喻樹(shù)迅

（中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院棉花研究所，棉花生物學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，河南安陽(yáng)455000）

0 引言

棉花生產(chǎn)及種植技術(shù)的發(fā)展經(jīng)歷了約2000年的漫長(zhǎng)歷程。中國(guó)棉花生產(chǎn)直到20世紀(jì)50年代前仍處于一個(gè)較低水平，而近半個(gè)多世紀(jì)以來(lái)，由于品種的不斷更新、種植技術(shù)的不斷完善，中國(guó)棉花產(chǎn)業(yè)進(jìn)一步獲得了長(zhǎng)足的發(fā)展。

1 中國(guó)棉花品種的改良及棉花產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

1.1 中國(guó)棉花引種和品種演變

棉花品種改良是棉花生產(chǎn)的基礎(chǔ)，是每個(gè)棉花育種者的方向?？v觀近代中國(guó)棉花的引種和品種演變，中國(guó)棉花品種的每一次更新?lián)Q代都有不同的特點(diǎn)，且不同程度提高了中國(guó)棉花生產(chǎn)水平[1-7]。隨著經(jīng)濟(jì)水平和社會(huì)需求的變化，棉花的優(yōu)良性狀逐步強(qiáng)化、不利性狀也正被逐步改良。1900年以來(lái)，中國(guó)棉花品種的更換歷經(jīng)六次重大變化，每次都伴隨豐產(chǎn)性、品質(zhì)或者抗性的顯著改良[8]。

第一次品種更替，從1904年開(kāi)始，歷時(shí)44年，這期間的主要特征是國(guó)外陸地棉逐步替代本地亞洲棉。當(dāng)時(shí)，長(zhǎng)江流域主要推廣‘德字棉531’、‘珂字棉100’和‘岱字棉15’，黃河流域主要推廣‘斯字棉4號(hào)’和‘斯字棉2B’，東北棉區(qū)主要推廣特早熟品種‘木浦113-4’。截至1948年，陸地棉占據(jù)了全國(guó)棉田總面積的60%以上。第二次品種更替，發(fā)生在新中國(guó)成立的第一個(gè)十年間(1949—1958)，主要特征是‘岱字棉15’的發(fā)展壯大。上一個(gè)階段中，在長(zhǎng)江流域主要推廣的‘岱字棉15’，逐步取代了本區(qū)域的珂字棉、德字棉和黃河流域的斯字棉及其退化種，并且取代了中國(guó)種植兩千多年的亞洲棉。這次更新?lián)Q代，是中國(guó)棉花產(chǎn)業(yè)史上一次重要的革新。

第三次品種更替，是隨后的五年期間(1959—1964)，主要特征是中國(guó)自己選育的棉花新品種得到了推廣。長(zhǎng)江流域、黃河流域和西北內(nèi)陸三大棉區(qū)的自育新品種逐漸代替了‘岱字棉15’。這次更新，中國(guó)棉花單產(chǎn)在之前的基礎(chǔ)上增加了兩成。

第四次品種更替，延續(xù)了第三次的特點(diǎn)，直到20世紀(jì)70年代末期(1965—1979)，這期間繼續(xù)推廣自育品種，主要特征是棉花豐產(chǎn)性的提高。這次更新?lián)Q代，不同棉花產(chǎn)區(qū)的單產(chǎn)，較之前增加了10%～30%。自育品種表現(xiàn)豐產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)，且生育期短、適應(yīng)性廣，纖維長(zhǎng)度有所增加，但綜合品質(zhì)仍然較低。

第五次品種更替，歷經(jīng)了十年(1980—1990)，主要特征是自育品種完全取代了國(guó)外品種，結(jié)束了美棉一統(tǒng)天下的局面。這期間‘，泗棉2號(hào)’‘、魯棉2號(hào)’‘、冀棉11號(hào)’‘、中棉所12號(hào)’等新品種得到了極大的推廣。長(zhǎng)江流域主推‘泗棉2號(hào)’，其廣適、高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)，整體性能優(yōu)秀‘；中棉所12號(hào)王’，累計(jì)推廣面積達(dá)1000多萬(wàn)畝，不僅集合了高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、抗病性，而且穩(wěn)產(chǎn)、適應(yīng)性廣。這一階段育成的品種極大地促進(jìn)了棉花豐產(chǎn)、抗病性、纖維品質(zhì)的提升[9-10]。

第六次品種更替，從90年代至今（1991—至今），主要特征是抗蟲(chóng)棉和雜交棉的推廣。九十年代初期棉鈴蟲(chóng)的危機(jī)，通過(guò)中國(guó)自主研發(fā)的外源抗蟲(chóng)基因轉(zhuǎn)育技術(shù)得以解除，并因此獲得了許多抗蟲(chóng)新品種[10]。這個(gè)階段還極大地利用了雜種優(yōu)勢(shì)，選育出一系列高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的雜交棉品種，完善了中國(guó)棉花產(chǎn)業(yè)的育種體系。

一個(gè)多世紀(jì)以來(lái)，不同棉區(qū)選育了大量高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、抗病、抗蟲(chóng)新品種，尤其是第五次更新?lián)Q代中自育品種獨(dú)當(dāng)一面，到第六次更替時(shí)又迅速推廣抗病蟲(chóng)新品種，標(biāo)志著中國(guó)棉花育種工作已經(jīng)發(fā)展到了一個(gè)嶄新的階段[10-13]。

綜上所述，前兩次更新?lián)Q代主要依靠引進(jìn)外國(guó)品種，而從第三次更替開(kāi)始，中國(guó)自育品種得到了推廣，隨后逐漸選育出適應(yīng)不同棉區(qū)的優(yōu)良新品種，建立了較完整的育種體系。由此可以看出，中國(guó)棉花育種的發(fā)展趨勢(shì)是：從國(guó)外引進(jìn)到自主選育；從產(chǎn)量改良到品質(zhì)改良；從感病蟲(chóng)品種到抗病蟲(chóng)品種；從常規(guī)棉品種到專(zhuān)用棉品種；從純合型棉種到雜交棉品種。每一次棉種的更新?lián)Q代，棉花的單產(chǎn)和抗性都逐步提高，纖維品質(zhì)也得到了顯著改良。

1.2 中國(guó)棉花種質(zhì)資源的收集和保存

良種在農(nóng)業(yè)科技中始終占有較高的貢獻(xiàn)率，而多樣化的棉花種質(zhì)資源則是棉花育種的物質(zhì)基礎(chǔ)[14]。大力發(fā)展對(duì)國(guó)內(nèi)外棉花種質(zhì)資源的搜集、研究、利用和創(chuàng)新，對(duì)培養(yǎng)優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、抗蟲(chóng)、抗病棉花新品種意義重大[15]。

1922年和1923年兩年時(shí)間內(nèi)，王善全、馮澤芳走訪考察江蘇、浙江、遼寧、山東等13個(gè)省份，共搜集到亞洲棉品種112個(gè)，中央農(nóng)業(yè)實(shí)驗(yàn)所在1939—1947年搜集到來(lái)自全國(guó)各地的1200份亞洲棉品種材料，華北農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所在1952年搜集到73份亞洲棉種質(zhì)材料[16-17]。

此后，依據(jù)棉花生產(chǎn)和科研需要，中國(guó)在1953—1957年和組織了一次大規(guī)模的棉花種質(zhì)資源考察和搜集。1955年和1956年，農(nóng)業(yè)部又曾兩次發(fā)布全國(guó)征集各主要農(nóng)作物原始品種材料的通知。歷時(shí)4年，中國(guó)共收集到2000多份棉花種質(zhì)。1970年以后，中國(guó)先后組織了棉花科技人員對(duì)全國(guó)棉花種質(zhì)資源進(jìn)行考察和搜集，范圍包括23個(gè)省、自治區(qū)的100多個(gè)縣（市）。1975—1983年，中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院棉花研究所等有關(guān)棉花研究單位科研人員組織了第二次大規(guī)模棉花種質(zhì)資源的考察和搜集工作，對(duì)云南、海南、廣西、貴州等省（區(qū)）行了考察，對(duì)當(dāng)?shù)氐拿藁ǚN質(zhì)材料進(jìn)行了考察和搜集[18]。農(nóng)業(yè)部和國(guó)家科委在1979年又聯(lián)合發(fā)出通知，要求各省、市、自治區(qū)棉花科研人員再次全面開(kāi)展對(duì)棉花種質(zhì)資源組織重點(diǎn)考察和補(bǔ)充征集。

除國(guó)家大規(guī)模組織的種質(zhì)資源搜集活動(dòng)，中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院棉花研究所一直致力于棉花種質(zhì)資源的研究和搜集工作，對(duì)中國(guó)主產(chǎn)棉區(qū)創(chuàng)新種質(zhì)和各種質(zhì)資源點(diǎn)進(jìn)行了考察、搜集，共獲得包括遠(yuǎn)緣雜交漸滲系等1000多份棉花種質(zhì)資源。2002年10—11月，中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院棉花研究所科研人員組成三隊(duì)再次進(jìn)行了棉花種質(zhì)資源的考察，在云南、貴州、廣西等省、區(qū)少數(shù)民族居住的邊遠(yuǎn)山區(qū)共搜集到棉種種質(zhì)資源176份，其中，陸地棉43份、亞洲棉89份、海島棉18份、混雜種子7份、棉花近緣植物19份[19]。

自20世紀(jì)20、30年代以來(lái)，中國(guó)開(kāi)始著力開(kāi)展棉種種質(zhì)資源的保護(hù)工作，在20世紀(jì)80年代迅速發(fā)展。國(guó)家作物種質(zhì)庫(kù)和中國(guó)農(nóng)科院棉花研究所的國(guó)家棉花種質(zhì)中期庫(kù)保存有較完善的一套種質(zhì)資源。截至2015年12月，國(guó)家棉花種質(zhì)中期庫(kù)共保存來(lái)自世界53個(gè)產(chǎn)棉國(guó)棉花種質(zhì)資源10116份，其中陸地棉8620份、海島棉918份、亞洲棉561份、草棉19份，國(guó)內(nèi)資源6359份、國(guó)外資源3757份，資源總量同比增加14.1%。這些種質(zhì)資源分別保存在北京國(guó)家長(zhǎng)期庫(kù)、青海省復(fù)庫(kù)、和安陽(yáng)中期庫(kù)內(nèi)。中國(guó)野生棉資源主要保存在海南三亞的野生棉種植圃?xún)?nèi)。與此同時(shí)，中國(guó)的棉花種質(zhì)資源數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)也較為完善，以期為棉花育種及其他研究提供棉花資源的參考數(shù)據(jù)[20]。

1.3 中國(guó)棉花產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

中國(guó)可植棉區(qū)域廣泛，南起海南省，北至新疆維吾爾自治區(qū)，除了西藏、青海、黑龍江等個(gè)別省份不能種植棉花外，其他均可種植棉花。據(jù)國(guó)家統(tǒng)計(jì)局?jǐn)?shù)據(jù)顯示，目前中國(guó)棉花的單產(chǎn)和總產(chǎn)居于世界第一位，其中新疆維吾爾自治區(qū)的棉花單產(chǎn)及總產(chǎn)在中國(guó)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于全國(guó)平均水平，2016年新疆棉區(qū)單產(chǎn)每公頃高達(dá)1990.91 kg，總產(chǎn)達(dá)到359.40萬(wàn)t，占全國(guó)棉花總產(chǎn)量的67.27%。中國(guó)棉花種植面積近十年來(lái)呈現(xiàn)出逐年下降的趨勢(shì)，從2007年開(kāi)始，植棉面積從593萬(wàn)hm2下降到2016年的338萬(wàn)hm2，同時(shí)棉花總產(chǎn)量也由2007年的762萬(wàn)t下降到2016年的534萬(wàn)t。隨著優(yōu)良品種的逐步更替和植棉技術(shù)的不斷改進(jìn)，中國(guó)棉花的單位面積產(chǎn)量逐年攀升，從2007年的1284.99 kg/hm2，提升到2016年的1579.88 kg/hm2，單產(chǎn)提升了20%以上。

2010年，中國(guó)棉花單價(jià)大跌，均價(jià)約24000元/t，對(duì)整個(gè)棉花產(chǎn)業(yè)鏈構(gòu)成慘重打擊。在此背景下，2011年中國(guó)19個(gè)產(chǎn)棉大省開(kāi)始實(shí)行棉花收儲(chǔ)政策[21]。受政策利好的影響，2011年初皮棉價(jià)格持續(xù)上漲，最高到了33000元/t。2012—2014年中國(guó)棉花價(jià)格一路下跌，2012年為19000元/t，2013年為16000元/t，2014年為15000元/t，約為2011年的一半。與此同時(shí)，收儲(chǔ)期間，進(jìn)口棉花和國(guó)產(chǎn)棉花價(jià)格并未同步，國(guó)內(nèi)外棉花價(jià)差多年來(lái)保持在1500至3000元左右。2013年年底，國(guó)產(chǎn)棉花和進(jìn)口棉花差價(jià)達(dá)到5900元/t，進(jìn)口棉花以“質(zhì)優(yōu)價(jià)低”的優(yōu)勢(shì)迅速占領(lǐng)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)，對(duì)國(guó)產(chǎn)棉造成很大的沖擊，進(jìn)而造成國(guó)家收儲(chǔ)的棉花大量積壓。直到2015中國(guó)收儲(chǔ)制度結(jié)束，棉花開(kāi)始了去庫(kù)存步伐。

2010—2014 年中國(guó)棉花生產(chǎn)總成本逐年上升，而且還有繼續(xù)上升的趨勢(shì)，2014年比2010年增加了72.18%，其中人工成本在這四年間幾乎翻了一番。2010年中國(guó)棉花凈利潤(rùn)為每畝983.97元，2014年為每畝747.24元，凈利潤(rùn)減少最主要的原因是棉花平均出售價(jià)格的大幅度下降和人工成本的大幅上升。由于棉花價(jià)格的持續(xù)波動(dòng)和種質(zhì)成本的不斷攀升，加之倉(cāng)儲(chǔ)量的增加和種植面積的不斷減少，棉農(nóng)種植意愿不高，進(jìn)而使得棉花種植面積和總產(chǎn)一直萎縮。據(jù)報(bào)道，2014年，中國(guó)的棉花總產(chǎn)量是617.83萬(wàn)t，比2013年減產(chǎn)2.2%[22]。播種面積401萬(wàn)hm2，比2013年減少69萬(wàn)hm2，降幅達(dá)14.9%。

隨著國(guó)家農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，2015年中央提出將“去產(chǎn)能、去庫(kù)存、去杠桿、降成本、補(bǔ)短板”作為供給側(cè)結(jié)構(gòu)改革的五大任務(wù)。在“十三五”期間以及今后相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)，中國(guó)棉花要用“品質(zhì)中高端”引領(lǐng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展，通過(guò)供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革提高棉花品質(zhì)[23]，提供有效供給，滿(mǎn)足紡織業(yè)的對(duì)中高品質(zhì)纖維的需求，還要推進(jìn)植棉產(chǎn)業(yè)向輕簡(jiǎn)化、機(jī)械化和社會(huì)服務(wù)化發(fā)展，降低棉花生產(chǎn)成本。

2 中國(guó)棉花產(chǎn)業(yè)科技取得的創(chuàng)新突破和重要成果

2.1 陸地棉引種成功，開(kāi)創(chuàng)棉花種植新紀(jì)元

中棉(G.arboreumL.)，又叫亞洲棉[24]，是中國(guó)歷史上種植時(shí)間最長(zhǎng)的棉花栽培種，其纖維粗短，只能適于手工紡織。所以，亞洲棉在中國(guó)兩千多年的封建社會(huì)中，為男耕女織自給自足的小農(nóng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展起到了重要作用[24]。陸地棉(G.hirsutumL.)又叫美棉或洋棉，原產(chǎn)于中美洲墨西哥南部的高地，近代在美國(guó)種植較多。纖維細(xì)長(zhǎng)，品質(zhì)良好，商業(yè)上稱(chēng)為細(xì)絨棉。

鴉片戰(zhàn)爭(zhēng)后，美、日等國(guó)相繼在中國(guó)興建紗廠。中國(guó)的近代棉紡織業(yè)也在這時(shí)候興起。紡織工業(yè)的發(fā)展引起了對(duì)原棉的大量需求，也大大刺激了農(nóng)民植棉的積極性[25]。然而原先種植的中棉產(chǎn)量低，纖維粗短，不適合于機(jī)器紡織，所以每年還需要進(jìn)口大量的美棉或印棉。

陸地棉的成功引入為棉紡織業(yè)的發(fā)展做出了重要貢獻(xiàn)。19世紀(jì)中期，把陸地棉引進(jìn)中國(guó)來(lái)的是西洋傳教士，但關(guān)于傳教士如何將美棉引入中國(guó)沒(méi)有記載，難以斷定。有據(jù)可查的是，陸地棉在清朝同治四年即公元1865年引入中國(guó)，這是最早的引進(jìn)美棉記載，但由于沒(méi)有人注重，加上規(guī)模小，所以沒(méi)有大量推行[25]。中國(guó)大量引種陸地棉的最早官方記錄是清光緒十八年（公元1892年），從湖廣總督張之洞開(kāi)始的。引進(jìn)陸地棉和大力推廣陸地棉，促進(jìn)了我們棉花生產(chǎn)發(fā)展。張之洞拉開(kāi)了中國(guó)美棉引種的大幕[24]，雖然這次引種的直接效果并不是很好，但是對(duì)于引進(jìn)陸地棉這一重大戰(zhàn)略部署，影響深遠(yuǎn)，意義重大。

2.2 短季棉育種獲突破，實(shí)現(xiàn)麥棉兩熟耕種制度

中國(guó)人多地少，土地利用最大化，是中國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)自給自足的基石[26]。早熟棉生育期較短，可以進(jìn)行晚春播、初夏播或夏播。利用早熟棉進(jìn)行初夏播或夏播，可以在長(zhǎng)江流域棉區(qū)和黃河流域棉區(qū)發(fā)展糧（油）棉兩熟乃至多熟種植模式，提高復(fù)種指數(shù)；通過(guò)晚春播種，能夠在春季氣溫低、秋季氣溫下降快、光熱條件較差、降水少的新疆、內(nèi)蒙、甘肅等西北內(nèi)陸地區(qū)[26]，以及北部?jī)?nèi)陸旱地和濱海鹽堿地地區(qū)種植棉花。因此，早熟陸地棉品種的培育有利于緩解糧棉爭(zhēng)地矛盾，對(duì)糧棉雙收和鹽堿旱地的利用有重要意義。

20世紀(jì)40年代中國(guó)選育的早熟棉花品種‘黑山棉1號(hào)’，推廣面積最多時(shí)曾達(dá)10多萬(wàn)hm2，獲國(guó)家重大科技成果獎(jiǎng)。20世紀(jì)70年代后，中國(guó)又陸續(xù)選育出‘中棉所10號(hào)’、‘中棉所16號(hào)’、‘魯棉 10號(hào)’、‘豫棉7號(hào)’、‘豫棉 9 號(hào)’、‘皖棉 6 號(hào)’、‘鄂棉 13 號(hào)’等[27]早熟棉品種。這些早熟棉品種在生產(chǎn)上的推行利用，有力地促進(jìn)了糧（油）棉兩熟制迅速發(fā)展。特別是‘中棉所16號(hào)’，1989—1994年累計(jì)推廣367.06萬(wàn)hm2，1994年推廣面積最多時(shí)已超過(guò)93.3萬(wàn)hm2，獲國(guó)家科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)。20世紀(jì)90年代中國(guó)還選育出‘中棉所18’、‘中棉所20’、‘遼棉13’等低酚早熟棉品種在生產(chǎn)上大面積推廣應(yīng)用，‘中棉所20號(hào)’因其綜合性狀優(yōu)良，1992—1998年累計(jì)推廣52.28萬(wàn)hm2，1999年獲得了國(guó)家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)。2000年以后，中國(guó)黃河流域和長(zhǎng)江流域的早熟棉培育以早熟、豐產(chǎn)、抗蟲(chóng)為主要目標(biāo)，此后的品種多為轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)棉，如‘魯棉研19號(hào)’、‘中棉所50’、‘中棉所 58’、‘魯棉研 35’、‘中棉所 73’、‘中棉所 74’等。其中‘中棉所50’連續(xù)7年被農(nóng)業(yè)部作為黃河流域麥棉兩熟的主推品種，并在河南、安徽、湖北、江蘇等地進(jìn)行了連續(xù)多年的麥后直播示范，取得了良好的效果。在新疆棉區(qū)，早熟、優(yōu)質(zhì)、適合機(jī)械化采收為目標(biāo)，育種單位先后選育了早熟陸地棉品種‘中棉所49’、‘新陸早32號(hào)’、‘新陸早33號(hào)’、‘新陸早42號(hào)’等棉花品種。‘新陸早33號(hào)’具有早熟、高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、適宜機(jī)采等優(yōu)點(diǎn)，截至目前累計(jì)推廣67萬(wàn)hm2，是北疆棉花主推品種之一；‘新陸早42號(hào)’具有早熟性好，豐產(chǎn)性突出，纖維品質(zhì)優(yōu)良，抗枯萎，適應(yīng)于北疆、南疆等早熟棉區(qū)種植，累計(jì)推廣20萬(wàn)hm2左右。

截止到2016年，經(jīng)過(guò)棉花科技工作者努力，中國(guó)總共育成了‘中棉所 10’、‘中棉所 16’、‘中棉所 36’等早熟棉花品種20多個(gè)，為中國(guó)麥棉兩熟耕作制度的形成和大面積應(yīng)用做出了突出貢獻(xiàn)。

2.3 自主研發(fā)轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)棉，打贏棉種市場(chǎng)爭(zhēng)奪戰(zhàn)

棉花生長(zhǎng)周期較長(zhǎng)，在其生長(zhǎng)過(guò)程中極易受到蟲(chóng)害影響，特別是棉鈴蟲(chóng)的侵害，嚴(yán)重影響其產(chǎn)量和品質(zhì)，給棉花產(chǎn)業(yè)造成巨大損失，因此棉花蟲(chóng)害的防治成為影響棉花產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的一個(gè)重要方面。傳統(tǒng)的防治方法成本高，污染大，而且還會(huì)造成棉蟲(chóng)的抗藥性，效果并不理想[28]。隨著轉(zhuǎn)基因技術(shù)的發(fā)展和廣泛應(yīng)用，棉蟲(chóng)防治工作的研究也迎來(lái)了一個(gè)全新的時(shí)代。

轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)棉技術(shù)是將外源基因通過(guò)農(nóng)桿菌介導(dǎo)法、花粉管通道法和基因槍轟擊法等方法轉(zhuǎn)入棉花基因組中，使之獲得抗蟲(chóng)這一靶標(biāo)性狀，并可進(jìn)行穩(wěn)定遺傳[29]。中國(guó)對(duì)轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)棉的研究始于20世紀(jì)90年代初期，轉(zhuǎn)入棉花中的抗病基因主要分為3類(lèi)：殺蟲(chóng)蛋白基因(Bt)、昆蟲(chóng)蛋白酶抑制劑基因(PI)和植物凝集素基因(1ectin)[30]。1992年，在棉鈴蟲(chóng)害嚴(yán)重危害中國(guó)棉田的背景下，中國(guó)人依靠自己的力量培育出轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)棉，使中國(guó)成為世界上第二個(gè)具備抗蟲(chóng)基因自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的國(guó)家[31]，拯救了中國(guó)的棉花產(chǎn)業(yè)。

轉(zhuǎn)基因棉花培育成功后，也經(jīng)歷了艱難的推廣時(shí)期。中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院棉花研究所牽頭建立了轉(zhuǎn)基因平臺(tái)，該平臺(tái)結(jié)合了多個(gè)科研單位以及棉花企業(yè)，利用上、中、下游資源的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，形成上中下游三位一體的聯(lián)合體，最終在各方的合作努力下，強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合，形成了棉花“基因轉(zhuǎn)化—種質(zhì)創(chuàng)新—品種培育—產(chǎn)業(yè)化”[32]的一條龍服務(wù)體系。目前，在中國(guó)已被大規(guī)模生產(chǎn)和應(yīng)用的轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)棉主要為單價(jià)抗蟲(chóng)棉和雙價(jià)抗蟲(chóng)棉，其轉(zhuǎn)化的抗蟲(chóng)基因?yàn)锽t殺蟲(chóng)基因GFM Cry1A和豇豆胰蛋白酶抑制劑基因Cpti。單價(jià)抗蟲(chóng)棉代表品種有GK1（‘國(guó)抗1號(hào)’）、GK12（‘國(guó)抗12號(hào)’）等，雙價(jià)抗蟲(chóng)棉代表品種有‘中棉所41’、‘中棉所45’等。

截至目前，中國(guó)已經(jīng)培育出多個(gè)轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)棉品種，并在全國(guó)范圍內(nèi)推廣種植，從1999年到2012年，國(guó)產(chǎn)抗蟲(chóng)棉的市場(chǎng)占有率從5%逆轉(zhuǎn)為98%，打破了國(guó)外抗蟲(chóng)棉的壟斷[33]。中國(guó)轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)棉研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化的成功，促進(jìn)了中國(guó)棉花產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，并對(duì)其他相關(guān)產(chǎn)業(yè)起到了一定的帶動(dòng)作用，其所帶來(lái)的巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益堪稱(chēng)中國(guó)近代農(nóng)業(yè)科學(xué)發(fā)展史上的奇跡，我們也相信，轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)棉的研究會(huì)迎來(lái)更加嶄新的未來(lái)。

2.4 完成棉花基因組測(cè)序，奠定國(guó)際棉花基礎(chǔ)研究領(lǐng)先地位

棉花屬錦葵科、棉屬，目前已發(fā)現(xiàn)46個(gè)二倍體棉種和5個(gè)四倍體棉種，經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，46個(gè)二倍體棉種共分為8個(gè)基因組，包括A、B、C、D、E、F、G和K，5個(gè)四倍體棉花種均是由A基因組亞洲棉和D基因組雷蒙德氏棉進(jìn)行種間雜交加倍形成[34]。解碼棉花基因組能夠深入了解棉種起源進(jìn)化及棉花重要農(nóng)藝性狀形成的遺傳基礎(chǔ)。

2012年，Wang等[35]和Paterson等[36]分別完成了棉花D基因組雷蒙德氏棉(Gossypium raimondii)的全基因組測(cè)序工作，研究成果分別在Nature genetics和Nature雜志上發(fā)表；2014年，Li等[37]完成了棉花A基因組亞洲棉(Gossypium arboretum)‘石系亞1號(hào)’的全基因組測(cè)序及組裝工作，繪制出的亞洲棉基因組約為1,694 Mb；在上述成果的基礎(chǔ)上，2015 年，Li等[38]和Zhang等[39]分別獨(dú)立完成了異源四倍體棉花品種陸地棉(Gossypium hirsutum)‘TM-1’的全基因組測(cè)序及組裝。首次從全基因組水平揭示了四倍體棉花是由A基因組的祖先和D基因組的祖先通過(guò)染色體融合而形成，并初步揭示了四倍體棉花基因組的進(jìn)化規(guī)律。

棉花全基因組測(cè)序的完成，極大地推進(jìn)了棉花基因組重測(cè)序及全基因組關(guān)聯(lián)分析工作的進(jìn)程。Wang等[40]利用31份陸地棉野生種和321份陸地棉栽培種進(jìn)行了基因組重測(cè)序，通過(guò)全基因組關(guān)聯(lián)分析，檢測(cè)到19個(gè)與纖維品質(zhì)性狀相關(guān)的位點(diǎn)，其中8個(gè)位于A亞基因組，11個(gè)位于D亞基因組，其中有16個(gè)位點(diǎn)是新發(fā)現(xiàn)的位點(diǎn)。Fang等[41-42]利用35個(gè)地方品種，271份全球現(xiàn)代改良的棉花品種及8個(gè)海島棉、3個(gè)野生棉、1個(gè)長(zhǎng)梗肖槿品種等318份材料，進(jìn)行全基因組關(guān)聯(lián)分析，檢測(cè)到71個(gè)與產(chǎn)量性狀相關(guān)的位點(diǎn)，45個(gè)和纖維品質(zhì)相關(guān)的位點(diǎn)，3個(gè)與黃萎病抗性相關(guān)的位點(diǎn)。

3個(gè)棉種全基因組測(cè)序工作的完成，以及多個(gè)棉種重測(cè)序工作的完成，標(biāo)志著中國(guó)棉花基因組學(xué)研究達(dá)到了國(guó)際領(lǐng)先水平，確立了中國(guó)在棉花基礎(chǔ)研究領(lǐng)域的領(lǐng)先地位。

3 中國(guó)棉花產(chǎn)業(yè)科技涌現(xiàn)的重要人物和團(tuán)隊(duì)

3.1 陸地棉引種第一人——張之洞

中國(guó)大量引種陸地棉的最早官方記錄是清光緒十八年（公元1892年），從湖廣總督張之洞開(kāi)始的。

作為清朝洋務(wù)派官員的張之洞，在湖北武昌創(chuàng)辦機(jī)器織布廠及紡紗廠，當(dāng)時(shí)兩個(gè)工廠每年所需要原棉在十萬(wàn)擔(dān)以上，但是中國(guó)中棉產(chǎn)量低，纖維粗短，并不能滿(mǎn)足其需求，為了解決機(jī)器紡織所需要的棉花原料，開(kāi)始引進(jìn)陸地棉。

1892年，張之洞出使美國(guó)，大臣崔國(guó)因花2000兩白銀在美國(guó)選購(gòu)了兩個(gè)陸地棉品種34擔(dān)，當(dāng)年分發(fā)至湖北省武昌、孝感、麻城、天門(mén)等15個(gè)州縣試種[43]。這次試種由于缺乏經(jīng)驗(yàn)，沒(méi)有掌握陸地棉的特性，播種時(shí)間晚，密度大，導(dǎo)致產(chǎn)量不高，成效不大。

第二年，張之洞又從美國(guó)引入陸地棉種子100擔(dān)，再次發(fā)給棉農(nóng)種植。第二次種植，張之洞翻譯印刷了“暢種美棉說(shuō)”和“美棉種法”十條，從深耕、施肥、播種時(shí)節(jié)及間距、防治蟲(chóng)害直到收花，詳細(xì)的說(shuō)明了種植美棉的技術(shù)要領(lǐng)，免費(fèi)分給江夏、漢陽(yáng)、黃岡、武昌、應(yīng)城5個(gè)縣的棉農(nóng)種植[25,44]。第二次試種的時(shí)節(jié)合宜，范圍較大，掌握了種植美棉的技術(shù)要領(lǐng)，準(zhǔn)備充分，相比于第一次試種，第二次獲得初步成效。此后，清朝政府、北洋政府和國(guó)民政府及一些棉紡企業(yè)等，不斷大量從美國(guó)引入陸地棉種子。

陸地棉產(chǎn)量高，纖維細(xì)長(zhǎng)，適合于機(jī)器紡織，發(fā)展很快，20世紀(jì)50年代末就取代了亞洲棉和草棉?，F(xiàn)在，陸地棉是中國(guó)最主要的栽培品種，為中國(guó)現(xiàn)代植棉業(yè)和棉紡業(yè)做出了巨大貢獻(xiàn)。

3.2 現(xiàn)代棉作科學(xué)奠基人——馮澤芳

馮澤芳是中國(guó)著名的棉花科學(xué)家和農(nóng)業(yè)教育家，也是中國(guó)現(xiàn)代棉作科學(xué)主要奠基人之一。馮澤芳對(duì)棉花研究的卓越貢獻(xiàn)有如下幾個(gè)方面[45]：（1）深入研究了亞洲棉的形態(tài)分類(lèi)和遺傳，以及亞洲棉與美洲棉雜種的遺傳學(xué)和細(xì)胞學(xué)；（2）推廣了斯字面和德字棉；（3）鑒定并發(fā)展了離核木棉。

馮澤芳撰寫(xiě)的《中棉形態(tài)及其分類(lèi)》是中國(guó)關(guān)于種植亞洲棉的最早著述；馮澤芳撰寫(xiě)的《中棉之孟特爾性初次報(bào)告》是中國(guó)首次將孟德?tīng)柖蓱?yīng)用于中棉性狀的遺傳研究；馮澤芳在美國(guó)康奈爾大學(xué)攻讀碩士和博士學(xué)位的論文分別是《棉作田間試驗(yàn)技術(shù)概論》和《亞洲棉與美洲棉雜種之遺傳學(xué)及細(xì)胞學(xué)的研究》，就棉花遺傳育種的實(shí)踐和理論知識(shí)進(jìn)行了研究。

馮澤芳學(xué)成歸國(guó)后，先后擔(dān)任過(guò)南京全國(guó)經(jīng)濟(jì)委員會(huì)下屬的棉業(yè)統(tǒng)制委員會(huì)任技術(shù)專(zhuān)員、中央棉產(chǎn)改進(jìn)所副所長(zhǎng)兼植棉系主任、中央農(nóng)業(yè)實(shí)驗(yàn)所棉作系主任兼云南工作站主任、中央大學(xué)農(nóng)學(xué)院院長(zhǎng)、農(nóng)林部棉產(chǎn)改進(jìn)處副處長(zhǎng)、中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院棉花研究所首任所長(zhǎng)。在任南京全國(guó)經(jīng)濟(jì)委員會(huì)下屬的棉業(yè)統(tǒng)制委員會(huì)任技術(shù)專(zhuān)員、中央棉產(chǎn)改進(jìn)所副所長(zhǎng)兼植棉系主任時(shí)，馮澤芳主持了全國(guó)棉花品種區(qū)域試驗(yàn)，篩選了2個(gè)美棉品種并積極進(jìn)行了引種和推廣，使中國(guó)棉花產(chǎn)量和品質(zhì)顯著提高；在云南工作期間，馮澤芳全力倡導(dǎo)和推廣多年生的離核木棉，并與有關(guān)部門(mén)協(xié)作積極建設(shè)中國(guó)西南地區(qū)的長(zhǎng)絨棉區(qū)；馮澤芳任中央大學(xué)教授兼農(nóng)學(xué)院院長(zhǎng)時(shí)，主講棉作學(xué)和農(nóng)學(xué)概論，同時(shí)進(jìn)行棉區(qū)分布的研究；馮澤芳任農(nóng)林部棉產(chǎn)改進(jìn)處副處長(zhǎng)時(shí)，積極倡導(dǎo)創(chuàng)辦“中國(guó)棉業(yè)出版社”，出版發(fā)行了棉花專(zhuān)業(yè)性期刊《中國(guó)棉訊》、《中國(guó)棉業(yè)》和《中國(guó)棉業(yè)副刊》，以及其他一批與棉花研究有關(guān)的圖書(shū)；馮澤芳1957年就任中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院棉花研究所首任所長(zhǎng)后，放棄了大城市優(yōu)越的工作和生活條件，懷著極大熱情來(lái)到河南省安陽(yáng)縣白璧鄉(xiāng)主持中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院棉花研究所的建設(shè)和科研工作，為中國(guó)棉花生產(chǎn)事業(yè)貢獻(xiàn)了畢生精力。

3.3 中國(guó)現(xiàn)代棉花產(chǎn)業(yè)團(tuán)隊(duì)

目前，中國(guó)除了中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院棉花研究所、各省市棉花研究所專(zhuān)職從事棉花研究的團(tuán)隊(duì)外，在各大農(nóng)業(yè)院校和高校都有從事棉花研究的團(tuán)隊(duì)。

中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院棉花研究所是中國(guó)唯一的國(guó)家級(jí)棉花專(zhuān)業(yè)科研機(jī)構(gòu)和全國(guó)棉花科研中心，涵蓋棉花應(yīng)用和基礎(chǔ)研究。中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院棉花研究所以解決棉花生產(chǎn)中的重大科技問(wèn)題為己任，與國(guó)際和國(guó)內(nèi)開(kāi)展廣泛的棉花科技合作和交流，在培養(yǎng)棉花科技人才的同時(shí)，不斷為中國(guó)推廣先進(jìn)的科研成果和的植棉技術(shù)。建所至今，中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院棉花研究所主持或參加研究項(xiàng)目（專(zhuān)題）近300項(xiàng)，獲省部級(jí)以上成果獎(jiǎng)勵(lì)66項(xiàng)，其中國(guó)家級(jí)獎(jiǎng)22項(xiàng)；先后培育83個(gè)棉花新品種，種植面積曾占全國(guó)的50%。以中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院棉花研究所的研究平臺(tái)為支撐，先后培養(yǎng)了中國(guó)工程院院士1人、國(guó)家“萬(wàn)人計(jì)劃”領(lǐng)軍人才2人、國(guó)家“萬(wàn)人計(jì)劃”青年拔尖人才1人、國(guó)家百千萬(wàn)人才工程4人、全國(guó)農(nóng)業(yè)科研杰出人才4人。除了中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院棉花研究所外，中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)、華中農(nóng)業(yè)大學(xué)、南京農(nóng)業(yè)大學(xué)、河北農(nóng)業(yè)大學(xué)、浙江大學(xué)等農(nóng)業(yè)院校和高校，以及山東省棉花研究中心、山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院棉花研究所、湖南等棉花科學(xué)研究所、遼寧省經(jīng)濟(jì)作物研究所、新疆建設(shè)兵團(tuán)等地方科研院所都有專(zhuān)職從事棉花研究的科研人員。中國(guó)棉花育種團(tuán)隊(duì)一直秉承艱苦奮斗、甘于奉獻(xiàn)、勤于實(shí)踐、勇于創(chuàng)新的精神，推進(jìn)著中國(guó)棉花應(yīng)用研究達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平、基礎(chǔ)研究進(jìn)入國(guó)際先進(jìn)水平、產(chǎn)業(yè)開(kāi)發(fā)參與國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)的棉花產(chǎn)業(yè)目標(biāo)。

4 中國(guó)棉花產(chǎn)業(yè)的發(fā)展前景和趨勢(shì)

中國(guó)棉花產(chǎn)業(yè)不僅在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占有重要地位，而且對(duì)國(guó)際棉花市場(chǎng)以及世界棉花產(chǎn)業(yè)的發(fā)展亦有舉足輕重的影響。堅(jiān)持可持續(xù)發(fā)展觀，推動(dòng)中國(guó)棉花產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，是棉紡工業(yè)加速發(fā)展的需求，也是確保國(guó)家棉花安全的需求，還是促進(jìn)社會(huì)、經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)發(fā)展的需求。

依據(jù)中國(guó)棉花產(chǎn)業(yè)的歷史和棉花產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀，未來(lái)原棉需求的戰(zhàn)略定位應(yīng)以穩(wěn)定棉花生產(chǎn)、確保中國(guó)棉花產(chǎn)品的有效供給為基本目標(biāo)，并做好如下幾個(gè)方面的戰(zhàn)略部署：（1）調(diào)整優(yōu)化棉區(qū)布局，適當(dāng)發(fā)展長(zhǎng)江和黃河流域棉區(qū)、重點(diǎn)布局新疆棉區(qū)、拓展旱地鹽堿地棉區(qū)；（2）強(qiáng)化改革耕作制度，發(fā)展糧棉兩熟連作制度；（3）轉(zhuǎn)變生產(chǎn)方式，發(fā)展輕簡(jiǎn)化、機(jī)械化、社會(huì)服務(wù)化植棉；（4）推進(jìn)農(nóng)機(jī)農(nóng)藝的融合，協(xié)同發(fā)展棉花農(nóng)機(jī)、棉花栽培和棉花品種的相互配套；（5）加強(qiáng)優(yōu)異棉花基因資源的挖掘、利用，以及分子育種技術(shù)的研究，占領(lǐng)棉花科技制高點(diǎn)。

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