国外棉花的育种历程是怎样的?
时间:2021-12-22 11:17:23 来源: 作者: 字号:【

  全球棉花育种进程,大体分为引种、常规选育、基因工程育种3个大的阶段。

  1.引种时期。引种是指将外地或外国的新作物、新品种、新品系和遗传材料引入当地,经本地试种成功后,直接在生产中推广应用。由于引种简便易行、见效快,早期在棉花育种中大量采用。

  大约在公元前500—1000年之间,亚洲棉从印度向西扩展至非洲和地中海各地,向东传播至缅甸、越南等国。越南在公元前1500年就有了棉花,是佛教僧侣引进的,但是直到公元3—4世纪才广泛的种植。草棉,是在史前时期通过部落和各国人民之间的贸易往来逐步向外传播,经过埃塞俄比亚、埃及、伊朗、伊拉克、土耳其、希腊等传到东方各国。大约在公元7—8世纪,草棉先后传入亚洲的一些国家。陆地棉约于17世纪初从墨西哥引入美国南部,以后逐渐的传入各个主要的产棉国。1793年Eli Whitney发明了锯齿轧花机,使轧花效率大大提高,美国棉花生产规模迅速扩大。在此背景下,美国从墨西哥引种速度加快,并培育了大量的优良棉花品种,如金字棉、斯字棉等。后来这些品种被印度、苏联、中国、埃及等产棉国引种,在全球广泛种植。海岛棉原产于南美洲,1492年哥伦布发现新大陆后就带回了欧洲进行广泛的种植。1786年开始在美国大面积的栽培,以后渐渐的发展到非洲和印度等地。苏联19世纪末以前种植的都是产量水平低、纤维品质差的草棉品种。1870年从美洲、埃及引种了海岛棉,但因晚熟并未成功。1884年成功从美国引种早熟、产量高、纤维长、品质优的金字棉、鲁赛尔斯棉、克里弗林得棉,并逐渐替代了本地草棉品种。

  2.常规选育时期。传统选育通常是将引进的外来优异品种与本地适应性更好的种质杂交,构建遗传群体,结合实际生产问题选育新品种。

  世界产棉国利用常规育种技术进行近代棉花育种已有100多年的历史,已育成大批在生产上推广种植的优良品种。1922—1930年,苏联采用当地比较高产的品种拉弗罗茨基、169、182等替换了当时所谓的“工厂混杂体”。其中拉弗罗茨基推广面积高达100万公顷,产量提高15%—20%,衣分提高2—3百分点。采用系统选育法从引进品种群体中选育出高产长绒棉新品种,包括从爱字棉0278中选育出来的8517、从金字棉群体中培育出的早熟棉花品种1306。上世纪70年代初,印度采用常规育种技术育出世界上第一个杂交种H4的推广面积曾高达130万公顷,占当时印度棉田总面积的17%;90年代育成并发放中绒陆地棉杂种kirti,比H4不仅早熟而且增产79%;培育的陆地长绒杂种Savita绒长32mm,麦克隆3.5—3.8,适纺80支高精纱。在优质棉育种方面,美国居领先地位,采用常规育种选育的品种绒长一般在27—30mm,强度30cN/tex,麦克隆4.0—4.2,主要代表性品种是爱字棉系列。

  3.基因工程育种时期。基因工程育种是指借助分子生物学手段将外源基因通过体外重组导入受体细胞内,使这个基因能在受体细胞内复制、转录、翻译表达,使受体植株表现出期望的优良性状。

  美国孟山都公司1988年率先将苏云金杆菌的Bt基因插入到棉花基因组,培育出了能够防治棉铃虫的转基因抗虫棉植株。经过大量田间试验和转基因栽培品种的培育,1996年美国正式将转Bt基因抗虫棉推向市场。1994年由Calgene公司研发的抗苯腈类除草剂的转基因棉花BXN也获得批准进行商业化种植。从1997年到2010年,转基因棉占美国棉花面积的比例从15%提高到了73%。如今,美国种植的陆地棉全部为转基因抗除草剂、抗虫和抗病的多抗性品种。

  全球转基因棉花的种植面积从2008年的760万公顷增长到2018年的2490万公顷,占棉花种植面积的比例从30%提高75%。印度自2002年从美国引进转Bt基因抗虫棉,到2018年已占棉花种植面积的95%。

  转基因抗虫棉的问世,打破了原来的育种格局,主要产棉国棉花新品种选育重心大多由传统的常规育种向基因工程育种转变。

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