中国农科院棉花所将创新大旗高高擎起4荷包花

中国农科院棉花所：将创新大旗高高擎起（4）

面对我国棉花产业内忧外患的两难困境，中棉所毅然选择自主研发转基因抗虫棉，通过联合全国上中下游优势单位，紧密合作、协同攻关，于1998年成功培育第一个国审转单价Bt基因抗虫棉新品种——中棉所29。为缓解棉铃虫抗性上升，他们又与中国农科院生物所联合攻关，于2002年成功培育了我国第一个具有自主知识产权的国产双价转基因抗虫棉中棉所41，彻底打破国外抗虫棉垄断，成为世界上第二个拥有自主知识产权转基因抗虫棉的国家，抗虫棉自主创新之路也由此成为我国协同创新的成功典范。

推动麦棉耕作改制，缓解粮棉争地矛盾。20世纪70年代，随着“人增地减”，粮棉争地的矛盾日益突出。因为传统棉花品种的生长期长，播种要在每年的四五月份，而这个季节的小麦还未成熟，所以一块地要么种小麦，要么种棉花，“鱼与熊掌不可得兼”。农民渴望麦棉双丰收，既有粮食吃，又能有钱花，而国家也亟需解决日益突出的麦棉争地的矛盾，增加复种指数和争取粮棉双丰收的需求异常迫切。改棉花一年一熟为棉粮一年两熟的耕作制度势在必行，而早熟品种是关键。中棉所率先启动了棉花早熟育种技术攻关。1975年通过引进东北特早熟棉区的亲本材料，历经5年筛选，于1980年成功选育出变异株509，继而培育成功中棉所10、16和36为代表的早熟棉品种，实现了一年两熟耕作改制植棉史的三次突破。

中棉所10的育成，开启了我国短季棉育种的先河，掀起了黄河流域棉区耕作改制的高潮，促进了我国粮（油）棉两熟栽培的发展，成为黄河、长江两大流域麦（油）棉两熟的主要短季棉品种，并在北部特早熟棉区迅速推广，将历来麦棉两熟的北限自淮河—秦岭一线向北推至安阳—济南一线，由北纬33度向北推到36度。上世纪80年代，枯黄萎病的蔓延逐年加重，中棉所改进了中棉所10的早衰、感枯黄萎病等问题，培育成功了早熟与抗病的中棉所16，迅速大面积推广利用，于1995年荣获国家科技进步一等奖。

攻克棉花“癌症”难题，挽救新疆棉花产业。棉花黄萎病是世界公认的棉花“癌症”，一般减产20%～30%，严重时可达60%～80%，甚至绝收。我国棉花生产经常受到枯黄萎病的危害，到20世纪80年代初期，棉花枯黄萎病发病面积占全国棉田的1/4左右，每年皮棉损失近亿公斤。如何解决问题，品种先行是关键。在诸多抗病品种中，中棉所12、17和19等品种发挥了重要作用，分别获得国家科技大奖。

新疆是我国最大的棉花生产基地，2012年棉花总产已占全国总产的50%以上。然而，在新疆棉区的发展过程中，中棉所系列品种发挥了举足轻重的作用。上世纪80年代末，新疆棉区病害严重，当地品种大幅度减产，棉花生产严重受挫。通过引种中棉所12、17和19等品种，挽救了被病害所困扰的新疆棉花产业，稳定并发展壮大了新疆棉区。2000年后，中棉所35成为新疆棉区最大的主栽品种，连续7年占南疆棉区种植面积65%～70%。

坚持原始创新，抢占科技制高点

作为唯一的国家级棉花专业科研机构，中棉所牢记历史使命和社会责任，坚持面向国家战略需求，面向世界科技前沿，以优异种质材料驱动品种遗传改良，以基因组计划规划分子育种蓝图，以高效理论技术支撑生产可持续发展，经过几代人努力，大幅提升创新能力，实现科技创新整体跨越，在重大公益性创新和重要基础前沿研究领域取得了一批重大创新成果。

牵头棉花基因组测序，抢占国际科技前沿。生物遗传资源是全世界各国科学与经济发展竞争最为激烈的领域。通过全基因组测序是获得遗传资源最快的手段之一，并且也是建立一个国家在学科上的优势地位、长期的科学技术平台和可持续发展最为有利的途径。破解棉花基因组信息，从基因组水平解析其高产、优质、抗逆遗传机制对提高棉花产量和品质具有重要作用。

2007年12月，由中棉所牵头，自筹经费数千万元与美国农业部南方平原研究中心、华大基因合作，启动了“棉花基因组计划”，在国际上首次开展棉花全基因组测序。研究团队采用全基因组鸟枪法结合新一代的高通量DNA测序技术，对主栽棉花物种D亚基因组的供体——雷蒙德氏棉进行了全基因组测序。2012年8月，中棉所在国际上率先完成二倍体棉花（雷蒙德氏棉）全基因组遗传图谱（草图）的绘制，该成果发表于国际权威学术期刊NatureGenetics。研究表明，基因组包括了40976个蛋白质编码基因。2014年4月，亚洲棉（A基因组）全基因组测序组装已全部完成，相关研究结果近期将在NatureGenetics发表。以上成果的取得，为我国在世界棉花基因组学研究方面占得先机，标志着我国棉花基因组学研究取得了国际领先的地位。棉花基因组信息的获得，为挖掘与利用棉花纤维发育、雄性不育、耐盐碱、抗病等重要功能基因提供前所未有的机遇，为实现全基因组设计育种，实现农业科技的“顶天立地”奠定了基础。

矮化材料有望助力棉花生产机械化。我国棉花生产一直沿袭以手工操作为主的劳动密集型作业模式，棉花生产人工费用占生产总成本的50%以上，是粮食的3～4倍。人力投入成本高，植棉效益低已成为制约我国棉花产业发展的瓶颈因素。中棉所继转基因抗虫棉之后，利用转基因技术创制了棉花矮化材料，为培育合理株型的机采棉开辟了新途径。目前正利用该材料培育出适于密植的稳定株系，为棉花生产全程机械化奠定了基础。

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