劉曉婷+程海剛+李翎+董雪婷

摘 要 主要分析了白魔芋的生物學(xué)特性、栽培育種技術(shù)等方面的研究進(jìn)展，結(jié)合當(dāng)前植物學(xué)研究的熱點(diǎn)方向和先進(jìn)技術(shù)，展望了白魔芋的研究和應(yīng)用前景。對(duì)白魔芋基礎(chǔ)生物學(xué)研究的完善，有利于提高白魔芋育種的質(zhì)量，標(biāo)準(zhǔn)化栽培模式的建立也需要以生物技術(shù)為基礎(chǔ)。白魔芋是我國(guó)獨(dú)特的種質(zhì)資源，各界要提高對(duì)白魔芋價(jià)值的重視，通過(guò)白魔芋良種選育技術(shù)的提高及配套栽培措施的研發(fā)，促進(jìn)白魔芋的推廣和開(kāi)發(fā)。

關(guān)鍵詞 白魔芋；生物學(xué)特性；栽培技術(shù)；育種

中圖分類號(hào)：S632.3 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2017.33.070

白魔芋（Amorphophallus albus）屬天南星科（Araceae）

魔芋屬（AmorphophallusBlume），該植物品種于20世紀(jì)80年代被發(fā)現(xiàn)，是我國(guó)的特有種。白魔芋是目前世界上葡甘露聚糖含量最高的優(yōu)質(zhì)植物資源，其作為一種農(nóng)作物在我國(guó)的栽培范圍十分廣泛，有著重要的生物學(xué)研究?jī)r(jià)值和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

1 白魔芋種植資源分析

自然生長(zhǎng)的白魔芋主要分布在金沙江的下游河谷地帶，在云南省北部及四川省南部白魔芋資源的分布較為集中。白魔芋生長(zhǎng)地區(qū)具有獨(dú)特的焚風(fēng)效應(yīng)，海拔越低空氣濕度越低但溫度越高，受到局部環(huán)流的影響谷風(fēng)可以保持較長(zhǎng)的時(shí)間，水分的蒸發(fā)速度也較快，在一定程度上遏制了白魔芋病蟲害的發(fā)生。充足的光熱資源以及紅壤、燥紅土為主的疏松土壤環(huán)境共同構(gòu)成了白魔芋適宜的生長(zhǎng)環(huán)境。白魔芋原產(chǎn)于海拔800～2 000 m的金沙江河谷地帶，但該品種的適應(yīng)性較強(qiáng)，因而也可以將其引入海拔較低的環(huán)境中進(jìn)行種植。因而近些年來(lái)湖南等一些低海拔地區(qū)也開(kāi)始引種白魔芋并取得了了不錯(cuò)的效果。

目前，生物學(xué)界針對(duì)白魔芋的種質(zhì)資源收集和相關(guān)評(píng)價(jià)研究比較少。李雯[1]對(duì)不同種植地區(qū)收集來(lái)的28份白魔芋材料的適應(yīng)氣候條件、經(jīng)濟(jì)形狀及親緣關(guān)系進(jìn)行了分析和研究。滕彩珠[2]等學(xué)者收集了云南北部高原上的12個(gè)地方白魔芋材料，對(duì)這些材料的抗病性、生長(zhǎng)態(tài)勢(shì)以及生產(chǎn)應(yīng)用前景等進(jìn)行了較為全面的比較分析。收集白魔芋材料并進(jìn)行評(píng)價(jià)分析有利于地方品系的鑒定和選育。

2 白魔芋生物學(xué)特性研究

2.1 白魔芋生理學(xué)研究

學(xué)術(shù)界內(nèi)關(guān)于白魔芋生理學(xué)的研究較多，生理學(xué)研究進(jìn)展要明顯快于白魔芋的細(xì)胞生物學(xué)和分子生物學(xué)研究。何仁斌[3]等在20世紀(jì)90年代對(duì)白魔芋的光合特性進(jìn)行了研究，結(jié)果顯示相較于玉米、小麥等普通農(nóng)作物，白魔芋的光合效率較低。劉二喜[4]通過(guò)測(cè)定白魔芋種子發(fā)芽過(guò)程中各生理指標(biāo)的變化情況，對(duì)白魔芋種子種植的培育提供了想用的理論基礎(chǔ)。此外，孟凡冰[5]等對(duì)白魔芋的多酚氧化酶活性、不同光質(zhì)對(duì)于白魔芋產(chǎn)量的影響等生理學(xué)特性進(jìn)行了研究。宣慢[6]比較了花魔芋、珠芽魔芋、白魔芋的耐熱性生理指標(biāo)，發(fā)現(xiàn)白魔芋的耐熱性要優(yōu)于其他兩種魔芋。白魔芋生理學(xué)的相關(guān)研究為該作物的選育栽培提供了重要的理論基礎(chǔ)。

2.2 細(xì)胞生物學(xué)研究

對(duì)白魔芋的細(xì)胞生物學(xué)特性分析，有利于了解白魔芋在不同生長(zhǎng)時(shí)期的生命活動(dòng)情況和細(xì)胞遺傳機(jī)制。目前，國(guó)內(nèi)學(xué)者關(guān)于白魔芋的細(xì)胞生物學(xué)研究主要集中在核型分析方面。通過(guò)大量生物學(xué)實(shí)驗(yàn)的比較，學(xué)者們發(fā)現(xiàn)白魔芋與花魔芋的核型較為接近，白魔芋染色體為

2 n=26=16 m+6 sm+4 st（2SAT），相較于花魔芋白魔芋更接近于魔芋原始種。孫遠(yuǎn)航[7]用秋水仙素對(duì)白魔芋的根狀莖、種子和不定芽材料進(jìn)行了處理，對(duì)獲得的同源四倍體魔芋植株進(jìn)行核型分析后得出，4 n=52=32 m+12 sm+8 st。

2.3 分子生物學(xué)研究

白魔芋的分子生物學(xué)研究相對(duì)較少，主要的研究集中在基因克隆及分子標(biāo)記等方面。滕彩珠[8]等將收集到的16份不同品種的魔芋材料進(jìn)行AFLP分子標(biāo)記研究，并對(duì)結(jié)果進(jìn)行了分析比較，發(fā)現(xiàn)白魔芋與花魔芋的親緣關(guān)系較近。宣慢[6]利用ISSR分子標(biāo)記技術(shù)對(duì)28份魔芋資源材料進(jìn)行了多態(tài)性分析，在驗(yàn)證白魔芋與花魔芋親緣關(guān)系的同時(shí)發(fā)現(xiàn)白魔芋的遺傳多樣性豐富程度要高于后者。張玉進(jìn)[9]等對(duì)收集到的多份白魔芋種類資源進(jìn)行了RAPD分子標(biāo)記分析，明確了白魔芋的種內(nèi)親緣關(guān)系。對(duì)白魔芋分子生物學(xué)的研究豐富了白魔芋生理學(xué)研究的成果，為白魔芋種植的發(fā)展提供了理論基礎(chǔ)。

3 白魔芋栽培及育種技術(shù)

3.1 栽培技術(shù)

白魔芋栽培與花魔芋栽培技術(shù)的相似性較高，目前關(guān)于白魔芋栽培技術(shù)的研究主要包括引種、遮陰、豐產(chǎn)性、套種等。王凱[10]等通過(guò)生物學(xué)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，膨大系數(shù)會(huì)對(duì)白魔芋的產(chǎn)量產(chǎn)生重要的影響。夏彬[11]等對(duì)不同的白魔芋田間栽培技術(shù)進(jìn)行了綜合的分析，并總結(jié)出了一套相對(duì)完備的玉米與白魔芋的套種標(biāo)準(zhǔn)化栽培技術(shù)。曾旭[12]等人通過(guò)對(duì)白魔芋軟腐病的防治技術(shù)的探究，構(gòu)建出了白魔芋軟腐病防控體系。張盛林[13]等對(duì)花魔芋、白魔芋等5個(gè)魔芋種進(jìn)行了越冬栽培和貯藏對(duì)比，結(jié)果顯示在較為完善的栽培管理技術(shù)的支持下，長(zhǎng)沙地區(qū)的環(huán)境氣候可以種植越冬白魔芋。

3.2 白魔芋育種技術(shù)

白魔芋的常用育種途徑包括生物技術(shù)育種、組織培養(yǎng)、常規(guī)育種及誘變育種等。目前，已經(jīng)有較多通過(guò)品種審定的珠芽魔芋和花魔芋，但是關(guān)于白魔芋的育種報(bào)道較少。曾昭初[14]等對(duì)幾種不同的魔芋種進(jìn)行了種間雜交，結(jié)果顯示白魔芋的可育性較低。白魔芋在組培技術(shù)研究上也取得一定的進(jìn)展，利用白魔芋的根狀莖、球莖等進(jìn)行繁育的繁殖系數(shù)較低，在大規(guī)模的白魔芋種植中會(huì)出現(xiàn)種源不足的問(wèn)題，這時(shí)可以借助組織培養(yǎng)技術(shù)進(jìn)行繁育。李川[15]通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)白魔芋的皮上芽孢部位作為外植體的效果最好。

4 白魔芋發(fā)展展望

4.1 白魔芋基礎(chǔ)生物學(xué)研究的完善

目前，生物學(xué)理論界關(guān)于白魔芋的研究較為分散，尚未形成一個(gè)完整的體系，全面白魔芋生物學(xué)體系的建立可以為該品種的栽培種植提供指導(dǎo)和依據(jù)。相關(guān)學(xué)者可以依照天南星科植物生理指標(biāo)測(cè)定和研究的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)白魔芋的生長(zhǎng)指標(biāo)進(jìn)行測(cè)定，與此同時(shí)還可以積極利用先進(jìn)的細(xì)胞生物學(xué)、分子生物學(xué)等技術(shù)對(duì)白魔芋的內(nèi)源調(diào)控網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行探究。白魔芋較之花魔芋其品種優(yōu)勢(shì)十分明顯，因而要加快白魔芋小分子RNA測(cè)序和轉(zhuǎn)錄組測(cè)序，為其關(guān)鍵性生物學(xué)數(shù)量性質(zhì)基因的挖掘提供依據(jù)。在白魔芋的研究中，還可以應(yīng)用蛋白質(zhì)組學(xué)這一新興技術(shù)深入了解白魔芋的遺傳調(diào)控機(jī)制，提高良種選育的成功率。endprint

4.2 白魔芋標(biāo)準(zhǔn)化的栽培模式

為了充分發(fā)揮白魔芋的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，未來(lái)白魔芋栽培應(yīng)建立起系統(tǒng)化、規(guī)?；?、標(biāo)準(zhǔn)化的栽培模式。此前，四川省金陽(yáng)縣已經(jīng)申報(bào)了“金陽(yáng)白魔芋”的地理標(biāo)志產(chǎn)品保護(hù)，并制定了相關(guān)的白魔芋無(wú)公害種植培育流程和生產(chǎn)技術(shù)指標(biāo)，為白魔芋產(chǎn)業(yè)的規(guī)范化發(fā)展創(chuàng)造了條件[16]。白魔芋種植指標(biāo)的制定和完善對(duì)于白魔芋標(biāo)準(zhǔn)化種植的發(fā)展有著重要的意義，對(duì)于種植地白魔芋產(chǎn)量的提高和白魔芋的產(chǎn)量化發(fā)展也有著積極的作用。

4.3 利用生物技術(shù)選育白魔芋良種

白魔芋育種研究近些年來(lái)始終止步不前。白魔芋為無(wú)性繁殖栽培作物，其開(kāi)花周期為三年，且存在雌花雄花不同期開(kāi)花的現(xiàn)象，因而采用生物技術(shù)育種的速度會(huì)比較快，良種選育的質(zhì)量也會(huì)比較高。此前已經(jīng)有一些學(xué)者利用了輻射突變及多倍體等方法進(jìn)行了花魔芋的新品種培育并取得不錯(cuò)的效果，白魔芋的兩種選育也可以參考。此外，在煙草、番茄等農(nóng)作物上應(yīng)用較為成熟的體細(xì)胞雜交技術(shù)也可以應(yīng)用到白魔芋的良種培育中來(lái)[17]。轉(zhuǎn)基因技術(shù)在當(dāng)前的植物遺傳育種中也得到了較為廣泛的應(yīng)用，也可以利用該技術(shù)將一些親緣關(guān)系較近的優(yōu)良基因轉(zhuǎn)到白魔芋品種上，對(duì)白魔芋的一些品質(zhì)缺陷進(jìn)行改良。

5 結(jié)語(yǔ)

白魔芋中含有較高的葡甘露聚糖，我國(guó)種植的白魔芋品質(zhì)整體較高，白魔芋加工而成的魔芋精粉也受到了國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)的廣泛青睞。近些年來(lái)對(duì)于白魔芋的研究重視程度不高，因而在良種的選育上也未能取得巨大突破。因而必須要提高對(duì)白魔芋生物學(xué)研究的重視程度，完善白魔芋良種的選育技術(shù)，各種植地也要加快研發(fā)白魔芋的配套栽培措施，開(kāi)展標(biāo)準(zhǔn)化的種植。伴隨著白魔芋研究的深入，白魔芋種植將成為我國(guó)山區(qū)人民創(chuàng)收脫貧的重要途徑。

參考文獻(xiàn)

[1]李雯.滇西南熱區(qū)珠芽魔芋仿生環(huán)境利用模式研究——以耿馬縣勐撒鎮(zhèn)撒馬壩珠芽魔芋種植基地為例[J].綠色科技，2016（21）：35-37.

[2]滕彩珠，習(xí)英，常福浩森，等.云南魔芋種質(zhì)資源親緣關(guān)系的ISSR分析[J].安徽農(nóng)學(xué)通報(bào)，2006（11）：54-56.

[3]何仁斌，唐學(xué)祥，陳仁.白魔芋引種及高產(chǎn)栽培試驗(yàn)簡(jiǎn)報(bào)[J].福建農(nóng)業(yè)科技，1997（6）：15-16.

[4]劉二喜.魔芋種質(zhì)資源分類鑒定技術(shù)、引種適應(yīng)性評(píng)價(jià)及繁殖特性研究[D].恩施：湖北民族學(xué)院，2016.

[5]孟凡冰，劉達(dá)玉，李云成，等.魔芋葡甘聚糖的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及其改性研究進(jìn)展[J].食品工業(yè)科技，2016，37（22）：394-400.

[6]宣慢.魔芋種質(zhì)資源形態(tài)多樣性與ISSR分析[D].重慶：西南大學(xué)，2010.

[7]孫遠(yuǎn)航.白魔芋種質(zhì)資源研究[D].重慶：西南大學(xué)，2006.

[8]滕彩珠，習(xí)英，易繼碧，等.魔芋種質(zhì)資源的AFLP分析[J].氨基酸和生物資源，2006（4）：33-35.

[9]張玉進(jìn)，張興國(guó)，劉佩瑛，等.魔芋種質(zhì)資源的RAPD分析[J].西南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2001（5）：418-421.

[10]王凱，張盛林.白魔芋研究進(jìn)展及展望[J].南方農(nóng)業(yè)，2016，10（34）：60-64.

[11]夏彬，張轉(zhuǎn)軍.白魔芋套種玉米栽培技術(shù)[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2012（14）：32，38.

[12]曾旭，何翠，熊紅兵，等.屏山縣白魔芋病害防治技術(shù)初探[J].南方農(nóng)業(yè)，2016，10（21）：35，37.

[13]張盛林，鄭蓮姬，鐘耕.花魔芋和白魔芋褐變機(jī)理及褐變抑制研究[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2007（2）：207-212.

[14]曾昭初，高翔，羅鴻源，等.白魔芋組織培養(yǎng)快速繁殖技術(shù)的研究[J].貴州農(nóng)業(yè)科學(xué)，1997（1）：29-32.

[15]李川.白魔芋種子發(fā)芽過(guò)程中的生理生化研究[D].重慶：西南大學(xué)，2006.

[16]李蘭英.金陽(yáng)白魔芋專業(yè)合作社發(fā)展現(xiàn)狀和對(duì)策思考[J].農(nóng)民致富之友，2017（9）：183-184.

[17]劉恒.魔芋高產(chǎn)栽培技術(shù)[J].福建農(nóng)業(yè)，2013（3）：17，19.

（責(zé)任編輯：劉昀）endprint