棉花育種學第1頁第2頁主要參考文件：1、潘家駒主編《棉花育種學》，中國農(nóng)業(yè)出版社，1998年；2、黃駿麒等編著《中國棉作學》，中國農(nóng)業(yè)出版社，1998年。第3頁第一節(jié)、我國棉花育種概況棉花是主要經(jīng)濟作物之一。棉纖維－主要紡織原料棉籽油、棉籽蛋白－植物油料和蛋白質(zhì)資源世界各主要產(chǎn)棉國都以培育新品種作為提升單產(chǎn)和改進品質(zhì)主要辦法。第4頁20世紀初，世界五大產(chǎn)棉國或地域：中國美國中亞印度巴基斯坦生產(chǎn)概況:全世界棉田總面積大致穩(wěn)定在3200萬公頃左右，大多分布在暖溫帶、亞熱帶和熱帶。按緯度和棉花收花期，可分為三個植棉帶：北帶、中帶和南帶。近年來，全世界有75個產(chǎn)棉國。年產(chǎn)皮棉100萬噸以上國家有中國、美國、印度；巴基斯坦和烏茲別克斯坦。1982年以來，中國躍居世界首位。第5頁1.1棉花育種方法及結(jié)果1.1.1引種

引種指從國外引進品種直接在生產(chǎn)上應用，是取得生產(chǎn)上迫切需要新品種快速有效路徑。亞洲棉(低產(chǎn)、纖維粗短)1919～1920年引入金字棉、脫字棉、愛字棉等品種；1933～1936年引入德字棉53l、斯字棉4、珂字棉100等品種；1950年引入岱字棉15品種。新疆棉區(qū)于50～60年代從前蘇聯(lián)引進海島棉品種。第6頁引種要求引種能否成功取決于引種地域生態(tài)條件適應：首先必須注意引種地域間氣候條件相同性。美國植棉帶與我國長江、黃河流域棉區(qū)自然條件比較近似，普通引種比較輕易成功；原產(chǎn)美國密西西比州岱字棉、斯字棉、德字棉等，引入我國長江、黃河流域棉區(qū)種植；原產(chǎn)美國北部棉區(qū)北卡羅萊納州金字棉，引入我國東北特早熟棉區(qū)種植，都取得很好結(jié)果。其次，引種必須注意品種生育類型在不一樣棉區(qū)適應性。如斯字棉4號、斯字棉2B、岱字棉15等品種，屬中熟、中鈴類型，植株較渙散，鈴中等大，結(jié)鈴性和纖維品質(zhì)等性狀很好，適應性廣，適合于我國長江、黃河流域自然和生產(chǎn)條件。而早熟緊湊型為布藍柯3363、鄧恩119等，以及晚熟大鈴型如珂字棉4104、愛字棉SJ—1、佩馬斯特11lA，在我國棉區(qū)條件下增產(chǎn)潛力不大，普通不宜栽培。第7頁1.1.2系統(tǒng)育種法在現(xiàn)有推廣種植品種群體中，選擇優(yōu)良變異個體(單株)或單鈴，培育而成新品種方法，稱為系統(tǒng)育種法?！艋A：自然群體遺傳變異是系統(tǒng)育種法進行選擇基礎?！暨z傳變異起源：(1)天然雜交(2)基因突變(3)剩下變異及潛伏純合基因在不一樣生態(tài)條件下顯現(xiàn)剩下變異－因為棉花是常異花授粉作物，即使經(jīng)過多代自交，品種在遺傳上純合依然是相正確，自交后代群體中殘留雜合基因所引發(fā)變異。第8頁1.1.3雜交育種法雜交育種是選擇適當親本，經(jīng)過雜交，使控制親本雙方優(yōu)良性狀基因在P1群體中結(jié)合為雜合型，在F1經(jīng)過自交形成F2分離群體中，選擇符合育種目標個體，再在以后世代中連續(xù)選擇和判定，培育純合而合乎要求理想品種方法。類型：品種間雜交種屬間雜交（遠緣雜交）親本選配：主要標準雜交方式：單交、復交、回交、雜種品系間互交各自優(yōu)缺點和應用雜種后代處理：系譜法、混合種植法第9頁★系譜法雜種一代以選留組合為主，并去除假雜種。自雜種第一次分離世代(單交二代，復交一代)開始選株，分別種成株行，以后各世代都先選優(yōu)良株行，在優(yōu)良株行中選擇單株，直到株行不再分離、整齊一致時，選優(yōu)良株行進行產(chǎn)量比較試驗。F2代選擇遺傳率高性狀比較可靠，宜從早選擇；F2代選擇遺傳率低性狀，則并不十分可靠，到后期世代選擇較宜。缺點：◆連續(xù)單株選擇，過分強調(diào)系統(tǒng)一致性，也不利于有利基因累積。改進（1949年，Harland提出混合一系譜法－單株選擇和混合選擇同時并進）◆系譜法育成品種，追本溯源由一個單株出發(fā)，其遺傳基礎比較狹窄，適應性也比較差。孫濟中(1996)認為混合系譜法系按同標準選擇若干株系混合，系間基本上相同，但仍存在一定差異，株系間有一定互補性，能夠提升品種對環(huán)境適應性。假如育種目標是改進質(zhì)量性狀，或遺傳率較高數(shù)量性狀，系譜法在早代進行選擇可起到定向作用。第10頁★混合種植法

在雜種分離世代，按組合混合種植，不進行選擇，到F5以后，預計雜種后代基本混合后，再進行單株選擇。棉花主要經(jīng)濟性狀如產(chǎn)量、結(jié)鈴數(shù)、鈴重等，多數(shù)是受多基因控制數(shù)量性狀，早期遺傳率較低，易受環(huán)境條件影響，早期選擇可靠性低，并因為選株相對較少，很可能使不少優(yōu)良基因型丟失。混合種植法能夠克服這些缺點。分離世代按組合混合種植群體應盡可能大，以防有利基因丟失，而能在以后得以積累和重組。主要應用于多基因控制數(shù)量性狀（性狀遺傳率低）；工作量大；育種周期長第11頁1.1.4其它育種方法

遠緣雜交育種法

棉花雜種優(yōu)勢利用

誘變育種法

高新技術(shù)在棉花育種中應用

選配高優(yōu)勢組合應用于生產(chǎn)，也是育種路徑之一。在棉花雜種優(yōu)勢利用中，當前正在應用和繼續(xù)進行研究制種方法有以下五種：1、人工去雄雜交；2、應用指示性狀制種；3、化學殺雄；4、二系法；5、三系法。利用各種物理、化學原因誘發(fā)作物產(chǎn)生遺傳變異，經(jīng)過選擇及一定育種程序育成新品種方法，稱為誘變育種。物理原因：各種輻射線、微波、激光等用作誘變劑化學原因：秋水仙堿、烷化劑、DNA堿基類物質(zhì)等第12頁利用遠緣雜交育種，使很多陸地棉品種不含有性狀從野生種和陸地棉野生種系引進陸地棉，如從瑟伯氏棉引入纖維高強度性狀；從哈克尼西棉引入細胞質(zhì)雄性不育及恢復育性性狀等。遠緣雜交常會碰到雜交困難、雜種不育以及后代性狀異常分離等問題。

★遠緣雜交育種法第13頁克服雜交不親和性方法有：

1、用染色體數(shù)目多種作母本，雜交易于成功。

2、在異種花粉中加入少許母本花粉，能夠提升整個胚囊受精能力。

3、外施激素法。在雜交花上噴施赤霉素(GA3)和萘乙酸(NAA)等生長素，對促進雜種胚分化和發(fā)育及保鈴有很好效果。

4、染色體加倍法。在染色體數(shù)不一樣種間雜交時，先將染色體數(shù)目少親本用秋水仙素處理，使染色體數(shù)加倍，可提升雜交堅固率。

5、幼胚離體培養(yǎng)。將幼胚進行人工離體培養(yǎng)，為雜種胚提供營養(yǎng)，從而提升雜交成功率。棉屬種間雜種常表現(xiàn)出不一樣程度不孕性。第14頁克服種間雜種不育方法有：

1、大量重復授粉。·2、回交是克服雜種不育有效方法。3、染色體加倍是克服種間雜種不育有效方法。第15頁★高新技術(shù)在棉花育種中應用

高新技術(shù)指在離體條件下在細胞或分子水平上進行遺傳操作，對植物進行遺傳改良或繁殖生物技術(shù)。組織培養(yǎng)

胚珠培養(yǎng)；體細胞培養(yǎng)；花藥培養(yǎng)；原生質(zhì)體培養(yǎng)外源基因?qū)?/p>

將外源基因?qū)胧荏w細胞，使其得以整合和表示，從而取得轉(zhuǎn)基因植株，這是作物育種上最為快速有效路徑。棉花外源抗蟲基因和抗除草劑基因?qū)胍呀?jīng)取得一定進展。第16頁1.1.5我國棉花生產(chǎn)及育種工作進展

我國自從60年代開始自育品種以來，逐步以自育良種取代由國外引進品種，改變了依賴引進外國品種局面。育種方法：由自然變異群體中系統(tǒng)育種，進入雜交育種。雜交育種方法由單交進入復交，以及系間互交，又由品種間雜交進入種間雜交等方法。伴隨生產(chǎn)發(fā)展，也不停出現(xiàn)新問題需要處理，對棉花育種也提出了更高要求，以適應不停發(fā)展國民經(jīng)濟迫切要求。第17頁1.1.5.1我國自育棉花品種改良過程1、亞洲棉及陸地棉改良階段(20-50年代)2、以提升豐產(chǎn)性為主(50-70年代)3、豐產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、抗病性綜合提升階段（80-90年代）4、高強纖維、轉(zhuǎn)基因抗蟲棉育種階段（90年代后）第18頁1.1.5.2三大棉區(qū)黃河流域棉區(qū)包含山東、河北和河南兩省大部，陜西關中，山西晉南，江蘇徐淮地域、安徽淮北地域，京津郊區(qū)

長江流域棉區(qū)包含四川、湖北、湖南、江西、浙江等省，江蘇和安徽兩省淮河以南及河南省南部

新疆棉區(qū)（西北內(nèi)陸棉區(qū)）

我國唯一長絨棉基地，也是陸地棉品質(zhì)最好地域第19頁1.1.5.3當前棉花生產(chǎn)面臨主要問題1.品種多而亂2.纖維品質(zhì)不適合紡織工業(yè)要求細度、強度、長度單一，不符合多檔次要求3.抗災力弱4.病蟲害重5.簡化栽培技術(shù)研究落后6.植棉效益低第20頁轉(zhuǎn)基因抗蟲棉培育

纖維品質(zhì)改進

抗性持久性培育

生態(tài)環(huán)境遭受破壞（農(nóng)藥使用）；棉鈴蟲抗藥性也顯著增強（農(nóng)藥使用）；轉(zhuǎn)基因抗性減弱（并