湖北省雜交棉育種的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢

摘要：總結(jié)了湖北省近年來雜交棉育種的狀況，分析了湖北省雜交棉育種存在的主要問題，提出了今后湖北省雜交棉育種的發(fā)展趨勢。

關(guān)鍵詞：雜交棉；育種；現(xiàn)狀；趨勢；湖北省

中圖分類號：Ｓ５６２ 文獻標識碼：Ａ 文章編號：0439－８114（２０12）17－3665-04

Ｓｔａｔｕｓ ａｎｄ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔａｌ Ｔｅｎｄｅｎｃｙ ｏｆ Ｈｙｂｒｉｄ Ｃｏｔｔｏｎ Ｂｒｅｅｄｉｎｇ ｉｎ Ｈｕｂｅｉ Ｐｒｏｖｉｎｃｅ

ＹＡＮＧ Ｘｉｎ-ｍｉｎｇ１，ＷＡＮＧ Ｓｈｉ-ｃａｉ１，ＣＨＥＮ Ｑｕａｎ-ｑｉｕ２，LI Gong-yin3

（１．Ｈｕｂｅｉ Ｐｒｏｖｉｎｃｉａｌ Ｓｅｅｄ Ｇｒｏｕｐ Ｃｏ．， Ｌｔｄ．， Ｗｕｈａｎ ４３００７０，Ｃｈｉｎａ； ２．Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Economic Ｃｒｏｐｓ， Ｈｕｂｅｉ Ｐｒｏｖｉｎｃｉａｌ Ａｃａｄｅｍｙ ｏｆ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ，Ｗｕｈａｎ ４３００６４，Ｃｈｉｎａ；3.Agricultural Bureau of Xiantao City， Xiantao 433000）

Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｔｈｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｓｉｔｕａｔｉｏｎ ａｎｄ ｐｒｏｂｌｅｍｓ ｉｎ ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ｈｙｂｒｉｄ ｃｏｔｔｏｎ ｂｒｅｅｄｉｎｇ ｉｎ Ｈｕｂｅｉ ｐｒｏｖｉｎｃｅ ｗｅｒｅ ａｎａｌｙｚｅｄ． Ｔｈｅ ｔｅｎｄｅｎｃｙ ｏｆ ｆｕｔｕｒｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ｈｙｂｒｉｄ ｃｏｔｔｏｎ ｂｒｅｅｄｉｎｇ ｗｅｒｅ ｐｕｔ ｆｏｒｗａｒｄ．

Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ｈｙｂｒｉｄ ｃｏｔｔｏｎ； ｂｒｅｅｄｉｎｇ； ｓｔａｔｕｓ； ｔｅｎｄｅｎｃｙ； Ｈｕｂｅｉ ｐｒｏｖｉｎｃｅ

棉花雜種優(yōu)勢的利用是棉花育種發(fā)展的必然。世界各主要產(chǎn)棉國都非常重視棉花雜種優(yōu)勢的應(yīng)用與研究。各國先后通過人工去雄、化學殺雄、利用遺傳工程導入不育基因、質(zhì)核互作不育、核雄性不育等途徑開展雜種優(yōu)勢的利用與研究。

棉花是我國主要的經(jīng)濟作物，我國是世界上最大的棉花生產(chǎn)國和消費國，也是最大的紡織品、服裝生產(chǎn)國和出口國。２０世紀９０年代以來，中國雜交棉品種在生產(chǎn)上的應(yīng)用面積迅速擴大。１９９０年全國雜交棉種植面積為１．４７萬ｈｍ２，占全國棉花種植面積的０．３％；到１９９９年全國雜交棉種植面積達３９．９３萬ｈｍ２，占全國棉花種植面積的１０．８％；到２００４年長江中游棉區(qū)雜交棉種植面積占本流域植棉面積的７０.0％左右，成為棉花生產(chǎn)的主導品種；２０１０年雜交棉種植面積約占棉花種植面積的９０.0％左右。

１ 湖北省雜交棉應(yīng)用現(xiàn)狀

湖北省是我國重要的優(yōu)質(zhì)棉基地，是我國主產(chǎn)棉省之一。棉花生產(chǎn)是湖北省農(nóng)業(yè)經(jīng)濟的支柱產(chǎn)業(yè)，也是棉農(nóng)的主要經(jīng)濟來源。促進棉花生產(chǎn)發(fā)展最關(guān)鍵的是棉花育種、改良與創(chuàng)新，以不斷培育棉花新品種。湖北省自２０００年開始審定雜交棉品種，到２００６年審定品種達到高峰。目前湖北省是雜交棉利用最為廣泛的地區(qū)，雜交棉市場占有率達到９０％以上。但從審定推廣的雜交棉品種來看，雖然審定的品種較多，但是棉花雜種優(yōu)勢利用的途徑單一，缺乏高優(yōu)勢的雜交棉新品種，所利用的雜交棉品種完全是人工去雄陸地棉品種間雜交種，核雄性不育雜交種和胞質(zhì)雄性不育雜交種雖有品種審定，但生產(chǎn)上應(yīng)用極少。

１．１ 品種現(xiàn)狀

湖北省自２０００年以來開始審定雜交棉品種［１］，２０００～２０１１年審定雜交棉品種共４５個，而常規(guī)棉品種只有９個。從品種審定發(fā)展形勢看，２０００～２００３年審定品種數(shù)較少，雜交棉品種有5個；２００４年起審定品種增至７個，其中雜交棉５個；２００５～２００８年審定的雜交棉品種最多，２００６年最高達到１０個；２００９～２０１１審定品種雖少，但均是雜交棉品種（表１）。在所有審定品種中，雜交棉所占比例較高，基本代替了常規(guī)棉。

１．２ 品種產(chǎn)量與質(zhì)量

２００４～２００９年品種的產(chǎn)量在不斷地提高，到２０１０年下降，２０１１年又開始上升；審定品種的纖維品質(zhì)沒有改善，長度和比強度有下降的趨勢，２０１１年長度有所改善，品質(zhì)較優(yōu)（表２）。纖維馬克隆值普遍偏高，沒有一個品種的馬克隆值在最佳范圍Ａ級（３．７～４．２）。由此說明棉纖維在長度、比強度、馬克隆值方面表現(xiàn)不夠協(xié)調(diào)，影響了棉花的纖維品質(zhì)。在品種的抗病性，特別是抗黃萎病方面進展不大，有６個品種抗枯萎病，２個品種較抗黃萎病，只有鄂雜棉１７Ｆ１雙抗枯萎病、黃萎病，顯然難以滿足生產(chǎn)上對抗病品種的需求［２］。另外，有２３個品種屬轉(zhuǎn)基因抗蟲棉花品種，特別是２００6年以后審定的２０個棉花品種中有１９個是轉(zhuǎn)基因抗蟲棉，顯示出新品種選育的抗蟲化。

２ 湖北省雜交棉育種發(fā)展中存在的問題

２．１ 生產(chǎn)上應(yīng)用的高優(yōu)勢組合太少

選育出雜交棉高優(yōu)勢組合是實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的關(guān)鍵，影響湖北省雜交棉產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的主要原因是目前生產(chǎn)上推廣應(yīng)用的高優(yōu)勢組合太少。湖北?。玻埃保材曛饕茝V的抗蟲雜交棉組合有ＥＫ２８８、ＫＢ０２、銅雜４１１、荊雜棉１４２、岡雜棉８號、鄂雜棉２６和鄂雜棉１０號。其中，鄂雜棉１０號為區(qū)試對照，該品種于２００５年審定，在長江流域棉區(qū)春棉品種區(qū)域試驗，子棉、皮棉和霜前皮棉平均產(chǎn)量分別為３ ５１９．００ ｋｇ／ｈｍ２、１ ４５３．９５ ｋｇ／ｈｍ２和１ １６１．１５ ｋｇ／ｈｍ２，分別比對照品種泗棉３號增產(chǎn)２０．６％、１１．９％和１１．５％。近年來，雖然出現(xiàn)了如ＥＫ２８８、ＫＢ０２、銅雜４１１、荊雜棉１４２、岡雜棉８號和鄂雜棉２６等這樣在生產(chǎn)上較好的品種，其在產(chǎn)量上或者某個方面超過鄂雜棉１０號，但是增產(chǎn)的幅度不大，在綜合性狀上，尤其是穩(wěn)產(chǎn)性和適應(yīng)性上難以超過鄂雜棉１０號，這也是該品種一直在市場上占有率較高的原因，同時也說明了湖北省育種水平遇到了一個瓶頸，需要突破，需要能在生產(chǎn)上應(yīng)用的高優(yōu)勢組合來取代以前的品種。

２．２ 種子的真實性和純度問題

品種的真實性和純度是評價種子質(zhì)量最主要的指標。雜交棉種子純度是制約雜交棉發(fā)展的一個重要因素。棉花是常異花授粉作物，在生產(chǎn)上既可自花授粉也可異花授粉。目前湖北省生產(chǎn)上推廣的雜交棉基本上為人工雜交制種，在制種過程中存在一系列問題，嚴重影響了種子的純度。例如制種田空間隔離不到位；默許次日早上去除雄蕊，對母本漏花的管理力度??；公司重視生產(chǎn)過程、忽視收購環(huán)節(jié)，允許農(nóng)戶自由收摘、晾曬的現(xiàn)象普遍存在；人為摻雜使假，常規(guī)種充雜交種，用二代種充一代種。目前，在種子純度鑒定上主要有田間和分子鑒定兩種。田間小區(qū)種植是鑒定棉花品種真實性和測定種子純度的法定方法，一般在當?shù)禺惣具M行。即使到海南種植鑒定，其結(jié)果最快也只能在來年３～４月得出，時間比較晚。一般公司在年底已經(jīng)把種子收回，很難對種子的真實性和純度進行鑒定。分子標記鑒定純度雖然比較快，但是需要專門的試驗設(shè)備，如果鑒定的群體較小就沒有代表性，如果群體過大則檢測費用太高［３］。

２．３ 制種資源和成本問題

我國棉花雜交制種基地主要集中分布在蘇北、豫東、冀南，目前各制種公司對制種面積的競爭十分激烈，形成了公司與公司、品種與品種之間相互交錯，在１個自然村４～５ ｈｍ２的制種面積中，就有７～８家公司安排生產(chǎn)1０多個品種（組合）。近年來，農(nóng)民外出務(wù)工人數(shù)不斷增加，種地“老齡化”、“婦女化”、“兼職化”和“副業(yè)化”的現(xiàn)象越來越嚴重，對棉花雜交制種提出了新的挑戰(zhàn)。另外，由于農(nóng)民生活水平的不斷提高，工作、生活環(huán)境的不斷優(yōu)化，目前，許多農(nóng)民不愿再受棉花制種期間夏日暴曬之苦，棉花雜交制種勞動力供需矛盾日益突出［４］。

２００９年以來，農(nóng)村勞動力價格大幅攀升，制種工價也隨之提高。豫東地區(qū)制種勞動力的日工資從２００３年的８～１０元提高到２０１０年的２５元以上；洞庭湖地區(qū)制種日工資從２０００年的１５～２０元增至２００９年的４０～５０元。工價的大幅提高，明顯增加了制種成本，制種收益急劇下降。２０１０年，制種棉每公頃的種子收入與授粉用工費用基本相平，皮棉收入減去常規(guī)生產(chǎn)投資后，收益無幾，與同等面積的商品棉主產(chǎn)品收益相比明顯偏低［５］。種植制種棉與外出務(wù)工相比更是收益低下。另外，制種公司由于受到成品種子下游銷售價格和利潤空間的限制，近年來種子回收價格雖有所提高，但增幅有限。制種收益的顯著下降嚴重挫傷了農(nóng)民制種的積極性［６］。如果新品種在生產(chǎn)中增產(chǎn)幅度超過常規(guī)棉種３０％以上，人工制種費工、費力和種子價格高等問題即可淡化，從而提高農(nóng)民選種雜交種的積極性，繼而大大加快、加強雜交棉的推廣［７］。

２．４ 品種同質(zhì)化問題

隨著經(jīng)濟的發(fā)展，依靠并服務(wù)于企業(yè)實體的新型科研單位逐漸在競爭中崛起。與企業(yè)相依存的科研單位，可以更緊密地聯(lián)系生產(chǎn)實際，并為企業(yè)近期和中期發(fā)展目標服務(wù)，并在生產(chǎn)應(yīng)用領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。但是，目前廣泛應(yīng)用的陸地棉品種間雜交種由于配組靈活、周期短、見效快，一些不具備育種條件的企業(yè)實體也一哄而上，將此作為一條捷徑進行雜交棉選育，導致目前育出的品種同質(zhì)化程度較高。湖北省每年都要審定通過相當數(shù)量的棉花新品種，這些品種在豐產(chǎn)性、抗逆性等方面同質(zhì)化程度高、遺傳基礎(chǔ)狹窄、缺乏突破性品種。這種現(xiàn)象不利于主導品種的推廣，影響了湖北省棉花單產(chǎn)水平的提高，最終的結(jié)果是品種的壽命短。此外，近年來棉花育種工作中功利思想嚴重，追求短、平、快，忽視科研原創(chuàng)的傾向尤為嚴重，如不引起高度重視，將會造成棉花科研工作的后勁嚴重不足。

３ 湖北省雜交棉育種發(fā)展趨勢

３．１ 加快優(yōu)良新種質(zhì)和新材料的研究、開發(fā)、創(chuàng)新與利用

種質(zhì)是育種的物質(zhì)基礎(chǔ)，是否擁有優(yōu)異的棉花種質(zhì)資源是決定育種成敗的關(guān)鍵因素之一。首先，應(yīng)不斷拓寬品種資源的搜集范圍，廣泛搜集具有棉花生產(chǎn)和育種需要特性的各種優(yōu)異材料，挖掘不同棉種的抗棉鈴蟲、抗黃萎病、抗鹽堿及高強力纖維的種質(zhì)，以豐富棉花的遺傳基礎(chǔ)，構(gòu)建廣基群體，擴大變異源，作為中長期育種的基因庫。其次，深化棉花品種資源的鑒定研究［８］。對各類資源進行分類并作出綜合評價，篩選出各具不同特點、優(yōu)良資源供棉花育種利用。利用輻射誘變、雜交、生物工程等新技術(shù)和具有抗病蟲、優(yōu)質(zhì)等性狀的野生、半野生或種間雜種材料，創(chuàng)造育種需要的優(yōu)異新種質(zhì)。

３．２ 大力發(fā)展兩系、三系雜交棉品種的選育

隨著高優(yōu)勢的兩系、三系組合的育成，我國雜交棉從高成本、高價格向著低成本、低價格的方向發(fā)展，這種趨勢演化可以從根本上克服雜交棉制種投入大、風險大、制種質(zhì)量難以控制等缺陷，可以有效解決我國當前勞動力不足和勞動力成本提高等問題［９］。目前在兩系育種方面，四川省農(nóng)科院走在前列，選育了大量的兩系雜交棉；而三系方面，邯鄲農(nóng)科院取得了較大的進步。根據(jù)湖北省的情況，要加大兩系、三系的研究力度，盡快推出優(yōu)勢強的雄性不育棉花雜交組合，是解決湖北省棉花雜交種制種諸多難題的關(guān)鍵措施。同時應(yīng)注重搜集和創(chuàng)造新的不育源，加強對現(xiàn)有材料的改造，積累有利基因，使育性恢復(fù)達到１００％。發(fā)展并利用基因工程創(chuàng)造不育系和恢復(fù)系，創(chuàng)建新三系，消除不育胞質(zhì)對雜種后代的負效應(yīng)，選配強優(yōu)組合。

３．３ 加大雜種二代的利用

棉花雜交種Ｆ２的增產(chǎn)優(yōu)勢雖然不及Ｆ１，但仍然有８％～１０％的增產(chǎn)效果。早在２０世紀９０年代，河北省農(nóng)林科學院棉花研究所就已經(jīng)注重棉花雜交種Ｆ２的利用，如１９９３年通過河北省審定的冀棉１８ （雜２９），其雜交種Ｆ２的增產(chǎn)效果在２０％以上，推廣面積達７萬ｈｍ２。胡新燕等［１０］對６個雜交組合的Ｆ２進行了研究，結(jié)果表明轉(zhuǎn)基因抗蟲雜交棉Ｆ２代不僅具有一定的競爭優(yōu)勢，且抗蟲性較好，在生產(chǎn)上有利用價值；同時，為了獲得優(yōu)勢強、抗性好的Ｆ２組合，應(yīng)選擇高產(chǎn)母本和高抗蟲父本。因此雜種二代是可以利用的，但是在雜種二代的利用上，要注意一些問題。雜交種Ｆ２的有效利用，關(guān)鍵是親本的選擇，雙親應(yīng)選擇豐產(chǎn)性好、抗枯耐黃、株型相近、纖維長度相差不大的品種，便于在生產(chǎn)上大面積應(yīng)用。加強雜交種Ｆ１的研究利用，培育出性狀優(yōu)良的Ｆ２以應(yīng)用于生產(chǎn)中，能夠為制種企業(yè)節(jié)約成本，提高其制種積極性，為雜交棉迅速推廣起到很大的促進作用。

３．４ 化學殺雄

化學殺雄是指選用某種化學藥劑，在作物生長發(fā)育的一定時期噴灑于母本上，直接殺死或抑制雄性器官，造成雄蕊生理不育而不損傷子房和柱頭。采用高效、低成本的殺雄劑，結(jié)合現(xiàn)有的指示性狀及轉(zhuǎn)基因抗除草劑材料，可以很方便地淘汰假雜種。化學殺雄技術(shù)是未來實現(xiàn)雜交棉制種技術(shù)突破最有希望的途徑之一。利用化學藥劑殺死雄蕊可省去人工去雄，雜交配組既方便又靈活，還可免除在選擇親本方面受不育系遺傳背景的約束。Ｅａｔｏｎ首次應(yīng)用化學殺雄劑ＦＷ４５０后，一度興起了利用化學殺雄手段生產(chǎn)棉花雜交種子研究的高潮。中國在２０世紀７０年代開展了較大規(guī)模的化學殺雄的研究，但基本上是應(yīng)用國外發(fā)現(xiàn)的一些化學試劑，只是在使用濃度和方法上作了一些改進，缺乏突破性研究。目前國內(nèi)外把化學殺雄劑用于雜交棉制種的研究很少。由于化學殺雄劑在棉花雜交制種中的獨特優(yōu)點，應(yīng)加強篩選新的化學殺雄劑的研究。即使篩選的化學殺雄劑不能１００％地殺雄，但可配合其他指示性狀，例如芽黃性狀、無腺體性狀、紅葉、葉基無紅斑、雞腳葉等，在苗期及時剔除假雜種。此外，利用具有抗除草劑基因的棉花品種做父本也可以達到雄性不育的目的。最近國外利用抗除草劑基因的棉花品種，在干旱的開花期，把廉價的除草劑草甘膦作為殺雄劑誘導花粉不育，這樣可以不去雄配制雜交組合；但該方法對于不抗除草劑的棉花品種則不能使用，雜交配組的自由度受到限制。王秀麗等［１１］研究表明，噴灑除草劑雖然不會造成抗性植株死亡，但會對其育性造成明顯影響。孟慶忠等［１２］利用１０％的草甘膦１００倍稀釋液噴施抗除草劑的母本，得到母本全株雄性不育。此外，在新疆開放條件下利用蜜蜂傳粉的棉花制種研究已取得進展，若能夠?qū)⒚鄯鋫鞣鄞竺娣e應(yīng)用于棉花雜交制種，可徹底省去人工去雄環(huán)節(jié)，制種成本將會大幅度降低，制種企業(yè)的生產(chǎn)積極性也會大大提高，棉花雜交種的推廣速度會迅速加快。

３．５ 選育具有特異性狀的雜交棉品種

特異性狀包括指示性狀、雌雄蕊異熟、柱頭異常等。以苗期具有隱性性狀的品種為母本，以具有顯性性狀的品種為父本進行雜交，雜種一代就可根據(jù)苗期隱性性狀的有無來識別真假雜種。我國已經(jīng)研究過的指示性狀有紅葉、芽黃、子葉基無紅斑、光子、隱性無腺體、顯性無腺體、子葉柄無絨毛、雞腳葉等，其中芽黃、無腺體及光子應(yīng)用較好［１３］。選育帶有抗２，４-Ｄ或抗草甘膦等除草劑的恢復(fù)系，實現(xiàn)雜交棉種子純度的快速鑒定，清除假雜種［１４］。另外，目前已選育了一些標記性雜交棉，例如河北省石家莊市農(nóng)業(yè)科學院利用超雞腳葉、無腺體兩個遺傳標記性狀自交系與Ｙ２-２選育了新品種標記抗蟲雜交棉一號；山東棉花研究中心利用紅花性狀選育了帶有紅花標記的新品種雜交棉魯０５Ｈ９，這些雜交棉的選育保證了雜交棉種子的純度，大大提高了種子的質(zhì)量。選育具有特異性狀的雜交棉品種不僅可以省去人工去雄節(jié)約成本，還可以保證種子的純度。

３．６ 強化雜交棉品質(zhì)育種

湖北省是我國重要的優(yōu)質(zhì)棉基地，地理、氣候條件優(yōu)越，植棉歷史悠久，棉花單產(chǎn)高，纖維品質(zhì)優(yōu)，種植面積大，是我國主產(chǎn)棉省之一。結(jié)合湖北省的優(yōu)勢，大力發(fā)展高品質(zhì)的雜交棉品種是湖北省棉花發(fā)展的主要方向。隨著社會進步和人民生活水平的提高，對高品質(zhì)棉的需求將日益增加。棉花纖維強度是棉紡織品質(zhì)量和原棉外銷的重要指標。從日本紡紗檢驗協(xié)會對不同產(chǎn)棉國的原棉性能試驗結(jié)果分析，我國原棉品質(zhì)差主要表現(xiàn)在強度方面，零隔距斷裂比強度明顯偏低，而長度、細度和成熟度同其他主要產(chǎn)棉國相比相差甚小，符合紡織工業(yè)要求［１５］。湖北省棉花纖維品質(zhì)在比強度、整齊度等方面表現(xiàn)較好，纖維長度居于全國中上等水平，符合紡織工業(yè)要求。但是多數(shù)品種麥克隆值較高，棉纖維偏粗。如定位為適紡５０支以上高支紗商品棉基地，在棉花品種纖維遺傳品質(zhì)改進時，應(yīng)注意馬克隆值的降低和纖維色澤品級的提高［１６］。目前湖北省主推品種間纖維品質(zhì)差異較大，在今后的選育中，要重點注意降低馬克隆值和提高纖維色澤品級，同時增加長度和比強度。

３．７ 利用現(xiàn)代生物技術(shù)提高育種效率

傳統(tǒng)的育種技術(shù)由于周期長越來越不能滿足現(xiàn)在育種的需要，而生物技術(shù)可人工操作其目標性狀，具有快速創(chuàng)造新材料的優(yōu)勢，受到人們的關(guān)注，目前已取得了長足進步。例如利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)可以快速創(chuàng)造新的棉花品種資源，只有創(chuàng)造出具有特殊遺傳基因的材料，才能育成好的棉花品種。利用分子標記技術(shù)可將不同特殊性狀的基因聚合于同一育種材料中，豐富材料的遺傳基因，例如用此技術(shù)聚合多個抗蟲基因于同一育種材料，從中選育的新品種（系）就可以減緩抗蟲棉抗性的衰退，增加棉花品種的抗蟲性、適應(yīng)性，選育出好的轉(zhuǎn)基因抗蟲棉新品種。生物技術(shù)的利用在棉花資源的快速篩選和抗棉鈴蟲、抗除草劑新材料的創(chuàng)造等方面取得了巨大的進展，并已大規(guī)模商業(yè)化生產(chǎn)，獲得了巨大的經(jīng)濟效益、生態(tài)效益和社會效益，因此必須大力發(fā)展生物技術(shù)輔助育種，提高育種的速度和效率［１７］。

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