棉花良種科技創新規劃（2016～2020）

棉花良種科技創新規劃（2016～2020）

衣食住行衣為首，豐衣足食衣在先，棉花種業事關國計民生。為貫徹落實《國務院關于加快推進現代農作物種業發展的意見》（國發〔2011〕8號）和《國務院辦公廳關于深化種業體制改革提高創新能力的意見》（國辦發〔2013〕109號），制定本規劃。

1 發展現狀與需求

1.1 現狀與問題

我國是世界棉花生產、消費和進口第一大國，同時也是紡織服裝生產貿易第一大國。棉花是我國重要的經濟作物和紡織工業原料，涉及近1億棉農的生計和2 000萬紡織工人的就業；作為主要棉副產品的棉籽油是我國第四大食用油。據國家統計局統計，2014年我國棉花播種總面積421.9萬hm2，全國棉花總產量616.1萬t，棉花單產1 461 kg/hm2。我國棉花最高年消費量1 200萬t，占世界棉花消費量的50%，棉花供需矛盾十分突出。

我國棉花育種科技和應用整體處于國際先進水平，部分領先。國產轉基因棉花新品種的培育和大面積推廣應用全面提升了我國棉花產業的國際競爭力，降低了棉花生產成本，減少了農藥危害，保護了生態環境，成為我國農業轉基因技術創新和應用的典范。隨著現代生物技術的發展，二倍體棉花（雷蒙德氏棉和亞洲棉）以及四倍體棉花（陸地棉）全基因組遺傳圖譜繪制相繼完成，對于提升我國棉花科研水平，促進高產、優質、抗逆等重要性狀形成的分子機制解析、棉花分子育種和新品種的選育具有重要意義。據不完全統計，目前全國有60個大專院校及科研院所從事棉花科技及育種研發；204個涉棉種業企業注冊資金3 000萬元以上；每年育成60個左右棉花新品種并應用于生產。近5年來，通過國家審定的棉花品種共計43個。

目前，我國棉花產業現狀不容樂觀，產業安全問題愈加凸顯。主要表現在以下4個方面：第一，植棉面積逐年下降，棉花供給安全受到嚴重威脅。2014年我國棉花種植面積較2008年下滑26.75%，為近10年來最低水平，且呈進一步下滑趨勢。目前，我國年均進口棉花400萬t，已經成為繼大豆之后的第二大進口農產品。第二，植棉成本逐年增加，棉農積極性受挫。隨著工業化、城鎮化進程加快，大量農村勞動力轉移到城市，棉花生產用工成本大幅上升。同時，種子、地膜、農藥等農業生產資料價格上漲，植棉比較效益越來越低，嚴重影響了棉農植棉積極性。第三，棉花生產全程機械化程度低。我國棉花生產一直沿襲以人工為主的精耕細作型生產方式，目前是大宗農作物中機械化程度最低的，已遠不能滿足現代農業發展的需求。第四，棉花種植進一步向旱堿瘠薄地轉移，生產條件日益惡化、生產風險不斷加大。氣候異常、鹽堿干旱、地膜污染和病蟲危害加重，造成棉花年際間、地區間產量變幅較大，資源環境約束趨緊，嚴重影響棉花穩產增產。

1.2 趨勢與需求

為保障糧食安全并發展棉花生產優勢區域，我國未來棉花產業將實施“西進、東移、北上”的重大戰略轉移。以發展西北內陸棉區為主，重點推動山東黃河三角洲、河北黑龍港、江蘇濱海鹽堿地區、長江中游沿江平原和丘陵旱地等地區棉花生產，培育內蒙等高緯度植棉區域。同時，以新疆棉區為技術轉移中心，擴大與中亞和南亞地區國家的科技合作，拓展和充實新絲綢之路經濟帶。因此，必須高度重視提升棉花良種科技自主創新能力，搶占產品和技術制高點，確保我國棉花種業安全。

1.2.1 產學研合作是提升棉花種業企業創新能力的重要途徑

我國棉花種業起步較晚，但發展迅速，已形成種質資源、育種技術、品種培育、良種生產與加工的完整產業鏈條，成為轉基因抗蟲棉研發強國。面向新時期棉花產業發展需求，品種尚需進一步適應機械化和優質化，良種繁育體系需進一步健全。科教單位與企業緊密合作，產學研用有機銜接，是協同推進我國棉花種業技術創新和產業化的重要途徑。

1.2.2 新基因、新材料創制是選育突破性棉花品種的先決條件

主產棉區病蟲草危害、低溫冷害、高溫干熱、鹽漬化、干旱等生產災害頻發，對棉花可持續發展和效益提高形成嚴重威脅。發掘重要性狀關鍵基因及與重要性狀緊密連鎖的分子標記，通過棉花特異種質資源創新、挖掘以及分子育種技術，將抗逆與優質、高產等性狀聚合，創制新材料，滿足主產棉區對多抗、優質、高產、廣適棉花新品種的需求。

1.2.3 突破性新品種選育是棉花產業戰略轉移的重要基石

隨著生產方式轉變，棉農急需高產高效、管理簡化和適于機采的棉花品種。由于不同棉區生態及耕作制度的差異，需要培育不同特性的高產高效品種，以適應不同種植區對高產品種的需求。棉花是勞動密集型的大田經濟作物，種植管理復雜，從種到收有40多道工序，管理用工多，生產成本高。因而，培育輕簡化品種、實現棉花輕簡化生產是今后棉花生產發展的必由之路。在棉花產業發展過程中，棉花采收始終是制約植棉效益提高的關鍵環節，培育早熟、豐產、適應機械化采收的品種，以適應棉花生產方式轉變的需求。

2 規劃思路與原則

2.1 規劃思路

按照“國發〔2011〕8號”和“國辦發〔2013〕109號”文件的整體規劃和要求，積極探索建立中國特色的棉花種業科技體系，推進育繁推一體化種子企業和優勢科教單位協同合作，構建以產業為導向、以企業為載體、以基地為依托，產學研相結合、育繁推一體化的現代育種體系，提升我國棉花種業創新和轉化能力。

2.2 基本原則

以培育具有重大應用價值和自主知識產權的棉花新品種為重點，以提升我國棉花科技創新能力和創新效率、強化種業發展核心競爭力為目標，大力推動科研單位、高校和棉種企業的科技資源高效配置，形成“產、學、研”相結合的科企合作模式，培育突破性棉花新品種，為棉花產業健康穩定發展提供強力支撐；通過種子企業加大科研、轉化和應用的投入，加強對自主創新品種的保護力度，推動育種成果向企業轉移，培育 “育、繁、推”一體化、創新能力強的具有國際影響力的棉花種業企業集團。

3 規劃目標

3.1 總體目標

由國內優勢單位牽頭，聯合具有較強研發能力和特色的科研院所、大專院校和企業，開展產學研合作和育繁推一體化研發。發揮棉花抗旱耐鹽堿優勢，以輕簡化植棉為突破口，實現棉花生產高產、優質、高效。到2020年，建立自動化、高通量的棉花種質資源鑒定、品種分子檢測技術體系以及商業化種子檢測平臺；完善高校、研究所與種業企業科企合作運行機制，通過“產、學、研”緊密結合的育種創新聯合體，在資源材料、重大品種以及人才儲備上取得突破；孵化“育、繁、推”一體化、具備國際競爭力的棉花種業企業，并以中亞為突破口，推進實施棉花種業“走出去”戰略。

通過科企合作，開展早熟和中早熟、機采棉、強優勢雜交棉和常規棉新品種的培育；建立面向全國三大主產棉區的新品種（系）測試體系；加強新品種（系）示范推廣基地、核心區、輻射區、中試和生產線等推廣網絡的構建。以品種為導向，推進種質資源開發、育種材料創制、優良品種培育、種子生產加工、良種良法配套、品種示范推廣和技術服務一體化，逐步形成“分工明確、布局合理、協作緊密、運轉高效”的新型棉花產學研合作格局。

3.2 具體目標

種質創新：篩選優質、抗旱、耐鹽堿、抗病蟲、早熟等目標性狀突出的資源材料400～500份，發掘和定位重要性狀功能基因和標記80～100個，創制優異育種新材料40～50份。

核心技術：在育種方法、基因發掘、種質創新、品種測試、良種繁育、種子加工貯藏與質量檢測控制等環節，形成棉花種業關鍵核心技術3～5套。建成高水平共性技術創新平臺和品種培育基地8～10個，基本形成市場導向的種業技術創新鏈。

品種創制：創制適合輕簡化、機械化生產的高產、優質、早熟、抗逆棉花新品種20～30個，滿足不同棉區生產條件、種植方式以及紡織工業新需求。

品種產業化：建立規模化、標準化、現代化的高效棉花良種繁育基地5～8個，示范推廣良種200萬hm2，良種增產貢獻率50%；棉花良種覆蓋率80%以上。

企業培育：培育具備國際競爭力的“育、繁、推”一體化現代棉花種子企業2～3家；企業研發投入強度達到銷售收入3%～5%。

4 主要攻關方向

4.1 種質資源研究與新基因發掘

開展棉花重要種質資源的收集、鑒定、評價與利用，建設覆蓋我國棉花種質資源庫的棉花種質信息網絡和共享服務平臺，支持種質資源高效利用和共享，完善棉花種質資源保護、研究、管理與服務創新體系。發掘野生棉及特異種質資源中的優異基因，并提出育種利用途徑，拓寬育種親本的遺傳基礎，創制一批能夠支撐現代種業發展和原始創新的優異種質資源和基因資源。

4.2 關鍵育種技術研究

開展以棉花全基因組序列為基礎的品種分子設計育種理論與方法研究，建立規模化、自動化、安全、高效的棉花分子育種技術體系和平臺，支持以安全為前提的轉基因產業化，完善棉花檢測和評估系統，強化獨立研發、安全評價與安全管理能力，突破一批高效、精準、定向化分子育種技術。

4.3 棉花突破性新品種培育

開展復合多抗，兼顧養分高效利用、資源節約、環境友好的棉花新品種選育研究，建設滿足不同棉區生產需求的高效育種技術平臺和生態育種試驗站，完善早熟、高產、優質和適合機械化的育種技術體系，支持育繁推一體化種子企業聚集育種材料、技術、人才等資源要素，擴大商業化育種規模，快速提升種業科技創新能力，建立自主創新的科研育種體系，選育適宜輕簡化、機械化的突破性棉花新品種。

4.4 品種測試與試驗示范

開展種子市場規模化和標準化品種鑒定、綜合技術集成與示范工作，建設國家品種監測與示范網（站），建立“產、學、研”相結合的科企合作運行機制，支持研制新品種區域試驗、生產試驗、品種保護測試和品種引進鑒定規范與標準，完善新品種檢測和查詢體系，實行品種審定與品種保護統一標準樣品制度，結合輕簡化植棉、病蟲害綠色防控，實現棉花農藝農機融合的標準化種植模式及示范帶動新突破。

4.5 良種制（繁）種

開展育種家種子—原原種—原種—良種的4級種子生產技術、雜交棉簡化制種技術、常規棉高產高效繁育技術等關鍵技術研究，建立棉花良種繁育標準及雜交棉制種規程。根據品種要求，整合高保真親本繁育技術、高效制種技術、種子質量監控技術等，組裝形成棉花品種高效繁育技術體系。支持棉種企業開展棉花良種的制（繁）種工作，完善良種良法集成配套。強化棉花種子生產專業化、管理規范化、經營集約化、服務社會化，突破棉花品種選育、繁殖和推廣一體化的良種繁育新體系。

4.6 種子加工與質量控制

對棉種制種過程中軋花、剝絨、脫絨、包衣、包裝等流程進行工藝優化和技術改進；建設一批標準化、規模化、集約化、機械化的穩定優勢種子生產基地，支持科研院所與大中型企業聯合實施以分子標記技術為基礎的高通量種子質量檢測技術規范，完善棉種加工管理技術標準體系、種子加工和檢測平臺以及質量追蹤監控技術體系，強化種子加工設備現代化、操作程序化、工藝科學化、質量標準化；突破形成職責明確、手段先進、監管有力的種子管理體系，顯著提高優良品種覆蓋率。

5 重點任務

5.1 棉花核心種質創制及重要性狀遺傳基礎研究

優異種質資源的引進、挖掘與材料創新：引進棉花重要種質資源；精準鑒定和發掘棉花抗旱、耐鹽堿、優質、早熟、抗病蟲等重要性狀的關鍵基因/QTL；搭建高效的種質資源信息共享平臺；創制一批抗性好、高衣分、長纖維、高比強、適宜機械化生產的新材料；創新一批遺傳來源廣泛的新型育種工具材料。核心種質重要農藝性狀遺傳基礎與分子解析：在全基因組水平解析核心種質目標性狀形成和演化的特征、規律和機理，建立基因組-表型組生物信息數據庫，為種質創新和品種選育服務。棉花產量和纖維品質協同提高的遺傳基礎研究：對棉纖維產量和品質形成的遺傳調控網絡進行分子解析，明確棉花產量與品質協同改良的關鍵調控節點，同步改良棉花纖維產量和品質。重要農藝性狀的功能基因研究：構建和完善規模化基因挖掘方法和功能驗證技術體系，挖掘棉花產量、品質、抗病、抗逆、資源高效利用等性狀基因，明確基因功能。

5.2 棉花關鍵育種技術研究

高效分子育種技術創新：研發建立高效質體轉化、基因沉默、基因組編輯等技術體系，通過目標基因和背景的分子聚合選擇，實現高效和定向化棉花育種材料創新。

全基因組育種技術創新：構建棉花高通量基因分型技術平臺，利用全基因組關聯分析技術，建立育種骨干親本基因組-表型組關聯數據庫，開展棉花全基因組分子設計育種技術研究。高效誘變育種技術創新：研究航天搭載誘變、理化誘變等棉花誘變育種新技術，創制新變異和新種質。染色體工程育種技術創新：研究不同棉種系統進化關系及基因同源性、染色體結構變異和數量變異的規律，解析外源重要農藝性狀關鍵基因/QTL形成分子機制，創制棉花遠緣漸滲新種質，為倍性育種提供支撐。

5.3 棉花突破性新品種創制

強優勢雜交種創制：研究棉花新型不育系、恢復系和強優勢雜交種親本選育技術；挖掘棉花種間、亞種間雜交種強優勢潛力，探索優勢利用簡化制種新途徑新方法，實現雜種優勢利用關鍵核心技術的重大突破，培育強優勢雜交棉新品種。穩產多抗新品種創制：創造不同抗性聚合的多抗育種新材料，對品種的穩產優質多抗性狀進行分子設計與基因聚合，培育穩產多抗棉花新品種。棉麥（棉油）兩熟棉花新品種創制：培育適合黃河流域棉花小麥兩熟和長江流域棉花油菜兩熟的早熟棉花新品種，提高復種指數，適應生產方式變革，實現棉糧（油）綜合高效。節本高效環境友好型新品種創制：培育易管省工、適應機械化采收的棉花新品種，選育水、氮、磷、鉀、藥等資源高效利用的環境友好型新品種。

5.4 棉花品種測試與試驗示范

新品種鑒定規范與標準研制：建立健全新品種檢測和查詢體系，規范品種區試、審定、推廣、新品種保護的田間測試標準及DNA指紋圖譜鑒定標準，建立品種相似性鑒定技術規程。國家棉花品種區試、監測與示范網（站）建設：研究建立國家品種監控技術體系和示范網（站），進行主推品種、儲備品種和特色品種的合理規劃，發揮品種審定對育種方向的導向作用。棉花新品種輕簡化栽培與病蟲害綠色防控技術研究：研究棉花農藝農機融合的標準化種植模式，研究適合全程機械化作業和機采棉的群體、株型、熟性和脫葉催熟調控技術，研究病蟲草害綠色防控技術，集成組建高產高效綜合技術體系。

5.5 棉花良種的制（繁）種

常規棉良種擴繁技術研究：研究常規棉高質高效種子擴繁技術，解決規模化提純復壯技術難題；雜交棉簡化制種技術研究：開展雜交棉高質高效種子生產技術研究，降低制種用工和勞動強度，重點解決雜交棉簡化制種技術；標準化種子生產基地建設：合理布局生產基地，完善田間配套工程，建設標準化、規模化常規棉原種擴繁基地和雜交棉制（繁）種基地。

5.6 棉花種子加工與質量控制

棉種生產加工關鍵技術研究：圍繞棉種加工破籽率高、殘酸率高等技術難題，研究并改進種子脫絨、包衣、包裝等生產工藝技術，降低加工成本，全面提高種子成品率和播種質量。棉種質量監控體系研究：建立以分子標記技術為基礎的高通量種子質量檢測技術，研究制定棉種質量控制技術操作規程和管理技術標準體系，構建以物聯網為基礎的種子質量追蹤監控技術體系。