曹彩榮 楊六六 潘轉(zhuǎn)霞

摘要 ? ?本文概述了國(guó)內(nèi)外高效輕簡(jiǎn)化棉花新品種研究現(xiàn)狀及趨勢(shì)，闡述了黃河流域培育高效輕簡(jiǎn)化棉花新品種的研究?jī)?nèi)容、研究方法及技術(shù)路線，論述了其發(fā)展前景，對(duì)其預(yù)期的效益進(jìn)行了分析，以期為高效輕簡(jiǎn)化棉花新品種的培育提供參考。

關(guān)鍵詞 ? ?棉花;新品種;高效輕簡(jiǎn)化;培育現(xiàn)狀;發(fā)展前景;黃河流域

中圖分類號(hào) ? ?S562 ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 ? ?A

文章編號(hào) ? 1007-5739（2020）15-0047-03 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識(shí)碼（OSID）

棉花既是一種重要的天然紡織纖維作物，又是重要的種子油料作物，同時(shí)棉花種子也是一種重要的食品和飼料資源。目前，主要植棉國(guó)家都將提高棉花產(chǎn)量、改進(jìn)纖維品質(zhì)和增強(qiáng)抗病蟲、抗逆性狀作為重要的育種目標(biāo)。發(fā)達(dá)植棉國(guó)家如美國(guó)、澳大利亞、以色列等國(guó)，由于勞動(dòng)力成本高，普遍實(shí)現(xiàn)植棉全程機(jī)械化[1]。高產(chǎn)是永恒的育種目標(biāo)之一，纖維品質(zhì)改良、抗逆性提高、新型抗蟲及復(fù)合抗性是世界各國(guó)棉花品種選育的主要趨勢(shì)。機(jī)械化是農(nóng)業(yè)的根本出路，因而高效輕簡(jiǎn)化棉花新品種選育是棉花產(chǎn)業(yè)持續(xù)發(fā)展的必然要求。

1 ? ?研究現(xiàn)狀及趨勢(shì)

1.1 ? ?國(guó)外

美國(guó)育種家在新品種選育過(guò)程中非常注重品種特性與采棉機(jī)械間的關(guān)系，除要求品種豐產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、抗病、早熟外，對(duì)品種的株型、株高、棉鈴分布、吐絮狀態(tài)、葉片大小和葉量等都有專門的要求[2]。因此，美國(guó)目前生產(chǎn)上應(yīng)用的品種一般都較適合機(jī)械采收。注重棉花產(chǎn)量與纖維品質(zhì)綜合性狀提高，近年更重視抗病抗蟲及抗多種逆境的新品種選育。抗草甘膦棉花在美國(guó)的種植面積已經(jīng)超過(guò)60%。原棉纖維強(qiáng)力好，馬克隆值在A和B1級(jí)，纖維內(nèi)在品質(zhì)指標(biāo)協(xié)調(diào)且品種類型多。目前，耐旱、氮素高效利用、復(fù)合性狀等轉(zhuǎn)基因棉花開始投入市場(chǎng)。棉花育種后備篩選材料豐富，育種進(jìn)程和效率大大提高。

澳大利亞皮棉平均產(chǎn)量1 500～1 600 kg/hm2，纖維長(zhǎng)為29～32 mm，以品質(zhì)好、單產(chǎn)高而享譽(yù)世界。澳大利亞棉花育種目標(biāo)是培育高產(chǎn)、抗病、優(yōu)質(zhì)、適應(yīng)性強(qiáng)和機(jī)采性好的品種[3]。機(jī)采棉種質(zhì)資源創(chuàng)制方面，一是選育出雞腳葉類的Siokra系列資源（葉片小，適宜機(jī)采）;二是創(chuàng)制出品質(zhì)性狀突出的CS系列品種資源;三是抗枯黃萎病突出的Sicala系列資源;四是綜合性狀突出的Sicot系列資源。90%以上的種植品種均為雙價(jià)轉(zhuǎn)基因抗蟲棉，目前研究重點(diǎn)是三代抗蟲棉，即組裝多個(gè)抗蟲基因，同時(shí)構(gòu)建攜帶抗除草劑的新型轉(zhuǎn)基因抗蟲棉，并注重把經(jīng)濟(jì)和棉業(yè)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展結(jié)合起來(lái)[4]。澳大利亞從事棉花科研的機(jī)構(gòu)主要有聯(lián)邦科學(xué)與工業(yè)研究組織（CSIRO）、澳大利亞悉尼棉花研究中心（Cotton CRC）、棉花研發(fā)公司（CRDC）和澳大利亞棉花研究所。

烏茲別克斯坦棉花育種注重品種的質(zhì)量，培育的豐產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、抗病等綜合性狀良好的品種C-6524，生產(chǎn)利用20年依然有很大面積[5]。育種方法主要有系譜選育、種內(nèi)雜交、種間雜交、品種間雜交、回交、誘變以及多倍體育種等。品種的主要特點(diǎn)是生育期較短，鈴較大，衣分偏低[6]。

印度近年轉(zhuǎn)基因抗蟲棉迅速發(fā)展，育出了大量的雜交棉和常規(guī)棉品種[7]。但品質(zhì)較差，絨長(zhǎng)26 mm左右，不符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。一般采用傳統(tǒng)的選擇與雜交方法，或集團(tuán)選種與單株選擇相交替的方法。復(fù)雜雜交和雜種內(nèi)的互相授粉，是印度棉花育種的主要特點(diǎn)[8-9]。

法國(guó)棉花及紡織纖維研究所（IRCT）基因庫(kù)是世界上棉花種質(zhì)資源較豐富的基因庫(kù)之一。1978年以來(lái)該所研究人員在亞、非、中南美及大洋洲20多個(gè)國(guó)家和地區(qū)收集了大量野生棉和半野生棉，并系統(tǒng)研究了野生棉利用問(wèn)題。他們利用自主創(chuàng)造的三元雜種，育出了一批優(yōu)良品種，在非洲推廣面積較大。

埃及主要生產(chǎn)長(zhǎng)絨棉，但也有部分中長(zhǎng)絨棉，代表品種是G86，其中普通長(zhǎng)絨棉占77%，纖維長(zhǎng)度超過(guò)31.75 mm;超級(jí)長(zhǎng)絨棉占23%，纖維長(zhǎng)度超過(guò)34.925 mm。

隨著育種技術(shù)的不斷發(fā)展，以生物技術(shù)和信息技術(shù)為先導(dǎo)的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展迅速，棉花基礎(chǔ)研究和原始創(chuàng)新越來(lái)越受到各個(gè)國(guó)家的高度重視，科技交流與合作日趨廣泛，創(chuàng)新能力不斷提高。未來(lái)棉花育種技術(shù)將會(huì)朝生物技術(shù)方向發(fā)展，主要是轉(zhuǎn)基因和分子標(biāo)記育種及其在材料創(chuàng)新及材料挖掘中的利用等。發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)建成大規(guī)模集成性DNA和蛋白質(zhì)遺傳信息數(shù)據(jù)收集與處理系統(tǒng)，能夠快速、準(zhǔn)確地為基因鑒定、標(biāo)記和定位提供DNA和蛋白質(zhì)序列信息及其他高通量生物信息[6]。利用分子標(biāo)記輔助育種開始成為育種工作者的有效工具。轉(zhuǎn)基因抗除草劑、轉(zhuǎn)基因抗蟲、轉(zhuǎn)基因雜交棉品種成為近年棉花品種培育的主要發(fā)展方向，也是應(yīng)用增長(zhǎng)最快的棉花品種類型。

1.2 ? ?國(guó)內(nèi)

目前，我國(guó)基本形成國(guó)家和地方兩級(jí)的棉花科研體系。據(jù)初步統(tǒng)計(jì)，全國(guó)棉花及涉棉科研機(jī)構(gòu)共94家，其中國(guó)家級(jí)棉花專業(yè)研究機(jī)構(gòu)1家;按照產(chǎn)區(qū)劃分，西北內(nèi)陸18家，長(zhǎng)江流域34家，黃河流域40家，特早熟棉區(qū)1家。我國(guó)棉花種質(zhì)資源研究起步較早，但由于歷史的原因，中華人民共和國(guó)成立后才得到長(zhǎng)足發(fā)展。先后建成國(guó)家作物種質(zhì)庫(kù)（長(zhǎng)期庫(kù)）、棉花資源庫(kù)（中期庫(kù)）、棉花資源圃，系統(tǒng)收集并保存了逾8 000份棉花品種資源。

我國(guó)棉花種質(zhì)資源的遺傳基礎(chǔ)狹窄，尤其缺乏適合紡高檔紗的優(yōu)質(zhì)材料、適合簡(jiǎn)化栽培的機(jī)采棉品種。目前，棉花種質(zhì)創(chuàng)新的方法主要有以下幾種。一是利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)，導(dǎo)入外源基因，創(chuàng)制一批具有特殊性狀的種質(zhì)材料。如山西省棉花所利用農(nóng)桿菌介導(dǎo)法，將Bt基因?qū)朊藁?，培育出我?guó)第一個(gè)抗棉鈴蟲的新品種晉棉26號(hào)[10];轉(zhuǎn)入抗除草劑基因，培育出了抗草甘膦、2，4-D的棉花新種質(zhì);中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院棉花研究所將Bt+CPTI基因?qū)胫忻匏?3號(hào)，選育出我國(guó)第一個(gè)雙價(jià)抗蟲棉中棉所41號(hào)[11]，通過(guò)國(guó)家審定，在我國(guó)棉花生產(chǎn)中發(fā)揮了重大作用。二是利用遠(yuǎn)緣雜交創(chuàng)新種質(zhì)資源。遠(yuǎn)緣雜交是合成新種、新類型、新品種的重要手段，把2個(gè)或多個(gè)物種經(jīng)過(guò)自然長(zhǎng)期適應(yīng)性選擇積累起來(lái)的優(yōu)異特征特性，在試驗(yàn)條件下重新組合和重新建造，產(chǎn)生近緣雜交無(wú)法達(dá)到的優(yōu)良特性，為創(chuàng)造出具有突破性的優(yōu)良品種開辟新路。如石家莊市農(nóng)業(yè)科學(xué)院從86-1×{[（吉扎45×瑟伯氏棉）×愛字棉SJ-2]×中381}組合中選育出石遠(yuǎn)321通過(guò)河北省和國(guó)家審定，最大面積30萬(wàn)hm2 [12]。三是誘變育種。人為地利用物理誘變因素和化學(xué)誘變劑，以有效地誘發(fā)基因突變、染色體突變，從而獲得一般常規(guī)方法難以得到的各種變異類型，經(jīng)過(guò)鑒定和選擇，育成具有特異性狀的新種質(zhì)。如山東省棉花研究所1971年用60Co γ射線10.3～15.5 C/kg幾種輻射量處理（中棉2號(hào)×1195），選育出魯棉1號(hào)[13]，1977—1978年參加黃河流域棉花品種區(qū)域試驗(yàn)，平均較對(duì)照品種增產(chǎn)39.5%，成為我國(guó)推廣面積最大的棉花新品種。四是系統(tǒng)選擇和雜交育種方法。如徐州市農(nóng)業(yè)科學(xué)院從斯字2B后代中選育出徐州209、徐州1818、徐州58、徐州142等優(yōu)良品種，中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院棉花研究所從（冀棉1號(hào)×烏干達(dá)）組合中選育出中棉所12號(hào)。

為了實(shí)現(xiàn)對(duì)種質(zhì)資源的高效利用，必須對(duì)保存的種質(zhì)資源的遺傳性狀進(jìn)行鑒定評(píng)價(jià)。主要鑒定方法有2種，一是表型鑒定，在不同試驗(yàn)點(diǎn)不同年份種植大量棉花種質(zhì)資源，采用相同的技術(shù)規(guī)范《農(nóng)作物種質(zhì)資源評(píng)價(jià)技術(shù)規(guī)范 棉花》（NY/T 2323―2013）統(tǒng)一進(jìn)行表型調(diào)查獲得表型數(shù)據(jù)后，系統(tǒng)分析樣品間表型遺傳相似程度，建立包括種質(zhì)名稱、分類學(xué)、地理和生態(tài)來(lái)源等信息的表型數(shù)據(jù)庫(kù);二是基因型鑒定，早期棉花基因型主要是通過(guò)細(xì)胞學(xué)，同工酶標(biāo)記進(jìn)行鑒定[13]，隨著DNA分子標(biāo)記技術(shù)的快速發(fā)展，RFLP、RAPD、AFLP和SSR等分子標(biāo)記迅速在棉花中得到應(yīng)用，而基于簡(jiǎn)單重復(fù)序列開發(fā)的SSR標(biāo)記，由于其良好的多態(tài)性，成為棉花遺傳多樣性、遺傳圖譜構(gòu)建和QTL（Quantitativetrait locus）定位等相關(guān)研究中應(yīng)用最廣的分子標(biāo)記[14]。近年來(lái)，二代測(cè)序技術(shù)已經(jīng)趨于成熟[15]，特別是全基因組重測(cè)序在作物中廣泛開展，使得全基因組范圍內(nèi)大規(guī)模開發(fā)SNP標(biāo)記成為可能，SNP標(biāo)記是基因組上單堿基突變形成的標(biāo)記，具有目前所有分子標(biāo)記中最高的分辨率和基因組覆蓋度，往往能夠一次性開發(fā)上百萬(wàn)個(gè)分子標(biāo)記，極大地加深了人類對(duì)物種基因組結(jié)構(gòu)和群體遺傳多樣性等的認(rèn)識(shí)。隨著陸地棉參考基因組的發(fā)表，陸地棉基于SNP芯片的關(guān)聯(lián)分析、簡(jiǎn)化基因組測(cè)序和重測(cè)序項(xiàng)目相繼開展起來(lái)。

目前，針對(duì)我國(guó)陸地棉品種群體結(jié)構(gòu)研究，無(wú)論是基于SSR還是SNP標(biāo)記的研究均沒有發(fā)現(xiàn)我國(guó)陸地棉種質(zhì)資源群體具有明顯的群體結(jié)構(gòu)，來(lái)自不同生態(tài)區(qū)的品種表現(xiàn)出明顯的混雜特征[16]?；赟SR的全基因組關(guān)聯(lián)分析可以對(duì)重要農(nóng)藝性狀密切關(guān)聯(lián)的QTL區(qū)間進(jìn)行分析。

與國(guó)外相比，我國(guó)種質(zhì)創(chuàng)新的技術(shù)和手段相對(duì)落后，鑒定和評(píng)價(jià)的方法多傾向于表型鑒定，深度挖掘和鑒定有利基因剛剛起步。隨著我國(guó)社會(huì)需求的發(fā)展，對(duì)種質(zhì)資源創(chuàng)新提出了更高的要求，尤其是對(duì)高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、抗病、適合簡(jiǎn)化栽培與機(jī)械采收的性狀要求越來(lái)越高，種質(zhì)資源的鑒定和評(píng)價(jià)也逐漸從簡(jiǎn)單的表型鑒定向兼顧表型的基因型鑒定過(guò)渡。隨著生物技術(shù)的發(fā)展，結(jié)合現(xiàn)代分子標(biāo)記輔助選擇技術(shù)，深度挖掘有利的基因，將會(huì)對(duì)我國(guó)的棉花種質(zhì)創(chuàng)新發(fā)揮至關(guān)重要的作用。

對(duì)現(xiàn)有棉花品種的株型、產(chǎn)量、品質(zhì)及抗逆性等重要農(nóng)藝性狀進(jìn)行改良，是當(dāng)今棉花種質(zhì)創(chuàng)新的主要目標(biāo)和方向，利用基因工程技術(shù)和生物技術(shù)把有利的外源基因轉(zhuǎn)入到棉花中，不僅可以有效拓寬基因資源、打破物種間的界限，在高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)常規(guī)棉花育種的基礎(chǔ)上，有目的性地轉(zhuǎn)化抗蟲、抗病、耐鹽堿、耐干旱基因，創(chuàng)造新的抗蟲、抗病的耐旱、耐鹽堿轉(zhuǎn)基因棉花種質(zhì)新材料，同時(shí)結(jié)合常規(guī)雜交、遠(yuǎn)緣雜交、回交或復(fù)交等遺傳改良手段，對(duì)現(xiàn)有種質(zhì)材料進(jìn)行綜合改良，創(chuàng)造有利變異，為高效輕簡(jiǎn)化棉花育種服務(wù)。

2 ? ?研究?jī)?nèi)容、研究方法及技術(shù)路線

2.1 ? ?研究?jī)?nèi)容

發(fā)掘棉花優(yōu)良基因資源，利用傳統(tǒng)育種技術(shù)和現(xiàn)代育種技術(shù)相結(jié)合，創(chuàng)制早熟性強(qiáng)、吐絮集中、優(yōu)質(zhì)、耐旱耐鹽、抗病蟲等育種新材料和親本;協(xié)調(diào)棉花纖維品質(zhì)、產(chǎn)量、抗逆性、早熟性等性狀之間的相關(guān)性，培育適于黃河流域鹽堿旱地及麥—棉兩熟種植的高效輕簡(jiǎn)化棉花新品種。

2.1.1 ? ?適合輕簡(jiǎn)化管理的棉花新材料創(chuàng)制，主攻株型、熟性、生育特性。對(duì)現(xiàn)有棉花育種材料和優(yōu)良品系進(jìn)行表型和基因型精細(xì)鑒定和評(píng)價(jià)，發(fā)掘營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)弱、贅芽少、吐絮集中、株型緊湊等輕簡(jiǎn)化種質(zhì)類型。研究其株型、熟性、生育特性與產(chǎn)量、品質(zhì)和抗性的相關(guān)性。根據(jù)各性狀的遺傳規(guī)律進(jìn)行科學(xué)的組合配制，通過(guò)擴(kuò)大遺傳群體和提高選擇強(qiáng)度的方法，篩選出具有1項(xiàng)或多項(xiàng)關(guān)鍵目標(biāo)性狀、適合輕簡(jiǎn)化管理的棉花新材料，為選育高效輕簡(jiǎn)化棉花新品種提供技術(shù)支撐和材料儲(chǔ)備。

2.1.2 ? ?優(yōu)質(zhì)新材料創(chuàng)制和品種選育。通過(guò)轉(zhuǎn)基因、海陸雜交、多親本雜交和修飾回交等育種手段，對(duì)抗蟲豐產(chǎn)品系進(jìn)行遺傳改良，在兼顧產(chǎn)量和抗性的基礎(chǔ)上，強(qiáng)化纖維品質(zhì)的選擇，促進(jìn)優(yōu)質(zhì)基因的累加，創(chuàng)制優(yōu)質(zhì)新材料，為優(yōu)質(zhì)新品種培育提供基本種質(zhì)。

2.1.3 ? ?抗逆新材料創(chuàng)制。優(yōu)化轉(zhuǎn)基因技術(shù)體系，建立不受基因型限制的棉花體細(xì)胞再生體系和高效的棉花規(guī)?；D(zhuǎn)化系統(tǒng)，通過(guò)轉(zhuǎn)化耐旱耐鹽基因、新型抗蟲基因，經(jīng)分子檢測(cè)和抗性鑒定，獲得轉(zhuǎn)基因種質(zhì)材料，與常規(guī)優(yōu)良品種雜交、回交，自然逆境結(jié)合室內(nèi)脅迫鑒定，創(chuàng)制耐旱耐鹽、抗除草劑、抗棉鈴蟲等性狀的新材料;通過(guò)遠(yuǎn)緣雜交、種質(zhì)漸滲系、分子標(biāo)記輔助選擇結(jié)合常規(guī)育種手段，在枯黃萎重病田或人工病圃連續(xù)鑒選，創(chuàng)制抗枯耐黃萎新材料。

2.1.4 ? ?優(yōu)良親本材料的篩選或選育。以現(xiàn)有的骨干親本為測(cè)驗(yàn)種，對(duì)選育的親本材料進(jìn)行測(cè)交，以測(cè)交后代表現(xiàn)為依據(jù)，篩選綜合性狀較好、配合力高的優(yōu)良親本并分析其遺傳效應(yīng)。

2.1.5 ? ?篩選綜合性狀優(yōu)良的品系。通過(guò)多年多點(diǎn)比較試驗(yàn)、聯(lián)合試驗(yàn)、品種測(cè)試網(wǎng)絡(luò)等，擇優(yōu)參加省級(jí)以上區(qū)試，進(jìn)而培育適于黃河流域鹽堿旱地及麥—棉兩熟種植的高效輕簡(jiǎn)化棉花新品種。

2.2 ? ?研究方法

在已有的工作基礎(chǔ)上，立足黃河流域棉區(qū)，根據(jù)輕簡(jiǎn)化、機(jī)械化植棉要求，對(duì)已有種質(zhì)資源進(jìn)行全面系統(tǒng)的搜集、整理、鑒定、評(píng)價(jià)、利用，通過(guò)傳統(tǒng)技術(shù)與現(xiàn)代技術(shù)相結(jié)合，創(chuàng)制適宜輕簡(jiǎn)化、機(jī)械化種植的育種種質(zhì)，解決高效輕簡(jiǎn)化種質(zhì)資源匱乏的問(wèn)題，為棉花育種服務(wù)。

通過(guò)現(xiàn)代生物技術(shù)與傳統(tǒng)技術(shù)相結(jié)合的方法，建立創(chuàng)造變異材料和加速育種進(jìn)程的技術(shù)體系;分子生物技術(shù)和常規(guī)育種技術(shù)相結(jié)合，探討脫葉敏感、吐絮集中、多抗、早熟、優(yōu)質(zhì)等性狀的遺傳改良技術(shù);重點(diǎn)克服輕簡(jiǎn)化性狀與棉花產(chǎn)量、品質(zhì)、抗性、熟性等性狀的遺傳負(fù)相關(guān)問(wèn)題，建立高效、穩(wěn)定的棉花輕簡(jiǎn)化育種技術(shù)體系;提出黃河流域棉區(qū)高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、多抗、適宜輕簡(jiǎn)化棉花育種理論及遺傳改良方向。

2.2.1 ? ?適于輕簡(jiǎn)化種質(zhì)資源創(chuàng)制。根據(jù)黃河流域棉區(qū)生態(tài)條件和栽培模式，立足再創(chuàng)新，從形態(tài)、生理生化、分子水平等層面全面進(jìn)行資源創(chuàng)制，通過(guò)采用傳統(tǒng)育種技術(shù)（系統(tǒng)選育、遠(yuǎn)緣雜交、陸海雜交、聚合雜交、漸滲雜交、回交、輪選、雜優(yōu)利用等），輔之以分子標(biāo)記、航天誘變、轉(zhuǎn)基因等高新技術(shù)，通過(guò)南繁北育、多點(diǎn)多目標(biāo)選擇鑒定，達(dá)到有效聚合優(yōu)良性狀、有效選擇優(yōu)良基因型、有效鑒定評(píng)價(jià)優(yōu)良材料的目的。

2.2.2 ? ?高效輕簡(jiǎn)化育種親本創(chuàng)制。運(yùn)用分子標(biāo)記輔助育種技術(shù)和關(guān)聯(lián)QTL標(biāo)記，創(chuàng)新適宜機(jī)采、高配合力、綜合性狀優(yōu)良的親本。通過(guò)常規(guī)育種方法對(duì)配置的雜優(yōu)組合進(jìn)行改良和綜合性狀的提高，篩選和轉(zhuǎn)育外源基因豐富的親本材料，提高產(chǎn)量、品質(zhì)和早熟性。利用標(biāo)記性狀的遺傳材料以及抗病、耐旱堿、高強(qiáng)纖維材料的創(chuàng)新與轉(zhuǎn)育，篩選儲(chǔ)備一批綜合性狀優(yōu)良、遺傳穩(wěn)定的優(yōu)異親本材料，并對(duì)其進(jìn)行配合力測(cè)定。

2.2.3 ? ?高效輕簡(jiǎn)化主要性狀基因的挖掘。開展新的、穩(wěn)定的SSR、SNP等引物開發(fā)和引進(jìn);對(duì)重要的抗旱、耐鹽堿、抗病性（枯黃萎?。┖蛿?shù)量性狀（如棉花產(chǎn)量、品質(zhì)等）進(jìn)行定位，著重建立機(jī)采棉優(yōu)質(zhì)育種分子標(biāo)記輔助選擇技術(shù)系統(tǒng)，鑒別出一批適宜機(jī)采相關(guān)性狀優(yōu)異位點(diǎn)、等位變異及攜帶優(yōu)異等位變異的載體材料，與早熟、高產(chǎn)性狀聚合，并應(yīng)于育種實(shí)踐。

2.3 ? ?技術(shù)路線

針對(duì)棉花工序復(fù)雜、勞動(dòng)強(qiáng)度大的特點(diǎn)，所采用的研究方法和技術(shù)路線的可行性和先進(jìn)性具體體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。一是利用生物技術(shù)和基因工程技術(shù)把有利的外源基因轉(zhuǎn)入到棉花中，不僅可以有效打破物種間的界限，拓寬基因資源;而且可以實(shí)現(xiàn)外源基因人為可控的定向轉(zhuǎn)入，大大加快育種進(jìn)程。二是通過(guò)種內(nèi)雜交、種間雜交、聚合回交和分子標(biāo)記輔助育種等技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)了優(yōu)良基因的重組和聚合，逐步提高了種質(zhì)材料的基礎(chǔ)水平，為培育棉花高效輕簡(jiǎn)化品種提供了技術(shù)儲(chǔ)備。三是分子標(biāo)記輔助選擇等技術(shù)可以進(jìn)行優(yōu)異等位變異基因的挖掘、跟蹤，實(shí)現(xiàn)新材料的快速選擇，并對(duì)其育種利用價(jià)值進(jìn)行評(píng)價(jià)。

3 ? ?發(fā)展前景

一是打破輕簡(jiǎn)化性狀與產(chǎn)量、品質(zhì)、抗性、熟性等性狀負(fù)相關(guān)的矛盾，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)量、品質(zhì)、熟性等高效輕簡(jiǎn)化性狀的有效聚合。選育突破性的具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的多類型輕簡(jiǎn)化棉花新材料，研究創(chuàng)新早熟、優(yōu)質(zhì)、抗旱性、耐鹽堿性、吐絮集中、對(duì)脫葉劑敏感、自然脫葉等種質(zhì)資源。二是創(chuàng)新育種技術(shù)，實(shí)現(xiàn)常規(guī)育種技術(shù)與分子育種技術(shù)（轉(zhuǎn)基因技術(shù)和分子標(biāo)記輔助選擇）有機(jī)結(jié)合，建立多性狀聚合評(píng)價(jià)體系。充分利用棉花基因組信息，深度挖掘核心種質(zhì)資源，開發(fā)和發(fā)掘與優(yōu)質(zhì)、株型、抗性等育種重要性狀基因緊密連鎖的分子標(biāo)記，研究背景選擇和前景選擇技術(shù)，形成多基因分子聚合技術(shù)，結(jié)合常規(guī)育種，建立多性狀聚合評(píng)價(jià)體系，縮短育種年限，提高育種效率，高效創(chuàng)制高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、多抗骨干親本，培育突破性優(yōu)質(zhì)輕簡(jiǎn)化棉花新材料，促進(jìn)育種技術(shù)發(fā)展。

4 ? ?預(yù)期效益分析

通過(guò)種質(zhì)創(chuàng)新，有效豐富育種資源的遺傳基礎(chǔ)，為育種家提供了大量具有更高遺傳潛力的親本，推進(jìn)重大品種選育進(jìn)程。發(fā)掘出一大批與株型、機(jī)械采收和纖維品質(zhì)性狀相關(guān)的優(yōu)異基因源，為具有適應(yīng)輕簡(jiǎn)化機(jī)械化生產(chǎn)特性育種目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)提供關(guān)鍵種質(zhì)。同時(shí)，選育出的高效輕簡(jiǎn)化種質(zhì)資源被育種家利用，培育出輕簡(jiǎn)化新品種進(jìn)行生產(chǎn)推廣利用，也能產(chǎn)生巨大的間接經(jīng)濟(jì)效益，極大地促進(jìn)了社會(huì)進(jìn)步，為棉花產(chǎn)業(yè)化提供服務(wù)。

4.1 ? ?經(jīng)濟(jì)效益

高效輕簡(jiǎn)化棉花新品種及技術(shù)應(yīng)用，可使皮棉產(chǎn)量增加90 kg/hm2（增幅5%），皮棉價(jià)格按15元/kg計(jì)算，增效1 350元/hm2，2019年黃河流域的種植面積逾33.33萬(wàn)hm2，可直接給棉農(nóng)增加收入4.5億元，經(jīng)濟(jì)效益十分可觀。

4.2 ? ?社會(huì)效益

高效輕簡(jiǎn)化棉花新品種及技術(shù)應(yīng)用，有利于推動(dòng)黃河流域棉花產(chǎn)業(yè)持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展。高效輕簡(jiǎn)化棉花的優(yōu)化布局及配套栽培技術(shù)集成可大大提高棉花生產(chǎn)科技含量，提高土地利用率和農(nóng)業(yè)勞動(dòng)生產(chǎn)率，可有效降低植棉成本，保障棉花生產(chǎn)穩(wěn)定，實(shí)現(xiàn)“快樂植棉”，通過(guò)示范帶動(dòng)作用，將輻射黃河流域棉花各相關(guān)產(chǎn)業(yè)，產(chǎn)生巨大的社會(huì)效益。

4.3 ? ?環(huán)境效益

不同類型的高效輕簡(jiǎn)化棉花新品種的推廣應(yīng)用，將最大限度地減少棉花生產(chǎn)過(guò)程中化肥、農(nóng)藥等的使用量，有效地保護(hù)農(nóng)田和環(huán)境污染，為棉花產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展和生態(tài)保護(hù)作出重要貢獻(xiàn)。

5 ? ?參考文獻(xiàn)

[1] 李付廣，袁有祿.棉花分子育種進(jìn)展與展望[J].中國(guó)農(nóng)業(yè)科技導(dǎo)報(bào)，2011，13（5）：1-8.

[2] 美國(guó)棉花生產(chǎn)與育種科研現(xiàn)狀[J].世界農(nóng)業(yè)，1995（8）：13-15.

[3] 張瓊，王芳，王釗英，等.澳大利亞棉花、小麥生產(chǎn)和研究概況[J].世界農(nóng)業(yè)，2013（10）：52-54.

[4] 馬雄風(fēng)，楊代剛，張雪妍.澳大利亞育種考察報(bào)告[J].中國(guó)棉花，2013，40（2）：1-3.

[5] 杜雄明，王謐，鄭曙峰，等.烏茲別克斯坦棉花育種和生產(chǎn)考察報(bào)告[J].中國(guó)棉花，2008，35（11）：2-7.

[6] 林起.國(guó)外主要產(chǎn)棉國(guó)棉花生產(chǎn)、科技、商貿(mào)組織概況[J].中國(guó)棉花加工，1995（2）：36-43.

[7] 譚硯文，潘蘇，奧克蘭，等.印度的棉花產(chǎn)業(yè)[J].世界農(nóng)業(yè)，2007（8）：52-55.

[8] 印度棉花育種方法[J].國(guó)外農(nóng)業(yè)科技，1981（3）：72.

[9] 楊子山.印度棉花生產(chǎn)——2014年ICAC第73次大會(huì)報(bào)告[J].中國(guó)棉花，2015，42（11）：40-41.

[10] 朱青竹，趙國(guó)忠，張艷麗，等.早熟優(yōu)質(zhì)抗蟲棉——晉棉26的選育[J].河北農(nóng)業(yè)科學(xué)，2006，10（1）：82-84.

[11] 朱江偉，汪群英，汪萍.中棉所41號(hào)特征特性及栽培措施[J].農(nóng)村科技，2004（6）：13-14.

[12] 吳偉，周鍔.棉花新品種——石遠(yuǎn)321[J].農(nóng)業(yè)科技通訊，1998（4）：12-14.

[13] 徐榮旗，劉俊芳.棉花雜種優(yōu)勢(shì)與幾種生理生化指標(biāo)的相關(guān)性[J].華北農(nóng)學(xué)報(bào)，1996，11（1）：76-80.

[14] 張金發(fā)，馮純大.陸地棉與海島棉種間雜種產(chǎn)量品質(zhì)優(yōu)勢(shì)的研究[J].棉花學(xué)報(bào)，1994，6（3）：140-145.

[15] 王莉，楊維才.陸地棉基因組測(cè)序——開辟棉花育種新篇章[J].中國(guó)科學(xué)，2015，45（5）：517-518.

[16] 陳祖海，劉金蘭.陸地棉族系種質(zhì)系經(jīng)濟(jì)性狀配合力及其利用評(píng)價(jià)[J].中國(guó)棉花，1997（4）：9-10.