魔芋繁殖技術研究進展

黃作喜 劉茹蕓

摘 要：魔芋產品富含纖維素，能預防多種疾病，是人們喜愛的保健食品。我國魔芋栽培歷史悠久，但大面積栽培和規?；敝车臍v史短，生產中尚存在各種技術問題。目前有關魔芋繁殖技術的研究主要集中在傳統無性繁殖，針對種子繁殖與育種、組培繁殖的報道較少。該文概述了魔芋的種子繁殖及育種、組培繁殖及其他無性繁殖技術的研究現狀，展望了魔芋繁殖技術研究的發展方向，以期為魔芋的規模化繁殖提供參考。

關鍵詞：魔芋;種子繁殖;組培繁殖;無性繁殖

中圖分類號 S632.3;S503.5? 文獻標識碼 A文章編號 1007-7731（2021）19-0034-04

魔芋（Amorphophalms konjac K. Koch），又名蒟蒻，屬天南星科魔芋屬多年生宿根草本植物。魔芋富含植物纖維素，可以促進腸道蠕動，能一定程度減少腸道疾病的發生，預防和治療便秘;具有減肥塑身、治療糖尿病等作用[1];能預防冠心病、脂肪肝和腸癌;還可抗衰老、補鈣補硒，預防面瘡、黑斑雀斑、老人斑等。魔芋是唯一大量含有葡甘聚糖的重要經濟作物[2]，其葡甘聚糖具有優越的保健價值，鑒于目前人們對于減肥、減脂需求的日益增長，故魔芋目前的市場潛力巨大。據統計，我國現有人口14億，按每人年食用0.5kg精粉計，每年需魔芋精粉70萬t[1]，供、需缺口較大。目前，魔芋種植和加工已成為我國重點開發的生物資源產業之一，規?；N植已呈蓬勃發展之勢。但因延續至今的分株、切塊繁殖導致種性退化嚴重以及大面積種植過程中的病害嚴重，導致魔芋產量大幅下降或絕產，而提供帶病率低的優質種芋是其重要的解決途徑之一。為此，本文概述了魔芋的種子繁殖及育種、組培繁殖及其他常見無性繁殖技術的研究現狀，提出了魔芋繁殖技術的重點發展方向，以期為魔芋的規?；敝程峁﹨⒖迹苿幽в螽a業化發展。

1 魔芋生物學特征和生長習性

1.1 生物學特征 魔芋為天南星科的草本植物，其地下部分有變態短縮的塊莖作為貯藏器官，以及從上端發出的根狀莖和須根、弦狀根。根內無微管形成層和木栓形成層，所以不能加粗生長，只能保持恒定大小[3]。地上部分的葉柄垂直于地面生長，葉片著生于葉柄水平生長，葉片一般單一，有2種類型，即大型復葉和變態鱗片葉，但有研究表明有的魔芋能產生2片葉子[4]?；榉鹧婊ǎ鹧姘渲械娜馑牖ㄐ?，雄蕊、雌蕊均高度退化。魔芋的生長周期一般為150～180d[5]。其屬種類繁多，同一地域不同種的魔芋開花時間可能相差2～3個月，花期也不同。劉二喜[6]通過為期4年的研究發現，花魔芋的花期較短且集中，為6～10d;白魔芋花期同樣較短，為8～10d;西盟魔芋的花期長且分散，為16～44d。魔芋的傳粉方式為蟲媒花，異化授粉，一般授粉完成后佛焰苞枯萎凋謝，雌花發育為漿果，果實一般為紅、橘色，也有少數種類的果實呈藍、白、米色[2]。

1.2 生長習性 一般認為，魔芋屬植物共163種，大部分分布于熱帶和亞熱帶，西至西非，東至波利尼西亞，南至印度尼西亞（該地位于赤道線上，為熱帶雨林氣候），北至中國的陜西、寧夏和甘肅南部的季風影響區[7]。魔芋喜溫暖濕潤的環境，生長期長達半年之久，適宜溫度為20～30℃，25℃為其最適溫度，80%～90%的空氣相對濕度最適宜[7]，忌太陽直曬、暴曬。由于其根內薄壁細胞之間的通氣間隙不夠發達，因此魔芋根切忌漬水，根系不夠發達，不耐干旱，需勤澆水，再生能力弱，栽培中需細心養護[8]。由于魔芋富含葡甘聚糖，因此易感軟腐病、白絹病等病癥。研究發現，適宜軟腐病、白絹病等病菌的環境條件同時也是適宜魔芋生長的環境條件，因此對于這幾種病害只能抑制，無法根治[9]。

2 魔芋的種子繁殖與育種

魔芋的繁殖一般采用無性繁殖，但由于其常年的無性營養繁殖，導致其種性退化、病害加重和產量下降，甚至整片絕收。目前魔芋原材料市場需求量大，無性繁殖暴露出的缺點亟需解決。而種子繁殖具有天然脫毒、長勢快、繁殖率高等優點，能很好地解決魔芋種性退化、易感病害等問題[10]。

2.1 種子繁殖 種芋應選擇膨大且長的塊莖，其頂芽一般為花芽，才有可能開花結實和收獲魔芋種子[11]。由于魔芋為蟲媒花，雌蕊和雄蕊的成熟時期不同，因此要保證得到種子，就必須保證一定數量的生物種群和良好穩定的生長環境，或者進行人工授粉[12]。在3月份，選擇適宜當地氣候的健康、葉綠、枝干粗壯的種芋，于播種前用50%甲基托布津可濕粉劑等浸泡消毒處理，曬種1～2d，提高發芽力;選擇通風透光以及肥力適宜的土壤進行寬窄行種植;嚴格田間管理，如在生長期距離植株根部7cm施肥、病蟲害防治等;在花期08：00—10：00通過搖動雄蕊花序的方式人工授粉2～3次;收獲的種子經認真搓洗晾干后，置于地窖儲存[13]。

2.2 雜交育種 目前，魔芋大田種植過程中的軟腐病、葉枯病、病毒病等病害發生嚴重，而現在尚無抗病品種的推廣應用，只能依靠化學防治，其防治效果有限，且會對環境造成污染。通過雜交育種，能夠培育出抗病新品種，從源頭上控制魔芋病害，進而提高產量和品質。魔芋品種及類型繁多，存在染色體數目差異的問題[14]，因此雜交前要進行前期篩查，包括生物學特性與生殖生物學特性、種群差異及遺傳背景分析等，在掌握魔芋親本的親緣關系基礎上開展育種。不同魔芋的花期不同，如何解決植株花期時間跨度是目前魔芋雜交育種的技術難關。李勇軍等[15]發現在（24±2）℃干燥條件下魔芋花粉在3d內失活，在4℃干燥條件下花粉活力可保持100d，在-20℃干燥條件下花粉活力保持時間長達300d。趙青華等[16]發現，在早上08：00采集花粉，花粉的初始活力最大，加入硅膠干燥劑會使花粉活力急速下降。所以，低溫保存魔芋花粉是解決魔芋育種中花期不遇問題的重要方法之一。借鑒其他作物雜交育種的經驗，可將魔芋父本、母本分期播種，以解決雄蕊、雌蕊成熟不同步的問題，從而順利授粉、結實;或者可以用赤霉素、生長素等激素浸泡魔芋球莖或噴灑花芽，使父本或母本提前開花，也能解決花期不遇的問題，但尚未見相關研究報道。楊朝柱等[17]以湖北本地花魔芋為母本，以云南永善白魔芋為父本，雜交后選育出的良種“鄂魔芋1號”產量相比對照“清江花魔芋”高出21.4%，繁殖系數為其5倍，質量增加了6.5倍，且抗軟腐病、灰霉病、干腐病，但易感白絹病。目前，對于魔芋雜交育種的研究還有待發展，相關技術研究的成果報道較少，尚在起步階段。