我國2007―2018年轉(zhuǎn)基因抗蟲棉品種審定情況評析

梁晉剛，姜偉麗，宋賢鵬，王麗，朱香鎮(zhèn)，張秀杰，馬艷*

（1.農(nóng)業(yè)農(nóng)村部科技發(fā)展中心，北京 100176；2.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院棉花研究所/棉花生物學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，河南 安陽 455000）

20多年來，中國轉(zhuǎn)基因棉花研究與應(yīng)用取得了驕人的成績，培育出大量轉(zhuǎn)基因抗蟲棉品種，并在全國范圍內(nèi)推廣種植，從1999年到2013年，國產(chǎn)抗蟲棉的市場占有率從5%提升為98%，累計(jì)推廣面積超過3 000萬hm2，打破了國外對抗蟲棉的壟斷[1]，促進(jìn)了中國的棉花生產(chǎn)和種子產(chǎn)業(yè)發(fā)展，同時推動了棉花遺傳育種研究[2-3]。基于轉(zhuǎn)基因抗蟲棉較強(qiáng)的親和性和優(yōu)勢互補(bǔ)性，運(yùn)用轉(zhuǎn)基因生物育種技術(shù)，選育出了一系列轉(zhuǎn)基因抗蟲棉雜交種，促進(jìn)了我國雜交棉產(chǎn)業(yè)化的進(jìn)程[4]，同時完善了中國棉花產(chǎn)業(yè)的育種體系。

1997年河北省審定的第一個轉(zhuǎn)基因抗蟲棉品種新棉33B，是美國岱字棉公司研發(fā)的。該公司在1997－2006年聯(lián)合孟山都公司研發(fā)選育出了7個轉(zhuǎn)基因抗蟲棉品種，先后在河北省、河南省、山東省、安徽省、湖北省和湖南省審定，在2003年以前無論是品種數(shù)量還是種植面積，都占國內(nèi)抗蟲棉的統(tǒng)治地位[5]。而國產(chǎn)轉(zhuǎn)基因抗蟲棉從1998年開始審定，其中由中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院棉花研究所培育的中棉所38 是第一個國審抗蟲棉品種，促進(jìn)了中國轉(zhuǎn)基因棉花品種培育和生產(chǎn)推廣[6]。隨著中國自主研發(fā)的轉(zhuǎn)基因抗蟲棉逐漸成熟，通過審定的國產(chǎn)抗蟲棉的品種數(shù)量和種植面積逐年提高。目前，國內(nèi)抗蟲棉在黃河流域、長江流域棉區(qū)形成了不同熟期不同類型合理搭配、常規(guī)棉與雜交棉并重的品種體系。

國內(nèi)從事抗蟲棉品種選育工作的不僅有科研單位、大專院校，還有一批專業(yè)從事棉種或以棉種為主的育繁推一體化的種業(yè)公司和民營企業(yè)，使得抗蟲棉品種的選育更貼近市場的需求，加快了品種選育和推廣的步伐[7]。而近10年來，隨著全球棉花價(jià)格低迷，植棉成本居高不下、比較效益降低，黃河流域棉區(qū)和長江流域棉區(qū)的植棉面積呈現(xiàn)出逐年下降的趨勢。為了更好地了解國內(nèi)抗蟲棉的育種狀況，本文匯總分析了2007－2018年的12年間黃河流域和長江流域主要植棉省審定的品種數(shù)量、品種屬性、育種單位以及棉花種植面積的變化趨勢，為國內(nèi)轉(zhuǎn)基因抗蟲棉育種產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供數(shù)據(jù)支撐。

1 黃河流域?qū)彾ǖ钠贩N分析

1.1 審定品種數(shù)量

河南省、河北省、山東省、山西省、陜西省是黃河流域主要植棉省。根據(jù)不同的生態(tài)條件、生產(chǎn)布局及品種生育特點(diǎn)，5個主要植棉省2007－2018年共審定401個轉(zhuǎn)基因抗蟲棉品種（系）（表1），其中國家審定89個，各省審定312個。其中河南、河北、山東審定的轉(zhuǎn)基因抗蟲棉品種數(shù)量較多，分別為129、105、68個；山西和陜西審定的轉(zhuǎn)基因抗蟲棉品種數(shù)量較少。從表1 數(shù)據(jù)還可以看出，在這12年間通過國審和省審的品種數(shù)量呈現(xiàn)出下降趨勢。

1.2 審定品種的主要類型

根據(jù)是否利用雜種優(yōu)勢,將抗蟲棉品種分為常規(guī)抗蟲棉和雜交抗蟲棉[8]。由表1可知，2007－2011年，通過審定的2個類型品種數(shù)量持平，常規(guī)抗蟲棉和雜交抗蟲棉各審定110個品種；2012－2018年，通過審定的常規(guī)抗蟲棉品種共計(jì)117個，雜交抗蟲棉品種數(shù)量有所下降，為64個，均主要分布在河南、河北和山東3省。其中，河南審定的品種數(shù)量最多，其次是河北和山東，山西和陜西審定的數(shù)量最少。

1.3 主要育種單位

從表2可以看出，2007－2018年參加轉(zhuǎn)基因抗蟲棉品種選育工作的主要單位類型是科研院（所）和種業(yè)公司，教學(xué)單位選育的品種數(shù)量相對較少。國審品種的育種單位中，科研院（所）和種業(yè)公司的數(shù)量相當(dāng)，但科研院（所）選育的品種數(shù)占總數(shù)的62%，排名前5位是中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院棉花研究所、山東棉花研究中心、邯鄲市農(nóng)業(yè)科學(xué)院、河北省農(nóng)林科學(xué)院棉花研究所和新鄉(xiāng)市錦科棉花研究所，種業(yè)公司排名前3位的是河間市國欣農(nóng)村技術(shù)服務(wù)總會、山東鑫秋農(nóng)業(yè)科技股份有限公司和濟(jì)南鑫瑞種業(yè)科技有限公司。參加河南省品種審定的科研院（所）有19 家，比種業(yè)公司少11 家，但科研院（所）選育的品種數(shù)量占河南省審定品種總數(shù)量的57%，育種實(shí)力要強(qiáng)于種業(yè)公司。其中：排名前5位的科研院（所）是中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院棉花研究所、河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院經(jīng)濟(jì)作物研究所、鄭州市農(nóng)林科學(xué)研究所、新鄉(xiāng)市錦科棉花研究所和開封市農(nóng)林科學(xué)研究所；排名前3位的種業(yè)公司是河南省中創(chuàng)種業(yè)短季棉有限公司、河南科林種業(yè)有限公司和北京奧瑞金種業(yè)股份有限公司。同樣，參加河北、山東、山西品種審定的科研院（所）的數(shù)量均低于種業(yè)公司甚至不及種業(yè)公司的一半，但科研院（所）選育的品種數(shù)量均占各省審定總數(shù)量的50%以上，如河北省的主要育種單位是河北省農(nóng)林科學(xué)院棉花研究所、邯鄲市農(nóng)業(yè)科學(xué)院和河北省農(nóng)林科學(xué)院旱作農(nóng)業(yè)研究所；山東省排名靠前的育種單位是山東棉花研究中心、德州市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院和山東農(nóng)業(yè)大學(xué)，區(qū)域優(yōu)勢也較為明顯；參與山西省品種審定的單位較少，主要是山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院棉花研究所、中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院棉花研究所和河北農(nóng)業(yè)大學(xué)。

表1 黃河流域主要植棉省2007－2018年審定的轉(zhuǎn)基因抗蟲棉品種分類型統(tǒng)計(jì)

表2 2007－2018年黃河流域主要植棉省通過審定的轉(zhuǎn)基因抗蟲棉單位類型情況

1.4 棉花種植面積

從表3可以看出，2007－2016年黃河流域棉區(qū)主要植棉省種植面積呈現(xiàn)出逐年下降的趨勢，如河南省由2007年的70萬hm2下降到2016年的10.006萬hm2，下降幅度高達(dá)86%；河北省由2007年的68萬hm2下降到2016年的28.857萬hm2，下降幅度達(dá)到58%；同樣，山東、山西、陜西各省的種植面積均在縮減，下降幅度分別達(dá)到48%、93%、73%。其主要原因是全球棉花價(jià)格低迷，植棉成本居高不下、比較效益降低。

表3 2007－2016年黃河流域棉區(qū)種植面積情況 萬hm2

2 長江流域?qū)彾ǖ钠贩N分析

2.1 審定品種數(shù)量

湖北省、安徽省、湖南省、江西省、浙江省、四川省是長江流域主要植棉省。根據(jù)不同的生態(tài)條件、生產(chǎn)布局及品種生育特點(diǎn)，6個主要植棉省2007－2018年通過審定的轉(zhuǎn)基因抗蟲棉品種（系）有217個（表4），其中通過國家審定的為35個，各省審定總和為182個。湖北、安徽、湖南審定的轉(zhuǎn)基因抗蟲棉品種（系）數(shù)量較多，分別為50、49、43個（表4）；湖北和安徽審定的品種數(shù)量相當(dāng)；江西、浙江、四川審定的轉(zhuǎn)基因抗蟲棉品種數(shù)量相對較少。

2.2 審定品種的主要類型

由表4可知，長江流域棉區(qū)審定的品種以雜交抗蟲棉為主，2007－2018年審定的217個品種中有188個屬雜交抗蟲棉，僅有29個品種是常規(guī)抗蟲棉；2014年之前審定品種中僅有4個是常規(guī)抗蟲棉；2015－2018年常規(guī)抗蟲棉品種數(shù)量有所增加，共審定了25個，主要分布在湖北、湖南、江西、浙江4省，其中湖北審定的常規(guī)抗蟲棉品種數(shù)所占的比例較高，在40%左右。安徽、四川審定的品種均是雜交抗蟲棉。

2.3 審定品種的育種單位

從表5可以看出，長江流域抗蟲棉品種選育的主要單位類型也是科研院（所）和種業(yè)公司。國審品種的育種單位中，科研院（所）和種業(yè)公司的數(shù)量相當(dāng)，科研院（所）選育的品種數(shù)占總數(shù)的40%。其中選育品種數(shù)量較多的科研院（所）是荊州農(nóng)業(yè)科學(xué)院、荊州市霞光農(nóng)業(yè)科學(xué)試驗(yàn)站、中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院棉花研究所和安徽省農(nóng)業(yè)科學(xué)院棉花研究所，種業(yè)公司排名前3位的是河間市國欣農(nóng)村技術(shù)服務(wù)總會、湖北惠民農(nóng)業(yè)科技有限公司和創(chuàng)世紀(jì)轉(zhuǎn)基因技術(shù)有限公司。湖北、湖南參加審定的科研院（所）少于種業(yè)公司，但科研院（所）審定的品種數(shù)所占的比例較高。其中，湖北省排名靠前的是湖北省農(nóng)業(yè)科學(xué)院經(jīng)濟(jì)作物研究所、荊州農(nóng)業(yè)科學(xué)院、黃岡市農(nóng)業(yè)科學(xué)院和湖北省國營三湖農(nóng)場農(nóng)科所；湖南省主要是湖南省棉花科學(xué)研究所，其次是湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)和中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院棉花研究所；參加江西、浙江、四川審定的主要是科研院（所），種業(yè)公司較少，如參加江西省品種審定的主要是江西省棉花研究所、湖北省農(nóng)業(yè)科學(xué)院經(jīng)濟(jì)作物研究所和中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院棉花研究所，參加浙江省品種審定的主要是中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院棉花研究所、慈溪市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所和浙江大學(xué)農(nóng)業(yè)與生物技術(shù)學(xué)院，參加四川省品種審定的主要是四川省農(nóng)業(yè)科學(xué)院經(jīng)濟(jì)作物育種栽培研究所和遂寧市宏宇農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所；參加安徽省品種審定的種業(yè)公司較多，比科研院（所）多1 倍，并且種業(yè)公司選育品種數(shù)占總數(shù)的70%。

表4 長江流域主要植棉省2007－2018年審定的轉(zhuǎn)基因抗蟲棉品種分類型統(tǒng)計(jì)

表5 2007－2018年長江流域主要植棉省通過審定的轉(zhuǎn)基因抗蟲棉單位類型情況

2.4 種植面積

長江流域棉區(qū)主要植棉省種植面積亦呈現(xiàn)出逐年下降的趨勢（表6）。其中：湖北省由2007年的51.422萬hm2下降到2016年的20.251萬hm2，下降幅度高達(dá)61%；安徽省由2007年的37.588萬hm2下降到2016年的18.344萬hm2，下降幅度達(dá)到51%；同樣，湖南、江西、浙江、四川各省的種植面積均在下滑，下降幅度分別達(dá)到40%、40%、41%、58%。湖北省的種植面積縮減最為明顯。

表6 2007－2016年長江流域棉區(qū)種植面積情況 萬hm2

3 結(jié)論與建議

通過對2007－2018年我國黃河流域和長江流域主要植棉省審定品種的分析可知，黃河流域棉區(qū)審定的品種數(shù)量高于長江流域棉區(qū)；黃河流域棉區(qū)常規(guī)抗蟲棉和雜交抗蟲棉育種并重，而長江流域棉區(qū)以雜交抗蟲棉為主，近幾年常規(guī)抗蟲棉品種數(shù)量有增加的趨勢；兩大棉區(qū)育種單位仍以公益性研究團(tuán)隊(duì)為主，科研院（所）是參與抗蟲棉育種工作的主力軍，并且各省審定品種的育種單位區(qū)域性比較強(qiáng)；受多重因素的影響，兩大棉區(qū)同樣面臨著植棉面積大幅度下滑的局面。但隨著優(yōu)良品種的逐步更替和植棉技術(shù)的不斷改進(jìn)，在植棉面積下滑的同時，棉花的單位面積產(chǎn)量卻在逐年攀升，由2007年的1 284.99 kg·hm－2提升到2016年的1 579.88 kg·hm－2，提升了20%以上[9]。

目前，選育的抗蟲棉品種性狀還比較單一，今后需要在抗蟲的基礎(chǔ)上增加多性狀基因，比如拓展害蟲譜、提高抗逆性尤其是耐鹽堿和耐除草劑特性。同時，加強(qiáng)棉花品種研發(fā)力度、推進(jìn)新型轉(zhuǎn)基因抗蟲棉等重大產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程已列為國家“十三五”規(guī)劃的一個重點(diǎn)[10-11]。因此，創(chuàng)制多樣性的資源材料，培育多樣性的新品種，以適應(yīng)不同棉區(qū)多樣化的生態(tài)，朝著高產(chǎn)高品質(zhì)的方向努力，是中國轉(zhuǎn)基因棉花育種發(fā)展的根本途徑。