河北省低酚棉育種研究進展及綜合利用

權月偉　唐光雷　米換房　翟雷霞　李繼軍　李文蕾

摘要：通過對棉花育種行業的了解和查閱有關資料，回顧了國內外低酚棉育種的發展歷程，重點闡述了河北省低酚棉育種的發展優勢及研究進展，并介紹了低酚棉在飼料、食品等方面的綜合利用情況。目的是促進河北省低酚棉新品種的推廣，以應對河北省棉花種植結構調整。

關鍵詞：河北省；低酚棉；育種；研究進展；綜合利用

中圖分類號：S562.035 文獻標識碼：A 文章編號：2095—3143（2016）06—0024—04

DOI：10.3969/j.issn.2095-3143.2016.06.005

0引言

棉花（Cossypium hirsutum L.）是重要的纖維作物，長期以來除了棉花纖維被有效利用外，棉花植株、種子中的蛋白質、脂肪等成分很大一部分被遺棄。造成這種現象的原因是普通棉花含有一種對人畜有害的物質一棉酚。低酚棉俗稱無毒棉，是集棉、糧、油、飼、藥于一體的多元高效經濟作物，其棉酚含量低于0.02%。低酚棉的棉仁可作高蛋白優質食品，棉籽油可作優質保健油，棉籽餅及棉株枝葉可作飼料，去掉的葉枝、贅芽可作青飼料，棉籽殼和鈴殼均可作食用菌的培養基。種植低酚棉可以為食品工業、飼料工業提供大量的優質蛋白資源，使食用蛋白資源更廣闊。

棉花是河北省主要的經濟作物，為廣大農民帶來較大的種植效益。近年來由于棉花價格持續疲軟以及勞務用工費用持續上漲，河北省棉花面積正在逐年減少。培育和推廣低酚棉新品種對河北省棉花種植結構調整具有積極意義。

1國內外低酚棉育種淺述

1.1國外低酚棉育種概況

1954年，美國科學家McMichael以愛字棉為母本，霍皮棉為父本構建雜交群體，通過雜交育種技術多代選擇，于1960年獲得無腺體棉花突變體植株，該棉花植株的莖、葉、種子均變現為無色素腺體。McMichael團隊繼續研究，利用獲得的突變體，通過雜交和回交的育種方法，經過多代選擇，終于在1965年培育出了第一個無腺體棉花品系“23B”，開辟了棉花育種的新領域。科學家們通過研究發現，無腺體棉花品系“23B”是由兩個隱性基因控制。1966年，Biet等科學家培育出了第一個顯性基因控制的無腺體棉花品系。隨后，世界各國紛紛開始了低酚棉育種研究。埃及育種家們培育出了低酚棉新品種亞歷山大4號，印度的育種家們也培育出了一批低酚棉新品種并在生產上推廣應用。

1.2國內低酚棉育種概況

中國低酚棉育種始于20世紀70年代，到20世紀90年代達到了一個高峰，中國農業科學院棉花科學研究所、湖南省棉花科學研究所、河北省農業科學院、遼寧省農業科學院經濟作物研究所等十余個農業科研單位相繼開展了低酚棉育種及遺傳機理的研究工作。1978年，湖南省棉花研究所培育出了國內第一個低酚棉品種低酚棉1號，開啟了我國低酚棉育種研究的新時代，低酚棉育種進入蓬勃發展的階段。截止到20世紀90年代，國內育種家們培育低酚棉品種（系）接近60個，其中以中棉所13號、豫棉2號、冀無252、冀棉19號、冀棉21號和湘棉11號推廣種植面積最大。中國的低酚棉種植面積一度穩定在10萬hm²，成為當時世界上低酚棉種植面積最大的國家。

在20世紀90年代中期，棉鈴蟲持續暴發為害，造成種棉成本上升、植棉效益下降，嚴重挫傷了棉農的種棉積極性。自1994年開始國內植棉面積逐年減少，1997年下降到不足333.3萬hm²。1996年美國轉Bt基因抗蟲棉的引入，有效地遏制了當時棉鈴蟲的爆發為害，以新棉33B、DP99B為代表的轉基因抗蟲棉迅速推廣普及。至此，科研單位開始轉Bt基因抗蟲低酚棉品種的選育研究。補的種質資源材料，有利于拓寬雜交后代的遺傳基礎，創造出豐富的遺傳變異群體，從而培育出優良的品種。河北農業大學的馬峙英等對國內外的145份低酚棉材料的生育特性、產量表現和纖維品質進行了鑒定和篩選，最終獲得了數十份具有豐產、大鈴、高衣分、長纖維和高強度的優異種質資源。張桂寅，等對116份低酚棉品種進行聚類分析，并構建了3個低酚棉核心種質庫。

邯鄲市農業科學院培育的低酚棉新品種邯無198，不僅產量高而且棉籽中含有豐富的蛋白質和脂肪等營養成分（見表1）。利用邯無198品種做親本，又培育出了邯無216、邯M263抗蟲低酚棉新品系和一批棉花育種中間材料，創新了抗蟲低酚棉種質資源。

2.2河北省低酚棉的育種優勢

河北省開展低酚棉育種研究較早，培育了一批低酚棉品種，如冀無252、冀棉19號、冀無3703、石無16和省無3003等，其中以冀無252和冀棉19號推廣面積最大。1998年以后開始轉基因抗蟲低酚棉的育種研究。

近年來，各級部門越來越重視低酚棉育種研究。2008年農業部轉基因生物新品種培育重大專項“轉基因特色專用棉花新品種培育”和2013年河北省科技支撐計劃項目“多抗、優質、專用棉花種質資源創新及育種新技術研究”立項，其中包括低酚棉種質資源創新，轉基因抗蟲低酚棉的培育及推廣等內容。2014年河北省渤海糧倉科技示范工程項目啟動，邯鄲市農業科學院利用自身優勢，開展低酚棉高效利用與示范工作。這些立項旨在創制低酚棉種質資源，培育轉基因抗蟲低酚棉品種。在相關部門的大力扶持下，河北省低酚棉育種取得了較大進步，相繼培育出了邯無198、邯無216、農大棉12號和衡無1086等轉基因抗蟲低酚棉品種。

2.3近年來河北省育成的抗蟲低酚棉品種表現

2011年河北省設立了冀中南低酚棉區域試驗，設立多個試驗點對低酚棉棉花新品種（系）的豐產性、抗逆性、適應性及纖維品質進行鑒定，為低酚棉品種的審定和推廣提供科學依據。到目前為止，邯無216和農大棉12號低酚棉新品種已通過河北省農作物審定委員會審定。

在冀中南低酚棉新品種生產試驗中，對照邯無198籽棉產量和皮棉產量分別為3136.5 kg/hm²和1137.0 kg/hm²，纖維長度為28.6/mm、比強度為28.4 eN/tex、馬克隆值為4.4。結果表明：一是邯無216、農大棉12號的籽棉、皮棉和霜前皮棉均比對照邯無198增產，籽棉分別比對照增產11.6%和10.6%，皮棉分別增產13.9%和16.4%；二是邯無216和農大棉12號的纖維長度和比強度均高于對照，特別是邯無216的纖維品質表現突出，平均纖維長度為30 mm，斷裂比強度為31.3 eN/tex，馬克隆值3.9，達到了優質棉標準；三是邯無216的馬克隆值與對照相當，農大棉12號的馬克隆值高于對照；四是邯無216和農大棉12號的霜前花率分別為85.2%和81.2%；五是邯無216和農大棉12號生育期分別為127天和128天。兩個品種的主要指標性狀比對照均有了較大的提高。

3低酚棉的綜合利用

3.1作食品利用

低酚棉棉籽中含有多種人類必須的氨基酸，棉仁經過深加工可作高蛋白優質食品；低酚棉籽中含有豐富的亞油酸，用低酚棉籽制作的成品油色香味俱佳，是營養價值極高的保健油，而且加工工藝簡單，成本低，價值高；棉籽殼和鈴殼可作生產食用菌的培養基，培養出的香菇、平菇、銀耳、木耳等食用菌，其產量高、質量好、營養豐富、美味可口。

河北省農業科學院棉花研究所首次利用低酚棉籽生產高營養食用“棉芽維益菜”，該產品具有營養豐富、維生素含量高、適口性強、風味獨特等特點。該項目拓寬了低酚棉綜合利用的領域，提高了棉農的收益，調動了農民植棉的積極性。

3.2作飼料利用

在新疆地區，棉稈、棉殼、棉桃、棉葉常常被當地的農民用來做牛和羊的飼料。普通棉花的棉酚含量高，對牲畜危害較大，常常引發牲畜中毒性疾病，甚至死亡。邯鄲市農業科學院嘗試在新疆種植低酚棉，除了棉花的纖維價值，其枝葉、棉稈、贅芽均可作為當地牲畜高品質的飼料。低酚棉植株經粉碎后直接飼喂牛羊，從體重變化、飼料報酬、經濟效益的綜合評價來看，低酚棉不僅可以代替飼草，而且其經濟效益遠遠高于飼草。

有關單位研究認為，利用低酚棉仁餅作豬和肉雞的搭配日糧，其適口性好、營養成分高、成本低，且接受試驗的豬、雞均發育正常。因此，低酚棉餅粕是飼喂家禽的好飼料。

4小結與討論

近年來，隨著勞動力成本的不斷增加植棉效益逐年下降，同時，國家重視糧食安全，糧棉爭地矛盾依舊存在，研究培育低酚棉新品種，進行棉副產品綜合利用開發能有效緩解這一突出矛盾。國家應該大力扶持發展低酚棉，各級科研單位應該積極與企業展開低酚棉副產品綜合利用方面的合作開發，探索出一條“不與糧食爭地，實現棉田增糧”的棉花生產發展新途徑。