棉花育种

棉花育种

棉花属于锦葵科棉属，是常异花授粉植物。棉花是唯一由种子生产纤维的农作物，也是其最基本最突出最重要的特性。根据Fryxell 的最新分类，棉属Gossyp ium共分4 个亚属、8 个组、9 个亚组、50 个种，分别原产于非洲、中美洲、南美洲、亚洲、澳洲、加拉帕哥斯群岛(位于厄瓜多尔西部)和夏威夷群岛。棉属中有4 个栽培种，2 个四倍体种陆地棉G.hirsu tum L.和海岛棉G. barbad ense L. ，2 个二倍体种草棉G. herbaceum L.和亚洲棉G. arboreum L.。陆地棉和海岛棉分别提供了90% 和5% 的世界棉花产量。棉花是我国重要的农产品和纺织原料，是关系国计民生的重要物资，在国民经济发展中占有十分重要的地位。提高棉花皮棉产量、改良棉花纤维品质以及提高棉花的抗病、抗虫性是当前我国棉花育种的重要目标。

所以棉花育种就成为焦点，现国内外棉花育种包括：

1、常规育种(品种间杂交系谱选择法是国内外广泛采用的一种主要育种方法)

2、改良回交法（在棉花远缘杂交和受主效基因控制性状的转育中, 回

交育种得到了广泛应用）

3、随机互交法（理论研究指出, 在自花授粉作物中采用多个亲本进

行一至几轮随机互交可望打破边锁区段, 增加基因重组的机会）

4、轮回选择法（轮回选择法是一种群体改良方法）

5、改良互交法（改良互交法可以说是在随机互交法和轮回选择法基

础上的发展, 它综合了两者的优点。）

6、选择指数法（在棉花中, 构成丰产、优质品种的因素多, 且关系

错综复杂, 进行单项选择难于对多个性状的作用作出客观准确的评价。而选择指数则可协调有关性状与产量的关系, 通过综合选择提高选择效率, 涉及产量和品质的选择指数更易使两者达到理想平衡。）

7、分裂选择法（为克服性状间不良的连锁效应, 施, 一和仆浏提出

在育种上应用分裂交配和选择）

8、单倍体育种（在棉花中产生单倍体的途径有双胚、人工诱发的孤

雌生殖和半配生殖等途径）

9、生物技术

10、诱变育种

11、杂种优势利用

自人类基因组计划完成，随着基因组学的不断发展，在育种方面也有了很大的发展。我国早在1991 年就已有将外源Bt 基因导人棉株中的报道［2］， 1992 年郭三堆等［3］在国内首先人工合成了全长1824bp 的CrylAb 和CrylAc 融合的GFMCry1A 基因，并于1993 年采用农杆菌介导法和外源基因胚珠直接注射法成功导入晋棉7 号、中棉12、泗棉3 号等主栽品种，获得了高抗棉铃虫的转基因棉花株系［4］，吴家和等［5］合成的包含CryIAc 和AP 基因双价抗虫基因载体，通过农杆菌介导转化冀合321 胚性愈伤组织，经6 代筛选后培育出抗棉铃虫90%的纯合品系，且农艺性状均优于对照。此后，多家单位先后获得了不同的抗虫棉。到2009 年底，我国已育成了拥有自主知识产

权的系列国产转基因抗虫棉品种70 个，转基因抗虫棉的累计推面积已达0. 21 亿hm2，新增产值超过440 亿元。棉花抗病分子生物学研究较其他植物落后，抗黄萎病基因的克隆在棉花中也鲜有报道。目前，通过基因工程提高棉花抗黄萎病性的外源基因也多为从其他植物中

克隆得到。蔡应繁等［6］利用基因枪法、叶盘法和花粉管通道途径等基因工程技术将抗真菌的β－ 1，3－葡聚糖酶基因和几丁质酶基因导入棉花，经PCR 检验，已得到阳性结果，证明该目的基因已整合到棉花基因组中。乐锦华等［7］利用花粉管通道法和农杆菌介导转化法将菜豆中的几丁质酶和烟草中的葡聚糖酶基因转入棉花，并从转基因高世代材料中筛选出了高抗黄萎病的品系。陈大军等［8］将天麻抗真菌蛋白基因用花粉管通道法转化天然彩色棉主栽品种，从高世代系中选育出既抗枯萎病又抗黄萎病的兼抗材料。刘慧君［9］等将葡萄糖氧化酶基因( GO) 转入棉花，转基因后代对枯萎病和黄萎病抗性均有显著提高，部分材料抗性达到抗病水平。21 世纪的中国农业必须实现传统农业向现代农业的转变，加强转基因作物研究及其产业化进程将是实现中国传统农业向现代农业转变的最重要手段之一。

当代科技发展日新月异，传统的育种方法渐渐满足不了人们改造物种的渴切愿望，而从生物技术、从分子的角度研究抗病、抗虫，育种已成为主流，21世纪注定是分子的时代。