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优异种质创制及高效育种体系在彩棉遗传改良中的应用

文献类型： 获奖成果

作者：

作者机构：

获奖名称： 科技进步奖

获奖等级： 一等奖

关键词： 育种;创制;遗传改良;种质创制;育种体系;遗传;高效;彩棉;体系;种质;异种;优异种质;改良

第一完成单位： 中国农业科学院棉花研究所

获奖时间： 2016

摘要： 　　1、课题来源与背景 　　天然彩棉作为一种健康无害、生态效益高的特种棉，具有广阔的市场前景。但存在产量低、品质差、色差少、色牢度低、品种同质化强的问题。 　　针对上述问题，我们依托国家高技术研究发展计划（863计划） 、国家自然科学基金项目、新疆自治区十五棉花科技攻关等项目，开展彩棉种质资源创制、优质高效育种体系建立和多类型彩棉品种选育攻关。 　　2、研究目的与意义 　　本项目研究成果，打破了彩色棉纤维品质、产量和色泽的不利连锁，培育出18个高产、优质、适应性广的多类型彩色棉新品种，明确了我国不同彩色棉种质资源的遗传背景和遗传多样性，以及彩色棉纤维色素形成的理化特性和分子机制。填补了我国彩棉研究的空白，不但解决了彩棉纱适宜机械纺织的问题，同时通过分子生物技术方法解决了彩色棉色泽早期选择，培育出转基因抗虫彩色棉。本研究，对彩色棉色泽多样化、产量、品质以及抗逆性的显著提高具有非常重要意义。 　　3、主要论点与论据 　　3.1建立了远缘杂交和光温适应性变异和选择的种质创新技术，培育了棕絮1号等骨干彩色棉新种质。 　　3.2研究并建立了彩色棉种质的表型和分子鉴定技术体系。建立了237份种质指纹图谱。 　　3.3建立并优化棕色棉和绿色棉胚珠离体培养体系，为生产上彩棉纤维和色泽调控，以及相关基因的快速鉴定提供了技术基础。发明了在离体条件下增加棕色棉纤维色泽、长度、干重的方法。 　　3.4建立了修饰性相互交配和选择技术体系，同步提高了彩色棉纤维品质和产量。发明了优质棕色纤维新品种的选育方法，选育了纤维品质达到或超过白色棉推广品种的彩色棉纤维品质的新品种8个，创制出纤维品质达到或超过白色中长绒或长绒棉标准的彩色棉新品系5个。 　　3.5发明了转基因抗虫彩色棉选育方法。培育并推广国内外首个转基因抗虫彩色棉新品种中棉所51，以及其它转Bt基因抗虫彩色棉新品种2个、新品系8个。 　　3.6杂种优势技术改良棕色棉纤维品质。选育了中长绒和长绒杂交彩色棉彩长5821和新彩棉9号。 　　3.7纤维色泽主效QTL的分子标记辅助育种技术，提高了彩色棉新品种培育效率。挖掘出2个QTL主效基因，创制和筛选出多个具有特色性状的新种质彩长5821、高产种质棕263、不育系种质棕6B等。 　　3.8利用超微结构、分光光度、基因表达等技术，初步明确了彩色棉纤维色素形成的理化特性和分子机制。 　　4、创见与创新 　　4.1建立了彩色棉纤维色泽理化特性与遗传多样性鉴定技术体系，为解决彩色棉纤维的鲜艳度和色泽稳定性的问题奠定了理论基础和技术方法。 　　4.2建立了彩色棉高效育种体系，打破了纤维色泽与产量和纤维品质的负相关。 　　4.3发明了转基因抗病虫彩色棉选育方法，解决了彩色棉受棉铃虫为害问题。 　　4.4创建了“研究院所＋企业+农户”的彩色棉商业化育种模式和“企业+基地+农户”产业化发展模式，为种业和产业发展提供了示范引领作用。在新疆、河南、河北、等7省或自治区累计种植彩色棉243.7万亩，生产规模达到世界的60%和国内的95%以上。 　　5、社会经济效益，存在的问题 　　5.1社会经济效益 　　5.1.1社会效益 　　本项目通过15年系统研究，成功创制和培育我国适宜机纺的丰产优质彩色棉新种质、新品种（系），有效解决了彩色棉产量、纤维品质和抗虫性问题。彩色棉新品种的选育及其棉纺织品的开发利用，对于实现种植业结构调整、增加农民收入以及我国农业的持续、高效发展、减少环境污染都具有重大的社会效益和应用前景。 　　5.1.2经济效益 　　第二代彩色棉创新种质（纤维品质优异、转基因抗棉铃虫），为选育优质彩色棉新品种（系）提供了必要的种质资源，填补了我国转Bt基因抗虫彩色棉种质的空白，同时可减少农药投资的60.0%～80.0%，生态效益明显。同时，建立了彩色棉繁育和生产基地，使彩色棉得到大力推广，经济效益显著。形成了“企业+基地+农户”的彩色棉产业化发展模式，在新疆、河南、河北等7省建立了彩色棉繁育和生产基地，累计种植彩色棉243.7万亩，至2015年获新增纯效益17.88亿元人民币，社会效益达47.00亿元人民币。近三年获新增纯收益为3.78亿元人民币，社会效益合计8.47亿元人民币。 　　5.2存在的问题 　　鉴于彩色纤维显性遗传的特性，在生产种植上容易与白色棉互相“污染”，彩色棉推广区域进行隔离种植。 　　6、历年获奖情况 　　利用Expansin基因对彩色棉纤维品质改良的研究，乌鲁木齐市人民政府，科技进步奖，三等奖，2007年 　　新疆彩棉技术标准研究，乌鲁木齐市人民政府，科技进步奖，一等奖，2008年 　　国家科技攻关计划项目“中长绒天然彩色棉”三系“杂交种培育及开发”， 乌鲁木齐市人民政府，科技进步奖，二等奖，2012年 　　

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