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种苗脱毒——甘蔗良种繁育的核心技术
  • 发布时间:2017/5/11 16:07:00
  • 发布者:nmgnky&王晓峰
  • 文章来源: 中国农业新闻网
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  通常意义上的植物“克隆”、“微繁”,指的是通过植物细胞繁殖新的植株。植物学家研究发现,植物体的每一个细胞均包含有该植物体的全部基因信息,植物的一个细胞就能生长出一株完整的植株。这一技术就是植物组织培养技术。然而,不是每一个细胞繁殖的后代都是无毒的植株,因为植物细胞里还会携带其它有害病原物,把细胞所携带的有害病原物脱出后培养的植株才是脱毒植株。这就是我们生产上所需要的脱毒技术。马铃薯、甘蔗等脱毒种苗技术就属此类。“甘蔗脱毒种苗,好比汽车进了大修厂,出厂后就像新车一样。”一位生产一线的蔗农说。“甘蔗脱毒种苗,一个新的生命体的诞生。”一位从事应用研究的学者说。尽管这些比喻都不够确切,但都从一个侧面道出了脱毒的重要性。

  甘蔗脱毒方法与特性

  甘蔗脱毒种苗是指不携带目标检测病原的腋芽组培苗及其无性繁殖的种(茎)苗。我国科技工作者通过恒温热水处理结合腋芽分生组织培养、腋芽分生组织直接培养、蔗芽直接培养等途径进行甘蔗脱毒。笔者研究团队在进行上述各种途径的比较研究中发现,通过恒温热水处理使病毒失活,再通过恒温恒湿快速催芽,在腋芽维管束(植物营养、水分,也包括病原物等的输导系统)尚未形成时取其生长点培养,诱导无菌株系,再进行增殖培养,获得新生代植株更为妥当。

  甘蔗脱毒种苗有分蘖力强、生长速度快、成茎率高、宿根发株率高、抗逆性能好等特点而优于常规繁殖方法。种植甘蔗脱毒种苗,可以提高产量20%以上,提高蔗糖分含量0.5-1个百分点,节约用种60%。

  甘蔗脱毒种苗国内外研究应用情况

  世界甘蔗生产大国对脱毒种苗的研究早在上世纪70年代就开始了,十几年后健康种苗生产获得成功。目前巴西、古巴等国利用甘蔗茎尖培养结合热处理技术,大规模生产无病无毒的健康种苗,90%蔗区实现了甘蔗生产用种健康无毒化,一般可增产20-40%,蔗糖分提高0.5个百分点以上。

  我国广西甘蔗研究所、福建农林大学甘蔗研究所等单位,自上世纪90年代末期至本世纪初期先后开展了生物技术脱毒、温水脱毒、腋芽培养等甘蔗组培苗、甘蔗脱毒健康种苗的研究。中国热带农业科学院热带生物技术研究所在甘蔗脱毒健康种苗相关领域进行了近二十年的研究,掌握了多项关键技术,覆盖蔗茎综合脱毒、病原检测、增殖快繁、田间扩繁及配套栽培技术等环节,建立了甘蔗脱毒健康种苗生产技术体系和甘蔗良种繁育技术体系,培育出了健康的甘蔗种苗,在生产应用上表现较好。

  甘蔗良种繁育方法

  “现代农业最核心的技术就是种子技术”。甘蔗良种繁育较水稻、玉米等粮食作物落后。在水稻杂交技术产生以前,常规水稻种植即是收获时留一部分做种。甘蔗种植目前也大抵如此。笔者十多年来一直呼吁,甘蔗脱毒种苗是甘蔗生产的革命性突破,现代甘蔗生产必须重视良种繁育。

  甘蔗良种繁育的核心技术是脱毒种苗技术。甘蔗品种经过种茎脱毒培育出无菌株系,通过增殖快繁、生根培养、原种苗移栽假植、田间种植(一代种茎)、田间扩繁(生产用种),最终培育出健康的种茎。如果不经过脱毒这个环节,其后代就可能携带目标检测病原。由于各蔗区气候条件不同,土壤污染程度不同,一般脱毒种苗种植5个代次其经济性状仍基本一致。脱毒原种苗在田间繁育2个代次提供生产种植较为适宜。

  甘蔗良种健康种苗的标准目前尚未统一。多年的生产实践表明,在蔗茎生长至有效节数14节,几乎所有蔗芽均适宜做种;超过14节以上,其基部蔗芽开始老化。繁育健康的种茎,海南蔗区可按“一年两采法”繁育,即在1-2月份田间种植原种苗,6-7月份收获一代种茎,随即种植,次年2-3月可收获做种;广西、云南、广东等蔗区可按“一年半两采”法繁育,即在8-9月份田间种植原种苗,次年的5-7月份收获一代种茎,随即种植,次年的2-4月收获做种。一般每亩一代种茎可扩繁种植20亩。

  多年来,脱毒甘蔗种苗在广西、云南、海南等地示范种植,总体表现较好,平均亩产均超过当地平均单产的20%以上,云南耿马县山坡地种植第4季甘蔗,单产仍达到6吨以上。实践表明:甘蔗脱毒健康种苗的培育与推广应用,能够高效利用我国热带、南亚热带的地域性特色资源,发展地方支柱产业,有利于提高农业综合生产能力。从国家战略角度看,能够促进甘蔗糖业的健康发展,保障国家食糖安全;对农民而言,能够较大幅度地提高甘蔗的单产,使蔗区农民增加收入;对制糖企业而言,不但能够有稳定高产的原料蔗基地,还能够提高甘蔗糖分,降低制糖生产的吨糖耗蔗量,提高企业的经济效益,增强其市场竞争力;对地方政府而言,取消农业税后,甘蔗糖业仍然是热带、亚热带地区地方财政的重要来源,蔗糖产业的可持续发展将增加国家和地方财政收入。

  (作者系中国热带农业科学院热带生物技术研究所研究员)

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