新疆棉花育種發展的研究

【摘 要】本文通過對新疆棉花生產概況進行研究，綜述了新疆棉花生產現狀、棉花生產中存在的問題，分析了近五年來新疆棉花的育種情況，最后對今后新疆棉花的育種工作進行了展望，旨在為今后新疆棉花的育種工作提供理論指導。

【關鍵詞】新疆；棉花；育種

棉花是主要的經濟作物，在我國國民經濟中占有重要地位。新疆自然條件適合棉花的生長，是我國主要的優質原棉生產基地，植棉業也是該區的支柱型產業[1]。而且新疆地處歐亞大陸中心，屬于典型的大陸性氣候，區內海拔高差相差大，擁有許多獨特的生物資源，為育種工作者提供了眾多可利用的資源[2]。但隨著農作物生產品種向優質、高產、專用化方向發展，現有的品種和育種技術都無法滿足市場的需求，這就要求育種工作者培育出更多高產優質的品種。

1 當前新疆棉花的現狀

1.1 生產現狀

新疆是我國最大的商品棉生產基地，目前總產量已占到全國的40%。植棉面積、皮棉單產及總產、調出量連續16年位居全國首位。據統計，新疆植棉產值占種植業總產值的65%～70%，農民純收入中的35% 來自棉花，由此可見，新疆棉花在滿足企業對國內原棉的需求、增加棉農收入、穩定經濟等方面均發揮著重大的作用[4]。

1.2 當前品種現狀

新疆是我國的棉花主產區，在長期的育種選擇過程中根據氣候特點形成了南北疆割據的趨勢，南疆主要以中晚熟品種為主，北疆主要以早熟品種為主。新疆棉區中絨型品種占72.5%（ 絨長29～31mm， 紡21～40支紗）；中長絨型品種占20%（ 絨長>31mm，紡60～80支紗）；低酚和雜交棉占7.5%（絨長29～31mm，紡21～40支紗）。以中絨型為主的多類型品種格局符合新疆棉花發展的整體戰略。

2 目前新疆棉花育種存在的主要問題

2.1 遺傳基礎狹窄

從系譜分析看，新陸早系列品種的親本主要集中在中棉所系列，少數來自岱字棉、烏干達棉、塔什干棉和自身中間材料，遺傳基礎比較狹窄，在創造綜合性狀高的品種上很難有大的突破。

2.2 育種方法單一

從育種途徑看，主要是單交和簡單的復交，后經系統選育而成，沒有遠緣雜交、航天誘變育種和轉基因育種。

2.3 水資源短缺

干旱區缺水影響棉花的正常生長發育。

3 新疆棉花品種的選育重點和目標

豐產一直以來都是育種工作者的首要任務，在這個前提下要兼顧品質（纖維長度、強弱）、抗性（抗病性、耐鹽堿性、耐旱性）等特性。

4 主要育種技術

4.1 引進品種

目前我區種植品種的親本來源于美棉和前蘇聯品種，遺傳基礎較窄，應充分挖掘海島棉和野生棉（ 包括半野生棉） 資源[3]。南疆推廣種植的新陸早13號和新陸早15號，其親本之一是海島棉，雜交后代用陸地棉回交數代定向選育而成。新疆棉花品種具有多、亂、雜的特點，引種不慎，更會加劇這種狀況。

4.2 系統選育

這是20世紀60年代的主要選育技術，以前蘇聯品種為基礎。系統選育出許多棉花品種在棉區推廣，目前此技術仍在使用。但是隨著市場的發展，此技術也遇到瓶頸，已經不能滿足于現在發展的需要。

4.3 雜交育種

這是70年代后的主要技術之一。棉花雜交種是異源四倍體，二代分離并不嚴重，另外，棉花收獲期長，株型和熟性分離對產量構成直接影響，棉花的雜種二代仍具有一定的雜種優勢，一般比對照增產8%～10%，所以在新疆推廣雜交種二代是切實可行的，只要我們在親本的選配上注意雙親的品質一致性，雜種二代仍能保持較好的品質。雜交品種能將父母親本的優勢集于一體，在F1代明顯表現出產量提高、品質優化等特點。雜交方式從單交向多交和復合雜交發展，育成品種逐漸增多。新疆雜交棉的發展相對滯后，新疆兵團從20 世紀80 年代開始雜交棉品種選育工作，目前有3個自育的雜交棉品種：新陸早14 號（ 陸×陸）、新陸中24 號（ 陸×海）、新彩9 號（ 陸×海、棕色）。

4.4 轉基因育種

主要以棉花為研究對象，將有目的性狀基因提取，利用花粉管通道法將其導入受體中，采用卡那霉素和病圃檢測相結合，室內PCR 檢測，開展棉花優質、抗逆轉基因新品種（ 系） 的選育工作，以期選育一批轉基因新品種（系），獲得一批綜合農藝性狀優異的棉花轉基因新材料。

常用的有2種方法：一種是分離棉纖維發育相關基因及調控元件，導入棉花，以改良纖維分離和鑒定與棉纖維發育相關的基因，可以為利用基因工程改良棉纖維的品質提供目的基因。但是基因的表達很復雜，存在諸多弊端，如轉導方法單一、基因轉導目標不明確、受體選擇不科學、受到很多條件的限制等。研究表明，在棉纖維中表達的基因主要受發育的調控，即棉纖維在發育的不同階段受不同基因的控制，根據其基因的表達特征，現已弄清了不少在纖維發育的不同階段特異表達的啟動子。另一種是從其他生物中選擇有潛力的基因，將其導入棉花，以提高纖維品質。聚羥基丁酸（ PHB） 是一種天然的可降解的脂肪族熱塑聚酯，許多細菌能產生這種物質，由于可天然降解，因此不會造成污染。在新疆，很少利用基因工程技術育種，但是也有一些進展，如轉基因棉花目前已經成為我國惟一被獲準商品化生產的轉基因作物；新疆第一個轉基因棉花品種新陸棉1號已經育成，并通過了轉基因安全評價；孫國清和李雪源利用改進的花粉管通道法將Bt基因導入棉花，獲得了18 個分離后代，并對其后代進行生物學鑒定和選擇；新疆農業大學在棉花組織培養方面開展了新疆2個陸地棉品種胚狀體發生及植株再生研究，建立了2 個品種的胚狀體發生高效再生體系，還以棉花幼胚作為外源基因轉化的受體，用基因槍法將8-1、3-葡聚糖酶及幾丁質酶雙價基因導入棉花，獲得了抗性植株。轉基因產品將成為解決溫飽的有效手段，預計到2020年，全世界至少有7300×104人食用轉基因產品，在利用基因工程技術方面還有待深入研究。

5 展望

5.1 采用多種技術相結合的方法

要提高產量和品質，光憑傳統的育種方法以及雜交育種和轉基因育種是遠不夠的，要著重將常規育種技術與分子生物標記、航天誘變育種等技術相結合的進行育種，利用經驗選擇和研究遺傳規律，采用標記輔助育種技術，可提高選擇的效果。

5.2 改進雜交育種技術途徑，創建目標性狀

采用隨機互交法、修飾回交法、分裂交配、輪回選擇等雜交育種技術途徑進行育種，可收到一定效果。

參考文獻

[1]田笑明，李保成.新疆棉區棉花育種現狀及發展方向[J].中國棉花，2001， 28（5）：2-4.

[2]王清和，何建軍，楊治明等. 新疆北疆棉區棉花育種方向初探[J].國棉花，2003，30（8）：15-16.

[3]楊樹載.棉花遠緣雜交育種的展望·中國棉花學會論文集[R].安陽：中國棉雜志社， 1986.

[4]崔建平.新疆棉花生產現狀及持續發展建議[J].新疆農業科學， 2008，45（S1）： 46-48.

[5]新疆棉花品種資源志[R].農科院經作所資料室，1986.

[6]喻樹迅.21世紀初新疆棉區的育種方向[J].中國棉花，1999， 26（2）：2-3.

[7]郭香墨，劉正德.我國面向21世紀棉花纖維品質改良對策.棉花學報，1999，11（6）：321-325

[8]朱紹琳.棉花高產育種[J].中國棉花，1994，21（4）：11-13.

[9]買買提，莫明，李雪源，孫國清等.新疆棉花自育品種[J].

[10]杜雄明，劉國強.論我國棉花育種的基礎種質[J] .植物遺傳資源學報，2004， （1）：69-74.