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谢从华教授:微型薯技术将育种周期缩短一半

时间:2014-02-06 19:18来源:农民日报   作者:未知 阅读:

    我国马铃薯种植面积世界第一,但单产水平仅列93位,平均亩产960公斤,远远低于世界平均水平(3吨左右)。然而我们不缺先进的技术,我国在微型薯应用于种薯生产体系方面走在世界前列。微型薯的应用使马铃薯繁殖周期在我国缩短至四年,较国外减少一半左右。技术领先,产量落后,造成这些问题的症结在哪里?应该如何解决?

    本报记者 李飞 乐明凯

    在农业部薯类作物指导组专家、华中农业大学教授谢从华的办公室里,视线所到之处尽是和马铃薯相关的东西:书柜里全是关于马铃薯的书籍,办公桌上摆放着一篮微型马铃薯模型,墙上的两幅摄影作品,一幅是刚收获的带着泥土的马铃薯,一幅是正盛开的白瓣黄蕊的马铃薯花,最引人注意的,还属谢从华亲笔书写的一首关于马铃薯的诗《题五谷外之洋芋》:“客自千山外,散入百姓家。花淡问津少,暗中尤自大。”

    30余年来,谢从华一直从事马铃薯遗传育种、生理和生物技术领域的研究。在他看来,完善种薯生产技术体系,保障马铃薯种薯的质量和供应量,促进种薯产业和市场建设,是带动整个马铃薯产业发展的关键,也直接关系到国家粮食安全战略和农业增效、农民增收大政。而我国马铃薯分布区域广阔,种植条件不一,马铃薯种薯生产体系复杂,再加上相关技术和管理体制上的不足,导致马铃薯良种使用率普遍偏低,甚至出现种粮价格倒挂现象。

    近日,记者专程采访了谢从华,请他谈一谈当前我国马铃薯种薯生产体系建设情况及存在的问题。

    我们的对话,就在这个别致的“马铃薯主题屋”里展开了。

种薯质量成为马铃薯单产水平提高瓶颈——

提高脱毒种薯利用率

    记者:马铃薯是世界上仅次于小麦、水稻、玉米之后的第四大粮食作物,近年来,我国马铃薯种植面积逐年增加,总产量也已跃居世界第一位,但是单产水平一直不高,您认为最大的瓶颈是什么?

    谢从华:马铃薯单产较低,最主要的原因是种薯质量不高,脱毒种薯的利用率较低。

    马铃薯是一种无性繁殖作物,生长过程中会感染很多病毒。侵染马铃薯的病毒和类似病毒的病原体有20余种,病毒侵染马铃薯块茎后,可在体内复制繁殖并世代相传。感染病毒的块茎又成为新的病毒侵染源,再通过各种传播途径感染健康植株。所以,马铃薯种薯生产体系的第一个环节就是脱除病毒。

    但是,在我国大部分马铃薯产区,种薯还是农民自留、自种的,普遍感染病毒病。病毒病是引起马铃薯品质退化的最主要原因。马铃薯品质退化首先表现为产量下降,我国每年马铃薯产量因此减少三分之一,严重的地方可能还会加倍。所以说,制约马铃薯单产水平的最大瓶颈是种薯质量问题。

体系建设制约脱毒种薯推广——

升级国标 把住脱毒质量关口

    记者:为什么脱毒种薯的利用率这么低?

    谢从华:病毒脱除是种薯繁殖的第一步,也是影响种薯质量的最核心环节,如果脱毒不彻底,残留病毒就会在植物体内不断复制累积,导致品种退化。

    我国从上世纪70年代就开始学习、借鉴、推广脱毒种薯技术,第一株脱毒试管苗是1976年中国科学院在内蒙古乌兰察布种下去的,最早的一期马铃薯脱毒种薯技术培训班是1978年在湖北恩施召开的。目前,我国马铃薯种薯生产技术体系的很多环节走在国际前列,但是一些因素制约了马铃薯脱毒种薯的推广。

    相较于其他作物,需要多年多代繁殖,因此种薯的生产过程要复杂得多,脱毒只是种薯生产体系的第一个环节。健全的种薯生产体系包括脱毒和组织培养快繁、大棚隔离条件下的微型薯快繁、田间种薯扩繁、种薯质量检测和定级。种薯生产体系建设的主要目的一是繁殖足够的生产用种,二是生产健康种薯,保证品种的生产潜力。

    由于我国马铃薯生产区域分布辽阔,自然条件复杂,农业生产体制和国外有较大差别,种薯体系建设也因此具有复杂性和特殊性,再加上一些技术和管理体制上的原因,限制了脱毒种薯的利用。

    记者:具体而言,技术和管理体制上的原因有哪些呢?

    谢从华:具体地说,一是脱毒种薯本身生产的技术体制方面,国家标准存在滞后于生产实践的问题,所规定的种薯技术在生产上已不适用。目前,虽然标准在不断调整,但是还无法做到适用于不同地域。

    第二是管理体制方面,主要是马铃薯脱毒种薯检测、监管环节薄弱。国际上,马铃薯种薯主要生产国都立法规定马铃薯脱毒只能由经过认定的专门实验室进行,接受国家专门的检验检疫机构检测。但在我国,脱毒主要在研究单位进行,一些技术力量较强的企业也自行脱毒,但是国家没有实行对脱毒质量的法定检测。把住脱毒这个关口是确保脱毒种薯质量的关键,建立健全品种脱毒的管理体制是把住这一关口的前提。

如何保证脱毒种薯供应量——

试管薯技术可提高育种效率30%

    记者:解决了上面提到的问题,可以保证脱毒种薯更好地推向市场,那么目前的生产体系下,能否为市场提供足量的脱毒种薯呢?

    谢从华:马铃薯种薯的繁殖系数很低,一个种薯大概可繁殖数为10个左右,而一般作物,比如水稻的繁殖系数为一百多倍,油菜籽可以达到上千倍。繁殖系数低,导致马铃薯种薯要走向市场需要繁殖很长时间,国外一般需要8~12年,我国需要4~5年,每一年都要投入大量资金,进行检测,种薯企业经营风险很大。

    目前,脱毒之后的组织培养快繁环节主要有两种形式,一是试管苗繁殖,这是国内外种薯生产普遍采用的一种繁殖方式,利用脱毒苗带有腋芽的节段进行试管苗生产,用于大田移栽或大棚微型薯生产;二是试管薯繁殖,通过诱导试管苗腋芽形成匍匐茎,进而诱导形成块茎。试管薯在形态、组织结构、生长发育的生理生化过程、遗传稳定性等方面均与常规薯块相同。

    试管薯繁殖比试管苗方便得多,后者受大田生产季节限制较大。马铃薯在南方能种植两季,北方只能种植一季,用试管苗来繁殖,种植季节外的其他时间,试管苗生产投入基本上都处于闲置状态。而试管薯可以贮藏很长时间,能充分利用组织培养设施进行周年生产,对培养条件的要求较低,组织培养室年利用率可以提高3~5倍,空间利用率可以提高3倍,出苗率也更高,更适于顶端切繁,微型薯生产效率可因此提高至少30%。

    试管薯的这些特点使之在种薯生产中具有更明显的优势,那就是能最大限度地提高种薯繁殖基数,降低种薯生产成本,满足不同区域和不同季节的需要。目前,试管薯高效生产技术已进入产业化生产阶段。

种粮价格倒挂打击种薯生产积极性——

加强市场监管 保护优质种薯

    记者:缺乏有效的市场监管,资源配置机制也就被破坏了,种薯质量和产量都会受到影响,应该如何加强市场监管?

    谢从华:除技术层面外,市场监管也十分重要。现在存在一个非常奇怪的现象,就是马铃薯种粮价格倒挂。比如马铃薯在市场上可以卖到两三块钱一斤,但是种薯超过一块钱老百姓就不买了。原因就在于马铃薯种薯市场比较混乱,甚至卖不掉的马铃薯也可以拿去作为种子卖,导致种薯退化非常严重,而且对种薯企业的生产积极性也是一个打击,必然影响种薯供应量。

    目前对种薯质量的诟病较为普遍,市场监管是种薯质量保证最薄弱的环节。市场监管缺位实际上是种薯质量检测体制的缺位,质量检测体制的健全才是解决这一薄弱环节的根本。

    与有性繁殖的作物种子相比,马铃薯种薯质量检测有其特殊性和难度,除了纯度、净度等相似的要求外,种薯必须对其感染病毒和其他病害的程度做出判别,以确定种薯质量。对于用种量大、生产分散、繁殖周期长的马铃薯来说,其检测成本、工作量等都远高于其他作物。从表面上看市场监管缺位致使劣质种薯流入商品生产环节,但实质上种薯质量控制涉及到种薯繁殖的每一个环节,任何一个环节控制不严,均可能导致商品种薯质量不合格。

    种薯生产的先进国家对每一个级别的种薯都有明确的法定检测程序和方法,我国虽然也颁布了种薯质量标准及相应的检测程序和方法,但因上面所述的马铃薯种薯的特殊性和我国种薯生产的实际情况与国外相差太大,质量检测还处于自发阶段。优质种薯的增产效果已被长期以来的科学实验所证实,也被广大农户所接受,现在薄弱的就是质量检测环节。

试管苗与试管薯 

    试管苗繁殖和试管薯繁殖是目前组织培养快繁环节的两种主要形式。从外观形态上看,试管苗是脱毒苗的节段,试管薯是块茎。在组织结构、生长发育的生理生化过程、遗传稳定性等方面,试管薯均与常规薯块相同。

    试管薯比试管苗贮藏时间长,对培养条件的要求较低,组织培养室年利用率可以提高3~5倍,空间利用率可以提高3倍,出苗率也更高,更适于顶端切繁,微型薯生产效率可因此提高至少30%。

马铃薯种薯技术体系发展小史

    第一阶段:农民自发留种,粮种兼用。

    第二阶段:用高山或北方的薯块作种,根据不同地区的气候条件和耕作制度,总结出了不同的留种方法。

    北方一季作区:晚播早收结合单株系选。

    中原二季作区:阳畦留种和整薯播种。西南单双季混作区:利用立体气候,在高海拔地区留种。

    南方双季作区:由于贮藏困难,还未能有合适的解决办法。

    第三阶段:上世纪70年代初,国际上开始建立依托于茎尖分生组织脱毒技术的马铃薯种薯生产体系。

    我国1974年利用茎尖分生组织获得脱毒马铃薯植株后,首先在内蒙古进行了脱毒种薯生产试验,于1976年生产出第一批脱毒种薯。

    1990年以前,我国在脱毒种薯生产方式和体系结构上基本上沿用了国外的模式。其后,微型薯生产与应用不断发展。微型薯的应用使马铃薯繁殖周期在我国缩短至四年,较国外减少一半左右。我国在微型薯应用于种薯生产体系方面走在世界前列。利用温、网室防虫隔离条件,高倍繁殖1~5克大小的微型种薯,已成为我国种薯体系的基本环节之一。

(责任编辑:泉水)
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