魔芋杂交育种技术

董 坤，黄 洁，雷小施，赵 琴，杨柱琼，杨 勇

（1.云南省农业科学院 富源魔芋研究所，云南 富源 655500；2.富源县经济作物技术推广站，云南 富源 655500）

魔芋（AmorphophallusBlume）是天南星科磨芋属多年生草本植物的总称。古称蒟蒻（jǔruò），或称磨芋［1］。魔芋所含的葡甘聚糖是一种重要的可溶性膳食纤维，具有免疫、抗癌、减肥、调血脂、调血糖、调整肠道等功能，世界卫生组织将用魔芋制作的食品确定为十大保健食品之一［2］。魔芋原生长在疏林下，全世界魔芋有210多种，中国有20多种，据中国魔芋协会统计，2021年全国种植魔芋150 000 hm2，主要栽培种是花魔芋（A.konjac）和白魔芋（A.albus），魔芋产业已成为乡村振兴的特色产业。通常魔芋是无性繁殖，常年种植导致种性退化、产量低、品质差、病虫害严重，已制约着魔芋产业的可持续发展。获得优良品种的方法有系统选育、诱变育种、太空育种、杂交育种、转基因育种等，国内一些育种者对不同的方法进行了很多研究，取得一些成绩，认为获得优良品种最可靠的方法还是杂交育种。花魔芋具有膨大系数高、产量高的优点，但缺点是抗性差；白魔芋具有抗性强、品质优的优点，但缺点是膨大系数低、商品率低。理论上让白魔芋与花魔芋杂交可能培育出抗性强、膨大系数高、产量高、品质好的新品种，然而花魔芋和白魔芋的花期不一样，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，异花授粉，一般是雌花先成熟，雄花后成熟，当雄花的花粉成熟时，雌花的柱头已衰老，没有受精能力，加之花粉的寿命很短，只有2～3 d的生命力，导致同一种间自然结实率非常低，不同种之间的杂交结实更难。为解决魔芋杂交育种困难，通过多年的探索，采取花期调控、人工授粉等关键技术可获得优良的品种，促进魔芋产业的可持续发展。现以花魔芋与白魔芋为例将杂交育种关键技术要点介绍如下。

1 魔芋花期调控

1.1 父本选择

每年在采收魔芋时选择具有明显花芽的魔芋作为父本备用。花魔芋在采收的时候花芽已分化完全，比较明显，球茎种龄为2～3 a，大小在1～2 kg，顶芽红色，长3～10 cm。白魔芋花芽不明显，要靠大小来甄别，种龄为3～4 a，大小在200 g以上，芽窝比较深。

1.2 选择合适的智能人工气候箱

容积：150～250 L；控温范围：0～50℃，温度可恒定，温度波动度为±0.5℃，温度均匀度为±1℃。

1.3 白魔芋提前开花

（1）选择合适的处理时间：应根据当地的气温条件，一般于2月初。

（2）将选择好的白魔芋分层放入智能人工气候箱。

（3）把温度调到25～28℃，把相对湿度调到50%～60%，经过50～60 d，当有效积温达到1 550～1 650℃时，白魔芋即开始开花（一般4月份开花）。

（4）取出白魔芋，收集花粉备用。

1.4 花魔芋延迟开花

（1）选择合适的处理时间：花魔芋于11月份采收后立即放入智能人工气候箱。

（2）把温度调到6～8℃，把相对湿度调到40%～50%，6月初取出花魔芋，栽培于露地，经过10～15 d即开始开花。

1.5 花粉收集保存

当佛焰苞展开，附属器发出臭味，花魔芋的花药由白色变为紫色，白魔芋的花药由灰白色变为淡黄色，说明花粉即将成熟。准备一张A4纸，对折，将花朵平放，魔芋雄蕊处于A4纸正上面，待花粉成熟后轻轻拍打，让花粉落在纸上。把收集起来的花粉装入自封袋（4号，85 mm×120 mm），写上标签，标签注明魔芋品种名称、收集时间等，做到一花一袋。排出自封袋里的空气密封，然后把自封袋放入冰箱冷冻室贮藏。

2 人工授粉

2.1 授粉的工具

手术刀、剪子、水粉笔（羊毫）、铅笔、标签、网袋（0.150 mm孔径尼龙网，25 cm×15 cm，防虫、鸟，透气）。

2.2 授粉的时间

授粉时间的掌握是授粉能否成功的关键，于8：30—10：00授粉比较好，这段时间内魔芋雌花的柱头裂开，分泌黏液，活力最强，授粉容易成功。天晴气温高时，时间靠前；天阴气温低时，时间靠后。

2.3 雌花成熟的判断

魔芋的花为佛焰花序，雌雄同株，由花柄、佛焰苞、肉穗花序等组成。肉穗花直立，包于佛焰苞内，长于或短于佛焰苞，下部为雌花序，上部为雄花序，最上为附属器，通常白魔芋在雌花序和雄花序之间有一段中性花序。魔芋的花是雌花先熟型，雌花比雄花早熟2～3 d，雌花受精的时间很短，同株的雄花成熟时，雌花已不能授粉受精结子。因此，判断雌花成熟与否是授粉成功的关键。花魔芋雌花成熟时，佛焰苞张开，附属器散发出臭味，附属器上有明显的液体或白色小颗粒结晶，柱头裂开湿润；白魔芋雌花成熟时，佛焰苞张开，附属器颜色由绿变嫩黄并散发出臭味，柱头裂开湿润。

2.4 授粉的方法

（1）弃雄授粉。选择合适的母本，当雌花成熟时，剥开佛焰苞，用手术刀或剪刀把佛焰苞从基部切除，注意不要伤到佛焰苞花序柱，再用手术刀把雌花序以上的部位（雄花序、附属器或中性花）切除。用水粉笔蘸取父本花粉轻轻地均匀涂抹在雌花柱头上。

（2）挂标签。用铅笔在标签上注明父本、母本名称，授粉日期、时间，并把标签挂在花序上。

（3）套袋。将尼龙网袋套在已授完粉的花序上，防止其他花粉由风吹到花柱上或由昆虫携带到柱头上，后期可防止虫或鸟偷吃魔芋浆果。

3 种子收获贮藏

魔芋的杂交种子是由顶端逐渐向下成熟，浆果由绿色全部变为橘红色时，剪下果序，把小浆果从果序上逐个地取下，放入盆中清洗，除弃果皮，晾晒干后装入网袋，挂于通风透气的室内保存。室内温度一般要求保持在0℃以上。

4 种子播种

清明节前后，取出种子，将种子点播于塑料育苗袋，每个育苗袋点播1粒，便于后期筛选。

5 优良种选育

5.1 性状观察

魔芋出苗后，对魔芋性状进行观察记录，对有不同性状的植株做出标记，将性状一致的分门别类集中在一起管理。

5.2 建立株系比较试验圃

将按标记选出的种芋播种成株系，采用间比法设计，设对照。若株系表现型整齐一致，则按株系混收成品系，下年升级到品系鉴定；若性状不整齐一致，继续选择优良单株，下年进行株系比较试验。

5.3 建立品系鉴定试验圃

将上年入选的每一单株及后代又分别种一小区成为一个系统。首先进行系统群的比较，对于系统群内整齐一致、性状优良的应先选株，后按系群分别收获，系群间差异大但某株系间整齐一致，应先选单株，然后按株系分别收获，株系优良不一致的，继续选单株，然后按株系分别收获编号，成为品系。

5.4 建立品种比较试验圃

将入选的优良品系进行全面比较鉴定，以当地最优良的品种作对照，小区面积一般为30 m2，重复4次，随机区组排列，对照品种按试验品系对待参加试验。选出在产量、品质以及其他经济性状方面都比标准品种更优良的新品种。

6 申请植物新品种保护

中华人民共和国种子法（2021年修正）第4章 新品种保护中第25条：国家实行植物新品种保护制度。对国家植物品种保护名录内经过人工选育或者发现的野生植物加以改良，具备新颖性、特异性、一致性、稳定性和适当命名的植物品种，由国务院农业农村、林业草原主管部门授予植物新品种权，保护植物新品种权所有人的合法权益。魔芋在2019年已纳入中华人民共和国农业植物品种保护名录（第11批）。新品种培育出来后，应及时向农业农村部植物新品种测试中心申请DUS测试和植物新品种保护，保护自己的合法权益。