【導讀】第一章項目的意義和必要性······················································1. （一）項目名稱··································································1. （二）項目承擔單位····························································1. （五）項目技術創(chuàng)新點·························································1. （六）項目投資規(guī)模··················································&

　　

【正文】 州農科院魔芋研究所，該所自1996 年 開始從事魔芋新品種選育、病害綜合防治等研究工作，于 2021年成功選育并審定了魔芋新品種“清江花魔芋”； 1999年開始開展魔芋組織培養(yǎng)快繁技術研究， 2021 年，承擔了國家重點科技攻關項目“魔芋人工種芋生產技術及健康種芋生產體系建設”項目（編號2021BA901A05）的子課題； 2021 年，承擔了湖北省西部少數(shù)民族科技開發(fā)項目“清江花魔芋”試管苗批量化生產技術研究 (編號：2021AA210B02)課題，現(xiàn)已通過成果鑒定（成果登記號： EK050581）；20212021年繼續(xù)承擔湖北省西部少數(shù)民族科技開發(fā)項目“ 魔芋試管苗（試管芋）二年速成良種繁育技術研究”，課題研究均已通過驗收，研究過程中在省級以上刊物發(fā)表專業(yè)論文 40 余篇，出版《魔芋組織培養(yǎng)良種繁育技術》專著 1部，獲湖北省重大成果登記 3 項，獲恩施州科技成果獎 3 項，同時還承擔了湖北省重點科技攻關項目“魔芋軟 26 腐病的綜合防治技術研究”，通過試驗，總結出了一套魔芋健身栽培技術。以上研究成果，魔芋研究所均有獨立的知識產權。 擬推廣的馬鈴薯品種和采用的脫毒種薯快繁技術由項目技術依托單位湖北恩施中國南方馬鈴薯研究中心獨立研究完成，擬推廣的魔芋品種和采用的脫毒種芋快繁技術由 項目依托單位恩施州農科院魔芋研究所獨立研究完成，并與項目申請單位湖北清江種業(yè)有限責任公司達成技術開發(fā)協(xié)議 (見附件 )，因此項目的實施沒有知識產權糾紛問題出現(xiàn)。 二、已完成的研究開發(fā)工作及中試情況和鑒定年限 本項目技術依托單位湖北恩施中國南方馬鈴薯研究中心，從五十年代就開展馬鈴薯研究工作。具體承擔課題及獲獎情況見下表： 序號 主要承擔課題名稱 獲獎及成果情況 選育及引進的主要品種 1 國家“六五”、“七五”、“八五”、“九五”、 “十五”馬鈴薯育種攻關項目 馬鈴薯科研方面獲獎成果達22 項次，其中國家級成果 4項、 省部級 14項、州廳級 4項。獲國家后補助二等獎 3項。 米拉 雙豐收 6764 新芋四號 南中 552 鄂馬鈴薯 1 號 鄂馬鈴薯 3 號 鄂馬鈴薯 4 號 鄂馬鈴薯 5 號 2 承擔了國家“ 863”、“ 948”馬鈴薯課題； 3 湖北省、恩施州馬鈴薯科技攻關課題； 4 “湖北省省薯類脫毒種苗快繁中心”建設項目 5 科技部農業(yè)科技成果轉化資金 “優(yōu)質專用鄂馬鈴薯 3號新品種試驗示范”項目 6 科技部農業(yè)科技成果轉化資金“優(yōu)質早熟鄂馬鈴薯 4號新品種試驗示范”項目 7 國家馬鈴薯改良中心恩施分中心項目 9 馬鈴薯脫毒種薯二年制體系研究 以上研究成果，湖北恩施中國南方馬鈴薯研究中心均享有獨立的知識產權 項目依托單位之二是恩施州農科院魔芋研究所，該所自 1996 年 27 開始從事魔芋新品種選育、病害綜合防治及品種快繁等研究工作。具體承擔課題及獲獎情況見下表： 序號 主要承擔課題名稱 獲獎及成果情況 選育及引進的主要品種 1 魔芋組織培養(yǎng)快繁技術研究 “清江花魔芋”試管苗批量化生產技術研究為省重大科技成果成果登記號： EK050581 清江花魔芋 珠芽魔芋 2 魔芋人工種芋生產技術及健康種芋生產體系建設項目編號 2021BA901A05 3 湖北省西部少數(shù)民族科技開發(fā)項目“清江花魔芋”試管苗批量化生產技術研究 (編號：2021AA210B02)課題， 4 “魔芋試管苗（試管芋）二年速成良種繁育 技術研究” 5 湖北省重點科技攻關項目“魔芋軟腐病的綜合防治技術研究” 以上研究成果，恩施州農科院魔芋研究所均享有獨立的知識產權。 （一）馬鈴薯方面 品種 優(yōu)質高產品種是優(yōu)質馬鈴薯脫毒種薯快繁技術產業(yè)化建設的基礎，湖 北恩施中國南方馬鈴薯研究中心引種育 種工作從五十年代開始，先后引進 420 多個國內外品種（系），經鑒定從中篩選出抗病、優(yōu)質、比地方品種增產 50%的“ Mira”良種，隨后又雜交選育出“雙豐收”、“ 6764”（獲全國科學大會優(yōu)秀成果獎）、“新芋四號”等品種，九十年代以來又選育推廣了中早熟、高產、薯形好、食用加工兼用型的“南中 552”、“鄂馬鈴薯一號”，被列為全國加工系列品種， 96 年獲國家計委、國家科委、財政部“八五”科技攻關重大科技成果獎。 近年育成的優(yōu)質、高產專用新品種“鄂馬鈴薯 3 號”，通過五年連續(xù)生產示范試驗表現(xiàn)出抗晚疫病，平均淀粉含量 %，食味好， 28 大中薯率 90%以上，比目前主推品種“ mira”增產三成以上，是目前西南山區(qū)主栽品種“ mira” 的替代品種?！岸躐R鈴薯 3號”已于 2021年通過國家審定，并于同年獲湖北省科技進步獎，該品種的選育成功是我國馬鈴薯中熟品種選育的一大突破。新育成的“鄂馬鈴薯 4號”、“鄂馬鈴薯 5號”更具推廣前途，是該項目重點推廣品種，其中“鄂馬鈴薯 4 號”屬優(yōu)質早熟型新品種，特別適合低山及平原湖區(qū)種植，對調整平原湖區(qū)產業(yè)結構、高效利用邊際土地具有極其重要的作用；“鄂馬鈴薯 5號”表現(xiàn)為高抗晚疫病、高產，其淀粉含量為 %，干物質含量為 %。本項目擬重點推廣的品種特性、獲獎或審定年份及應用情況說明如下： （ 1）、國審品種“鄂馬鈴薯 3 號”（ 2021 年）：中熟加工專用品種，具有高淀粉、高產、高適應性特點。推廣近 100萬畝； （ 2）、省審品種“鄂馬鈴薯 4 號”（ 2021 年）：特早熟品種，適于低山平原種植，推廣近 20 萬畝； （ 3）、省審品種“鄂馬鈴薯 5 號”（ 2021 年）：中晚熟高淀粉品種，適于全粉、淀粉加工，適于二高山和高山地區(qū)種植。推廣近 2萬畝。 （ 4）、州審品種 “南中 552” （ 2021 年）：中早熟加工食用兼用型品種， 全國鮮薯出口品種比較第一名（廣東省農科院主持品比試驗），推廣近 190 萬畝。 快繁技術 馬鈴薯脫毒試管苗在獲得之初只有很少幾棵試管苗，而馬鈴薯用薯塊繁殖系數(shù)只有 10～ 15 倍。另外，種薯經過脫毒，不僅脫去了致病的強系，同時也把具有保護作用的弱系去掉了，使脫毒種薯被強系 29 侵染后表現(xiàn)病毒性退化更快。為此，需要不斷的給生產上提供大量的脫毒種薯。只有加快繁殖高質量的脫毒種薯，不斷用脫毒種薯更替退化種薯，才能完全擺脫病毒危害，使產量得到保證。加快脫毒種薯的生產，就必須利用組織培養(yǎng)快繁技術，以工廠化生產的方式快速繁殖脫毒 苗，達到在生產上快速利用的目的。 脫毒馬鈴薯最大的特點是高產穩(wěn)產，每畝可產 2021— 2500kg，最高產量可達到 3500— 4000kg，而不脫毒馬鈴薯的畝產才 500kg— 1000kg?？茖W證明：種植脫毒馬鈴薯種薯比不脫毒的可增產 40— 200%。脫毒馬鈴薯原原種的塊莖小（ 1— 10g），也稱為微型薯，種子小，農民購買后可隨身攜帶，運輸方便，省下運費開支。 目前國內外脫毒種薯產量還遠遠不能滿足種植脫毒馬鈴薯的要求，在國內脫毒薯的種植面積一般僅有當?shù)伛R鈴薯的 10— 50%，中國種馬鈴薯的大部分面積至今還沒有種上脫毒馬鈴 薯。主要原因是現(xiàn)在采用的原原種微型薯生產技術一次性實驗設施和生產車間固定投入大、對生產技術人員的素質要求較高、從培養(yǎng)試管苗到試管苗移栽網室鍛煉，技術步驟繁雜，生產成本高，難于使千千萬萬個普通的勞務投入到其許多關鍵的生產活動中去，以致于長期以來原原種微型薯產量低，呈現(xiàn)供不應求的局面，而且供應價格長期居高不下，每公斤價格高達 50— 200 元；若從國外直接引進其價格更高。收獲原原種微型薯后，必須還得生產原種種薯以及生產一級、二級、三級良種種薯，所需生產時間及周期長（ 1代田間種薯由試管苗種薯在田間種植，經一個作物生產 周期后收獲， 2代田間種薯由 1 代種薯在田間種植，經第二個作物生產周期后收獲， 3代田間種薯由 2代種薯在田間種植，經第三個作物生產周期后收獲），嚴重制約脫毒馬鈴薯生產面積的迅 30 速擴大，已成為國內外各地馬鈴薯主產區(qū)發(fā)展馬鈴薯這一大產業(yè)的一個限制性瓶徑。各地生產中急需在短時期內能迅速大量的繁殖、生產優(yōu)質的脫毒馬鈴薯種薯 。因此必須采用脫毒馬鈴薯快繁技術才能解決這一難題。 （ 1）、馬鈴薯脫毒苗、微型薯快繁技術 開展了“馬鈴薯試管塊莖生產技術和脫毒種薯生產體系”的研究，試管塊莖的誘導頻率由 /株提高到 2 個 /株以上，居國 內領先水平，微型薯（原原種）生產成本大大降低，為利用優(yōu)質脫毒種薯提供了可能性；“九五”末以來，在湖北省科技廳支持下，立項開展了“馬鈴薯脫毒微型薯無土栽培工廠化生產”研究，通過技術創(chuàng)新，快繁技術進一步完善，生產成本大幅度降低，生產水平和生產能力成倍提高；同時“馬鈴薯塊莖大小分布預測及控制的數(shù)學模型”研究獲得成功，該技術應用于種薯生產，可有效地提高了種薯繁殖系數(shù)。 （ 2）、馬鈴薯脫毒種薯快繁技術體系 “八五”期間研究并實施了“四級馬鈴薯脫毒種薯體系”，即：南方馬鈴薯研究中脫毒微型薯生物工廠負責莖尖組織培養(yǎng)脫毒 和微型薯（原原種）生產→州、縣（市）馬鈴薯原種場（自然隔離條件下）擴繁一級原種→鄉(xiāng)、鎮(zhèn)基地擴繁二級原種（自然隔離條件下）→農民種子田擴繁商品薯生產用種。該體系已被西南山區(qū)其他省、市廣泛采用；“九五”以來，成功研究并實施了“兩年供種”脫毒種薯生產體系，即：第一年（組培室、溫網室 周年進行 ） 莖尖組織培養(yǎng)脫毒 —病毒檢測 — 組培苗試管擴繁 — RDNFT 繁苗壯苗 — NECT 微型薯生產；第二年（高海拔自然隔離條件下 春秋二季 ）高密度栽培進行標準薯生產。 另外現(xiàn)階段南方中心正在實施的馬鈴薯水培壯苗培養(yǎng)技術進一 31 步縮短了馬鈴薯種薯 的生產周期，采用的方法是：頭一年年底在組培室內進行優(yōu)質馬鈴薯試管苗擴繁，第二年 3 月份將試管苗轉至溫網室內進行水培壯苗培養(yǎng)并擴繁，達到一定的數(shù)量以后，大批移至1200 米以上的高海拔地區(qū)自然隔離條件下高密度栽培進行標準薯生產，目前這一技術已進入大規(guī)模生產試驗階段，將“二年供種”脫毒種薯生產體系提升至“一年供種”脫毒種薯生產體系是完全成熟可行。 快繁技術體系研究獲獎年限：馬鈴薯無病毒種薯生產及良種繁育體系（ 1986 年）、馬鈴薯晚疫病害防治試驗示范（ 1993 年）、新技術防治馬鈴薯晚疫病病大面積試驗示范（ 1996年）、間套作條件下馬鈴薯塊莖大小分布預測及控制的數(shù)學模型研究（ 1994年）、馬鈴薯試管塊莖生產及脫毒種薯快繁技術研究（ 1997 年）。 （二）魔芋方面 品種 優(yōu)質、高產、高抗病、高葡甘聚糖含量品種是魔芋脫毒種薯快繁技術產業(yè)化建設的基礎，現(xiàn)主要生產及推廣的品種為： （ 1）、省審品種“清江花魔芋”（ 2021 年）：是湖北省唯一的魔芋新品種。 2021年 12月通過湖北省恩施自治州農作物品種審定小組審定，填補了我省無魔芋審定品種的空白。 該品種從出苗到成熟 125天左右，與對照品種相當，該品種幼苗長勢強，出苗整齊，葉綠色，掌狀復葉，葉柄花斑色，球莖圓柱球形，表皮褐色，較光滑，鱗芽梢狀，粉紅色，肉白色，增重系數(shù) ，較抗軟腐病和白絹病。清江花魔芋 2021— 2021 年參加恩施州魔芋品種區(qū)域試驗， 2 年平均畝產 2161kg，比對照品種增產 %，經測定，葡甘聚糖含量為 %，干物質含量為 %。具有高產、高抗、 32 高葡甘聚糖含量等品種特性。 （ 2） 、引進品種“珠芽魔芋”： 珠芽魔芋是恩施州農科院魔芋研究所、湖北民族學院等科研單位和大專院校 2021 年從云南引進的用野生魔芋品種，其主要特點是抗病性強， 種植在海拔 400多米的地區(qū)，在高溫、高濕的環(huán)境條件和完全不施農藥的情況下，其他品種由于軟腐病的危害幾乎無收，但珠芽魔芋極少發(fā)病，表現(xiàn)出其極強的抗性，是適應低海拔種植和抗性育種極好的資源材料。 栽培模式、病蟲害防治及組培快繁技術 （ 1）栽培種植技術取得了突破性進展 在傳統(tǒng)的栽培管理方式上，我們探索研究了魔芋 玉米、魔芋 果樹、魔芋 經濟林套作栽培模式及小麥 魔芋 玉米、馬鈴薯 魔芋 玉米、油菜 魔芋 玉米等間套作栽培模式，并且輔以山青、麥桿地面覆蓋的方法，達到了既為魔芋遮陰、保水保墑的效果，又有效地防止了病害的發(fā)生，為魔芋大面積栽培創(chuàng)造了適應的生長環(huán)境，為魔芋的無公害栽培和有機栽培奠定了基礎。 （ 2）在病害綜合防治方面，針對影響魔芋產量最大的軟腐病和白絹病進行了綜合防治技術研究。 2021 年，由省科技廳下達的招標課題“魔芋軟腐病的綜合技術研究”已由華中農業(yè)大學和恩施州農科院魔芋研究所共同進行攻關，目前進展較快，從種芋貯藏開始，到健身栽培的一系列技術的研究，有望使 魔芋的軟腐病得到有效控制。由恩施州農科院魔芋研究所自立課題研究的甲醛 高錳酸鉀熏氣法能夠在種芋貯藏期間和播種前有效殺滅魔芋球莖中的表面病菌和內生菌，不僅解決了由種芋攜帶病菌造成的病害流行問題，還減少了抗生素農用鏈霉素的用量。該法推廣應用后將對生態(tài)環(huán)境的保護起到良好的作 33 用，產生較大的經濟效益和社會效益。 （ 3）組織培養(yǎng)工廠化生產原原種技術研究成功 魔芋為球莖繁殖， 5年結一次種子，在自然條件下，其休眠期長達半年，直接影響了魔芋的發(fā)展。采用組培快繁技術，不受自然季節(jié)的限制，進行魔芋組培的繁殖研究，可以解決因遠距離 調種，造成的種芋腐爛及帶病問題，緩解種苗的緊張局面，提高種苗質量，降低生產成本。 利用植物細胞的全能性，取魔芋的根、莖、葉、球莖切塊或一個多細胞團進行組織培養(yǎng)，通過現(xiàn)代生物技術，經過脫分化、再分化、生根壯芽三個階段最終產生試管苗。 然后練苗移栽產生新的植株?？梢栽诙虝r間內將一個優(yōu)良品種擴大繁殖，一個 50g左右的球莖理論上通過該手段在一年中產生 10 萬個新的植株，對建立優(yōu)良的繁育基地有著極大的實用價值。 恩施州農科院魔芋研究所自 90 年代末期開始從事魔芋組織培養(yǎng)研究工作，多年來，一直得到省、州科技部門的支持。 2021 年，該單位承擔了湖北省西部少數(shù)民族科技開發(fā)項目“清江花魔芋試管苗批量生產技術研究”課題，現(xiàn)已完成，并通過湖北省科技廳組織的技術鑒定。該技術研究了利用魔芋小球莖（包括根狀莖、箭果等地下部分）作為外植體再生植株的消毒滅菌技術，一步成苗技術和試管苗立體栽培模式形成原原種技術等方面的內容。一個 810g的種芋，通過該技術一年內即可形成 50006000個 230g的魔芋原原種。這比普通的根狀莖繁殖種芋方法提高繁殖倍數(shù) 20213000 倍。 2021 年，為完善前期技術研究，加快工廠化生產應用進程，并進一步降低魔芋試 管苗及原原種生產成本，又承擔了省級課題“魔芋試管苗二年速成良種繁育 34 技術研究”。該課題研究試管苗在溫、網室多架層立體栽培模式下繁殖原原種和原原種在網室生產原種的栽培技術，通過對溫、光、水、肥等魔芋生長條件的調控，使試管苗在一個生長周期內形成 250g 的原原種，第二年形成 50150g 的生產用種（原種）。目前，進展較為順利。 同時，該所自立課題研究的“魔芋試管芋（擬球莖）工廠化生產技術”也已完成。通過該技術生產的魔芋試管芋（擬球莖）現(xiàn)采用立體多架層栽培模式種植于智能溫室和網室，試管芋生長良好。此技術研究成熟后， 可周年生產試管芋（擬球莖），解決魔芋試管苗只能春夏季生產而秋冬季無法生產的問題，目前該技術正處于中試階段。 以上技術的研究對解決種芋不足的問題，尤其對高產、高抗、優(yōu)質魔芋新品種的推廣具有重要意義，同時可以使因種芋大調大運造成的病害流行問題得到有效控制。 魔芋脫毒種芋工藝流程 工藝技術流程圖： 組織培養(yǎng) 溫、網室栽培 （第一年） 基地栽培 大田栽培 （第二年） （第三年） 工藝流程說明： 該工藝流程按試管苗（試管芋）二年速成良種繁育體系設計，即采用一步成苗法，魔芋的器官在 2個月內能夠形成完整的植株，并出瓶進入溫室移栽，在一個生長周期內，可形成 10g以上原原種；在秋、冬季不適合試管苗移栽的季節(jié)在瓶內繁殖試管小球莖，供次年生產原魔芋試管苗或試管芋 原原種 550g 原 種50500g 優(yōu) 質 商 品 芋5002500g 高產優(yōu)質魔芋品種 35 原種。 原原種和試管芋在網室栽培，一個生長周 期可形成 50250g的原種， 50g以上的原種可直接進入大田生產商品芋，因此也叫生產用種。 三、技術特點、創(chuàng)新點和比較優(yōu)勢 （一）技術特點 馬鈴薯、魔芋品種選育和快繁技術研究成果分別獲獎。品種在我國南方，特別是在武陵山區(qū)具有廣泛的適應性和不可替代的推廣應用價值；這二種作物的快繁技術研究在全國居領先地位，成功研究了“兩年供種”馬鈴薯脫毒種薯生產體系和魔芋試管苗（試管芋）二年速成良種繁育體系等，這些技術現(xiàn)已成功應用于生產。 （二）創(chuàng)新點和比較優(yōu)勢 馬鈴薯采用國內領先的 RDNFT（升降營養(yǎng)膜技術）繁苗壯苗和NECT（立式營養(yǎng)柱技術）微型薯生產技術和水培壯苗“一年供種”生產技術研究，魔芋采用組培工廠化生產試管苗和試管芋 — 營養(yǎng)液立體多架層栽培技術生產原原種 — 網室基質栽培生產原種的二年速成良種繁育技術，在保證種薯（芋）質量前提下，縮短繁殖周期，大幅度降低生產成本，提高微型種薯（芋）和原原種的生產水平，擴大微型薯和試管芋的年生產能力，為種薯、種芋供種生產體系奠定了基礎，解決了其他方法無法回避的脫毒微型薯（芋）生產成本高和生產水平低的矛盾，為實現(xiàn)脫毒微型薯和原原種的質優(yōu)、價廉和量足提供了強大的技術支撐。充分利用二種作物生長期 季節(jié)互補，組培室中頭年11— 12 月生產馬鈴薯，周年生產魔芋試管苗和試管芋， 8— 9 月生產馬鈴薯；溫網室中春（ 1— 2月）、秋（ 10— 12 月）季生產馬鈴薯，夏秋（ 510 月）季生產魔芋。這樣可重復利用組培室及溫網室，使得 36 在一定的投入下得到更多的產出，也正是節(jié)約能源、建和諧社會的體現(xiàn)。具體比較見下表： 馬鈴薯 魔芋 常規(guī) 快繁 常規(guī) 快繁 ①繁殖倍數(shù) ≤ 10 ≥ 480 ≤ 5 ≥ 5000 ②病毒 有 無 有 無 ③種子質量 低 高 低 高 ④豐產穩(wěn)定性 低 高 低 高 ⑤種子抗性 弱 強 弱 強 ⑥生產表現(xiàn)（生長勢） 弱 強 弱 強 ⑦增產幅度 40200% 2070% 四、技術推廣的意義和作用 適應我國南方山區(qū)丘陵、坡地以及平原湖區(qū)的馬鈴薯新品種和配套的脫毒種薯快繁技術的推廣應用，將全面提高該地區(qū)馬鈴薯脫毒種薯的質量和產量，從而提高