湖北省郧西县魔芋良种繁育基地建设

项目名称：湖北省郧西县魔芋良种繁育基地建设项目

承担单位：郧西县定山魔芋专业合作社

项目单位法人代表：马定山　职务：郧西县定山魔芋专业合作社理事长

协作单位：郧西县蔬菜办公室、郧西县农业局、郧西县科技局

项目性质：新建魔芋良种繁育基地基地、魔芋种球越冬贮藏室

项目可行性研究报告编制单位：郧西县定山魔芋专业合作社

项目建设地点：郧西县城关镇、土门镇、香口乡、上津镇、店子镇、关防乡、湖北口乡、槐树林特场、三官洞林区和安家乡等10个乡镇。

项目建设规模：根据郧西县魔芋产业发展基础和需要，本项目在10个乡镇新建高标准魔芋良种繁育基地500亩、魔芋种植6000亩，魔芋种球越冬贮藏室10个。投资预算总额为1050万元。

项目建设时间：项目计划从2010年3月份开始到2011年3月份竣工。

基本情况

郧西县定山魔芋专业合作社成立于2005年，是以农业专业合作社方式成立的魔芋有性繁殖杂交制种、魔芋种植和魔芋精粉加工的民营股份企业,现有人股社员106户，股本为50万元,合作社理事长马定山。合作社现已种植魔芋1000亩，年产魔芋2000吨，魔芋良种繁殖100亩，年产魔芋种球10万公斤，魔芋加工厂年产魔芋精粉200吨，。合作社现已累计培训芋农1254人。合作社从事魔芋的育种、种植、加工及市场开发与技术攻关一体化经营，为芋农开展魔芋种植的技术推广咨询服务，特别是在物流导向方面，合作社运用其销售网络、规模品牌优势，带领一家一户的农民开展魔芋种植，拓展扩大销售渠道，扶持和带动了山区芋农的脱贫致富。

郧西县定山魔芋专业合作社理事长马定山自2001年开始研究开发魔芋组织培育和有性繁殖及杂交技术，2004年研究魔芋有性繁殖取得突破，2007年在全国率先成功的取得和掌握了魔芋杂交有性繁殖的技术。2008年荣获“郧西县科技进步”二等奖。近十年来马定山为研究魔芋杂交有性繁殖技术，走过了一段漫长而艰辛的历程，前后共计投入资金近50万元。一份耕耘，一份收获，合作社通过：合作社+基地+芋农的经营模式，经营实力也逐年壮大，不仅增强了自身的经济实力，帮助山区农民摆脱贫困，也带动和推动到了周边芋农魔芋种植产业的发展，增加了芋农的经济收入。

国家和政府对魔芋种植产业也非常地重视和支持，湖北省政府以鄂政发［1998］16号文下发了《关于大力推进魔芋产业化的决定》，2000年向全省各级政府印发了《关于成立湖北省魔芋产业化领导小组的通知》(鄂政发［2000］136号)，省委、省政府2007年还下发了《关于支持和促进农民专业合作社发展的意见》，文件提出政府要从政策上、资金等方面对魔芋种植产业给予倾斜和扶持。

该项目2009年也得到了省发改委的专项资金支持。目前定山魔芋专业合作社的魔芋组织培育和有性繁殖及杂交技术得到了武汉大学生命科学院的认可和支持，双方确定下一步计划合作开展魔芋的有性繁殖杂交技术的研究和成果鉴定。

魔芋种植开发的前景

魔芋在中国已有2000年的民间栽种历史，他属于南星科草本植物，适种范围广，适宜丘岭，高山，温寒气候生长，喜阴湿，耐脊薄，高产高效，速生，好种、好管易收，生命力强的经济作物。我省有广阔的土地资源适应魔芋生长，特别是十堰地区更具有独特的气候条件和资源优势。

魔芋的用途十分广泛。魔芋含有淀粉、蛋白质、纤维素、生物碱式盐等8种氨基酸和多种不饱和脂肪酸，通常除了作为人们的食物食用外，特别是含有大量的葡甘聚糖（即食用纤维），有着广泛的用途。一是食品方面：魔芋低热、低糖、膳食纤维丰富，对调节人体营养平衡，维护肠道正常环境，延缓衰老有良好作用，被誉为肠胃“清道夫”。膳食纤维称为继蛋白质、脂肪、维生素、微量元素、水之后的“第六营养素”。联合国食品卫生组织已将魔芋食品确定为“十大保健食品”之一。二是医药方面：魔芋是天然的抗癌剂和抗诱变剂，能有效地保护人体细胞及其结构免遭过度氧化损害与干扰，消灭人体内的自由基，防止心血管病、糖尿病、癌症等40多种疾病。三是工业方面：魔芋葡甘聚糖吸水后，体积可膨胀大80-100倍，粘着力强，可用作食品稳定的保鲜剂、保墒剂，工业用绝缘材料等。魔芋经加工后还可用于美容产品、药用胶囊、高分子絮凝剂、肥料缓释剂、净水剂、上浆剂、纸张增强剂、石油钻井泥浆处理剂、环保型内外墙涂料、环保型一次性餐具等，享有“工业味精”之称。因此魔芋的应用开发前景十分看好。魔芋经加工后的产品除了供应国内市场外，目前还可向日本、韩国及欧美市场出口，产品供不应求。

魔芋种植耐贫瘠，它能在贫瘠的荒山荒坡即可种植，还可保土保肥，改善土壤结构，有利于荒山绿化植被，是退耕还林的配套工程，更是抗拒野生动物糟害的唯一经济作物。

尽管魔芋是我国的一个传统古老的种植产业，有着广泛的应用前景和广阔的市场，但魔芋产业受各种条件的制约，依然发展缓慢滞后，其主要原因：一是种源贫乏，仅依靠传统的块茎繁殖，其繁殖数量有限，发展速度慢；二是块茎种不赖冻，不易储运，成本费用大；三是容易携带传播病毒，不易控制预防；四是不能达到品种选优，产量低；五是科学种植管理技术低下，不能解决其生产发展中的突出问题。除了上述原因以外，主要依靠传统的块径繁殖，没有广泛地采用良种繁殖，使终不能大面积发展，产量不能提高，不能达到品种选优。使用魔芋有性繁殖和杂交，一是解决了种籽短缺的问题。（单株产种突破2000粒）出苗率90%。二是突破产量问题，亩产可突破15000公斤以上，是传统产量的三倍。其优点表现在同龄化，高矮一致，避免了以强欺弱，以大欺小，种籽老化的问题。三是有效控制病毒传播的问题，魔芋主要的病毒是根腐病和软腐病，病毒的传播速度快。一旦发病，局势很难控制，通过有性繁殖和杂交，提高了魔芋的抗病率，可以断绝病源，即能得到种籽的数量，又能达到种籽的质量。四是魔芋的有效成份得到提高，出粉率比传统块径繁育提高20%/吨。根据以上数据表明，研究开发魔芋的有性繁殖和杂交是解决魔芋产业发展问题的唯一途径，是帮助芋农脱贫致富的一个关键举措，意义重大。

魔芋种植及魔芋的有性繁殖和杂交育种发展计划和方案

1、建立郧西魔芋杂交育种技术研究所，建立魔芋储藏室。

2、采集全国各地不同海拔度的原始森林的野生魔芋品种和标本。

3、收集世界各国的家生魔芋品种和标本。

4、解剖和提取每个家生魔芋和野生魔芋所含成份、基因、细胞、病毒数据

5、选优后进行杂交。反季节温棚试验。

6、探索候鸟式种籽繁育，春季在北方繁育、冬季在南方繁育的南北种籽试验基地。

7、2009年计划在郧西县建立高规格250亩魔芋杂交原种基地。

8、研究的预期目的：预计在三年内种球满足郧西县魔芋供种，四年满足十堰市魔芋供种，五年面向全国魔芋基地供种。

研究基础

1、引种花魔芋(A.komjac K.Coch)、白魔芋(A.albus P.Y.Lui et J.F. Chen)、株芽魔芋(A.bulbifer auct.H.Li)、赤城大玉、野魔芋(A.variabilis auct.H.Li)。

2、胚胎研究。魔芋果实成熟后，所含“种子”不是植物学上的种子而是球茎。魔芋的雌、雄配子体均发育正常，形成正常胚，最终在胚孔端形成具球芽的小球茎，胚乳逐渐消失。该研究证明魔芋果实中的“种子”虽然形态上为小球茎，实质上仍为有性器官，便为杂交育种奠定了理论基础。

3、细胞研究。魔芋染色体数只有2n=24、26、28、30，一般为2n=26基本可归纳为2n=26=16m+10sm（2SAT）。

4、可溶性蛋白研究。花魔芋、白魔芋种子可溶性蛋白质胶电泳研究表明，两个种的亲缘较近。

5、RAPD分析。花魔芋、白魔芋、亦城魔芋资源材料作了RAPD分析，按其亲缘关系系统分析，其中，白魔芋、花魔芋，各地区与花魔芋、白魔芋接近的材料与其他杂交试验结果一致，因此可作为今后进行常规杂交育种的重要参考。

6、遗传规律的研究。魔芋的F1 代的性状偏向母本，杂交优势很强，且常能将父母本的优良性状集中，并能以无性繁殖传递。

7、核心亲本的鉴定和培育。亲本材料应具备条件信育种目标选择培育，含葡甘聚糖为主的魔芋种中，优良种花魔芋和白魔芋可视为核心种。魔芋属最优良、最重要的核心亲本材料。白魔芋是葡甘聚糖型第二核心亲本材料，狭窄地区性种，其植株矮小，单株及单位面积产量低，但葡甘聚糖含量最高，质量最佳，抗病性也强于花魔芋。

8、魔芋育种急需发掘和创造新质源，可采用人工创造新质源，用物理或化学等方法人工诱变，选择在抗病性、抗逆性及品质上有利突变体作杂交亲本或直接应用；用近亲交配，创造具加性效应基因作用的性状。

9、种内品系的选育。魔芋为天然混杂群体，花魔芋和白魔芋，已确认春种 内均出现丰富的变异，如白魔芋在不同地区或同一地区都明显出现了叶柄纯青色的“青秆”和具褐色斑点的“麻秆”及底色黄色的“黄秆”等类型，可加以系统比较，分辨其丰产性、耐病性和适应性等经济指标的优势，而后择优推广，以青秆和麻秆的经济性状较为优良。

10、综合性状与良种确定。高产、优质、抗病是魔芋品种选育的主要目标。在参试的各地农家品种中，白魔芋的干物质和葡甘聚糖含量均高，发病率较低，但植株生长量最小，开化年龄低，容易开化，产量较低；花魔芋生长势较强，产量较高，品质也较好，但是发病重，综合性状仍以花魔芋与白魔芋为最佳。

11、筛选魔芋品种必须重视其核心质量指标，即葡甘聚糖的含量，提出魔芋品质评价应考虑3个因素，即单位面积鲜芋产量、干物质中葡甘聚糖含量。其计算法以花魔芋为例，鲜芋产量为26970kg/hm2，干物质含量为20.5%，其中葡甘聚糖含量为57.2%，折合每公顷面积上的葡甘聚产量为26970×20.5%×52.7%=2180kg/ hm2，表示了单位面积上葡甘聚糖，才是评价花魔芋的产量依据，也是该品种比较试验的对照水平。

12、诱变育种。无性繁殖作物通过人工诱变产生有利变异，再通过选择，并以无性繁殖方法加以固定，可作为育种亲本材料或直接作为品种，已是魔芋类作物育种的一条重要途径。据研究，发生变异不仅表现在地上部的性状及抗病性等，即使是数量性状的魔芋产量、主要成分如淀粉含量也发生变异，并可供利用。芽原基分生组织比贮藏组织更易引发变异。但须经观察、记载并单独无性繁殖几代后，可确认是否有了改良目标的稳定性状，可供育种应用或推为新品种。为了同时改良多种性状，还可将杂交或天然授粉所结种子进行辐照诱变，可能使多种变异集中一体，提高其育种价值。

13、如何解决杂交技术上存在的问题和困难

（1）雌花早熟，雄花迟缓。一般同一花序的雌蕊早熟1-2天，由于雌蕊适于受精的时间很短，授精的时间只有1天，特别是温度低的时侯，当雄蕊散放花粉时，雌蕊已失去受精力，主要解决好在作杂交试验时，必须解决花粉受精和方法检测问题。

（2）花其不遇。魔芋不同种类的开花期相差很远，可在3-9月先后开花，不同种类的开花期相距1-2个月，成为种间杂交育种的一大障碍。通过多年的试验研究我们现已基本掌握多个品种开花期的花其不遇的问题。