白魔芋研究進展及展望

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特性、栽培育種技術等方面的研究進展，結合當前植物學研究的熱點方向和先進技術，展望了白魔芋的研究和應用前景。對白魔芋基礎生物學研究的完善，有利于提高白魔芋育種的質量，標準化栽培模式的建立也需要以生物技術為基礎。白魔芋是我國獨特的種質資源，各界要提高對白魔芋價值的重視，通過白魔芋良種選育技術的提高及配套栽培措施的研發(fā)，促進白魔芋的推廣和開發(fā)。

關鍵詞 白魔芋；生物學特性；栽培技術；育種

中圖分類號：S632.3 文獻標志碼：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80年代被發(fā)現，是我國的特有種。白魔芋是目前世界上葡甘露聚糖含量最高的優(yōu)質植物資源，其作為一種農作物在我國的栽培范圍十分廣泛，有著重要的生物學研究價值和經濟價值。

1 白魔芋種植資源分析

自然生長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。白魔芋生長地區(qū)具有獨特的焚風效應，海拔越低空氣濕度越低但溫度越高，受到局部環(huán)流的影響谷風可以保持較長的時間，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)境共同構成了白魔芋適宜的生長環(huán)境。白魔芋原產于海拔800～2 000 m的金沙江河谷地帶，但該品種的適應性較強，因而也可以將其引入海拔較低的環(huán)境中進行種植。因而近些年來湖南等一些低海拔地區(qū)也開始引種白魔芋并取得了了不錯的效果。

目前，生物學界針對白魔芋的種質資源收集和相關評價研究比較少。李雯[1]對不同種植地區(qū)收集來的28份白魔芋材料的適應氣候條件、經濟形狀及親緣關系進行了分析和研究。滕彩珠[2]等學者收集了云南北部高原上的12個地方白魔芋材料，對這些材料的抗病性、生長態(tài)勢以及生產應用前景等進行了較為全面的比較分析。收集白魔芋材料并進行評價分析有利于地方品系的鑒定和選育。

2 白魔芋生物學特性研究

2.1 白魔芋生理學研究

學術界內關于白魔芋生理學的研究較多，生理學研究進展要明顯快于白魔芋的細胞生物學和分子生物學研究。何仁斌[3]等在20世紀90年代對白魔芋的光合特性進行了研究，結果顯示相較于玉米、小麥等普通農作物，白魔芋的光合效率較低。劉二喜[4]通過測定白魔芋種子發(fā)芽過程中各生理指標的變化情況，對白魔芋種子種植的培育提供了想用的理論基礎。此外，孟凡冰[5]等對白魔芋的多酚氧化酶活性、不同光質對于白魔芋產量的影響等生理學特性進行了研究。宣慢[6]比較了花魔芋、珠芽魔芋、白魔芋的耐熱性生理指標，發(fā)現白魔芋的耐熱性要優(yōu)于其他兩種魔芋。白魔芋生理學的相關研究為該作物的選育栽培提供了重要的理論基礎。

2.2 細胞生物學研究

對白魔芋的細胞生物學特性分析，有利于了解白魔芋在不同生長時期的生命活動情況和細胞遺傳機制。目前，國內學者關于白魔芋的細胞生物學研究主要集中在核型分析方面。通過大量生物學實驗的比較，學者們發(fā)現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。孫遠航[7]用秋水仙素對白魔芋的根狀莖、種子和不定芽材料進行了處理，對獲得的同源四倍體魔芋植株進行核型分析后得出，4 n=52=32 m+12 sm+8 st。

2.3 分子生物學研究

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

3 白魔芋栽培及育種技術

3.1 栽培技術

白魔芋栽培與花魔芋栽培技術的相似性較高，目前關于白魔芋栽培技術的研究主要包括引種、遮陰、豐產性、套種等。王凱[10]等通過生物學實驗發(fā)現，膨大系數會對白魔芋的產量產生重要的影響。夏彬[11]等對不同的白魔芋田間栽培技術進行了綜合的分析，并總結出了一套相對完備的玉米與白魔芋的套種標準化栽培技術。曾旭[12]等人通過對白魔芋軟腐病的防治技術的探究，構建出了白魔芋軟腐病防控體系。張盛林[13]等對花魔芋、白魔芋等5個魔芋種進行了越冬栽培和貯藏對比，結果顯示在較為完善的栽培管理技術的支持下，長沙地區(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

白魔芋的常用育種途徑包括生物技術育種、組織培養(yǎng)、常規(guī)育種及誘變育種等。目前，已經有較多通過品種審定的珠芽魔芋和花魔芋，但是關于白魔芋的育種報道較少。曾昭初[14]等對幾種不同的魔芋種進行了種間雜交，結果顯示白魔芋的可育性較低。白魔芋在組培技術研究上也取得一定的進展，利用白魔芋的根狀莖、球莖等進行繁育的繁殖系數較低，在大規(guī)模的白魔芋種植中會出現種源不足的問題，這時可以借助組織培養(yǎng)技術進行繁育。李川[15]通過研究發(fā)現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 白魔芋基礎生物學研究的完善

目前，生物學理論界關于白魔芋的研究較為分散，尚未形成一個完整的體系，全面白魔芋生物學體系的建立可以為該品種的栽培種植提供指導和依據。相關學者可以依照天南星科植物生理指標測定和研究的相關標準對白魔芋的生長指標進行測定，與此同時還可以積極利用先進的細胞生物學、分子生物學等技術對白魔芋的內源調控網絡進行探究。白魔芋較之花魔芋其品種優(yōu)勢十分明顯，因而要加快白魔芋小分子RNA測序和轉錄組測序，為其關鍵性生物學數量性質基因的挖掘提供依據。在白魔芋的研究中，還可以應用蛋白質組學這一新興技術深入了解白魔芋的遺傳調控機制，提高良種選育的成功率。endprint

4.2 白魔芋標準化的栽培模式

為了充分發(fā)揮白魔芋的經濟價值，未來白魔芋栽培應建立起系統化、規(guī)?；藴驶脑耘嗄Ｊ?。此前，四川省金陽縣已經申報了“金陽白魔芋”的地理標志產品保護，并制定了相關的白魔芋無公害種植培育流程和生產技術指標，為白魔芋產業(yè)的規(guī)范化發(fā)展創(chuàng)造了條件[16]。白魔芋種植指標的制定和完善對于白魔芋標準化種植的發(fā)展有著重要的意義，對于種植地白魔芋產量的提高和白魔芋的產量化發(fā)展也有著積極的作用。

4.3 利用生物技術選育白魔芋良種

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

5 結語

白魔芋中含有較高的葡甘露聚糖，我國種植的白魔芋品質整體較高，白魔芋加工而成的魔芋精粉也受到了國內外市場的廣泛青睞。近些年來對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。因而必須要提高對白魔芋生物學研究的重視程度，完善白魔芋良種的選育技術，各種植地也要加快研發(fā)白魔芋的配套栽培措施，開展標準化的種植。伴隨著白魔芋研究的深入，白魔芋種植將成為我國山區(qū)人民創(chuàng)收脫貧的重要途徑。

參考文獻

[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，習英，常福浩森，等.云南魔芋種質資源親緣關系的ISSR分析[J].安徽農學通報，2006（11）：54-56.

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（責任編輯：劉昀）endprint