和討論進(jìn)行了必要的補(bǔ)充，包括 Bogner[15～19]、Sivadasanii[20，21]、Hetterscheid 等[22，23]。

20世紀(jì)90年代，Wilbert Hetterscheid和Stephan Ittenbach在魔芋屬植物的分類研究方面作出了巨大貢獻(xiàn)。前者于1991-2003年相繼發(fā)現(xiàn)了52個(gè)新種，并獨(dú)自對(duì)魔芋亞洲種進(jìn)行了校正。后者于1997年在非洲發(fā)現(xiàn)了6個(gè)新種和2個(gè)亞種[24]，并同Wilbert Hetterscheid一起對(duì)非洲種進(jìn)行了校正。同時(shí)，在1996年出版的《AROIDEANA》一刊中他們還對(duì)魔芋屬的很多亞洲種和非洲種進(jìn)行了較為詳細(xì)的介紹，并在書(shū)中附有大量的圖片資料[25]。

作為中國(guó)天南星科植物研究的權(quán)威，李恒對(duì)中國(guó)魔芋屬植物的分類作出了卓越貢獻(xiàn)。她發(fā)現(xiàn)并命名了多個(gè)魔芋新種，包括結(jié)節(jié)魔芋、攸樂(lè)魔芋、矮魔芋、香魔芋等[26～28]，并于 1998 年在《云南植物研究》上發(fā)表文章《中國(guó)魔芋屬的分類問(wèn)題》[29]，對(duì)《中國(guó)植物志》第十三卷第二分冊(cè)（1979）的中國(guó)產(chǎn)魔芋種作了較大幅度的修訂[30]。根據(jù)修訂，我國(guó)有魔芋已知種21個(gè)，其中9個(gè)為中國(guó)特有。劉佩瑛從1979年開(kāi)始致力于魔芋的研究，發(fā)現(xiàn)并命名了白魔芋（A.albusLiu et Chen）新種，并于20世紀(jì)80年代選育出萬(wàn)源花魔芋，這是中國(guó)第一個(gè)經(jīng)過(guò)審定的魔芋品種[31]。

魔芋屬種類很多，全屬所包含種的數(shù)目說(shuō)法不一[32]，普遍認(rèn)同的觀點(diǎn)是魔芋屬有不少于170個(gè)種，根據(jù)Wilbert Hetterscheld及Stephan Ittenbach所鑒定整理的結(jié)果，魔芋已知種共163個(gè)[33]。我國(guó)魔芋資源豐富，據(jù)國(guó)內(nèi)魔芋屬物種多樣性的最新研究報(bào)道[34]，在過(guò)去的20 a里，我國(guó)魔芋屬植物的種數(shù)從6種增加到22種，其中11種為中國(guó)特有，11種可供食用。據(jù)資料記載，中國(guó)共有魔芋種21個(gè)或26個(gè)[35，36]，其中分別有9個(gè)種、13個(gè)種為中國(guó)特有。具體哪種說(shuō)法更準(zhǔn)確，還有待于進(jìn)一步研究考證。

以前魔芋屬的分類工作主要是基于對(duì)魔芋球莖、葉柄、復(fù)葉，尤其是花器的佛焰苞、附屬器以及雌花、雄花及其花序等的大小、形狀、色澤氣味的觀察研究，在此基礎(chǔ)上的形態(tài)分類研究基本展示了魔芋屬的概貌，對(duì)指導(dǎo)魔芋產(chǎn)業(yè)發(fā)展和科學(xué)研究起了奠基作用，但也存在一些問(wèn)題。近年來(lái)，隨著分子生物學(xué)的迅速發(fā)展，新興的DNA指紋分析技術(shù)被廣泛應(yīng)用于植物的系統(tǒng)分化、分類，物種的起源進(jìn)化等，但應(yīng)用分子標(biāo)記技術(shù)對(duì)魔芋進(jìn)行系統(tǒng)分類與起源進(jìn)化的研究報(bào)道較少。國(guó)外僅有少數(shù)人利用葉綠體matK基因標(biāo)記進(jìn)行魔芋的系統(tǒng)學(xué)分析[37，38]；國(guó)內(nèi)張玉進(jìn)等[39]，張盛林等[40]以中國(guó)的 22個(gè)魔芋材料，運(yùn)用RAPD技術(shù)對(duì)魔芋屬部分野生種和栽培種進(jìn)行基因組的DNA多態(tài)性分析，以探討魔芋屬內(nèi)種間及栽培種內(nèi)品種或系統(tǒng)間的親緣關(guān)系，為魔芋屬內(nèi)分類地位的確定提供了分子證據(jù)。

2 魔芋屬的地理分布及分布特點(diǎn)

魔芋屬是天南星科中分布區(qū)域較小的一個(gè)屬，主要分布在西非向東到玻利尼西亞的熱帶地區(qū) （包括亞洲的中南半島、中國(guó)、日本、古南大陸、東南亞和非洲）。東界由疣柄魔芋（A.paeoniifolius）的分布構(gòu)成，但由于疣柄魔芋在亞洲栽培歷史悠久，至于它現(xiàn)在的地理分布能否反映其自然分布仍有很大疑問(wèn)。不考慮疣柄魔芋，魔芋分布的東界以日本—菲律賓—中國(guó)臺(tái)灣—新幾內(nèi)亞—N.E.澳大利亞一線構(gòu)成，分別由分布在Makino（日本和中國(guó)臺(tái)灣）的東亞魔芋（A.kiusianusMakino）、幾個(gè)菲律賓種和分布在新幾內(nèi)亞和澳大利亞的A.galbraF.M.Bailey的分布區(qū)域構(gòu)成。魔芋的東西界線跨越了熱帶和部分亞熱帶地區(qū)，其現(xiàn)在的地理分布大部分包括了古熱帶，在新熱帶地區(qū)未發(fā)現(xiàn)有分布。魔芋大部分生長(zhǎng)在次生林或原生林的受干擾區(qū)及森林邊緣。

魔芋屬的很多種表現(xiàn)出高度的地區(qū)特有性，只有 疣 柄 魔 芋 （A.paeoniifolius）、 A.muelleri及 A.abyssinicus3個(gè)種表現(xiàn)了廣泛的地理范圍，其余的種則更多地表現(xiàn)出地區(qū)特有性。一些種的地理分布似鑲嵌式，但表明魔芋屬至少在一些地區(qū)仍表現(xiàn)出其分布特有性。魔芋種質(zhì)資源的全球分布可歸納為7個(gè)地區(qū)，分別為：①非洲大陸；②馬達(dá)加斯加；③印度中部和南部；④印度北部—緬甸—泰國(guó)北部—中國(guó)南部和東南部—老撾—越南北部；⑤泰國(guó)中部—柬埔寨南部和越南中部—中國(guó)大陸東部—中國(guó)臺(tái)灣—日本；⑥馬來(lái)西亞—蘇門(mén)答臘—爪哇—婆羅島—努沙登加拉群島—新幾內(nèi)亞—澳大利亞北部；⑦加里曼丹—蘇拉威西島—菲律賓。婆羅島是這一劃分方法的交界處。

我國(guó)魔芋種質(zhì)資源主要分布于南方各省山地丘陵區(qū)，從南到北呈遞減趨勢(shì)，緯度愈向北，溫度愈低，分布的種愈少[41]，這是因?yàn)槟в髮?duì)生長(zhǎng)環(huán)境有比較特殊的要求，其主要生長(zhǎng)在丘陵和海拔250～2 500 m的低山山區(qū)蔭蔽地帶，要求氣溫20～30℃，土壤水分含量在60%～80%，土質(zhì)疏松肥沃，排水良好。云南作為魔芋屬的起源中心之一，擁有15種魔芋資源，其中南部有10個(gè)特有種。魔芋屬植物從云南擴(kuò)散到中國(guó)西南的廣西、四川盆地、貴州，翻越秦嶺北上到陜西秦嶺大巴山地區(qū)、甘肅、寧夏，向東則擴(kuò)散到廣東、福建、中國(guó)臺(tái)灣，全長(zhǎng)江流域均有分布[42]。其中廣東有8種，廣西有6種，臺(tái)灣有5種，湖南有4種，福建、江西、四川各有3種，湖北、貴州、浙江、安徽、江蘇、西藏等省各有1～2種。從種的分布范圍看，花魔芋最廣泛，其次是東亞魔芋、南蛇棒等[43]。

3 生物學(xué)特征及生態(tài)學(xué)研究

3.1 植物學(xué)特征

魔芋是草本植物，具地下貯藏器官，通常為塊莖。葉單一，從塊莖頂端上抽生，包括垂直的葉柄和水平生長(zhǎng)的葉片。但最近有資料顯示，有的魔芋會(huì)形成2個(gè)葉片[44]。葉片通常分裂為少數(shù)或大量的小裂片。植株一旦成年便抽生花序。在同一個(gè)生長(zhǎng)季，花序代替葉，或者從葉旁邊抽生。同天南星科其他所有的屬一樣，魔芋的花序由葉狀的佛焰苞和包含其中的稈狀肉穗花序組成。真正的花很小，嚴(yán)重退化，僅存在于肉穗花序的基部。雌花聚集在肉穗花序的最底端，退化到僅存雌蕊，像花冠等典型的吸引授粉媒介的器官缺失。雌性花序上面是雄花高度退化的雄性花序。同樣，雄花退化到僅存雄蕊束。肉穗花序的剩余部分為不育、無(wú)花的附屬器。整個(gè)花序（佛焰苞和肉穗花序）看起來(lái)像一朵大花，起吸引傳粉媒介的作用。成功授粉之后佛焰苞的大部分枯萎凋亡，單個(gè)的雌花發(fā)育成包含種子的漿果。漿果通常為紅色或橘紅色，也有少數(shù)種的漿果為藍(lán)色、白色或黃白色。劉佩瑛等[45]研究表明，魔芋的種子實(shí)際是小球莖。

魔芋為天南星科，既具有該科的共性，也有其屬的個(gè)性。該屬的形態(tài)變異之多是天南星科的其他屬所無(wú)法比擬的，變異的范圍包括佛焰苞（大小、顏色、形狀）、附屬器（大小、形狀和花紋）、氣味、塊莖（形狀）、葉柄（大小、顏色、斑塊），還包括單個(gè)的雌花。Wilbert Hetterscheld等[34]稱其是一個(gè)真正的變異的寶庫(kù)。魔芋屬花序的難以想像的各種形狀和它們通常散發(fā)的惡臭氣味，已引起收藏家和鑒賞家的廣泛興趣。當(dāng)然部分魔芋種的花也會(huì)散發(fā)出令人愉悅的氣味。魔芋屬植物的另一獨(dú)特特征是大部分開(kāi)花植株在開(kāi)花的第1天附屬器溫度明顯升高，如疣柄魔芋附屬器的溫度比周?chē)h(huán)境溫度高出13℃。但根據(jù)Lamprecht等[46]的試驗(yàn)結(jié)果，疣柄魔芋開(kāi)花株的不育雄花序里面的溫度最高，比周?chē)諝鉁囟雀叱?.1℃，可育雌花序的溫度高出2.7℃，而附屬器的溫度僅高出2.6℃，佛焰苞、球莖和土壤的溫度接近空氣溫度。不同文獻(xiàn)記載的差異如此之大，推測(cè)可能是由于試驗(yàn)時(shí)間不同的原因。

另外，魔芋屬少數(shù)種能在葉部發(fā)生珠芽，主要有三大類型，第一種類型是完全生長(zhǎng)在葉片分叉處的表面，即葉上生珠芽，如珠芽魔芋A.bulbifer和A.muelleri；另一種類型的珠芽是由葉片的分叉點(diǎn)轉(zhuǎn)化而成，當(dāng)葉腐爛時(shí)出現(xiàn)并脫落，即葉內(nèi)生珠芽，如A.angulatus、A.manta和A.sparsiflorus；第三種類型的珠芽?jī)H在攸樂(lè)魔芋（A.yuloensis）上有發(fā)現(xiàn)，這種珠芽有一半生長(zhǎng)在葉片表面，另一半內(nèi)生。所有珠芽成熟后均自然脫落，可作為第二年的繁殖器官。生產(chǎn)上，珠芽魔芋大量采用珠芽作為繁殖材料[47]。

3.2 魔芋的開(kāi)花和授粉、受精習(xí)性

魔芋生長(zhǎng)周期長(zhǎng)，開(kāi)花困難，通常四年生苗才會(huì)形成花芽，抽生花序。魔芋屬植株通常在雨前開(kāi)花。在亞洲，除3個(gè)常綠品種外，若植株開(kāi)花后授粉完全，則在同一個(gè)生長(zhǎng)季該植株不會(huì)再抽出葉，但非洲種不管是否開(kāi)花，在每個(gè)生長(zhǎng)季都會(huì)發(fā)生葉。

魔芋屬植物均為異花授粉作物，雌雄同花序而異花，一般同一花序的雌蕊比雄蕊早熟1～2 d，由于雌蕊適于受精的時(shí)間很短，一般柱頭表面充滿黏液最適授粉、受精的時(shí)間只有1 d，一般在佛焰苞展開(kāi)的第一天雌花能有效接受花粉完成受精過(guò)程，特別是當(dāng)空氣濕度低、溫度高，同株上雄蕊散發(fā)花粉時(shí)，雌蕊已失去受精能力，因此魔芋均為同株不育，不可能同株自交獲得種子。

魔芋屬植物的花為蟲(chóng)媒花，整個(gè)佛焰苞像一朵大花，起到吸引傳粉媒介的作用。但花冠等吸引傳粉媒介的器官缺失，昆蟲(chóng)一旦進(jìn)入佛焰苞，它們繼續(xù)向下爬行至雌花序（或者正好掉入其中），這樣就可以把它們之前進(jìn)入其他花序時(shí)粘著在身上的花粉撒落在雌花的柱頭上，完成授粉過(guò)程。在開(kāi)花的第一天，雌花有受精能力，而雄花直至第二天才開(kāi)放，此時(shí)同一花序的雌花已無(wú)受精能力。在開(kāi)花的第二天，雄花開(kāi)放，釋放出大量有黏性的花粉，而此時(shí)仍困在佛焰苞基部的昆蟲(chóng)身上就落滿花粉，之后昆蟲(chóng)被釋放，可能進(jìn)入別的花序從而完成授粉過(guò)程。目前似乎有幾個(gè)理由使昆蟲(chóng)呆在花序中。最重要的是，魔芋花序的佛焰苞基部通常有肉疣，或者在肉穗花序上存在特殊的器官即退化雄蕊，這些均可以作為昆蟲(chóng)的食物供體。退化雄蕊即嚴(yán)重退化的雄花，其已失去產(chǎn)生花粉的能力，而是轉(zhuǎn)變?yōu)楦缓鞍踪|(zhì)的食物供體[48]。附屬器也可以作為食物的貯藏器官[49]。魔芋佛焰苞的特殊形狀（底部杯狀）和結(jié)構(gòu)（基部上部明顯的縊縮，或基部具毛狀結(jié)構(gòu)），可以有效地防止進(jìn)入其中的昆蟲(chóng)爬出。通過(guò)這些方式誘捕傳粉媒介對(duì)于異花授粉的魔芋植株的有效授粉是十分必要的。

劉克頤等[50]研究發(fā)現(xiàn)，魔芋附屬器釋放臭味為招引昆蟲(chóng)傳粉的信號(hào)，表示雌蕊已成熟。魔芋屬大部分種花序開(kāi)放時(shí)，均散發(fā)出一股對(duì)昆蟲(chóng)等動(dòng)物具有誘惑力的氣味。這種氣味隨魔芋種的不同而復(fù)雜多變，有的種散發(fā)的氣味是令人愉快的，如胡蘿卜味、茴芹味、巧克力味、水果香味、檸檬氣味等。目前，廣泛采用化學(xué)方法對(duì)這些氣味進(jìn)行分析[51]。同時(shí)，還伴隨著肉穗花序部分區(qū)域的溫度升高，尤其是雄花序和附屬器部分。溫度的升高有利于揮發(fā)化學(xué)物質(zhì)，這些化學(xué)物質(zhì)是形成氣味，還是本身作為一種紅外線物質(zhì)，或者兩種功能都具有，目前還不清楚。另外，很多魔芋種會(huì)變成黑褐色或褐紫色，從而造成類似腐尸動(dòng)物死亡的假相，還有的種附屬器上甚至有毛，制造多毛的哺乳動(dòng)物尸體的假相，藉以吸引授粉昆蟲(chóng)。

并非所有的魔芋種都必須經(jīng)過(guò)授粉受精才能形成種子。有的魔芋種不經(jīng)過(guò)授粉即可形成種子，屬單性生殖，如珠芽魔芋（A.bulbifer、 A.muelleri）和東亞魔芋（A.kiusianus）。前2個(gè)種有39條染色體，為三倍體，因此不能形成有性生殖所必需的正常的單倍體配子。

3.3 生態(tài)習(xí)性

魔芋廣泛分布于熱帶、亞熱帶疏林下，喜散射光及弱光，怕強(qiáng)光直射，屬半陰性植物。同時(shí)魔芋喜溫暖濕潤(rùn)，忌高溫、干旱，對(duì)環(huán)境條件的要求嚴(yán)格，但對(duì)大部分魔芋種來(lái)說(shuō)，若條件適宜均可生長(zhǎng)。生產(chǎn)上可以通過(guò)反復(fù)試驗(yàn)的方法有效地探索魔芋屬植物的栽培措施。概括起來(lái)，魔芋生長(zhǎng)的環(huán)境條件為肥沃的土壤，適量的追肥，有一定的遮蔭、避免陽(yáng)光直射，白天最低氣溫22℃，夜間最低氣溫19℃，明確的休眠期，嚴(yán)格控制病蟲(chóng)害的措施和行之有效的預(yù)防措施。只要滿足這些條件，80%的魔芋種都可以種植成功。但也有少數(shù)種例外，如日本南部的東亞魔芋（A.kiusianus）特別不耐高溫，當(dāng)溫度高于25℃時(shí)，其葉很快就會(huì)枯萎；同樣花魔芋（A.konjac）的最適生長(zhǎng)溫度為20～25℃，但與東亞魔芋相比，它更耐高溫。珠芽魔芋（A.bulbifer）能夠忍耐的溫度范圍更廣，最適生長(zhǎng)溫度為15～30℃。

魔芋屬植物分布的海拔高度從海平面到3 000 m不等，在其地理分布的北界，魔芋生長(zhǎng)的海拔高度常為3 000 m。似乎大部分魔芋種都是植被遭破壞的先驅(qū)植物，在森林的邊緣、開(kāi)闊的熱帶草原樹(shù)林中、陡峭的斜坡上和原始森林被破壞的地區(qū)，有時(shí)甚至在石灰?guī)r喀斯特地區(qū)無(wú)遮蔽地方都有大量分布，已知只有相對(duì)很少的種生長(zhǎng)在茂密的森林深處。

魔芋屬的野生資源豐富，但由于種種原因，正逐漸減少。如蘇門(mén)答臘島上曾有豐富的巨魔芋資源，但由于當(dāng)?shù)厝说拇罅坎赏?、適生次生林不斷遭到破壞及其授粉媒介和傳播媒介的消失，導(dǎo)致現(xiàn)在的巨魔芋資源逐漸減少。根據(jù)公布的數(shù)據(jù)，中國(guó)有3個(gè)魔芋種已列入中國(guó)高等植物瀕危及受威脅物種。因此魔芋資源及其生長(zhǎng)環(huán)境的保護(hù)問(wèn)題亟待解決。

4 國(guó)內(nèi)外魔芋屬植物栽培、利用現(xiàn)狀及發(fā)展前景

魔芋屬有163種，但對(duì)其化學(xué)成分的研究?jī)H集中于少數(shù)幾個(gè)種，且缺乏系統(tǒng)性。球莖是魔芋的產(chǎn)品器官，鮮球莖含水分77%～78%，水分含量受魔芋種類、品種、年齡、地區(qū)、土壤環(huán)境、栽培管理、成熟度等因素的影響。干物質(zhì)中，約含70%的多糖（葡甘聚糖和淀粉），2%～5%的粗纖維，5%～14%的粗蛋白、氨基酸，1.5%～5.2%的可溶性糖，2.6%～7.0%的礦物質(zhì)，還含有少量的生物堿及其他成分[52]。魔芋的化學(xué)成分差異很大，依化學(xué)成分可分為三種類型：葡甘聚糖型（花魔芋、白魔芋等）、淀粉型（疣柄魔芋、甜魔芋和南蛇棒，主產(chǎn)于非洲和印度）和介于二者之間的中間型（攸樂(lè)魔芋、西盟魔芋）。魔芋的經(jīng)濟(jì)成分主要是葡甘聚糖，故生產(chǎn)上多以栽培葡甘聚糖型魔芋為主；而淀粉型魔芋，如疣柄魔芋通常只是作為動(dòng)物飼料[53]。

魔芋屬種類雖多，但有些種的塊莖組織粗糙，未形成食用器官，多數(shù)則因球莖含生物堿及其他有毒物質(zhì)，毒性過(guò)劇難以加工去毒而無(wú)食用價(jià)值，目前供食用者僅20種。其中有4個(gè)種完全生長(zhǎng)在中國(guó)，有7個(gè)種主要生長(zhǎng)在中國(guó)、泰國(guó)、老撾、印度尼西亞、菲律賓、越南和日本等地。目前，我國(guó)和日本是世界上兩大魔芋主產(chǎn)國(guó)，此外東南亞幾個(gè)國(guó)家有少量種植。亞洲的中南半島和東南亞雖有豐富的魔芋資源，但少利用，直到20世紀(jì)末由于國(guó)際市場(chǎng)的驅(qū)動(dòng)才逐漸將葡甘聚糖型魔芋從挖取野生資源推向栽培利用。印度至今只栽培淀粉型魔芋，且未形成國(guó)際貿(mào)易，何時(shí)開(kāi)始栽培利用無(wú)從查考。非洲是魔芋種質(zhì)資源分布的西界，未見(jiàn)魔芋栽培的報(bào)道。歐洲及南、北美洲無(wú)魔芋的自然分布，至今除植物園引入魔芋作為標(biāo)本植物外，無(wú)作經(jīng)濟(jì)栽培者。

全球除中國(guó)最早栽培和利用魔芋以外即為日本。雖然日本的魔芋是從中國(guó)傳去的，但自20世紀(jì)60年代以來(lái)，日本政府對(duì)魔芋的科技研究和產(chǎn)業(yè)化發(fā)展方面給予了大力支持，所以目前日本是國(guó)際上研究利用魔芋水平最高的國(guó)家，而且魔芋也已經(jīng)成為其一項(xiàng)朝陽(yáng)產(chǎn)業(yè)。

近年來(lái)，我國(guó)南方諸省也大力發(fā)展魔芋種植。從我國(guó)的種質(zhì)資源上看，最具栽培價(jià)值、種植最多、產(chǎn)區(qū)分布最廣的是花魔芋?；в笠云洚a(chǎn)量高、葡甘聚糖含量高、適應(yīng)性強(qiáng)等綜合性狀好而被廣泛栽培，成為現(xiàn)今世界范圍內(nèi)主產(chǎn)國(guó)的主栽種，我國(guó)也不例外。我國(guó)特有的白魔芋，自20世紀(jì)80年代被發(fā)現(xiàn)并命名以來(lái)，也以其加工品質(zhì)優(yōu)異而受到重視，還由于其適應(yīng)性較強(qiáng)而被引種試種，但其缺點(diǎn)是根狀莖長(zhǎng)得太多，導(dǎo)致塊莖產(chǎn)量偏低。

至今無(wú)論是日本還是我國(guó)，在魔芋種植上最大的問(wèn)題是病害，軟腐病和白絹病是魔芋的主要病害，是魔芋產(chǎn)業(yè)發(fā)展的瓶頸，尤其是軟腐病[54]，有待日后加強(qiáng)種質(zhì)資源研究來(lái)解決。從現(xiàn)有的種質(zhì)資源看，花魔芋種內(nèi)的農(nóng)家品種最為豐富，農(nóng)家品種間產(chǎn)量、品質(zhì)都有差異甚至差異很大，為今后的選種提供了豐富的種質(zhì)資源。

國(guó)外從20世紀(jì)30年代開(kāi)始對(duì)魔芋的栽培技術(shù)和生理特性進(jìn)行研究，40年代進(jìn)一步研究了魔芋的品質(zhì)、魔芋的本質(zhì)與化學(xué)成分，50年代研究了環(huán)境條件對(duì)其生長(zhǎng)發(fā)育的影響和形態(tài)學(xué)上的一些問(wèn)題，60年代重點(diǎn)研究良種培育、高產(chǎn)栽培、擴(kuò)大種植和加工利用中的問(wèn)題。近年來(lái)，主要研究葡甘露聚糖分子構(gòu)成和食品加工機(jī)械，及對(duì)魔芋的醫(yī)療和生理功能、代謝方式進(jìn)行了深入而卓有成效的研究[55]。

魔芋在我國(guó)已有兩千多年的栽培歷史，但長(zhǎng)期以來(lái)都是自然生長(zhǎng)和零星種植，開(kāi)發(fā)利用范疇僅限于民間傳統(tǒng)食用和療傷治病。直到20世紀(jì)80年代，魔芋作為能大量提供葡甘聚糖的重要經(jīng)濟(jì)作物，才真正引起了國(guó)內(nèi)專家學(xué)者的注意，開(kāi)始進(jìn)行大規(guī)模的魔芋食品的開(kāi)發(fā)和研究，目前已對(duì)魔芋的種質(zhì)資源、栽培技術(shù)、醫(yī)療保健、加工利用以及生物技術(shù)等方面做了大量工作，并取得了一定成果。由于魔芋葡甘聚糖在食品、醫(yī)藥、化工等方面的特殊應(yīng)用價(jià)值，以及魔芋在農(nóng)業(yè)上的高產(chǎn)、高收益，國(guó)家政府部門(mén)和國(guó)內(nèi)研究機(jī)構(gòu)非常重視魔芋及其深加工產(chǎn)品的研究開(kāi)發(fā)。我國(guó)已有許多地區(qū)把魔芋的綜合利用列為重點(diǎn)開(kāi)發(fā)項(xiàng)目之一，國(guó)內(nèi)一些高校和研究所陸續(xù)開(kāi)展了魔芋葡甘聚糖的深入研究。目前，國(guó)內(nèi)對(duì)魔芋的研究主要圍繞其主要成分葡甘聚糖。

魔芋是目前發(fā)現(xiàn)的唯一能夠大量合成葡甘聚糖的植物種群，并且能夠在許多山區(qū)種植。我國(guó)擁有豐富的魔芋資源，20世紀(jì)80年代以來(lái)，魔芋在我國(guó)逐漸成為新興產(chǎn)業(yè)，為山區(qū)農(nóng)民脫貧致富和出口創(chuàng)匯作出了重大貢獻(xiàn)。以其高產(chǎn)出、高利潤(rùn)的優(yōu)勢(shì)，成為我國(guó)中西部山區(qū)的重要經(jīng)濟(jì)作物，而且在我國(guó)南方各省已逐漸形成種植規(guī)模，對(duì)促進(jìn)區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展、農(nóng)村經(jīng)濟(jì)繁榮及西部山區(qū)經(jīng)濟(jì)的騰飛發(fā)揮了很好的作用。但近年來(lái)我國(guó)魔芋的品質(zhì)持續(xù)下降，魔芋病害大量流行，嚴(yán)重地制約了魔芋產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。因此深入了解魔芋品質(zhì)形成以及抗病機(jī)理，進(jìn)而調(diào)控和增強(qiáng)其品質(zhì)，培育抗病品種，是魔芋產(chǎn)業(yè)發(fā)展迫切需要解決的重大課題。

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