楊本鵬
通常意義上的植物“克隆”、“微繁”,指的是通過植物細胞繁殖新的植株。植物學家研究發現,植物體的每一個細胞均包含有該植物體的全部基因信息,植物的一個細胞就能生長出一株完整的植株。這一技術就是植物組織培養技術。然而,不是每一個細胞繁殖的后代都是無毒的植株,因為植物細胞里還會攜帶其它有害病原物,把細胞所攜帶的有害病原物脫出后培養的植株才是脫毒植株。這就是我們生產上所需要的脫毒技術。馬鈴薯、甘蔗等脫毒種苗技術就屬此類。“甘蔗脫毒種苗,好比汽車進了大修廠,出廠后就像新車一樣。”一位生產一線的蔗農說。“甘蔗脫毒種苗,一個新的生命體的誕生。”一位從事應用研究的學者說。盡管這些比喻都不夠確切,但都從一個側面道出了脫毒的重要性。
甘蔗脫毒方法與特性
甘蔗脫毒種苗是指不攜帶目標檢測病原的腋芽組培苗及其無性繁殖的種(莖)苗。我國科技工作者通過恒溫熱水處理結合腋芽分生組織培養、腋芽分生組織直接培養、蔗芽直接培養等途徑進行甘蔗脫毒。筆者研究團隊在進行上述各種途徑的比較研究中發現,通過恒溫熱水處理使病毒失活,再通過恒溫恒濕快速催芽,在腋芽維管束(植物營養、水分,也包括病原物等的輸導系統)尚未形成時取其生長點培養,誘導無菌株系,再進行增殖培養,獲得新生代植株更為妥當。
甘蔗脫毒種苗有分蘗力強、生長速度快、成莖率高、宿根發株率高、抗逆性能好等特點而優于常規繁殖方法。種植甘蔗脫毒種苗,可以提高產量20%以上,提高蔗糖分含量0.5-1個百分點,節約用種60%。
甘蔗脫毒種苗國內外研究應用情況
世界甘蔗生產大國對脫毒種苗的研究早在上世紀70年代就開始了,十幾年后健康種苗生產獲得成功。目前巴西、古巴等國利用甘蔗莖尖培養結合熱處理技術,大規模生產無病無毒的健康種苗,90%蔗區實現了甘蔗生產用種健康無毒化,一般可增產20-40%,蔗糖分提高0.5個百分點以上。
我國廣西甘蔗研究所、福建農林大學甘蔗研究所等單位,自上世紀90年代末期至本世紀初期先后開展了生物技術脫毒、溫水脫毒、腋芽培養等甘蔗組培苗、甘蔗脫毒健康種苗的研究。中國熱帶農業科學院熱帶生物技術研究所在甘蔗脫毒健康種苗相關領域進行了近二十年的研究,掌握了多項關鍵技術,覆蓋蔗莖綜合脫毒、病原檢測、增殖快繁、田間擴繁及配套栽培技術等環節,建立了甘蔗脫毒健康種苗生產技術體系和甘蔗良種繁育技術體系,培育出了健康的甘蔗種苗,在生產應用上表現較好。
甘蔗良種繁育方法
“現代農業最核心的技術就是種子技術”。甘蔗良種繁育較水稻、玉米等糧食作物落后。在水稻雜交技術產生以前,常規水稻種植即是收獲時留一部分做種。甘蔗種植目前也大抵如此。筆者十多年來一直呼吁,甘蔗脫毒種苗是甘蔗生產的革命性突破,現代甘蔗生產必須重視良種繁育。
甘蔗良種繁育的核心技術是脫毒種苗技術。甘蔗品種經過種莖脫毒培育出無菌株系,通過增殖快繁、生根培養、原種苗移栽假植、田間種植(一代種莖)、田間擴繁(生產用種),最終培育出健康的種莖。如果不經過脫毒這個環節,其后代就可能攜帶目標檢測病原。由于各蔗區氣候條件不同,土壤污染程度不同,一般脫毒種苗種植5個代次其經濟性狀仍基本一致。脫毒原種苗在田間繁育2個代次提供生產種植較為適宜。
甘蔗良種健康種苗的標準目前尚未統一。多年的生產實踐表明,在蔗莖生長至有效節數14節,幾乎所有蔗芽均適宜做種;超過14節以上,其基部蔗芽開始老化。繁育健康的種莖,海南蔗區可按“一年兩采法”繁育,即在1-2月份田間種植原種苗,6-7月份收獲一代種莖,隨即種植,次年2-3月可收獲做種;廣西、云南、廣東等蔗區可按“一年半兩采”法繁育,即在8-9月份田間種植原種苗,次年的5-7月份收獲一代種莖,隨即種植,次年的2-4月收獲做種。一般每畝一代種莖可擴繁種植20畝。
多年來,脫毒甘蔗種苗在廣西、云南、海南等地示范種植,總體表現較好,平均畝產均超過當地平均單產的20%以上,云南耿馬縣山坡地種植第4季甘蔗,單產仍達到6噸以上。實踐表明:甘蔗脫毒健康種苗的培育與推廣應用,能夠高效利用我國熱帶、南亞熱帶的地域性特色資源,發展地方支柱產業,有利于提高農業綜合生產能力。從國家戰略角度看,能夠促進甘蔗糖業的健康發展,保障國家食糖安全;對農民而言,能夠較大幅度地提高甘蔗的單產,使蔗區農民增加收入;對制糖企業而言,不但能夠有穩定高產的原料蔗基地,還能夠提高甘蔗糖分,降低制糖生產的噸糖耗蔗量,提高企業的經濟效益,增強其市場競爭力;對地方政府而言,取消農業稅后,甘蔗糖業仍然是熱帶、亞熱帶地區地方財政的重要來源,蔗糖產業的可持續發展將增加國家和地方財政收入。
(作者系中國熱帶農業科學院熱帶生物技術研究所研究員)













