荔浦芋組培脫毒苗工廠化生產分析

林茜 高營營 覃換玲 黃天琨 趙宇 王鐘霞

荔浦芋，又名魁芋，天南星科芋屬植物，是檳榔芋的著名品種[1]。廣西荔浦地區特有的土壤質地、地理環境、氣候等自然條件非常適合種植荔浦芋， 并形成其獨特品質，產出的荔浦芋肉質細膩、 香甜、松軟粉糯[2]。荔浦芋中含有多種蛋白質、淀粉、游離氨基酸、維生素和無機鹽，具有補氣養腎、健脾胃之功效，既可制作點心等美味佳肴，又能作為滋補身體的營養品[3]。

芋頭傳統栽培采用子芋作種，因長期受種植環境及人為因素影響， 種芋易攜帶病毒，導致其品質和產量急劇下降、種性嚴重退化[4]。而通過植物組織培養技術， 可獲得優質、健壯的芋頭種苗，并能保持親本的優良特性。馬鈴薯、甘薯等品種組培都已進入大規模工廠化生產階段，并取得了巨大的經濟和社會效益[5，6]，然而芋頭組培脫毒快繁技術體系尚未應用于大規模生產。

為此， 廣西植物組培苗有限公司以廣西農業科學院生物技術研究所為技術支撐，對荔浦芋組培脫毒苗工廠化生產過程中組培苗的繼代增殖系數、污染率、人工效率和生產成本4個方面進行試驗統計及系統分析，以期為荔浦芋組培脫毒快繁技術體系應用于工廠化生產提供實踐依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

2019年4～11月在廣西植物組培苗有限公司組培室進行試驗。供試材料為廣西桂林市荔浦縣農業局提供的當地優良芋頭品種藤芋、排芋的母芋。

1.2 試驗方法

①增殖系數調查 對荔浦芋藤芋、排芋2個品種組培脫毒苗在規模化培育中的繼代增殖系數進行統計分析。方法：從培養的第5 代起至第10代，每1 代統計單個品種每次繼代培養轉接后的接種總瓶數，計算該品種當代組培脫毒苗繼代培養的增殖系數，繼代增殖過程重復5次，取6 代平均值，最終得出藤芋、排芋組培脫毒苗繼代擴繁的增殖系數。每代轉接后的接種總瓶數為6個熟練接種技術人員每人每代所接繼代瓶數之和，每代計數重復3次，以確保數據的準確性。增殖系數=轉接后的接種數/轉接用的材料數。

室內組培苗快繁模式：以芽繁芽，繼代瓶苗每瓶接入6～8 叢芽（3～5個芽/叢）；培養條件：溫 度（25±2）℃，光照 強度2500～3000 lx，光照時間12 h/d；繼代培養采用玻璃瓶，直徑7 cm、高10 cm；生根分化采用聚丙烯袋，長12 cm、高14 cm。

室內組培苗培養基配方： 繼代培養基為：MS+2.0 mg/L 6-BA+0.1 mg/L NAA+30 g/L 白砂糖+4.0 g/L 瓊脂， pH 值5.8；生根培養基為：1/2 MS+0.5 mg/L IBA+0.5 mg/L NAA+30 g/L 白砂糖+4.8 g/L卡拉膠，pH 值5.8。

②污染率調查 分別統計藤芋、排芋2個品種組培脫毒苗規模化培育過程中5～10 代， 每代繼代培養過程中的污染瓶數，計算每代污染率，繼代增殖過程重復6次，取6 代平均值，最終得出藤芋、排芋組培脫毒苗繼代擴繁過程中的污染率， 污染率（%）=污染數/接種數×100；組培瓶、袋苗存在細菌、霉菌情況均計入污染。

③人工效率調查 統計熟練接種技術人員分別在藤芋、排芋組培脫毒苗繼代及生根，各連續轉接單一品種、單一生長階段苗20 d 以上，所接種的繼代總數量和生根總數量，最終算出接種技術人員轉接藤芋和排芋繼代、生根2個階段的各日均工作量。從公司專業從事該品種接種的96 名技術員中選擇接種效率排名居中的6 名技術人員作為熟練接種技術人員。

④生產成本調查 綜合統計生產10000 株荔浦芋組培脫毒生根袋苗中使用的材料費（包括培養基成本、生根袋成本等）、水電費、人工費。培養基成本：根據繼代和生根培養基配方對各種藥品和添加物用量的費用進行計算，各種試劑價格以2019年4月西隴科學報價為準，計算出配制1 L 繼代和生根培養基的價格及生根分化完所用的培養基用量，得出培養基成本。生根袋成本：單個生根袋單價×生產10000 株組培苗使用的生根袋數量。水電費成本：2個品種組培脫毒苗培育至生根分化時所用的水電實際消耗量，水電費價格以2019年4～11月廣西南寧地區的物價為準。人工成本：接種、培養基配制、培養基消毒、物品洗滌、組培材料統計數量及挑撿出污染等各項人工工資。

1.3 數據處理

采用Excel 2013 進行數據處理及制圖，用SPSS 19.0 軟件對數據進行分析。

2 結果與分析

2.1 荔浦芋組培脫毒苗的繼代增殖系數

由表1 可知，在組培繼代擴繁過程中，藤芋相鄰代數的組培苗增殖系數數值略有起伏，而排芋較平穩，因此更有利于對生產進行預算。經試驗統計得出：藤芋組培脫毒苗繼代平均增殖系數為1.9； 排芋組培脫毒苗繼代平均增殖系數為2.1，二者的平均值為2.0。

表1 不同荔浦芋品種組培脫毒苗的繼代增殖系數

2.2 荔浦芋組培脫毒苗的污染率

由表2 可知，藤芋組培脫毒苗繼代培養第5～10代污染率分別為1.67%、2.80%、3.07%、3.17%、2.30%、1.64%，繼代平均污染率為2.44%；排芋組培脫毒苗繼代培養第5～10 代污染率分別為0、2.53%、4.46%、3.41%、3.38%、1.97%，繼代平均污染率為2.62%。2個品種培養第5～10 代的平均污染率均在3%以內。

表2 不同荔浦芋品種組培脫毒苗的污染率

2.3 荔浦芋組培脫毒苗轉接的人工效率

由表3 可知，繼代培養時，藤芋每人每天接種342 瓶，排芋每人每天接種353 瓶；生根培養時，藤芋每人每天接種387 袋，排芋每人每天接種403 袋。與藤芋相比，每人每天可多生產排芋組培苗130 株。

表3 荔浦芋組培脫毒苗轉接的人工效率

2.4 荔浦芋組培脫毒苗成本構成分析

試驗數據表明（表4），生產10000 株藤芋組培脫毒苗共需3804.57 元，折合每株成本0.38 元，生產材料、人工、水電占比分別為3.5%、48.7%、47.7%；生產10000 株排芋組培脫毒苗共需3758.71 元，折合每株成本0.37 元，生產材料、人工、水電占比分別為3.4%、49.2%、47.4%。各項成本中，人工成本占比最高。

表4 各生產10000 株藤芋、排芋組培脫毒生根袋苗的成本構成分析

3 討論與結論

3.1 芋頭組培苗繼代增殖系數及污染率

本研究中藤芋、排芋組培脫毒苗繼代培養的增殖系數分別為1.9 和2.1，與實驗室小規模組培[7]的增殖系數5～6 有較大差距。可能原因：一是試驗過程中組培苗的繼代周期控制得略短；二是為嚴格控制種苗的變異率，繼代培養基中細胞分裂素的添加濃度略低。

組培苗工廠化生產過程中，污染不僅影響組培苗質量，而且增加組培苗生產成本。汪婷等[8]在組培苗工廠化生產的污染及控制研究中表明，污染率為5%時，生產成本增加10%；污染率為30%時，生產成本增加106.5%。本研究中藤芋和排芋組培脫毒苗繼代培養中的整體平均污染率僅2.53%左右。

3.2 芋頭組培苗生產人工效率

室內人工接種速率不高是芋頭組培苗工廠化生產的最大障礙。首先，人工成本在組培苗生產總成本中占比較大，若人工效率不高，必然導致生產成本上升；其次，培養熟練接種技術人員耗時較長，前期成本投入較大；再次，人工接種效率與組培苗長勢密切相關，因此應盡量提高組培苗質量，確保培養瓶內的種苗叢大、叢芽多，以提高人工效率。本研究中熟練接種技術人員每人每天轉接荔浦芋組培苗繼代及生根的整體效率分別為347.5、395.0袋，比常蕾等[9]芋頭組培脫毒苗規模化擴繁的效率分析中接種員的接種效率高。

3.3 芋頭組培苗生產成本

本研究在組培繼代瓶苗整體污染率2.53%、生根袋苗生根率100%的情況下，生產10000 株藤芋組培脫毒苗的生產成本為0.38 元/株， 生產10000株排芋組培脫毒苗的生產成本為0.37 元/株 （不包括購買初始繁殖材料、技術及設備投入、管理人員費用）。從生產成本結構構成分析看，荔浦芋組培脫毒苗生產中的培養基成本為3.5%、 人工成本為49.0%、水電成本為47.5%，低于常蕾等[9]的研究結果，主要原因可能是工廠化生產過程的人工接種效率略高、培養空間及電器設備等被充分利用，從而降低了芋頭組培苗的生產成本。

3.4 小結

經試驗，本研究結果為：荔浦芋組培脫毒苗工廠化生產的繼代增殖系數2.0、繼代污染率2.53%、人工每人每天接種效率繼代和生根分別為347.5、395袋、組培生根袋苗生產直接成本0.375 元/株。