魔芋新品種選育研究進展

陳國愛等

摘 要：就魔芋新品種選育的重要性、國內(nèi)外魔芋育種研究進展以及存在問題進行了概述，并對魔芋新品種選育的方向進行了展望，以期為今后魔芋新品種的選育提供參考。

關鍵詞：魔芋；新品種；選育；研究進展

1 魔芋新品種選育的重要性

魔芋（Amorphophallus 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一些國家和地區(qū)，我國為其原產(chǎn)地之一[1]。魔芋種類很多，全世界約有170種，我國有21種，主要分布于南方各省山地丘陵區(qū)[2]。目前，我國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，加上長期的無性繁殖，造成魔芋品種退化，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，導致魔芋產(chǎn)量驟減，甚至絕收[3]。尤其是軟腐病的為害極為嚴重，發(fā)病率常年達40%以上，部分地區(qū)甚至高達80%，發(fā)病后的單株產(chǎn)量損失超過80%，一般連作3 a后魔芋基本無收成，軟腐病成為魔芋生產(chǎn)最大的風險[4]。

針對魔芋軟腐病，目前生產(chǎn)上尚無抗病品種，主要依靠化學農(nóng)藥和農(nóng)業(yè)栽培措施進行防治，但收效甚微?；瘜W農(nóng)藥給生態(tài)環(huán)境造成了不良的影響，且持效性比較差；而農(nóng)業(yè)栽培措施繁瑣，治標不治本[5]。面對魔芋病害大量發(fā)生的狀況，現(xiàn)有的防治方法尚無法從根本上解決。因此，加快魔芋抗病新品種的選育，成為當前魔芋產(chǎn)業(yè)發(fā)展中急需解決的問題。

2 國內(nèi)外魔芋育種研究進展

2.1 國外魔芋育種研究

國外魔芋育種研究以日本為代表，日本早在20世紀20年代就已經(jīng)設立了專門的魔芋新品種選育的研究機構(gòu)[6]，該機構(gòu)主要是將中國和日本的花魔芋品種進行雜交選育。到目前為止，日本已經(jīng)成功選育多個魔芋新品種，其中，1966年選育出的農(nóng)林1號就是以中國花魔芋品種作母本，以日本花魔芋地方品種作父本，進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，葡甘聚糖含量高于地方品種。隨后又通過雜交選育出農(nóng)林2號、農(nóng)林3號和農(nóng)林4號，其中，2002年選育的農(nóng)林4號也命名為美山增，該品種除了抗病性強和葡甘聚糖含量高外，最值得一提的是，該品種可以機械化種植，極大地降低了勞動成本[7]。

近年來，隨著我國魔芋種植面積的不斷擴大，對日本魔芋市場的沖擊很大，加上日本人不愿從事種植業(yè)，導致日本的魔芋種植業(yè)萎縮，魔芋育種工作也停滯不前[8，9]。

2.2 國內(nèi)魔芋育種研究

雖然我國魔芋栽培與利用已有 2 000 多a的歷史，但是發(fā)展相對遲緩，對其資源利用、開發(fā)及研究未予以足夠重視。直到20世紀70-80年代，西南農(nóng)業(yè)大學劉佩瑛教授認為魔芋產(chǎn)業(yè)對于振興農(nóng)業(yè)經(jīng)濟、幫助貧困山區(qū)人民致富意義重大，因而組建了一支專業(yè)致力于魔芋研究的團隊，該團隊從魔芋的資源分布、生物學特性、新品種選育以及加工利用等方面進行了一系列的基礎性研究，從而使我國的魔芋栽培以及品種選育工作慢慢走向正規(guī)化，同時也引起了人們的重視[10]。

隨后，我國魔芋育種專家經(jīng)過不斷的探索研究，在良種選育上也取得一定的成績，選育出了一批性狀優(yōu)良、適合栽培的地方品種。

1993年，西南農(nóng)業(yè)大學的劉佩瑛教授等[11]從15 個農(nóng)家地方花魔芋品種中優(yōu)選出萬源花魔芋，這是我國第一個經(jīng)過審定的花魔芋品種，該品種品質(zhì)、抗病性等都優(yōu)于對照魔芋，現(xiàn)廣泛種植于四川、重慶等地區(qū)。

1997年，湖北省恩施州魔芋研究中心在武陵山區(qū)土家族苗族自治州選育出清江花魔芋，667 m2產(chǎn)量可達2 000 kg，2003 年通過湖北省恩施州農(nóng)作物品種審定委員會審定[12]。

2001年，西南大學的牛義等[13]從云南花魔芋群體中優(yōu)選出一批自然變異的單株，并經(jīng)過多年的品種比較、栽培試驗，篩選出了國內(nèi)審定的第三個花魔芋新品種——渝魔 1 號，該品種于2008年通過重慶市農(nóng)作物品種審定委員會審定。

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， 經(jīng)過多年定向選育，2008年選育定型，2009年獲云南省園藝植物新品種注冊登記[14]。

2010年，湖南農(nóng)業(yè)大學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，該品種適宜于湖南省種植，具有很強的抗病性，夏季高溫高濕耐受能力強，適合在低緯度、低海拔地區(qū)栽培[15]。

2014年，恩施州農(nóng)科院選育出國內(nèi)首個魔芋雜交品種遠雜一號， 該品種是由白魔芋和花魔芋雜交選育而成。單株商品芋平均質(zhì)量0.65 kg左右，芋鞭數(shù)20根左右，芋鞭質(zhì)量0.35 kg，田間軟腐病發(fā)病率7%左右。該品種現(xiàn)未大規(guī)模推廣應用。

我國魔芋主栽品種及其特性見表1。我國的主栽品種大多數(shù)是從群體中篩選出來的，隨著時間的推移，這些品種也在不斷退化，且品質(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。近年來，雖然國內(nèi)魔芋研究團隊歷經(jīng)多年努力，利用了各種育種方法，包括雜交育種、誘變育種以及生物技術育種等[17～21]，使得魔芋育種工作取得了一定成績，積累了豐富的育種材料及工作經(jīng)驗，但與生產(chǎn)要求相比尚有較大差距。

3 魔芋育種存在的問題

目前，在魔芋育種方面研究存在兩方面問題：從客觀上講，魔芋育種存在一些技術難題；從主觀來上看，科技力量薄弱也是制約魔芋育種的一個關鍵問題。

3.1 技術難度大

選種和雜交是魔芋育種中比較常規(guī)的方法，但是品種篩選盲目性大，雜交育種也存在花期不遇、雜交不親和等技術上的難題。雖然一些研究人員已經(jīng)開始利用生物技術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)、抗逆和適應性強的新品種，仍比較困難。

3.2 科技力量薄弱

由于魔芋是一個小型經(jīng)濟作物，國內(nèi)專門從事魔芋研究的機構(gòu)相對較少。近些年來，魔芋的價值逐漸被人們所了解，才慢慢開始有一些研究機構(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以及病害防治等方面?？傮w來說，致力于魔芋育種的研究力量相對薄弱。

4 魔芋育種展望

目前，我國魔芋種植仍存在巨大風險，尤其是魔芋病害問題嚴重，導致整個魔芋產(chǎn)業(yè)的發(fā)展受到影響。魔芋病害嚴重的問題歸根結(jié)底就是缺少抗病品種，因此，抗病新品種的選育工作至關重要[22，23]。筆者認為，未來魔芋育種工作應緊緊圍繞以下幾個方面進行，具體如下。

4.1 加強魔芋種質(zhì)資源開發(fā)與利用

我國魔芋種植區(qū)域廣泛，資源豐富，因此，應繼續(xù)加強從野生品種和農(nóng)家品種中篩選新品種的工作。

4.2 加強開展魔芋雜交育種研究

由于魔芋雜交優(yōu)勢明顯，應繼續(xù)開展雜交育種研究，選育抗病優(yōu)質(zhì)魔芋新品種。

4.3 利用誘變育種和生物技術育種方法選育魔芋新品種

傳統(tǒng)育種存在局限性，而誘變育種和生物技術育種方法可以克服其缺點，隨著生物技術的不斷發(fā)展，利用現(xiàn)代生物技術選育新品種將是未來育種的大方向。

相信通過多種途徑開展魔芋育種工作，在未來一定能選育出抗病性強、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。

參考文獻

[1] 劉佩瑛.魔芋學[M].北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，2004.

[2] 牛義，張盛林，王志敏，等.中國魔芋資源的研究與利用[J]. 西南農(nóng)業(yè)大學學報：自然科學版，2005，27（5）：634-638.

[3] 袁尚勇.魔芋軟腐菌生物學特性測定及軟腐病防治方法研究[D].武漢：華中農(nóng)業(yè)大學，2008.

[4] 吳金平.利用離體培養(yǎng)技術篩選魔芋軟腐病抗源材料的研究[D].武漢：華中農(nóng)業(yè)大學，2005.

[5] 丁自立，萬中義，矯振彪，等.魔芋軟腐病研究進展和對策[J].中國農(nóng)學通報，2014，30（4）：238-241.

[6] （日）沖增哲（著），薄穎生（譯）.日本魔芋主栽品種及其特性[J].陜西林業(yè)科技，2001（3）：79-82.

[7] 群馬農(nóng)林統(tǒng)計協(xié)會編輯發(fā)行，中國園藝學會魔芋協(xié)會譯. 魔芋新情報——2001年度魔芋生產(chǎn)的動態(tài)與效益[M].2001.

[8] 崔鳴，張盛林，等.日本魔芋產(chǎn)業(yè)見聞及對我國魔芋產(chǎn)業(yè)發(fā)展的啟示[J].魔芋產(chǎn)業(yè)，2010：6-9.

[9] 日本魔芋種植萎縮我國發(fā)展出現(xiàn)商機[N].農(nóng)村實用科技信息，2008-1-15（56）.

[10] 劉好霞.白魔芋多倍體誘變技術的研究[D].重慶：西南大學， 2007.

[11] 劉佩瑛，孫明遠，張盛林，等.萬源花魔芋[J].園藝學報，2007，34（4）：900.

[12] 劉金龍，李維群，呂世安，等.魔芋新品種——清江花魔芋[J].園藝學報，2004，31（6）：839-848.

[13] 牛義，張大學，劉海利，等.魔芋新品種渝魔1號的選育[J].中國蔬菜，2010（3）：30.

[14] 李勇軍，王玲，陳建華，等.魔芋新品種云芋1號[J].園藝學報，2010，37（2）：339-340.

[15] 吳睿，吳同斌，肖騖軒，等.不同魔芋品種越冬貯藏與栽培試驗研究[J].湖南農(nóng)業(yè)科學，2012，37（8）：26-28.

[16] 陳葳.魔芋種植與加工技術[D].福州：福建農(nóng)林大學，2013.

[17] 張盛林.魔芋屬雜交育種技術研究[D].重慶：西南農(nóng)業(yè)大學，1994.

[18] 劉好霞，高啟國，夏永久，等.白魔芋多倍體誘導研究初報[J].中國農(nóng)學通報，2006，22（11）：83-85.

[19] 張盛林，李川，劉佩瑛，等.60Co-γ射線輻射對花魔芋性狀影響初探[J].中國農(nóng)學通報，2004，20（5）：183-184.

[20] 周燚，孫明，喻子牛.蘇云金芽胞桿菌中AiiA蛋白對魔芋軟腐病菌的抗病活性[J].武漢大學學報：理學版，2004，50（6）：761-764.

[21] 周盈，林擁軍，柴鑫莉，等.根癌農(nóng)桿菌介導的花魔芋遺傳轉(zhuǎn)化體系的研究[J].分子植物育種，2006（4）：559-564.

[22] 鐘伏付，蘇娜，楊廷憲，魔芋品種選育與改良研究進展[J].湖北農(nóng)業(yè)科學，2011，50（3）：447-449.

[23] 劉好霞，張盛林.魔芋育種研究進展[J].南方農(nóng)業(yè)，2007（2）：37-40.