白魔芋研究进展及展望

刘晓婷+程海刚+李翎+董雪婷

摘 要 主要分析了白魔芋的生物学特性、栽培育种技术等方面的研究进展，结合当前植物学研究的热点方向和先进技术，展望了白魔芋的研究和应用前景。对白魔芋基础生物学研究的完善，有利于提高白魔芋育种的质量，标准化栽培模式的建立也需要以生物技术为基础。白魔芋是我国独特的种质资源，各界要提高对白魔芋价值的重视，通过白魔芋良种选育技术的提高及配套栽培措施的研发，促进白魔芋的推广和开发。

关键词 白魔芋；生物学特性；栽培技术；育种

中图分类号：S632.3 文献标志码：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2017.33.070

白魔芋（Amorphophallus albus）属天南星科（Araceae）

魔芋属（AmorphophallusBlume），该植物品种于20世纪80年代被发现，是我国的特有种。白魔芋是目前世界上葡甘露聚糖含量最高的优质植物资源，其作为一种农作物在我国的栽培范围十分广泛，有着重要的生物学研究价值和经济价值。

1 白魔芋种植资源分析

自然生长的白魔芋主要分布在金沙江的下游河谷地带，在云南省北部及四川省南部白魔芋资源的分布较为集中。白魔芋生长地区具有独特的焚风效应，海拔越低空气湿度越低但温度越高，受到局部环流的影响谷风可以保持较长的时间，水分的蒸发速度也较快，在一定程度上遏制了白魔芋病虫害的发生。充足的光热资源以及红壤、燥红土为主的疏松土壤环境共同构成了白魔芋适宜的生长环境。白魔芋原产于海拔800～2 000 m的金沙江河谷地带，但该品种的适应性较强，因而也可以将其引入海拔较低的环境中进行种植。因而近些年来湖南等一些低海拔地区也开始引种白魔芋并取得了了不错的效果。

目前，生物学界针对白魔芋的种质资源收集和相关评价研究比较少。李雯[1]对不同种植地区收集来的28份白魔芋材料的适应气候条件、经济形状及亲缘关系进行了分析和研究。滕彩珠[2]等学者收集了云南北部高原上的12个地方白魔芋材料，对这些材料的抗病性、生长态势以及生产应用前景等进行了较为全面的比较分析。收集白魔芋材料并进行评价分析有利于地方品系的鉴定和选育。

2 白魔芋生物学特性研究

2.1 白魔芋生理学研究

学术界内关于白魔芋生理学的研究较多，生理学研究进展要明显快于白魔芋的细胞生物学和分子生物学研究。何仁斌[3]等在20世纪90年代对白魔芋的光合特性进行了研究，结果显示相较于玉米、小麦等普通农作物，白魔芋的光合效率较低。刘二喜[4]通过测定白魔芋种子发芽过程中各生理指标的变化情况，对白魔芋种子种植的培育提供了想用的理论基础。此外，孟凡冰[5]等对白魔芋的多酚氧化酶活性、不同光质对于白魔芋产量的影响等生理学特性进行了研究。宣慢[6]比较了花魔芋、珠芽魔芋、白魔芋的耐热性生理指标，发现白魔芋的耐热性要优于其他两种魔芋。白魔芋生理学的相关研究为该作物的选育栽培提供了重要的理论基础。

2.2 细胞生物学研究

对白魔芋的细胞生物学特性分析，有利于了解白魔芋在不同生长时期的生命活动情况和细胞遗传机制。目前，国内学者关于白魔芋的细胞生物学研究主要集中在核型分析方面。通过大量生物学实验的比较，学者们发现白魔芋与花魔芋的核型较为接近，白魔芋染色体为

2 n=26=16 m+6 sm+4 st（2SAT），相较于花魔芋白魔芋更接近于魔芋原始种。孙远航[7]用秋水仙素对白魔芋的根状茎、种子和不定芽材料进行了处理，对获得的同源四倍体魔芋植株进行核型分析后得出，4 n=52=32 m+12 sm+8 st。

2.3 分子生物学研究

白魔芋的分子生物学研究相对较少，主要的研究集中在基因克隆及分子标记等方面。滕彩珠[8]等将收集到的16份不同品种的魔芋材料进行AFLP分子标记研究，并对结果进行了分析比较，发现白魔芋与花魔芋的亲缘关系较近。宣慢[6]利用ISSR分子标记技术对28份魔芋资源材料进行了多态性分析，在验证白魔芋与花魔芋亲缘关系的同时发现白魔芋的遗传多样性丰富程度要高于后者。张玉进[9]等对收集到的多份白魔芋种类资源进行了RAPD分子标记分析，明确了白魔芋的种内亲缘关系。对白魔芋分子生物学的研究丰富了白魔芋生理学研究的成果，为白魔芋种植的发展提供了理论基础。

3 白魔芋栽培及育种技术

3.1 栽培技术

白魔芋栽培与花魔芋栽培技术的相似性较高，目前关于白魔芋栽培技术的研究主要包括引种、遮阴、丰产性、套种等。王凯[10]等通过生物学实验发现，膨大系数会对白魔芋的产量产生重要的影响。夏彬[11]等对不同的白魔芋田间栽培技术进行了综合的分析，并总结出了一套相对完备的玉米与白魔芋的套种标准化栽培技术。曾旭[12]等人通过对白魔芋软腐病的防治技术的探究，构建出了白魔芋软腐病防控体系。张盛林[13]等对花魔芋、白魔芋等5个魔芋种进行了越冬栽培和贮藏对比，结果显示在较为完善的栽培管理技术的支持下，长沙地区的环境气候可以种植越冬白魔芋。

3.2 白魔芋育种技术

白魔芋的常用育种途径包括生物技术育种、组织培养、常规育种及诱变育种等。目前，已经有较多通过品种审定的珠芽魔芋和花魔芋，但是关于白魔芋的育种报道较少。曾昭初[14]等对几种不同的魔芋种进行了种间杂交，结果显示白魔芋的可育性较低。白魔芋在组培技术研究上也取得一定的进展，利用白魔芋的根状茎、球茎等进行繁育的繁殖系数较低，在大规模的白魔芋种植中会出现种源不足的问题，这时可以借助组织培养技术进行繁育。李川[15]通过研究发现白魔芋的皮上芽孢部位作为外植体的效果最好。

4 白魔芋发展展望

4.1 白魔芋基础生物学研究的完善

目前，生物学理论界关于白魔芋的研究较为分散，尚未形成一个完整的体系，全面白魔芋生物学体系的建立可以为该品种的栽培种植提供指导和依据。相关学者可以依照天南星科植物生理指標测定和研究的相关标准对白魔芋的生长指标进行测定，与此同时还可以积极利用先进的细胞生物学、分子生物学等技术对白魔芋的内源调控网络进行探究。白魔芋较之花魔芋其品种优势十分明显，因而要加快白魔芋小分子RNA测序和转录组测序，为其关键性生物学数量性质基因的挖掘提供依据。在白魔芋的研究中，还可以应用蛋白质组学这一新兴技术深入了解白魔芋的遗传调控机制，提高良种选育的成功率。endprint

4.2 白魔芋标准化的栽培模式

为了充分发挥白魔芋的经济价值，未来白魔芋栽培应建立起系统化、规模化、标准化的栽培模式。此前，四川省金阳县已经申报了“金阳白魔芋”的地理标志产品保护，并制定了相关的白魔芋无公害种植培育流程和生产技术指标，为白魔芋产业的规范化发展创造了条件[16]。白魔芋种植指标的制定和完善对于白魔芋标准化种植的发展有着重要的意义，对于种植地白魔芋产量的提高和白魔芋的产量化发展也有着积极的作用。

4.3 利用生物技术选育白魔芋良种

白魔芋育种研究近些年来始终止步不前。白魔芋为无性繁殖栽培作物，其开花周期为三年，且存在雌花雄花不同期开花的现象，因而采用生物技术育种的速度会比较快，良种选育的质量也会比较高。此前已经有一些学者利用了辐射突变及多倍体等方法进行了花魔芋的新品种培育并取得不错的效果，白魔芋的两种选育也可以参考。此外，在烟草、番茄等农作物上应用较为成熟的体细胞杂交技术也可以应用到白魔芋的良种培育中来[17]。转基因技术在当前的植物遗传育种中也得到了较为广泛的应用，也可以利用该技术将一些亲缘关系较近的优良基因转到白魔芋品种上，对白魔芋的一些品质缺陷进行改良。

5 結语

白魔芋中含有较高的葡甘露聚糖，我国种植的白魔芋品质整体较高，白魔芋加工而成的魔芋精粉也受到了国内外市场的广泛青睐。近些年来对于白魔芋的研究重视程度不高，因而在良种的选育上也未能取得巨大突破。因而必须要提高对白魔芋生物学研究的重视程度，完善白魔芋良种的选育技术，各种植地也要加快研发白魔芋的配套栽培措施，开展标准化的种植。伴随着白魔芋研究的深入，白魔芋种植将成为我国山区人民创收脱贫的重要途径。

参考文献

[1]李雯.滇西南热区珠芽魔芋仿生环境利用模式研究——以耿马县勐撒镇撒马坝珠芽魔芋种植基地为例[J].绿色科技，2016（21）：35-37.

[2]滕彩珠，习英，常福浩森，等.云南魔芋种质资源亲缘关系的ISSR分析[J].安徽农学通报，2006（11）：54-56.

[3]何仁斌，唐学祥，陈仁.白魔芋引种及高产栽培试验简报[J].福建农业科技，1997（6）：15-16.

[4]刘二喜.魔芋种质资源分类鉴定技术、引种适应性评价及繁殖特性研究[D].恩施：湖北民族学院，2016.

[5]孟凡冰，刘达玉，李云成，等.魔芋葡甘聚糖的结构、性质及其改性研究进展[J].食品工业科技，2016，37（22）：394-400.

[6]宣慢.魔芋种质资源形态多样性与ISSR分析[D].重庆：西南大学，2010.

[7]孙远航.白魔芋种质资源研究[D].重庆：西南大学，2006.

[8]滕彩珠，习英，易继碧，等.魔芋种质资源的AFLP分析[J].氨基酸和生物资源，2006（4）：33-35.

[9]张玉进，张兴国，刘佩瑛，等.魔芋种质资源的RAPD分析[J].西南农业大学学报，2001（5）：418-421.

[10]王凯，张盛林.白魔芋研究进展及展望[J].南方农业，2016，10（34）：60-64.

[11]夏彬，张转军.白魔芋套种玉米栽培技术[J].现代农业科技，2012（14）：32，38.

[12]曾旭，何翠，熊红兵，等.屏山县白魔芋病害防治技术初探[J].南方农业，2016，10（21）：35，37.

[13]张盛林，郑莲姬，钟耕.花魔芋和白魔芋褐变机理及褐变抑制研究[J].农业工程学报，2007（2）：207-212.

[14]曾昭初，高翔，罗鸿源，等.白魔芋组织培养快速繁殖技术的研究[J].贵州农业科学，1997（1）：29-32.

[15]李川.白魔芋种子发芽过程中的生理生化研究[D].重庆：西南大学，2006.

[16]李兰英.金阳白魔芋专业合作社发展现状和对策思考[J].农民致富之友，2017（9）：183-184.

[17]刘恒.魔芋高产栽培技术[J].福建农业，2013（3）：17，19.

（责任编辑：刘昀）endprint