早熟棉花各顯神通

中國農業科學院棉花研究所利用生化輔助育種技術，選擇抗氧化系統酶類活性強、不早衰的品種作親本，培育出中棉所24、中棉所27、中棉所36三個品種。以上三個品種的生育期僅為110天左右，霜前花率90％以上；全國夏棉品種區試霜前皮棉產量較對照中棉所16增產14.6％－24.7％；纖維品質綜合指標優良，具有高抗枯萎病，耐黃萎病。實現了早熟不早衰、高產、優質、抗病的特性。這三個品種已在我國累計種植3000萬畝，并獲得了國家科技進步二等獎。

以上品種是“國家棉花早熟”課題組系列研究成果的一部分，除了使用生化輔助育種技術，該所還采用轉基因技術、空間搭載航天誘變、基因的克隆與分子改良培育出15個短季棉、低酚棉和轉基因抗蟲棉等一系列新品種，在全國主要棉區累積種植2億畝，實現經濟效益190億元，獲國家科技進步一等獎一項、二等獎三項、省部級獎八項等。

棉花生產關系到國內2億棉農的經濟收入，1900萬紡織工人的就業問題。但是棉花生長的時間長，我國北方冬季長，只能種一季棉花，剩余的時間不夠種植小麥，加上我國人多地少的特性，棉糧爭地矛盾突出。從棉花的植物本性來說，其生長期和光合作用時間越長，產量越高、品質就越好，因此，做到早熟又高產成為我國農業科研人員必須解決的大難題。

核心提示

棉花是我國重要的經濟作物和戰略物資，在國民經濟和社會發展中占有重要的地位。但是另一方面，我國人多地少，尤其在北方，只能種一季棉花，剩余的時間不夠種植小麥。因此，提高復種指數和土地的利用率，始終是農業生產的主題之一。

短季棉是一個特殊的棉花品種，它株型緊湊、植株偏矮、節間短、果枝短、第一果枝著生節位低、葉量少，生育期短，是適合我國一年兩熟和多熟制條件下種植的棉花類型，因此，通過短季棉品種遺傳改良，發展短季棉生產對緩解我國糧棉爭地的矛盾具有重要的現實意義。

技術解析

早熟如何不早衰

在早熟棉育種中，早熟是最主要的性狀，但早熟伴隨早衰，嚴重影響早熟棉品種的產量和品質。通過對短季棉品種SOD酶類研究發現，早熟不早衰的品種葉片葉綠素和蛋白質降解慢，SOD、PDD、CAT活性強，而早熟早衰的品種SOD、PDD、CAT活性低，葉綠素和蛋白質降解快，表現抗逆性差、產量低。從而提出了從親本到后代對抗氧化系統酶的活性進行選擇的生化輔助育種技術。中國農業科學院棉花研究所利用生化輔助育種技術，選擇抗氧化系統酶類活性強、不早衰的品種作親本，在后代選擇中以SOD、POD和CAT酶活性高低對各世代進行篩選，有效地緩解了早熟早衰的遺傳負相關。

“陸海”雜交綜合改良

海島棉纖維品質優良，但產量相對較低，陸地棉產量較高，但纖維品質遠不如海島棉。在國家973項目“棉花纖維品質功能基因組學研究與分子改良”和“十一五”863項目“棉花纖維品質相關功能基因的克隆與驗證”的支持下，通過現有分子標記技術，將海島棉的纖維品質優異的基因轉移到陸地棉中，達到既高產又優質目的。通過選擇獲得高比強優質新品系11個，纖維長度在34mm以上，纖維比強度在34cN/tex以上，最高達37.6cN/tex，馬克隆值在3.3—4.3，其中陸海雜交組合9號表現較好，籽棉產量為151.39kg/畝，較國家區試對照品種魯棉研21增產8.24％，霜前皮棉產量為55.55kg／畝，相當于對照品種的88.39％。從而使陸海雜交組合在籽棉產量和纖維品質方面得到綜合改良。有望在新疆和長江流域棉區進行試種。

多重技術提高抗病性

上世紀80年代后期，我國棉田曾發生嚴重枯、黃萎病，致使部分棉田不能植棉。而抗病性與早熟、高產呈遺傳負相關，通過研究熒光動力學、SOD、POD、CAT與抗病性關系，參照熒光、酶活性的方法選種，提高了抗病育種的準確性和效率。選育出抗病、優質、早熟、高產的中棉所16，克服了早熟與抗病、高產等性狀遺傳負相關。

專家解讀

解讀人：喻樹迅(中國農業科學院棉花研究所所長、博士生導師)

突破點一：推動麥棉兩熟新耕作制度

通過對國內外短季棉品種分析，我國短季棉種植分遼寧、新疆特早熟春棉區，黃河麥棉兩熟區和長江棉麥菜多熟區。麥棉兩熟共生期長，造成小麥棉花均晚熟，產量低、品質差；而早熟與優質、高產、抗性呈遺傳負相關，國內外棉花遺傳育種界一直未突破此遺傳障礙。通過多年遺傳研究，蕾期脫落率低、果枝始生節位低、遺傳力高則早熟性狀好，為此將其確定為早熟的指示性狀。育成的麥棉兩熟早熟新品種中棉所10、中棉所14、中棉所26，生育期110天左右，比春棉早30天，累計種植7000萬畝。對形成我國麥棉兩熟新耕作制度起到推動作用。

突破點二：美國轉基因棉花比例大降

1996年美國轉基因棉花占全國轉基因棉花面積的95％，2006年下降到15％，中棉所37、42、45、50等轉基因品種起了重要作用。

上世紀90年代我國棉區棉鈴蟲大暴發，每年造成100億元以上的經濟損失。針對棉鈴蟲的危害，短季棉育種在保持早熟、豐產、抗病的前提下，抗蟲性成為棉花育種的重要目標。在“國家轉基因抗蟲棉花育種”項目的支持下，我們通過常規育種技術與轉基因技術相結合，使短季棉育種在熟性和抗蟲性方面步入了新階段。育成轉基因抗蟲棉的中棉所37、42、45、50，為國產抗蟲棉發展起到促進作用。

突破點三：可以吃的棉籽仁

棉籽仁中含有豐富的蛋白質和脂肪，陸地棉的棉仁中含有40％左右的蛋白質和35％以上的脂肪，但一般棉花籽仁中含有較高的棉酚及其衍生物，人及非反芻動物食用后便會產生中毒現象，棉油脫毒精煉后可食用，但榨油后的棉籽餅只能作肥料，影響了棉籽蛋白的綜合利用，選育的一些低酚棉品種因低酚性狀純度差，難于在生產上應用。

我們通過遺傳分析與篩選，首次從國內外育種材料中篩選出抗病、早熟、低酚等種質材料；采用生物化學測試與遺傳分析相結合的方法，找出控制低酚性狀的雙隱性基因的優良個體，其低酚性狀遺傳穩定，棉酚含量低微，僅0.0025％，低于0.04％的國際衛生食用標準，具有較高的綜合利用價值，是低酚棉育種的一大進展。

新聞背景

短季棉解決糧棉爭地矛盾

我國是世界最大的棉花生產國。全國常年植棉面積約8000萬畝左右，約占世界棉花種植面積的13％％，同時我國還是原棉消費和紡織品出口大國，棉花還關系到我國2億棉農的經濟收入，關系到1900萬紡織工人的就業問題。

此外，棉花是我國重要的經濟作物和戰略物資，在國民經濟和社會發展中占有重要的地位。但是另一方面，我國人多地少，尤其在北方，只能種一季棉花，剩余的時間不夠種植小麥。因此，提高復種指數和土地的利用率，始終是農業生產的主題之一。

短季棉是一個特殊的棉花品種。它株型緊湊、植株偏矮、節間短、果枝短、第一果枝著生節位低、葉量少。生育期短，是適合我國一年兩熟和多熟制條件下種植的棉花類型，因此，通過短季棉品種遺傳改良，發展短季棉生產對緩解我國糧棉爭地的矛盾具有重要的現實意義。

我國人多地少，糧棉爭地矛盾歷來突出并日趨嚴重，選育生育期相對較短適宜黃河和長江流域棉區種植的短季棉品種，是實現一熟向糧(油)棉兩熟乃至多熟發展，從而取得糧棉雙豐收的需要，特別是甘肅、新疆北疆及部分南疆棉區，由于前期氣溫低，常造成低溫凍害，后期氣溫下降快，造成棉鈴不能正常成熟，嚴重影響產量和品質，也迫切需要耐遲播且早熟的短季棉品種。

新聞延伸

各國短季棉概況

目前，世界上種植短季棉的，除了我國外，還有美國、前蘇聯、印度和埃及等國家。各國情況又各不相同：前蘇聯是世界上最北的棉區，生長期季節短。為避開棉花生長后期常遇的低溫而種植短季棉品種；美國、印度、埃及與前蘇聯的情形有所不同。在美國種植短季棉品種是為減少或避開后期蟲害，減少田間管理工作，降低生產成本：印度20世紀80年代推行輪作制，要求選育早熟棉花品種。