荔浦芋组培脱毒苗工厂化生产分析

林茜 高营营 覃换玲 黄天琨 赵宇 王钟霞

荔浦芋，又名魁芋，天南星科芋属植物，是槟榔芋的著名品种[1]。广西荔浦地区特有的土壤质地、地理环境、气候等自然条件非常适合种植荔浦芋， 并形成其独特品质，产出的荔浦芋肉质细腻、 香甜、松软粉糯[2]。荔浦芋中含有多种蛋白质、淀粉、游离氨基酸、维生素和无机盐，具有补气养肾、健脾胃之功效，既可制作点心等美味佳肴，又能作为滋补身体的营养品[3]。

芋头传统栽培采用子芋作种，因长期受种植环境及人为因素影响， 种芋易携带病毒，导致其品质和产量急剧下降、种性严重退化[4]。而通过植物组织培养技术， 可获得优质、健壮的芋头种苗，并能保持亲本的优良特性。马铃薯、甘薯等品种组培都已进入大规模工厂化生产阶段，并取得了巨大的经济和社会效益[5，6]，然而芋头组培脱毒快繁技术体系尚未应用于大规模生产。

为此， 广西植物组培苗有限公司以广西农业科学院生物技术研究所为技术支撑，对荔浦芋组培脱毒苗工厂化生产过程中组培苗的继代增殖系数、污染率、人工效率和生产成本4个方面进行试验统计及系统分析，以期为荔浦芋组培脱毒快繁技术体系应用于工厂化生产提供实践依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

2019年4～11月在广西植物组培苗有限公司组培室进行试验。供试材料为广西桂林市荔浦县农业局提供的当地优良芋头品种藤芋、排芋的母芋。

1.2 试验方法

①增殖系数调查 对荔浦芋藤芋、排芋2个品种组培脱毒苗在规模化培育中的继代增殖系数进行统计分析。方法：从培养的第5 代起至第10代，每1 代统计单个品种每次继代培养转接后的接种总瓶数，计算该品种当代组培脱毒苗继代培养的增殖系数，继代增殖过程重复5次，取6 代平均值，最终得出藤芋、排芋组培脱毒苗继代扩繁的增殖系数。每代转接后的接种总瓶数为6个熟练接种技术人员每人每代所接继代瓶数之和，每代计数重复3次，以确保数据的准确性。增殖系数=转接后的接种数/转接用的材料数。

室内组培苗快繁模式：以芽繁芽，继代瓶苗每瓶接入6～8 丛芽（3～5个芽/丛）；培养条件：温 度（25±2）℃，光照 强度2500～3000 lx，光照时间12 h/d；继代培养采用玻璃瓶，直径7 cm、高10 cm；生根分化采用聚丙烯袋，长12 cm、高14 cm。

室内组培苗培养基配方： 继代培养基为：MS+2.0 mg/L 6-BA+0.1 mg/L NAA+30 g/L 白砂糖+4.0 g/L 琼脂， pH 值5.8；生根培养基为：1/2 MS+0.5 mg/L IBA+0.5 mg/L NAA+30 g/L 白砂糖+4.8 g/L卡拉胶，pH 值5.8。

②污染率调查 分别统计藤芋、排芋2个品种组培脱毒苗规模化培育过程中5～10 代， 每代继代培养过程中的污染瓶数，计算每代污染率，继代增殖过程重复6次，取6 代平均值，最终得出藤芋、排芋组培脱毒苗继代扩繁过程中的污染率， 污染率（%）=污染数/接种数×100；组培瓶、袋苗存在细菌、霉菌情况均计入污染。

③人工效率调查 统计熟练接种技术人员分别在藤芋、排芋组培脱毒苗继代及生根，各连续转接单一品种、单一生长阶段苗20 d 以上，所接种的继代总数量和生根总数量，最终算出接种技术人员转接藤芋和排芋继代、生根2个阶段的各日均工作量。从公司专业从事该品种接种的96 名技术员中选择接种效率排名居中的6 名技术人员作为熟练接种技术人员。

④生产成本调查 综合统计生产10000 株荔浦芋组培脱毒生根袋苗中使用的材料费（包括培养基成本、生根袋成本等）、水电费、人工费。培养基成本：根据继代和生根培养基配方对各种药品和添加物用量的费用进行计算，各种试剂价格以2019年4月西陇科学报价为准，计算出配制1 L 继代和生根培养基的价格及生根分化完所用的培养基用量，得出培养基成本。生根袋成本：单个生根袋单价×生产10000 株组培苗使用的生根袋数量。水电费成本：2个品种组培脱毒苗培育至生根分化时所用的水电实际消耗量，水电费价格以2019年4～11月广西南宁地区的物价为准。人工成本：接种、培养基配制、培养基消毒、物品洗涤、组培材料统计数量及挑捡出污染等各项人工工资。

1.3 数据处理

采用Excel 2013 进行数据处理及制图，用SPSS 19.0 软件对数据进行分析。

2 结果与分析

2.1 荔浦芋组培脱毒苗的继代增殖系数

由表1 可知，在组培继代扩繁过程中，藤芋相邻代数的组培苗增殖系数数值略有起伏，而排芋较平稳，因此更有利于对生产进行预算。经试验统计得出：藤芋组培脱毒苗继代平均增殖系数为1.9； 排芋组培脱毒苗继代平均增殖系数为2.1，二者的平均值为2.0。

表1 不同荔浦芋品种组培脱毒苗的继代增殖系数

2.2 荔浦芋组培脱毒苗的污染率

由表2 可知，藤芋组培脱毒苗继代培养第5～10代污染率分别为1.67%、2.80%、3.07%、3.17%、2.30%、1.64%，继代平均污染率为2.44%；排芋组培脱毒苗继代培养第5～10 代污染率分别为0、2.53%、4.46%、3.41%、3.38%、1.97%，继代平均污染率为2.62%。2个品种培养第5～10 代的平均污染率均在3%以内。

表2 不同荔浦芋品种组培脱毒苗的污染率

2.3 荔浦芋组培脱毒苗转接的人工效率

由表3 可知，继代培养时，藤芋每人每天接种342 瓶，排芋每人每天接种353 瓶；生根培养时，藤芋每人每天接种387 袋，排芋每人每天接种403 袋。与藤芋相比，每人每天可多生产排芋组培苗130 株。

表3 荔浦芋组培脱毒苗转接的人工效率

2.4 荔浦芋组培脱毒苗成本构成分析

试验数据表明（表4），生产10000 株藤芋组培脱毒苗共需3804.57 元，折合每株成本0.38 元，生产材料、人工、水电占比分别为3.5%、48.7%、47.7%；生产10000 株排芋组培脱毒苗共需3758.71 元，折合每株成本0.37 元，生产材料、人工、水电占比分别为3.4%、49.2%、47.4%。各项成本中，人工成本占比最高。

表4 各生产10000 株藤芋、排芋组培脱毒生根袋苗的成本构成分析

3 讨论与结论

3.1 芋头组培苗继代增殖系数及污染率

本研究中藤芋、排芋组培脱毒苗继代培养的增殖系数分别为1.9 和2.1，与实验室小规模组培[7]的增殖系数5～6 有较大差距。可能原因：一是试验过程中组培苗的继代周期控制得略短；二是为严格控制种苗的变异率，继代培养基中细胞分裂素的添加浓度略低。

组培苗工厂化生产过程中，污染不仅影响组培苗质量，而且增加组培苗生产成本。汪婷等[8]在组培苗工厂化生产的污染及控制研究中表明，污染率为5%时，生产成本增加10%；污染率为30%时，生产成本增加106.5%。本研究中藤芋和排芋组培脱毒苗继代培养中的整体平均污染率仅2.53%左右。

3.2 芋头组培苗生产人工效率

室内人工接种速率不高是芋头组培苗工厂化生产的最大障碍。首先，人工成本在组培苗生产总成本中占比较大，若人工效率不高，必然导致生产成本上升；其次，培养熟练接种技术人员耗时较长，前期成本投入较大；再次，人工接种效率与组培苗长势密切相关，因此应尽量提高组培苗质量，确保培养瓶内的种苗丛大、丛芽多，以提高人工效率。本研究中熟练接种技术人员每人每天转接荔浦芋组培苗继代及生根的整体效率分别为347.5、395.0袋，比常蕾等[9]芋头组培脱毒苗规模化扩繁的效率分析中接种员的接种效率高。

3.3 芋头组培苗生产成本

本研究在组培继代瓶苗整体污染率2.53%、生根袋苗生根率100%的情况下，生产10000 株藤芋组培脱毒苗的生产成本为0.38 元/株， 生产10000株排芋组培脱毒苗的生产成本为0.37 元/株 （不包括购买初始繁殖材料、技术及设备投入、管理人员费用）。从生产成本结构构成分析看，荔浦芋组培脱毒苗生产中的培养基成本为3.5%、 人工成本为49.0%、水电成本为47.5%，低于常蕾等[9]的研究结果，主要原因可能是工厂化生产过程的人工接种效率略高、培养空间及电器设备等被充分利用，从而降低了芋头组培苗的生产成本。

3.4 小结

经试验，本研究结果为：荔浦芋组培脱毒苗工厂化生产的继代增殖系数2.0、继代污染率2.53%、人工每人每天接种效率继代和生根分别为347.5、395袋、组培生根袋苗生产直接成本0.375 元/株。