微型薯技術(shù)將育種周期縮短一半
——訪農(nóng)業(yè)部薯類作物指導(dǎo)組專家、華中農(nóng)業(yè)大學(xué)教授謝從華
《 農(nóng)民日?qǐng)?bào) 》（ 2014年01月27日 06 版）
圖為謝從華（中）在做田間鑒定。
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編者按
我國(guó)馬鈴薯種植面積世界第一，但單產(chǎn)水平僅列93位，平均畝產(chǎn)960公斤，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于世界平均水平（3噸左右）。然而我們不缺先進(jìn)的技術(shù)，我國(guó)在微型薯應(yīng)用于種薯生產(chǎn)體系方面走在世界前列。微型薯的應(yīng)用使馬鈴薯繁殖周期在我國(guó)縮短至四年，較國(guó)外減少一半左右。技術(shù)領(lǐng)先，產(chǎn)量落后，造成這些問題的癥結(jié)在哪里？應(yīng)該如何解決？
本報(bào)記者 李飛 樂明凱
在農(nóng)業(yè)部薯類作物指導(dǎo)組專家、華中農(nóng)業(yè)大學(xué)教授謝從華的辦公室里，視線所到之處盡是和馬鈴薯相關(guān)的東西：書柜里全是關(guān)于馬鈴薯的書籍，辦公桌上擺放著一籃微型馬鈴薯模型，墻上的兩幅攝影作品，一幅是剛收獲的帶著泥土的馬鈴薯，一幅是正盛開的白瓣黃蕊的馬鈴薯花，最引人注意的，還屬謝從華親筆書寫的一首關(guān)于馬鈴薯的詩(shī)《題五谷外之洋芋》：“客自千山外，散入百姓家。花淡問津少，暗中尤自大。”
30余年來，謝從華一直從事馬鈴薯遺傳育種、生理和生物技術(shù)領(lǐng)域的研究。在他看來，完善種薯生產(chǎn)技術(shù)體系，保障馬鈴薯種薯的質(zhì)量和供應(yīng)量，促進(jìn)種薯產(chǎn)業(yè)和市場(chǎng)建設(shè)，是帶動(dòng)整個(gè)馬鈴薯產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵，也直接關(guān)系到國(guó)家糧食安全戰(zhàn)略和農(nóng)業(yè)增效、農(nóng)民增收大政。而我國(guó)馬鈴薯分布區(qū)域廣闊，種植條件不一，馬鈴薯種薯生產(chǎn)體系復(fù)雜，再加上相關(guān)技術(shù)和管理體制上的不足，導(dǎo)致馬鈴薯良種使用率普遍偏低，甚至出現(xiàn)種糧價(jià)格倒掛現(xiàn)象。
近日，記者專程采訪了謝從華，請(qǐng)他談一談當(dāng)前我國(guó)馬鈴薯種薯生產(chǎn)體系建設(shè)情況及存在的問題。
我們的對(duì)話，就在這個(gè)別致的“馬鈴薯主題屋”里展開了。
種薯質(zhì)量成為馬鈴薯單產(chǎn)水平提高瓶頸——
提高脫毒種薯利用率
記者：馬鈴薯是世界上僅次于小麥、水稻、玉米之后的第四大糧食作物，近年來，我國(guó)馬鈴薯種植面積逐年增加，總產(chǎn)量也已躍居世界第一位，但是單產(chǎn)水平一直不高，您認(rèn)為最大的瓶頸是什么？
謝從華：馬鈴薯單產(chǎn)較低，最主要的原因是種薯質(zhì)量不高，脫毒種薯的利用率較低。
馬鈴薯是一種無性繁殖作物，生長(zhǎng)過程中會(huì)感染很多病毒。侵染馬鈴薯的病毒和類似病毒的病原體有20余種，病毒侵染馬鈴薯塊莖后，可在體內(nèi)復(fù)制繁殖并世代相傳。感染病毒的塊莖又成為新的病毒侵染源，再通過各種傳播途徑感染健康植株。所以，馬鈴薯種薯生產(chǎn)體系的第一個(gè)環(huán)節(jié)就是脫除病毒。
但是，在我國(guó)大部分馬鈴薯產(chǎn)區(qū)，種薯還是農(nóng)民自留、自種的，普遍感染病毒病。病毒病是引起馬鈴薯品質(zhì)退化的最主要原因。馬鈴薯品質(zhì)退化首先表現(xiàn)為產(chǎn)量下降，我國(guó)每年馬鈴薯產(chǎn)量因此減少三分之一，嚴(yán)重的地方可能還會(huì)加倍。所以說，制約馬鈴薯單產(chǎn)水平的最大瓶頸是種薯質(zhì)量問題。
體系建設(shè)制約脫毒種薯推廣——
升級(jí)國(guó)標(biāo) 把住脫毒質(zhì)量關(guān)口
記者：為什么脫毒種薯的利用率這么低？
謝從華：病毒脫除是種薯繁殖的第一步，也是影響種薯質(zhì)量的最核心環(huán)節(jié)，如果脫毒不徹底，殘留病毒就會(huì)在植物體內(nèi)不斷復(fù)制累積，導(dǎo)致品種退化。
我國(guó)從上世紀(jì)70年代就開始學(xué)習(xí)、借鑒、推廣脫毒種薯技術(shù)，第一株脫毒試管苗是1976年中國(guó)科學(xué)院在內(nèi)蒙古烏蘭察布種下去的，最早的一期馬鈴薯脫毒種薯技術(shù)培訓(xùn)班是1978年在湖北恩施召開的。目前，我國(guó)馬鈴薯種薯生產(chǎn)技術(shù)體系的很多環(huán)節(jié)走在國(guó)際前列，但是一些因素制約了馬鈴薯脫毒種薯的推廣。
相較于其他作物，需要多年多代繁殖，因此種薯的生產(chǎn)過程要復(fù)雜得多，脫毒只是種薯生產(chǎn)體系的第一個(gè)環(huán)節(jié)。健全的種薯生產(chǎn)體系包括脫毒和組織培養(yǎng)快繁、大棚隔離條件下的微型薯快繁、田間種薯擴(kuò)繁、種薯質(zhì)量檢測(cè)和定級(jí)。種薯生產(chǎn)體系建設(shè)的主要目的一是繁殖足夠的生產(chǎn)用種，二是生產(chǎn)健康種薯，保證品種的生產(chǎn)潛力。
由于我國(guó)馬鈴薯生產(chǎn)區(qū)域分布遼闊，自然條件復(fù)雜，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)體制和國(guó)外有較大差別，種薯體系建設(shè)也因此具有復(fù)雜性和特殊性，再加上一些技術(shù)和管理體制上的原因，限制了脫毒種薯的利用。
記者：具體而言，技術(shù)和管理體制上的原因有哪些呢？
謝從華：具體地說，一是脫毒種薯本身生產(chǎn)的技術(shù)體制方面，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)存在滯后于生產(chǎn)實(shí)踐的問題，所規(guī)定的種薯技術(shù)在生產(chǎn)上已不適用。目前，雖然標(biāo)準(zhǔn)在不斷調(diào)整，但是還無法做到適用于不同地域。
第二是管理體制方面，主要是馬鈴薯脫毒種薯檢測(cè)、監(jiān)管環(huán)節(jié)薄弱。國(guó)際上，馬鈴薯種薯主要生產(chǎn)國(guó)都立法規(guī)定馬鈴薯脫毒只能由經(jīng)過認(rèn)定的專門實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行，接受國(guó)家專門的檢驗(yàn)檢疫機(jī)構(gòu)檢測(cè)。但在我國(guó)，脫毒主要在研究單位進(jìn)行，一些技術(shù)力量較強(qiáng)的企業(yè)也自行脫毒，但是國(guó)家沒有實(shí)行對(duì)脫毒質(zhì)量的法定檢測(cè)。把住脫毒這個(gè)關(guān)口是確保脫毒種薯質(zhì)量的關(guān)鍵，建立健全品種脫毒的管理體制是把住這一關(guān)口的前提。
如何保證脫毒種薯供應(yīng)量——
試管薯技術(shù)可提高育種效率30%
記者：解決了上面提到的問題，可以保證脫毒種薯更好地推向市場(chǎng)，那么目前的生產(chǎn)體系下，能否為市場(chǎng)提供足量的脫毒種薯呢？
謝從華：馬鈴薯種薯的繁殖系數(shù)很低，一個(gè)種薯大概可繁殖數(shù)為10個(gè)左右，而一般作物，比如水稻的繁殖系數(shù)為一百多倍，油菜籽可以達(dá)到上千倍。繁殖系數(shù)低，導(dǎo)致馬鈴薯種薯要走向市場(chǎng)需要繁殖很長(zhǎng)時(shí)間，國(guó)外一般需要8~12年，我國(guó)需要4~5年，每一年都要投入大量資金，進(jìn)行檢測(cè)，種薯企業(yè)經(jīng)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)很大。
目前，脫毒之后的組織培養(yǎng)快繁環(huán)節(jié)主要有兩種形式，一是試管苗繁殖，這是國(guó)內(nèi)外種薯生產(chǎn)普遍采用的一種繁殖方式，利用脫毒苗帶有腋芽的節(jié)段進(jìn)行試管苗生產(chǎn)，用于大田移栽或大棚微型薯生產(chǎn)；二是試管薯繁殖，通過誘導(dǎo)試管苗腋芽形成匍匐莖，進(jìn)而誘導(dǎo)形成塊莖。試管薯在形態(tài)、組織結(jié)構(gòu)、生長(zhǎng)發(fā)育的生理生化過程、遺傳穩(wěn)定性等方面均與常規(guī)薯塊相同。
試管薯繁殖比試管苗方便得多，后者受大田生產(chǎn)季節(jié)限制較大。馬鈴薯在南方能種植兩季，北方只能種植一季，用試管苗來繁殖，種植季節(jié)外的其他時(shí)間，試管苗生產(chǎn)投入基本上都處于閑置狀態(tài)。而試管薯可以貯藏很長(zhǎng)時(shí)間，能充分利用組織培養(yǎng)設(shè)施進(jìn)行周年生產(chǎn)，對(duì)培養(yǎng)條件的要求較低，組織培養(yǎng)室年利用率可以提高3~5倍，空間利用率可以提高3倍，出苗率也更高，更適于頂端切繁，微型薯生產(chǎn)效率可因此提高至少30%。
試管薯的這些特點(diǎn)使之在種薯生產(chǎn)中具有更明顯的優(yōu)勢(shì)，那就是能最大限度地提高種薯繁殖基數(shù)，降低種薯生產(chǎn)成本，滿足不同區(qū)域和不同季節(jié)的需要。目前，試管薯高效生產(chǎn)技術(shù)已進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)階段。
種糧價(jià)格倒掛打擊種薯生產(chǎn)積極性——
加強(qiáng)市場(chǎng)監(jiān)管 保護(hù)優(yōu)質(zhì)種薯
記者：缺乏有效的市場(chǎng)監(jiān)管，資源配置機(jī)制也就被破壞了，種薯質(zhì)量和產(chǎn)量都會(huì)受到影響，應(yīng)該如何加強(qiáng)市場(chǎng)監(jiān)管？
謝從華：除技術(shù)層面外，市場(chǎng)監(jiān)管也十分重要?，F(xiàn)在存在一個(gè)非常奇怪的現(xiàn)象，就是馬鈴薯種糧價(jià)格倒掛。比如馬鈴薯在市場(chǎng)上可以賣到兩三塊錢一斤，但是種薯超過一塊錢老百姓就不買了。原因就在于馬鈴薯種薯市場(chǎng)比較混亂，甚至賣不掉的馬鈴薯也可以拿去作為種子賣，導(dǎo)致種薯退化非常嚴(yán)重，而且對(duì)種薯企業(yè)的生產(chǎn)積極性也是一個(gè)打擊，必然影響種薯供應(yīng)量。
目前對(duì)種薯質(zhì)量的詬病較為普遍，市場(chǎng)監(jiān)管是種薯質(zhì)量保證最薄弱的環(huán)節(jié)。市場(chǎng)監(jiān)管缺位實(shí)際上是種薯質(zhì)量檢測(cè)體制的缺位，質(zhì)量檢測(cè)體制的健全才是解決這一薄弱環(huán)節(jié)的根本。
與有性繁殖的作物種子相比，馬鈴薯種薯質(zhì)量檢測(cè)有其特殊性和難度，除了純度、凈度等相似的要求外，種薯必須對(duì)其感染病毒和其他病害的程度做出判別，以確定種薯質(zhì)量。對(duì)于用種量大、生產(chǎn)分散、繁殖周期長(zhǎng)的馬鈴薯來說，其檢測(cè)成本、工作量等都遠(yuǎn)高于其他作物。從表面上看市場(chǎng)監(jiān)管缺位致使劣質(zhì)種薯流入商品生產(chǎn)環(huán)節(jié)，但實(shí)質(zhì)上種薯質(zhì)量控制涉及到種薯繁殖的每一個(gè)環(huán)節(jié)，任何一個(gè)環(huán)節(jié)控制不嚴(yán)，均可能導(dǎo)致商品種薯質(zhì)量不合格。
種薯生產(chǎn)的先進(jìn)國(guó)家對(duì)每一個(gè)級(jí)別的種薯都有明確的法定檢測(cè)程序和方法，我國(guó)雖然也頒布了種薯質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)及相應(yīng)的檢測(cè)程序和方法，但因上面所述的馬鈴薯種薯的特殊性和我國(guó)種薯生產(chǎn)的實(shí)際情況與國(guó)外相差太大，質(zhì)量檢測(cè)還處于自發(fā)階段。優(yōu)質(zhì)種薯的增產(chǎn)效果已被長(zhǎng)期以來的科學(xué)實(shí)驗(yàn)所證實(shí)，也被廣大農(nóng)戶所接受，現(xiàn)在薄弱的就是質(zhì)量檢測(cè)環(huán)節(jié)。
試管苗與試管薯
試管苗繁殖和試管薯繁殖是目前組織培養(yǎng)快繁環(huán)節(jié)的兩種主要形式。從外觀形態(tài)上看，試管苗是脫毒苗的節(jié)段，試管薯是塊莖。在組織結(jié)構(gòu)、生長(zhǎng)發(fā)育的生理生化過程、遺傳穩(wěn)定性等方面，試管薯均與常規(guī)薯塊相同。
試管薯比試管苗貯藏時(shí)間長(zhǎng)，對(duì)培養(yǎng)條件的要求較低，組織培養(yǎng)室年利用率可以提高3~5倍，空間利用率可以提高3倍，出苗率也更高，更適于頂端切繁，微型薯生產(chǎn)效率可因此提高至少30%。
馬鈴薯種薯技術(shù)體系發(fā)展小史
第一階段：農(nóng)民自發(fā)留種，糧種兼用。
第二階段：用高山或北方的薯塊作種，根據(jù)不同地區(qū)的氣候條件和耕作制度，總結(jié)出了不同的留種方法。
北方一季作區(qū)：晚播早收結(jié)合單株系選。
中原二季作區(qū)：陽(yáng)畦留種和整薯播種。西南單雙季混作區(qū)：利用立體氣候，在高海拔地區(qū)留種。
南方雙季作區(qū)：由于貯藏困難，還未能有合適的解決辦法。
第三階段：上世紀(jì)70年代初，國(guó)際上開始建立依托于莖尖分生組織脫毒技術(shù)的馬鈴薯種薯生產(chǎn)體系。
我國(guó)1974年利用莖尖分生組織獲得脫毒馬鈴薯植株后，首先在內(nèi)蒙古進(jìn)行了脫毒種薯生產(chǎn)試驗(yàn)，于1976年生產(chǎn)出第一批脫毒種薯。
1990年以前，我國(guó)在脫毒種薯生產(chǎn)方式和體系結(jié)構(gòu)上基本上沿用了國(guó)外的模式。其后，微型薯生產(chǎn)與應(yīng)用不斷發(fā)展。微型薯的應(yīng)用使馬鈴薯繁殖周期在我國(guó)縮短至四年，較國(guó)外減少一半左右。我國(guó)在微型薯應(yīng)用于種薯生產(chǎn)體系方面走在世界前列。利用溫、網(wǎng)室防蟲隔離條件，高倍繁殖1~5克大小的微型種薯，已成為我國(guó)種薯體系的基本環(huán)節(jié)之一。
