微生物的育种技术发展历程（效率高成本低这项称作）

飞速发展的现代农业生产需要大批优质种苗支持，而传统的育苗方式时间长、产量低、安全系数不高。微繁克隆技术则有效地解决了这些问题。在唐河数字化种苗微繁克隆技术产业基地，植物的一芽一叶经过10天就可形成新的完整植株；在海南、广西等甘蔗主产区，使用这项技术培育的脱毒种苗种植后产量可提高20%。今天，我们看记者调查，听专家讲课，一同去了解神奇的微繁克隆技术。

左力本报记者张培奇见习记者范亚旭文/图

4月13日，在河南省唐河县昝岗乡的数字化种苗微繁克隆技术产业示范基地内，一群园艺师正在将种苗移植出育苗智能温室。

“我干这一行20多年，还没见过用这种先进快捷的技术育苗的。”园艺师王德玉赞叹不已的数字化种苗微繁克隆技术，是中国农科院农业数字化研究中心历经6年研发出来的。此项技术采用任何植物的一叶一芽或离体的组织材料，通过切口的生物处理，接种在计算机数字控制下的数字苗床上，通过10-15天的培育即可形成一株完整的植株，每15-60天繁殖一代，可按几何级数快速繁殖。繁殖系数达到2-15以上，比试管内快繁系数高，实现了多种植物在试管条件下都无法达到的高效繁育，绝大多数绿植物都可利用克隆技术进行繁育，而每株苗的成本只是组培或常规育苗成本的1/10-1/20。

数字化种苗微繁克隆技术在唐河成功落地，不得不提起普吉园农业科技有限公司。“2016年中央1号文件中提到，要用发展新理念破解‘三农’新难题，厚植农业农村发展优势，加大创新驱动力度，推进农业供给侧结构性改革，加快转变农业发展方式，保持农业稳定发展和农民持续增收，走产出高效、产品安全、资源节约、环境友好的农业现代化道路。”普吉园农业科技有限公司的当家人许忠全告诉记者，自己就是在国家加强农业供给侧结构性改革的潮流下才选择进行种苗繁殖技术投入的。

唐河县是河南省有名的农业大县，农业产业化、农村工业化和城市化进程一直呈现高速发展态势，而在发展的进程中需求量较大的绿化苗和高附加值的果蔬药材等经济植物种苗却存在培育速度慢，周期长，季节性明显等缺陷，从而影响了产业化进程和农业发展。

最初，唐河尝试着运用工厂化育苗技术、试管组织培养技术等，但投资大技术难度大，难以得到广泛地推广，而数字化植物种苗克隆新技术的诞生，弥补了这一缺陷。“数字化植物种苗克隆技术既摒弃了试管快繁及工厂化育苗的高投入、难操作、易感染、炼苗难等缺点，又同样具备繁殖材料省，繁殖系数高等优点。既解决了传统育苗成活率低，品种局限性强，劳动强度大，生产成本高等缺点，又同样具备操作工艺简便，易学实用等优点，是对试管组培育苗及2000多年传统育苗的双重突破。另外该技术运用计算机数字控制技术实现育苗过程的自动化、数字化和网络化，通过植物生长模拟计算机专家系统为植物克隆创造最为适宜的温光气热营养环境，使植物在最舒适的环境下快速成苗，大大降低生产成本。”许忠全说。

推开3200平米现代化空间楔形一体化专业育苗智能温室，一排排整齐划一的立体式数字苗床里遍布着各色各样的种苗。“我们的温室包含数字化连栋温室、人工补光系统热风机加温系统、超声波弥雾系统、磁处理系统、直流电刺激及电场处理系统、二氧化碳强制供应系统、臭氧清毒系统、排风扇微喷及湿帘降温系统、营养液激素自动补充系统、视频监视系统、数字计算机网络系统、温室环境管理自动控制系统、农业专业电解水发生器等设备，可以说每个生产环节都实现了数字化、自动化、网络化、视频化。”技术员周选骄傲地说。

据周选介绍，许多蔬菜或花卉的F1代种子价格昂贵，生产成本较高，而采用种苗无性克隆技术后，可以运用少量的种子苗进行无性繁殖及多代循环，为生产提供大量遗传性能稳定的无性苗，既可节省投资又可提高育苗效率，在蔬菜及花卉上应用前景广泛，如以色列彩椒，网纹甜瓜，无子西瓜，樱桃番茄等高档蔬菜及花卉。相比较一些种子公司提供的种子价格表，不难发现一些普通的品种，其每亩的种子成本也相当吓人！如每亩地需要1000粒种子,以种子出芽率90%-100%计算也需要9包或8包种子，其成本是每亩400元到450元。而如果是其它更高档的(如以色列彩椒、荷兰的迷你黄瓜等)价格一般是每克100元以上，这样一亩地的种子成本是在几千元以上。这样一来，要农民种植这些高档蔬菜显然是不现实的。

正说着，温室环境管理自动控制系统启动了，一股股培养液均匀地喷洒在种苗上，望着长势喜人的种苗，许忠全满脸笑意。“我准备将这里打造成为河南省乃至全国最专业的数字化植物种苗微繁克隆科技产业园，它集科研转化、示范、推广为一体，来满足河南省及整个中原地区农业发展及城市建设对种苗的需求，减缓农业产业化发展与种苗供给不足的矛盾。同时配套打造的新品种、新模式精品果蔬示范园区，将以最合理最优化的社区农场合作联营模式对外开放，对外推广。”许忠全信心满满地说。

在普吉园的发展蓝图上，记者看到，数字化植物种苗微繁克隆科技产业园建成运行后，年可提供5000万株高品质商品苗，能满足几百万亩土地需求，从而促进优势农业产业的迅速形成，对中原经济圈高效现代农业区域化产业化建设及“科技兴农、科技兴林”战略具有很大的推动作用。公司每年为农户节约种苗资金约1500万，农户人均收益可增加5000-1万元。微繁种苗对调整农业产业结构、推动农业供给侧改革、增加农民收入具有不可忽视的作用。

种苗脱毒——甘蔗良种繁育的核心技术

杨本鹏

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）