魔芋雜交育種技術

董 坤，黃 潔，雷小施，趙 琴，楊柱瓊，楊 勇

（1.云南省農業科學院 富源魔芋研究所，云南 富源 655500；2.富源縣經濟作物技術推廣站，云南 富源 655500）

魔芋（AmorphophallusBlume）是天南星科磨芋屬多年生草本植物的總稱。古稱蒟蒻（jǔruò），或稱磨芋［1］。魔芋所含的葡甘聚糖是一種重要的可溶性膳食纖維，具有免疫、抗癌、減肥、調血脂、調血糖、調整腸道等功能，世界衛生組織將用魔芋制作的食品確定為十大保健食品之一［2］。魔芋原生長在疏林下，全世界魔芋有210多種，中國有20多種，據中國魔芋協會統計，2021年全國種植魔芋150 000 hm2，主要栽培種是花魔芋（A.konjac）和白魔芋（A.albus），魔芋產業已成為鄉村振興的特色產業。通常魔芋是無性繁殖，常年種植導致種性退化、產量低、品質差、病蟲害嚴重，已制約著魔芋產業的可持續發展。獲得優良品種的方法有系統選育、誘變育種、太空育種、雜交育種、轉基因育種等，國內一些育種者對不同的方法進行了很多研究，取得一些成績，認為獲得優良品種最可靠的方法還是雜交育種。花魔芋具有膨大系數高、產量高的優點，但缺點是抗性差；白魔芋具有抗性強、品質優的優點，但缺點是膨大系數低、商品率低。理論上讓白魔芋與花魔芋雜交可能培育出抗性強、膨大系數高、產量高、品質好的新品種，然而花魔芋和白魔芋的花期不一樣，花魔芋的花期一般在4月份，白魔芋的花期一般在6月份，且魔芋是雌雄同株，異花授粉，一般是雌花先成熟，雄花后成熟，當雄花的花粉成熟時，雌花的柱頭已衰老，沒有受精能力，加之花粉的壽命很短，只有2～3 d的生命力，導致同一種間自然結實率非常低，不同種之間的雜交結實更難。為解決魔芋雜交育種困難，通過多年的探索，采取花期調控、人工授粉等關鍵技術可獲得優良的品種，促進魔芋產業的可持續發展。現以花魔芋與白魔芋為例將雜交育種關鍵技術要點介紹如下。

1 魔芋花期調控

1.1 父本選擇

每年在采收魔芋時選擇具有明顯花芽的魔芋作為父本備用。花魔芋在采收的時候花芽已分化完全，比較明顯，球莖種齡為2～3 a，大小在1～2 kg，頂芽紅色，長3～10 cm。白魔芋花芽不明顯，要靠大小來甄別，種齡為3～4 a，大小在200 g以上，芽窩比較深。

1.2 選擇合適的智能人工氣候箱

容積：150～250 L；控溫范圍：0～50℃，溫度可恒定，溫度波動度為±0.5℃，溫度均勻度為±1℃。

1.3 白魔芋提前開花

（1）選擇合適的處理時間：應根據當地的氣溫條件，一般于2月初。

（2）將選擇好的白魔芋分層放入智能人工氣候箱。

（3）把溫度調到25～28℃，把相對濕度調到50%～60%，經過50～60 d，當有效積溫達到1 550～1 650℃時，白魔芋即開始開花（一般4月份開花）。

（4）取出白魔芋，收集花粉備用。

1.4 花魔芋延遲開花

（1）選擇合適的處理時間：花魔芋于11月份采收后立即放入智能人工氣候箱。

（2）把溫度調到6～8℃，把相對濕度調到40%～50%，6月初取出花魔芋，栽培于露地，經過10～15 d即開始開花。

1.5 花粉收集保存

當佛焰苞展開，附屬器發出臭味，花魔芋的花藥由白色變為紫色，白魔芋的花藥由灰白色變為淡黃色，說明花粉即將成熟。準備一張A4紙，對折，將花朵平放，魔芋雄蕊處于A4紙正上面，待花粉成熟后輕輕拍打，讓花粉落在紙上。把收集起來的花粉裝入自封袋（4號，85 mm×120 mm），寫上標簽，標簽注明魔芋品種名稱、收集時間等，做到一花一袋。排出自封袋里的空氣密封，然后把自封袋放入冰箱冷凍室貯藏。

2 人工授粉

2.1 授粉的工具

手術刀、剪子、水粉筆（羊毫）、鉛筆、標簽、網袋（0.150 mm孔徑尼龍網，25 cm×15 cm，防蟲、鳥，透氣）。

2.2 授粉的時間

授粉時間的掌握是授粉能否成功的關鍵，于8：30—10：00授粉比較好，這段時間內魔芋雌花的柱頭裂開，分泌黏液，活力最強，授粉容易成功。天晴氣溫高時，時間靠前；天陰氣溫低時，時間靠后。

2.3 雌花成熟的判斷

魔芋的花為佛焰花序，雌雄同株，由花柄、佛焰苞、肉穗花序等組成。肉穗花直立，包于佛焰苞內，長于或短于佛焰苞，下部為雌花序，上部為雄花序，最上為附屬器，通常白魔芋在雌花序和雄花序之間有一段中性花序。魔芋的花是雌花先熟型，雌花比雄花早熟2～3 d，雌花受精的時間很短，同株的雄花成熟時，雌花已不能授粉受精結子。因此，判斷雌花成熟與否是授粉成功的關鍵。花魔芋雌花成熟時，佛焰苞張開，附屬器散發出臭味，附屬器上有明顯的液體或白色小顆粒結晶，柱頭裂開濕潤；白魔芋雌花成熟時，佛焰苞張開，附屬器顏色由綠變嫩黃并散發出臭味，柱頭裂開濕潤。

2.4 授粉的方法

（1）棄雄授粉。選擇合適的母本，當雌花成熟時，剝開佛焰苞，用手術刀或剪刀把佛焰苞從基部切除，注意不要傷到佛焰苞花序柱，再用手術刀把雌花序以上的部位（雄花序、附屬器或中性花）切除。用水粉筆蘸取父本花粉輕輕地均勻涂抹在雌花柱頭上。

（2）掛標簽。用鉛筆在標簽上注明父本、母本名稱，授粉日期、時間，并把標簽掛在花序上。

（3）套袋。將尼龍網袋套在已授完粉的花序上，防止其他花粉由風吹到花柱上或由昆蟲攜帶到柱頭上，后期可防止蟲或鳥偷吃魔芋漿果。

3 種子收獲貯藏

魔芋的雜交種子是由頂端逐漸向下成熟，漿果由綠色全部變為橘紅色時，剪下果序，把小漿果從果序上逐個地取下，放入盆中清洗，除棄果皮，晾曬干后裝入網袋，掛于通風透氣的室內保存。室內溫度一般要求保持在0℃以上。

4 種子播種

清明節前后，取出種子，將種子點播于塑料育苗袋，每個育苗袋點播1粒，便于后期篩選。

5 優良種選育

5.1 性狀觀察

魔芋出苗后，對魔芋性狀進行觀察記錄，對有不同性狀的植株做出標記，將性狀一致的分門別類集中在一起管理。

5.2 建立株系比較試驗圃

將按標記選出的種芋播種成株系，采用間比法設計，設對照。若株系表現型整齊一致，則按株系混收成品系，下年升級到品系鑒定；若性狀不整齊一致，繼續選擇優良單株，下年進行株系比較試驗。

5.3 建立品系鑒定試驗圃

將上年入選的每一單株及后代又分別種一小區成為一個系統。首先進行系統群的比較，對于系統群內整齊一致、性狀優良的應先選株，后按系群分別收獲，系群間差異大但某株系間整齊一致，應先選單株，然后按株系分別收獲，株系優良不一致的，繼續選單株，然后按株系分別收獲編號，成為品系。

5.4 建立品種比較試驗圃

將入選的優良品系進行全面比較鑒定，以當地最優良的品種作對照，小區面積一般為30 m2，重復4次，隨機區組排列，對照品種按試驗品系對待參加試驗。選出在產量、品質以及其他經濟性狀方面都比標準品種更優良的新品種。

6 申請植物新品種保護

中華人民共和國種子法（2021年修正）第4章 新品種保護中第25條：國家實行植物新品種保護制度。對國家植物品種保護名錄內經過人工選育或者發現的野生植物加以改良，具備新穎性、特異性、一致性、穩定性和適當命名的植物品種，由國務院農業農村、林業草原主管部門授予植物新品種權，保護植物新品種權所有人的合法權益。魔芋在2019年已納入中華人民共和國農業植物品種保護名錄（第11批）。新品種培育出來后，應及時向農業農村部植物新品種測試中心申請DUS測試和植物新品種保護，保護自己的合法權益。