棉花育种

棉花育种

棉花的主要产物是棉纤维，它是重要的纺织原料，具有成本低廉、产出量大(与羊毛、丝绸相比)、吸湿、通气、保暖性好、不带静电、手感柔软(与人造纤维相比)等特点。

一、棉区划分；

1）河流域棉区

2）江流域棉区

3）北内陆棉区

建国后我国自育棉花品种改良过程：

（1)亚洲棉及陆地棉改良阶段(20-50年代)

(2)以提高丰产性为主(50-70年代)

(3)丰产、优质、抗病性的综合提高阶段(80-90年代)

(4)高强纤维、转基因抗虫棉育种阶段(90年代后)

二、当前棉花生产面临的主要问题

(一)品种多而乱

(二)纤维品质不适合纺织工业的要求

1.细度、强度、长度单一，不符合多档次要求

2.三丝含量高(“三丝”：我国棉花质量的天敌,它指的是异性纤维，主要是指在棉花中混入的化学纤维、丝、麻、毛发、塑料绳、布块等纤维 )

(三)抗灾力弱

(四)病虫害重

(五)简化栽培技术研究落后

(六)植棉效益低

三、当前棉花育种的主要目标；

(一)提高产量 (二)改良纤维品质

(三)提高抗枯、黄萎病能力 (四)提高抗虫能力

四、棉花育种主要方法：四

1.引种

2.然变异选择育种

3.杂交育种

4.杂种优势利用

5.其它育种方法(远缘杂交育种、诱变育种、单倍体育种、分子标记育种、转基因育种等)

五、当前棉花育种面临的困难

(一)黄萎病 (二)优质品种的选育

(三)产量水平的进一步提高(四)杂种优势制种技术改进

六、概念

种质,遗传学为基因：能够从亲代传递给子代的遗传物质。

种质库：指以种为单位的群体内的全部遗传物质，它由许多个体的不同基因所组成。又称基因库。

种质资源：在遗传、育种及生产上有利用价值的一切植物材料

种质资源的分类本地种质资源外地种质资源野生种质资源人工创造的种质资源

七、4个栽培种:

海岛棉(G.barbadense)、陆地棉(G.hirsutum)、

草棉(G.herbaceum)、亚洲棉(中棉，G.arboreum)

八、提高单位面积皮棉产量从技术角度看，主要是从选育高产新品种和改革栽培技术入手。

单位面积皮棉产量=单位面积株数×单株铃数×铃重×衣分；

改变株型和叶型是突破限制产量的主要途径之一。

衣分：衣分是一定重量籽棉中皮棉所占的比率；衣分(%)=衣指/（衣指+籽指)。

籽指：籽指是100粒种子的重量。

衣指：衣指是100粒种子纤维重量。衣指=衣分×籽指/(1—衣分)

衣分高：(1)皮棉产量的确比较高(这当然是理想的)，

(2)种子重量减轻，是品种退化的表现。

在棉花育种上与纤维品质有关的主要性状：纤维长度、强度和细度。

纤维强度主要决定于纤维细胞壁的断面积，而胞壁的断面积和纤维细胞的直径及胞壁的厚度成比例。

同籽差：同一粒棉籽，近尖端(珠孔)部分的纤维比中部(合点)的常常要短些，两者间的差异可达6mm左右。

异籽差：同一棉囊的不同棉籽间纤维长度的差异可达5mm左右，

异铃差：同一棉株上两个相当靠近的棉铃，纤维长度的差异可达10mm左右。

九、低酚棉育种技术

(一)回交育种

方向明确，成功的可能性大。

缺点是选育的低酚棉品种可能落后于生产上推广的最好品种。

(二)杂交育种

低酚棉研究和应用展望

一)育种继续以高产、优质、抗病作为主要目标；

(二)低酚棉育种与抗虫育种相结合

(三)充分利用显性低酚棉种质资源

(四)加强低酚棉籽的综合利用研究

(五)低酚棉须集中连片种植

(六)注意防治病、虫、鼠害

十、抗病育种

棉花病害当中，研究比较多的是属土传病害中的棉花枯萎病和黄萎病；

1、系统育种

系统育种的关键，即是发现变异，为在感病株的群体中选择抗病变异，继而优中选优，严格鉴定。

2、杂交育种

(1)抗性品种的综合性状不断改进；

(2)品种的抗性水平稳定，抗性范围扩大，适应性增强；

(3)抗病品种的生产力和纤维品质已赶上和超过感病丰产品种；

十一、抗虫育种

危害较严重的棉蚜、棉铃虫、棉红蜘蛛和红铃虫等四种主要棉花害虫。

国内外棉花育种的主要途径是利用有抗虫作用的形态性状和棉株组织中对害虫具有抗性的生化物质，通过杂交、回交及多代定向选择，培育抗虫品种。

棉花抗虫机制棉花抗虫机制主要包括形态抗虫、生化抗虫。抗虫性状的抗虫效果受到遗传

背景的影响。

1.形态抗虫性状光滑无蜜腺多毛鸡脚叶窄卷苞叶铃壳厚度铃壁组织增生

2.生化抗虫性状棉酚类黄酮化合物渗透压 (棉田K、P肥施用足)无机盐

遗传抗性包括三个方面：拒虫性抗生性耐虫性

棉花抗虫育种过程中需注意如下三个方面的问题：

1.必须针对棉花生长发育过程中的主要害虫，选定有抗性作用的抗虫性状进行抗虫品种的

培育;

2.尽可能利用多个抗虫机理不同的抗虫性状;

3.抗虫品种育种中不必追求高抗品种，高抗品种培育难度大，周期长，高抗品种易使害虫产生耐受性而失去抗虫作用

十二、转基因抗虫棉的育种

一)选育抗虫杂种棉

二)回交育种

通过回交将转基因抗虫棉的抗虫性状转育到现有的推广品种上，培育推广品种的近等基因系等。由于抗虫性由显性主基因控制，回交后代中可直接选抗虫植株与轮回亲本(推广品种)进行杂交，一般经5—6代回交，即可获得优良的抗虫近等基因系。

三)杂交育种

将转基因抗虫棉与配合力高的陆地棉品种杂交，在杂种后代中选择优良的抗虫单株，下年种成株行，对表现优良的株行继续进行抗虫性和农艺性状的选择，直至选出纯合一致的优良品系。

转基因抗虫棉的的存在问题：

(1)抗虫棉的稳定性；

(2)棉铃虫对转Bt基因抗虫棉的耐受性；

(3)转基因抗虫棉利用的安全性；

十三、高新技术育种

组织培养技术的关键是愈伤组织的诱导和培养。

胚胎的发生与萌发的一般过程：

---愈伤组织---胚性愈伤组织---液体悬浮培养---胚状体萌发---炼苗及移栽

抗虫基因工程

转Bt基因抗虫棉是世界上第一例在生产上大面积成功栽种的转基因工程植株。

主要集中于：苏芸金芽孢杆菌杀虫晶体蛋白基因(Bt)

豇豆胰蛋白酶抑制基因(CPTI)

1.1苏芸金杆菌杀虫晶体蛋白基因

作用机理：

苏芸金杆菌属于革兰氏阳性土壤杆菌，在芽孢形成的过程中，苏芸金杆菌可以产生大量的伴胞晶体，伴胞晶体由具有高度特性杀虫活性的结晶蛋白组成，这种蛋白通常被称为杀虫晶体蛋白(ICP)。