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棉属种间杂交育种体系的创立 |
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姜茹琴
长期以来，棉花育种一直沿用品种间杂交和系统选育方法，由于所有栽培品种都起源于少数共同的原始类型，亲缘关系过近，遗传基础贫乏，至今已难以选出突破性品种，而且长期近缘交配，还带来严重缺陷，如新品种增产幅度不大，退化快，纤维品质差、抗病虫害等抗性差，无法满足生产的需要。棉属中除陆地棉、海岛棉、亚洲棉及非洲棉为栽培种外，野生种就有几十种，它们分别具有高抗黄萎枯萎病、抗干旱盐碱、抗棉蚜棉铃虫、纤维拉力强等有益性状。多年来,棉花育种家一直希望将野生棉的这些优良性状转到栽培种中,但是，棉花远缘杂交育种存在许多理论上和技术上的难题，如种间不可交配、杂种F1的不育性、杂种群体的长期疯狂分离以及双亲优良性状难以重组，长期以来棉花远缘杂交育种难以取得突破性进展。
为攻克棉花远缘杂交育种中存在的难题，中国科学院遗传所梁正兰等研究组从1973年开始设计了分三步走的研究路线：首先查明种间隔离的各种机理，并找到克服杂交不孕和F1不育性的有效方法；第二步探索种间杂种各世代特有的遗传选育规律，并取得多个种间组合的高代可育群体；第三步创育出具有优异性状的新品种、新资源。前两步属理论和新技术研究，由遗传所单独完成,第三步育种阶段则由遗传所主持,与石家庄市农科院等5个育种单位组成协作组，用遗传所提供的高代杂种进行联合攻关，优势互补。通过26年的研究，上述三个阶段的科研任务已取得突破性进展，成功地建成了棉属种间杂交育种新体系,不仅获得15个野生种与栽培种的杂交后代,并从中育成10种类型各具优异性状的新型种质资源，先后向国内多家育种单位提供优良杂种材料6 022份，育成高产、优质、多抗新品种7个，还有8个优良品系参加国家级或省级棉花品种区试，表现优良。所育的新品种累计推广面积已近106.7万公顷，创经济效益15～18亿元,这一科研成果于1998年荣获中国科学院技术发明奖特等奖。
以棉花新品种“石远321”为代表的种间杂交新品种，是中国科学院遗传所与石家庄市农科院合作，从陆地棉-海岛棉-瑟伯氏野生棉三个棉种杂交培育成功的。该品种从1991年到1994年57处产量比较试验中，平均比中棉所12号增产18.2％，尤其是在1993年到1994年国家级黄河流域棉花品种区试中，共7个省(市)35点次，两年籽棉、皮棉、霜前皮棉的产量均居9个参试品种第一位，分别比对照品种中棉所12号增产12.6％、15.9％和19.7％，每公顷增产皮棉近150公斤，比排列第二位的品种增产13.4％。1995年在国家级黄河流域生产试验中，籽棉、皮棉和霜前皮棉产量分别比对照中棉所12号增产17.7％、21.0％和26.5％。1998年在新疆农三师的13公顷面积上，皮棉产量达到3090公斤/公顷;同年在新疆农一师十团在连续遭受三次特大风灾的情况下，平均皮棉产量仍达到1 275公斤/公顷。
石远321是产量、品质、抗性等综合性状均优良的品种，1994年经全国黄河流域区试,对参试品种的纤维品质、产量水平、早熟性、抗病性和出苗性5个性状指标进行模糊评判，居参试9个品种的首位，在参试品种中,仅有石远321一个品种高于对照中棉所12号。两年35点次棉样经农业部纤维品质检测中心检测结果：2.5％跨长28.4毫米，比强20.5克/特克斯，麦克隆值4.7，整齐度52.2，环纺纱强119磅，气流纺纱品质指标为1 767。以上各项纤维品质指标均符合国家“八五”攻关要求。由于“石远321”融高产、优质、多抗为一体，已在我国广大棉区种植，1996～1998年,在河北、江苏、河南、山东、安徽和新疆等棉区累计推广面积为128.3万公顷。该品种于1997年先后通过河北省和国家品种审定委员会审定, 1998年通过新疆维吾尔自治区品种认定。
基金项目：国家攻关和中国科学院重大科研项目
作者简介：姜茹琴，女，研究员，1965年毕业于北京农业大学，1973～1999年从事棉花种间杂交遗传育种。
姜茹琴（中国科学院遗传研究所,北京 100101）
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