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学术论文
魔芋新品种选育研究进展
作者: [陈国爱 段龙飞郭邦利 刘婷 郑敏 ]  文章来源: [薯类研究中心]  点击数:[1093]  更新时间:[2015-10-20]

Advances in Variety Breeding of Amorphophallus konjac

Chen Guo-aiDuan Long-fei*Guo Bang-liLiu TingZheng 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、魔芋新品种选育的重要性

魔芋(Amorphophalms konjac)又名蒟蒻,为天南星科魔芋属多年生草本植物,主要分布在亚洲和非洲的热带及亚热带的一些国家和地区,我国为原产地之一[1]。魔芋种类很多,全世界约有170种,我国有21种,主要分布于南方各省山地丘陵区[2-3]。然而,目前我国主要栽培种为花魔芋和白魔芋,而且多为地方群体种,品种性状参差不齐,加上长期的无性繁殖,造成品种退化,品质降低、抗病性减弱。

近年来,随着魔芋种植面积的不断扩大和种植年限的增加,软腐病和白绢病等病害的发生逐年加重,导致魔芋大量减产,甚至绝收[4-5]。尤其是魔芋软腐病的危害极为严重,发病率常年高达40%以上,部分地区甚至高达80%,发病后的单株产量损失超过80%,一般连作3年后魔芋基本无收成,软腐病已成为制约魔芋种植业的最大瓶颈[6]

针对魔芋软腐病,目前生产上尚无抗病品种。防治主要依靠化学农药和农艺栽培措施,但效果甚微。同时,化学农药不但给生态环境造成了不良的影响,而且持效性比较差;农艺措施繁琐,治标不治本[7]。面对魔芋软腐病的发病状况,现有的防治方法无法从根本上解决病害的大量发生。因此,加快抗病魔芋新品种的选育,已成为当前魔芋种植业发展中急需解决的问题。

二、国内外魔芋育种研究进展

1.国外魔芋育种研究

国外魔芋育种研究以日本为代表,早在上世纪二十年代日本已经设立了专门的魔芋新品种选育的研究机构[8]。日本魔芋研究机构主要是将中国和日本的花魔芋品种进行杂交选育。到目前为止,日本已经成功选育了多个魔芋杂交新品种,其中,1966年“农林1号”就是利用中国花魔芋作母本与日本地方花魔芋作父本进行人工杂交选育而成,该品种球茎易膨大,根状茎多,抗病抗逆性强,葡甘聚糖含量高于地方品种。随后,日本又杂交选育出了“农林2号”、“农林3号” 和“农林4号”,尤其是2002年选育的“农林4号” 命名为“美山增”,该品种除了抗病性强和葡甘聚糖含量高外,最值得一提的是,该品种可以机械化种植,极大的减少了劳动成本[9]

近些年来,随着我国魔芋种植面积的不断扩大,对日本魔芋市场有很大冲击,加上日本人不愿从事魔芋种植业,造成日本的魔芋种植业萎缩,继而魔芋育种工作也停滞不前[10-11]

2.国内魔芋育种研究

我国魔芋栽培与利用已有 2000 多年的历史,但是发展缓慢,长期以来任其自生自灭,对于其资源利用、开发及研究未予以重视。直到上世纪七八十年代,西南农业大学刘佩瑛教授认为魔芋产业对于振兴农业经济、帮助贫困山区人民致富意义重大,因而才组建立了一支专业致力于魔芋研究的团队,从魔芋的资源分布、生物学特性、新品种选育以及加工利用等方面进行了一系列的基础性研究工作,从而使我国的魔芋栽培以及品种选育工作慢慢走向正规化,同时也引起了人们的重视[12-13]

我国魔芋育种专家经过不断的探索研究,在良种选育上也取得了一定成绩,

选育出了一批性状优良、适合栽培的地方品种(见表1)

1993年,西南农业大学刘佩瑛教授等从15个农家地方花魔芋品种中优选出“万源花魔芋”。这是我国第一个经过审定的花魔芋品种,该魔芋品质、抗病性等都优于对照魔芋,现在广泛种植与四川、重庆等地区[14]

1997年,湖北省恩施州魔芋研究中心在武陵山区土家苗族自治州选育到“清江花魔芋”,亩产可达2000千克,2003通过湖北省恩施州农作物品种审定[15]

2001年,西南大学牛义等从云南花魔芋群体种优选出一批自然变异的单株,并经过多年的品种比较、试验栽培,筛选出了国内审定的第三个花魔芋新品种“渝魔 1 号”,2008年通过重庆市农作物品种审定委员会审定[16]

2002年,云南省农科院在云南丽江花魔芋群体种中选育出优良变异株“云芋 1 号”, 经过多年定向选育,在2008年选育定型,2009年由云南省园艺植物登记注册[17]

2010年,湖南农业大学选育出一种适合低海拔地区栽培的魔芋新品种“湘芋 1 号”,该品种适宜于湖南省种植,具有很强的抗病性,对夏季高温高湿耐受能力强,适合在低纬度、低海拔地区栽培[18]

20142月,由安康学院李川等选育出的“秦魔1 号” 通过陕西省非主要农作物品种鉴定,该品种是从安康市岚皋县花魔芋农家群体种中筛选出的自然变异株。通过区域试验和生产试验表明,其平均产量达22.75 t · hm-2,较当地农家种增产29.04%[19]

201410月,湖北省农作物品种审定委员会对恩施州农科院选育的魔芋杂交新品种远杂一号进行了现场考察。“远杂一号”也将成为国内首个魔芋杂交品种。该品种是由白魔芋和花魔芋杂交选育而成,单株商品芋平均重0.65kg左右,芋鞭数20根左右,芋鞭重0.35kg,田间软腐病发病率7%左右。

  

1 我国魔芋主栽品种[20]

Table1 The main cultivated varieties of konjac in our country

适宜区

海拔m

鲜芋干粉含量%

葡甘聚糖含量%

清江花魔芋

四川盆地、山区

500~1300

20.5~21.5

58.7~59.2

万源花魔芋

湖北省鄂西山区

800~1400

17.4

51.4

渝魔1

四川、重庆

900~1400

21.5~22.2

60.2

湘芋1

湖南省

280~500

20.3~21.7

60

白魔芋

/

<800

21.3

60.1

珠芽魔芋

云南地区

/

19.3~21.9

55.4~58.5

注:该表引自福建农林大学陈葳硕士论文[21]

然而,我国的主栽品种大多数是从农家群体种中筛选,随着时间的延长,这些品种也在不断退化、品质下降、抗病性降低,现有的魔芋品种已不能满足生产的需求。近些年来,国内魔芋研究团队利用各种育种方法包括杂交育种[22-24]、诱变育种[25-27]以及生物技术育种[28-29]等进行育种工作,历经多年努力,已取得了一定成绩,并积累了丰富的育种材料及工作经验,但与生产要求相比尚有较大差距。

三、魔芋育种存在问题

魔芋的新品种选育工作势在必行,经过多年努力,虽然已积累了丰富的育种材料及经验,但到目前为止,魔芋的新品种选育仍没有大的突破性进展。笔者认为,在魔芋育种研究中主要存在两方面问题:从客观上讲,魔芋育种的确存在一些技术难题;从主观上看,科技力量薄弱也是制约魔芋育种的一个关键因素。

1.技术难度大

选种和杂交是魔芋育种比较常规的方法,然而群里种筛选盲目性大,杂交育种也存在不同种花期不遇、杂交种质不亲和等杂交技术上的难题。虽然一些研究人员利用生物技术方法来选育魔芋新品种,但是现在还处于探索阶段,要获得优质、高产、抗逆和适用性强的新品种,仍有许多艰苦的工作。

2.科技力量薄弱

由于魔芋是一个小型经济作物,国内专门从事魔芋研究的机构相对较少。近些年来,由于魔芋的价值逐渐的被人们所了解,开始有一些研究机构从事魔芋研究,但大多数的研究主要集中在大田的栽培技术以及病害防治等方法。总体来说,致力于魔芋育种的科研力量相对薄弱。

四、魔芋育种展望

目前,我国魔芋种植业存在巨大风险尤其是魔芋病害问题,从而导致整个魔芋产业发展受到影响。然而,解决魔芋病害问题,除了大田的栽培措施、药剂防治外,抗病魔芋新品种的选育才是解决魔芋病害的关键。因此,魔芋新品种的选育工作至关重要[30-31]。笔者认为,未来魔芋育种工作应紧紧围绕以下几个方面进行,具体如下:

1.加强魔芋种质资源开发与利用。我国魔芋种植区域广泛,资源丰富,因此,应继续加强从野生种和农家品种中筛选优良魔芋新品种。

2.开展魔芋杂交育种工作。由于魔芋杂交优势明显,开展杂交育种,选育抗病优质魔芋新品种,这将是目前魔芋育种工作最直接、有效的方法。

3.利用诱变育种和生物技术育种方法选育魔芋新品种。传统育种存在一定的局限性,而诱变育种和生物技术育种方法可以克服其缺点,随着生物技术的不断发展,利用现在生物技术将是未来魔芋育种的大方向。

相信通过多途径开展魔芋育种工作,在未来一定能选育出抗病性强、葡甘聚糖含量高的魔芋新品种,从根本上解决目前魔芋种植过程中存在的诸多问题。

参考文献

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