2013年中文第4期

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1 我 国 棉 花 生 产 现 状 与 发 展 趋 势 喻 树 迅 ( 中 国 农 业 科 学 院 棉 花 研 究 所, 河 南 安 阳 ) [ 摘 要 ] 棉 花 是 我 国 的 重 要 经 济 作 物, 棉 花 产 业 的 健 康 稳 定 发 展 意 义 重 大, 本 文 简 要 介 绍 了 十 一 五 期 间 我 国 棉 花 科 研 在 基 础 研 究 转 基 因 抗 虫 棉 现 代 分 子 育 种 体 系 品 种 高 效 应 用 保 障 技 术 等 方 面 所 取 得 的 主 要 成 就, 阐 述 了 我 国 棉 花 产 业 面 临 的 总 量 不 足 黄 萎 病 危 害 和 新 成 灾 害 虫 加 重 等 重 大 问 题, 并 提 出 应 推 进 盐 碱 旱 地 植 棉, 扩 大 粮 棉 复 种 指 数, 加 大 棉 花 分 子 设 计 育 种 技 术 的 应 用, 大 力 推 进 棉 花 全 程 机 械 化 进 程, 深 入 开 展 千 斤 棉 高 产 创 建, 大 幅 度 提 高 单 产 水 平, 实 现 快 乐 植 棉, 从 而 提 高 我 国 棉 花 科 技 的 自 主 创 新 能 力 和 棉 业 国 际 竞 争 力 [ 关 键 词 ] 棉 花 ; 生 产 ; 现 状 ; 发 展 趋 势 [ 中 图 分 类 号 ] S562 [ 文 献 标 识 码 ] A [ 文 章 编 号 ] (2013) 前 言 棉 花 是 我 国 的 重 要 经 济 作 物, 常 年 种 植 面 积 为 万 亩 (1 亩 m 2 ), 约 占 世 界 种 植 面 积 的 15 % 我 国 是 世 界 最 大 的 棉 花 生 产 国, 同 时 又 是 最 大 的 消 费 国, 总 产 和 单 产 均 居 世 界 首 位, 棉 花 年 总 产 量 为 t, 占 世 界 总 产 量 的 25 %, 平 均 单 产 85.4 kg/ 亩, 比 世 界 平 均 单 产 高 50 % 我 国 棉 花 种 植 主 要 分 布 在 黄 河 流 域 长 江 流 域 和 西 北 内 陆 这 三 大 主 产 棉 区, 其 中 长 江 流 域 棉 区 面 积 占 全 国 的 25 %, 总 产 量 占 全 国 的 22 %; 黄 河 流 域 棉 区 面 积 占 全 国 的 40 %, 总 产 量 占 全 国 的 37 %; 西 北 内 陆 棉 区 面 积 占 全 国 的 35 %, 总 产 量 占 全 国 的 41 % 主 要 植 棉 区 农 业 人 口 达 到 2 亿 多 人, 直 接 从 事 棉 纺 及 相 关 行 业 人 员 达 到 多 万 人, 间 接 就 业 人 员 达 到 1 亿 人 因 此, 保 持 我 国 棉 花 生 产 的 健 康 稳 定 发 展, 对 促 进 农 业 增 效 农 民 增 收 农 村 经 济 稳 定 具 有 重 要 意 义 本 文 简 要 介 绍 了 十 一 五 期 间 我 国 棉 花 科 研 所 取 得 的 主 要 成 就, 阐 述 了 我 国 棉 花 产 业 面 临 的 主 要 问 题, 并 提 出 了 未 来 棉 花 生 产 的 发 展 趋 势, 从 而 大 力 提 高 我 国 棉 花 科 技 的 自 主 创 新 能 力 和 国 际 竞 争 力 2 十 一 五 棉 花 科 技 主 要 成 就 2.1 棉 花 基 础 科 学 研 究 取 得 长 足 进 步 我 国 拥 有 丰 富 的 棉 花 种 质 资 源 我 国 拥 有 世 界 第 四 的 棉 花 种 质 资 源 中 期 库, 保 存 种 质 资 源 份, 其 中 陆 地 棉 份 陆 地 棉 野 生 种 系 350 份 海 岛 棉 633 份 亚 洲 棉 433 份 草 棉 [1] 18 份 野 生 种 32 份 我 国 在 海 南 三 亚 拥 有 野 生 棉 种 质 圃, 活 体 保 存 陆 地 棉 野 生 种 系 350 份 野 生 种 41 个 已 对 份 种 质 进 行 了 农 艺 经 济 性 状 鉴 定 和 抗 病 虫 耐 逆 境 等 的 鉴 定, 初 选 出 具 有 高 强 长 绒 抗 黄 萎 病 抗 枯 萎 病 抗 旱 耐 盐 抗 虫 等 单 项 或 多 项 性 状 优 异 的 种 质 份 其 中, 抗 病 材 料 ( 抗 黄 萎 病 )78 份 优 质 材 料 ( 高 强 纤 维 )173 份 耐 旱 材 料 188 份, 并 建 立 了 相 应 的 数 据 系 统 丰 富 多 样 数 据 完 备 的 种 质 资 源 为 我 国 棉 花 基 础 研 究 提 供 了 宝 贵 的 物 质 基 础 发 掘 了 棉 花 优 质 高 产 基 因 iaam 和 csrrm2 西 南 大 学 研 究 发 现 特 异 表 达 生 长 素 合 成 酶 基 [2] 因 iaam 能 够 显 著 提 高 棉 花 衣 分 通 过 构 建 特 异 启 动 子 将 iaam 基 因 转 化 到 棉 花 中, 生 长 素 (IAA) 在 棉 [ 收 稿 日 期 ] [ 基 金 项 目 ] 国 家 棉 花 产 业 技 术 体 系 (CARS-18-03) [ 作 者 简 介 ] 喻 树 迅 (1953 ), 男, 湖 北 麻 城 市 人, 中 国 工 程 院 院 士, 主 要 研 究 方 向 为 棉 花 遗 传 育 种 ; yu@cricaas.com.cn 9

2 花 纤 维 起 始 细 胞 中 高 丰 度 累 积, 特 异 启 动 子 指 导 iaam 基 因 在 胚 珠 的 外 表 皮 特 异 表 达, 转 基 因 株 系 中 胚 珠 生 长 素 含 量 显 著 增 加 原 位 杂 交 结 果 表 明, 转 基 因 棉 花 纤 维 起 始 细 胞 中 的 IAA 信 号 增 强, 表 明 特 异 表 达 iaam 提 高 了 种 皮 的 IAA 含 量, 转 基 因 株 系 棉 花 胚 珠 表 面 突 起 增 加, 单 个 种 子 平 均 成 熟 纤 维 数 量 比 对 照 分 别 增 加 了 50 % 左 右, 衣 分 达 50 %, 提 高 20 % 以 上, 皮 棉 产 量 提 高 25 %, 短 绒 率 降 低 42 % 相 关 结 果 发 表 在 国 际 顶 级 刊 物 Nature Biotechnology, 该 研 究 是 我 国 第 二 代 转 基 因 棉 花 在 优 质 纤 维 新 材 料 创 制 方 面 所 取 得 的 重 大 突 破 之 一 将 拥 有 自 主 知 识 产 权 的 来 源 于 油 菜 FCA 基 因 中 编 码 RRM2 结 构 域 的 cdna 片 段 构 建 了 转 基 因 载 体, 获 得 一 批 产 量 性 状 有 明 显 改 良 的 RRM2 转 基 因 棉 花 阳 性 植 株 转 基 因 棉 花 表 现 出 明 显 的 植 株 增 大, 已 稳 定 遗 传 至 T4 代 转 基 因 植 株 的 棉 铃 增 大 非 常 明 显, 数 据 显 示 转 基 因 植 株 的 平 均 单 铃 重 较 之 受 体 品 种 中 棉 所 12 最 高 增 加 可 达 49.9 % 同 时, 转 基 因 植 株 的 结 铃 数 目 也 明 显 增 多, 较 之 受 体 品 种 中 棉 所 12 最 高 增 多 可 达 35.3 %, 而 且 棉 铃 主 要 集 中 在 植 株 的 中 上 部, 可 以 有 效 地 避 免 下 部 烂 铃 引 起 的 减 产 此 外, 转 基 因 植 株 能 显 著 增 加 棉 纤 维 的 长 度 和 提 高 棉 纤 维 强 度 目 前, 这 个 转 基 因 材 料 已 经 通 过 农 业 部 环 境 释 放 ( 农 基 安 审 字 (2010) 第 018 号 ) 该 高 产 基 因 转 基 因 新 材 料 的 选 育 成 功, 将 为 广 大 育 种 者 选 育 新 型 转 基 因 高 产 杂 交 棉 花 新 品 种 提 供 非 常 重 要 的 亲 本 材 料 csrrm2 基 因 及 其 在 棉 花 性 状 改 良 上 的 应 用 已 经 申 请 国 际 专 利, 专 利 申 请 号 为 PCT/ CN2010/078434, 该 成 果 是 我 国 第 二 代 转 基 因 棉 花 在 产 量 和 品 质 获 得 同 步 提 高 取 得 的 重 大 突 破 之 一 发 现 以 乙 烯 为 中 心 的 棉 纤 维 伸 长 信 号 通 路 北 京 大 学 通 过 转 录 组 分 析 胚 珠 离 体 培 养 乙 烯 含 量 测 定 等 手 段 发 现 乙 烯 在 棉 纤 维 伸 长 过 程 中 [3] 有 重 要 作 用 ; 进 一 步 研 究 发 现 超 长 链 脂 肪 酸 通 过 [4] 调 控 乙 烯 合 成 促 进 棉 纤 维 的 伸 长 ; 通 过 比 较 蛋 白 组 学 乙 烯 和 超 长 链 脂 肪 酸 处 理 胚 珠 等 技 术, 发 现 果 胶 生 物 合 成 是 控 制 棉 纤 维 的 关 键 因 子, 如 同 建 筑 工 地 脚 手 架 起 构 建 框 架 作 用, 以 支 持 次 生 细 胞 壁 合 成 和 细 胞 伸 长, 该 合 成 途 径 受 乙 烯 和 超 长 链 脂 肪 酸 [5] 调 控 从 棉 花 纤 维 UniESTs 库 中 得 到 10 个 编 码 钙 依 赖 型 蛋 白 激 酶 (CPK) 的 基 因, 其 中 GhCPK1 GhCPK32 和 GhCRK5 在 纤 维 伸 长 期 高 表 达 通 过 分 析 CPK 在 纤 维 发 育 过 程 中 的 表 达 特 性, 以 及 外 加 CPK 抑 制 剂 免 疫 共 沉 淀 和 体 外 磷 酸 化 等 实 验 推 测 CPK 磷 酸 化 乙 烯 合 成 酶 ACS2 使 其 活 性 增 加, 从 而 [6] 加 速 乙 烯 合 成 综 合 以 上 研 究, 形 成 了 以 乙 烯 信 [7] 号 为 中 心 的 棉 纤 维 伸 长 信 号 通 路 图, 该 研 究 获 得 2011 年 度 国 家 自 然 科 学 奖 二 等 奖 2.2 国 产 转 基 因 抗 虫 棉 培 育 取 得 重 大 进 展 20 世 纪 90 年 代 的 美 国 孟 山 都 公 司 借 助 技 术 优 势, 其 研 发 的 转 基 因 抗 虫 棉 品 种 迅 速 占 领 了 我 国 市 场, 但 是 由 于 其 生 产 方 式 和 生 产 条 件 与 我 国 有 明 显 差 异, 其 培 育 的 抗 虫 棉 类 型 单 一, 不 能 完 全 适 应 我 国 棉 花 生 产 的 需 要 我 国 科 学 家 利 用 中 国 农 业 科 学 院 生 物 技 术 研 究 所 自 主 研 发 的 BT+CPTI 双 价 抗 虫 基 因, 结 合 我 国 各 棉 区 的 产 业 需 求, 进 行 了 联 合 攻 关, 先 后 培 育 了 适 合 长 江 流 域 的 中 棉 所 邯 杂 301 等 多 个 杂 交 抗 虫 棉 品 种, 适 合 黄 河 流 域 的 SGK321 鲁 棉 研 15 中 棉 所 60 等 一 系 列 抗 虫 棉 新 品 种, 适 合 麦 棉 或 油 棉 两 熟 的 中 棉 所 50 中 棉 所 73 中 棉 所 74 等 多 个 早 熟 转 基 因 抗 虫 棉 新 品 种, 适 于 纺 织 高 支 纱 的 中 棉 所 70 等, 从 而 迅 速 提 高 了 我 国 抗 虫 棉 的 市 场 份 额, 使 国 产 转 基 因 抗 虫 棉 占 有 面 积 从 1999 年 的 5 % 提 高 到 2011 年 的 98 %, 至 今, 美 国 抗 虫 棉 几 乎 已 经 退 出 了 我 国 市 场 年, 我 国 累 计 推 转 基 因 抗 虫 棉 hm(1 2 hm 2 =10 4 m 2 ), 增 加 收 入 496 亿 元 与 此 同 时, 中 国 农 业 科 学 院 棉 花 研 究 所 研 究 人 员 完 善 了 棉 花 规 模 化 转 基 因 技 术 体 系, 将 多 种 转 基 因 技 术 进 行 了 有 效 的 组 装, 实 现 了 流 水 线 操 作, 建 立 了 高 效 规 模 化 的 棉 花 转 基 因 技 术 体 系, 年 产 转 基 因 植 株 株 以 上, 有 效 降 低 了 转 基 因 运 行 成 本 ; 将 农 杆 菌 介 导 的 基 因 转 化 周 期 由 10~12 个 月 缩 短 到 5~6 个 月, 转 基 因 效 率 显 著 提 高 ; 将 植 物 嫁 接 技 术 成 功 应 用 于 转 基 因 棉 花 的 快 速 移 栽, 使 其 成 活 率 达 到 90 % 以 上, 有 效 地 解 决 了 棉 花 转 基 因 苗 移 栽 成 活 率 低 的 难 题 ; 在 此 基 础 上, 建 立 棉 花 外 源 基 因 快 速 验 证 技 术 体 系, 筛 选 出 再 生 率 为 100 % 的 CCRI24 冀 合 321 等 转 化 受 体 单 株 20 多 株, 使 转 基 因 效 率 提 高 2 倍 以 上 ; 筛 选 出 3 类 适 宜 农 杆 菌 介 导 转 化 棉 花 的 高 效 转 化 载 体 :pbi121 pcambia2300 和 pkgwfs7; 累 计 验 证 184 个 候 选 基 因, 以 该 体 系 为 主 的 棉 花 组 织 培 养 性 状 纯 化 及 外 源 基 因 功 能 验 证 平 台 构 建 获 得 2010 年 度 国 家 科 技 发 明 奖 二 等 奖 2.3 棉 花 现 代 分 子 育 种 体 系 日 趋 完 善 我 国 棉 花 育 种 已 基 本 形 成 了 以 优 质 高 产 抗 10 中 国 工 程 科 学

3 逆 早 熟 等 棉 花 主 要 农 艺 性 状 改 良 为 目 标, 转 基 因 育 种 技 术 分 子 标 记 辅 助 育 种 技 术 生 化 标 记 辅 助 育 种 体 系 与 常 规 育 种 相 结 合 的 现 代 高 效 育 种 体 系, 创 制 了 一 批 新 型 抗 虫 优 质 高 产 抗 病 等 转 基 因 新 材 料, 形 成 了 以 转 基 因 育 种 为 核 心, 集 基 因 克 隆 遗 传 转 化 遗 传 育 种 分 子 标 记 生 化 选 择 等 各 类 人 才 为 一 体 的 现 代 棉 花 育 种 团 队 转 基 因 棉 花 育 种 体 系 形 成 了 以 中 国 农 业 科 学 院 棉 花 研 究 所 棉 花 规 模 化 转 基 因 技 术 体 系 平 台 为 中 心 的, 集 基 因 克 隆 功 能 验 证 遗 传 转 化 材 料 创 制 等 转 基 因 棉 花 育 种 技 术 为 一 体 的 转 基 因 棉 花 分 子 育 种 体 系, 在 基 因 克 隆 方 面, 我 国 已 发 掘 了 iaam csrrm2 类 1- 氨 基 环 丙 烷 -1- 羧 酸 氧 化 酶 (ACO) 等 棉 花 高 产 优 质 基 因, 并 通 过 遗 传 转 化 获 得 了 优 异 的 转 基 因 棉 花 材 料, 已 发 放 给 全 国 棉 花 育 种 单 位 使 用 棉 花 分 子 标 记 辅 助 育 种 体 系 棉 花 的 产 量 性 状 纤 维 品 质 性 状 等 都 属 于 数 量 性 状, 受 多 个 基 因 控 制, 表 现 连 续 变 异, 遗 传 机 理 复 杂, 易 受 到 环 境 的 影 响 传 统 的 改 良 方 法 在 棉 花 品 种 改 良 中 效 率 低 周 期 长 由 于 分 子 标 记 不 受 外 界 环 境 的 影 响, 我 国 基 于 分 子 标 记 的 棉 花 遗 传 连 锁 图 谱 构 建 数 量 性 状 位 点 (QTLs) 定 位 辅 助 选 择 育 种 应 用 研 究 已 广 泛 开 展 例 如, 南 京 农 业 大 学 构 建 了 包 含 个 位 点 总 长 度 为 cm 的 陆 海 遗 传 [8] 连 锁 图 谱 ; 华 中 农 业 大 学 构 建 了 包 含 个 位 [9] 点, 总 长 度 为 cm 的 陆 海 遗 传 连 锁 图 谱, 西 南 大 学 则 利 用 陆 地 棉 渝 棉 1 号 中 棉 所 35 号 和 7235 系 建 立 三 亲 本 复 合 杂 交 群 体, 构 建 了 陆 陆 遗 传 连 锁 图 谱, 总 长 为 cm, 包 含 978 个 简 单 重 复 序 列 [10] (SSR) 标 记 位 点 中 国 农 业 科 学 院 棉 花 研 究 所 利 用 3 个 纤 维 长 度 QTLs 相 关 的 SSR 标 记 对 不 同 群 体 进 行 分 子 标 记 辅 助 选 择, 研 究 了 多 个 QTLs 聚 合 的 效 果 ; 利 用 海 岛 棉 优 质 渐 渗 系 与 转 基 因 抗 虫 棉 优 质 系 杂 交, 经 分 子 标 记 筛 选 聚 合 育 成 通 过 国 家 审 定 的 优 质 棉 新 品 种 中 棉 所 70 号 生 化 标 记 辅 助 育 种 体 系 中 国 农 业 科 学 院 棉 花 研 究 所 研 究 发 现 超 氧 化 物 歧 化 酶 (SOD) 过 氧 化 氢 酶 (CAT) 过 氧 化 物 酶 (POD) 脱 落 酸 乙 烯 是 影 响 棉 花 早 熟 早 衰 的 关 键 生 理 生 化 因 素, 早 熟 不 早 衰 品 种 的 SOD CAT POD 活 性 高 于 早 衰 品 种, 将 生 化 指 标 应 用 到 育 种, 主 持 选 育 出 早 熟 不 早 衰 青 枝 绿 叶 吐 白 絮 的 高 产 优 质 抗 病 系 列 新 品 种 中 棉 所 24 号 27 号 36 号 等, 最 近 又 开 展 了 NO 含 量 测 定 体 外 喷 施 等 试 验 研 究, 结 果 [11] 表 明 棉 花 叶 片 NO 对 抑 制 棉 花 叶 片 衰 老 有 重 要 作 用, 进 一 步 利 用 非 标 记 蛋 白 质 组 学 技 术 发 现 NO 能 够 调 控 乙 烯 合 成 过 程 中 的 两 步 关 键 酶, 即 蛋 氨 酸 腺 苷 转 移 酶 和 类 1- 氨 基 环 丙 烷 -1- 羧 酸 (ACC) 合 酶, 外 源 NO 能 够 延 缓 衰 老 可 能 是 通 过 调 控 乙 烯 的 合 成 而 发 [12] 挥 作 用 的 2.4 棉 花 品 种 高 效 应 用 保 障 技 术 成 绩 显 著 棉 花 高 产 高 效 栽 培 技 术 以 及 病 虫 害 综 合 防 治 技 术 是 棉 花 品 种 高 效 应 用 的 重 要 保 障 研 究 明 确 了 相 应 的 转 基 因 抗 虫 棉 对 肥 水 的 需 求 规 律, 提 出 了 转 基 因 抗 虫 棉 壮 根 壮 苗 早 发 省 工 节 本 增 产 增 效 为 核 心 的 棉 花 工 厂 化 育 苗 机 械 化 移 栽 技 术 和 平 衡 施 肥 技 术 ; 针 对 我 国 水 资 源 紧 缺 问 题, 研 发 了 膜 下 滴 灌 配 套 栽 培 技 术 ; 针 对 劳 动 力 成 本 提 高 问 题, 研 发 了 除 草 播 种 覆 膜 一 体 化 植 保 机 械 化 采 收 机 械 化 等 棉 花 全 程 机 械 化 技 术, 并 提 出 利 用 各 种 集 成 配 套 技 术, 研 发 千 斤 棉 的 发 展 目 标 3 我 国 棉 花 产 业 面 临 的 重 大 问 题 3.1 国 内 棉 花 生 产 总 量 不 能 满 足 原 棉 需 求 我 国 每 年 的 棉 花 需 求 量 在 t 以 上, 而 年 我 国 年 平 均 生 产 棉 花 t, 占 同 期 世 界 棉 花 产 量 的 28.7 %, 自 给 率 在 70 % 左 右, 需 进 口 30 % 左 右 以 满 足 国 内 需 求 目 前, 棉 花 已 成 为 我 国 继 大 豆 和 食 用 油 之 后 的 第 三 大 进 口 农 产 品 因 此, 我 国 棉 花 供 应 必 须 立 足 于 国 内 棉 花 生 产, 大 幅 度 提 高 我 国 棉 花 生 产 能 力 但 由 于 受 耕 地 面 积 减 少 粮 食 安 全 粮 棉 比 价 等 因 素 影 响, 我 国 棉 花 面 积 不 可 能 大 幅 度 增 长, 唯 一 的 途 径 是 加 强 科 技 创 新, 提 高 棉 花 生 产 科 技 水 平 和 国 际 市 场 竞 争 力, 在 稳 定 种 植 面 积 规 模 的 基 础 上, 提 高 棉 花 单 产 水 平, 增 加 总 产 量 3.2 黄 萎 病 发 生 严 重 棉 花 主 产 区 枯 黄 萎 病 逐 年 加 重, 目 前 仍 缺 乏 有 效 抗 源 黄 萎 病 在 黄 河 流 域 长 江 流 域 新 疆 三 大 棉 区 呈 发 展 态 势, 全 国 棉 田 黄 萎 病 流 行 约 万 亩, 导 致 棉 田 常 年 减 产 15 %~20 % 由 于 黄 萎 病 危 害, 棉 花 减 产 达 t, 加 上 大 幅 度 增 长 的 原 棉 需 求 和 t 的 原 棉 缺 口, 使 我 国 棉 花 安 全 面 临 着 更 大 威 胁 11

4 3.3 新 成 灾 的 害 虫 逐 年 加 重 随 着 抗 虫 棉 的 推 广 普 及, 棉 铃 虫 被 基 本 控 制, 但 是 由 于 农 药 使 用 量 大 幅 度 下 降, 原 来 零 星 发 生 的 蚜 虫 盲 蝽 象 烟 粉 虱 等 刺 吸 式 次 生 害 虫 逐 渐 上 升 为 主 要 害 虫, 危 害 逐 年 加 重 ; 棉 田 用 药 量 出 现 反 弹, 成 为 影 响 我 国 棉 花 生 产 的 重 要 问 题 因 此, 必 须 加 强 抗 蚜 虫 盲 蝽 蟓 转 基 因 棉 花 研 究 美 国 目 前 已 研 制 出 抗 盲 蝽 蟓 转 基 因 棉, 而 我 国 尚 属 空 白, 一 旦 批 准 进 入 中 国 市 场 化, 又 会 抢 占 我 国 大 部 分 市 场 4 我 国 棉 花 生 产 的 发 展 趋 势 针 对 以 上 产 业 问 题, 我 国 棉 业 需 在 不 与 粮 争 田 的 前 提 下, 主 要 从 以 下 4 个 方 面, 提 高 我 国 棉 花 科 技 创 新 能 力, 全 力 提 升 我 国 棉 花 产 业 竞 争 力, 实 现 快 乐 植 棉 4.1 扩 大 盐 碱 旱 地 植 棉 面 积 我 国 约 1/2 国 土 面 积 处 干 旱 半 干 旱 区, 即 使 在 非 干 旱 地 区 的 主 要 农 业 区, 也 不 时 受 到 旱 灾 侵 袭 在 我 国 耕 地 中 有 较 大 面 积 的 中 低 产 田, 其 中 大 部 分 是 由 于 干 旱 和 盐 碱 所 致, 灌 溉 地 区 次 生 盐 渍 化 田 地 还 在 逐 年 增 加 天 津 山 东 河 北 江 苏 浙 江 沿 海 地 区 约 有 500 万 亩 盐 碱 滩 涂 有 待 开 发, 这 些 土 地 适 于 大 规 模 机 械 化 种 植, 而 棉 花 是 最 适 合 该 区 域 种 植 的 经 济 作 物, 是 下 一 步 扩 大 棉 花 种 植 面 积 的 重 点 发 展 方 向 4.2 麦 棉 双 高 产, 北 移 两 纬 度 解 决 我 国 棉 花 供 需 矛 盾 的 另 一 个 有 效 途 径 是 扩 大 粮 棉 复 种 指 数, 缓 解 粮 棉 争 地, 实 现 粮 棉 两 熟 培 育 适 于 黄 河 流 域 棉 区 长 江 流 域 棉 区 麦 ( 油 ) 后 直 播 超 早 熟 新 品 种 及 适 于 北 方 特 早 熟 棉 区 种 植 的 短 季 棉 新 品 种 是 解 决 我 国 粮 棉 争 地 矛 盾 的 必 由 之 路 种 植 生 育 期 100 d 左 右 的 超 早 熟 棉 花 品 种 可 使 棉 花 种 植 区 域 北 移 两 个 纬 度, 扩 大 棉 花 种 植 面 积 因 此, 利 用 现 代 转 基 因 技 术, 快 速 培 育 早 熟 不 早 衰 高 产 优 质 的 短 季 棉 新 品 种, 迫 在 眉 睫 4.3 加 大 棉 花 分 子 设 计 育 种 技 术 的 应 用, 不 断 提 高 我 国 棉 花 单 产 水 平 棉 花 基 因 组 测 序 为 棉 花 优 异 基 因 发 掘 QTLs 定 位 农 艺 性 状 机 理 等 研 究 打 下 了 坚 实 基 础 目 前 由 中 国 农 业 科 学 院 棉 花 研 究 所 主 持 的 棉 花 D 组 供 [13] 体 种 雷 蒙 德 氏 棉 基 因 组 草 图 已 绘 制 完 成, 亚 洲 棉 (A 组 ) 陆 地 棉 基 因 组 测 序 正 在 进 行 中 广 大 棉 花 科 技 工 作 者 需 以 此 为 契 机, 深 入 开 展 棉 花 基 础 科 学 问 题 研 究, 开 发 完 善 的 棉 花 分 子 设 计 育 种 技 术 体 系, 从 而 同 步 解 决 棉 花 生 产 中 的 高 产 黄 萎 病 抗 虫 耐 盐 碱 等 重 大 问 题, 不 断 提 高 我 国 棉 花 单 产 水 平 4.4 大 力 推 进 棉 花 全 程 机 械 化 进 程, 实 现 快 乐 植 棉 棉 花 是 劳 动 密 集 型 的 大 田 经 济 作 物, 种 植 管 理 复 杂, 从 种 到 收 有 40 多 道 工 序, 每 公 顷 用 工 300 多 个, 是 粮 食 作 物 的 3 倍, 生 产 成 本 很 高 [14] 随 着 城 镇 化 工 业 化 进 程 的 加 快, 农 村 劳 动 力 大 量 转 移, 劳 动 力 成 本 高 涨, 对 棉 花 生 产 提 出 了 新 的 挑 战 全 程 机 械 化 可 以 降 低 植 棉 劳 动 强 度, 是 稳 定 发 展 我 国 棉 花 生 产 的 重 要 措 施 之 一, 是 我 国 棉 花 未 来 生 产 的 发 展 方 向 植 棉 全 程 机 械 化 是 一 个 系 统 工 程, 需 机 械 育 种 栽 培 植 保 等 方 面 的 专 家 紧 密 配 合, 从 而 达 到 农 机 与 农 艺 的 有 机 结 合 千 斤 棉 高 产 创 建 综 合 利 用 适 宜 的 优 良 品 种 和 先 进 的 栽 培 植 保 技 术, 开 展 大 面 积 高 产 示 范 田 建 设 工 程, 从 而 达 到 长 江 黄 河 流 域 亩 产 籽 棉 斤 (1 斤 =0.5 kg) 短 季 棉 亩 产 籽 棉 800 斤 西 北 内 陆 棉 区 达 到 斤 的 高 产 目 标, 从 而 实 现 高 产 高 效 实 现 了 植 棉 机 械 化, 棉 农 得 不 到 效 益, 棉 花 生 产 不 能 持 续 发 展, 只 有 实 现 了 高 产 高 效, 机 械 化 才 有 意 义, 棉 农 植 棉 积 极 性 才 能 持 续 发 挥, 从 而 实 现 快 乐 植 棉 参 考 文 献 [1] 杜 雄 明, 周 忠 丽, 贾 银 华, 等. 中 国 棉 花 种 质 资 源 的 收 集 与 保 存 [J]. 棉 花 学 报,2007,19(5): [2] Zhang Mi,Zheng Xuelian,Song Shuiqing,et al. Spatiotemporal manipulation of auxin biosynthesis in cotton ovule epidermal cells enhances fiber yield and quality[j]. Nature Biotechnology, 2011,29(5): [3] Shi Yonghui,Zhu Shengwei,Mao Xizeng,et al. Transcriptome profiling,molecular biological,and physiological studies reveal a major role for ethylene in cotton fiber cell elongation[j]. The Plant Cell,2006,18: [4] Qin Yongmei,Hu Chunyang,Pang Yu,et al. Saturated verylong-chain fatty acids promote cotton fiber and Arabidopsis cell elongation by activating ethylene biosynthesis[j]. The Plant Cell,2007,19(11): [5] Pang Chaoyou,Wang Hui,Pang Yu,et al. Comparative proteomics indicate that biosynthesis of pectic precursors is important for cotton fiber and Arabidopsis root hair elongation[j]. Mol Cell Proteomics,2010,9(9): [6] Wang Hui,Mei Wenqian,Qin Yongmei,et al. 1- Aminocyclopropane-1-carboxylic acid synthase 2 is phosphorylated by calcium-dependent protein kinase 1 during cotton fiber elongation[j]. Acta Biochimica Biophysica Sinica,2011,43(8): [7] Qin Yongmei,Zhu Yuxian. How cotton fibers elongate:a tale of linear cell- growth mode[j]. Current Opinion in Plant Biology, 12 中 国 工 程 科 学

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