中国棉花种质资源的收集与保存

收稿日期 :2007206227 作者简介 :杜雄明 (19632) ,男 ,博士 ,研究员 ,研究方向 :棉花种质资源和植物分子遗传学 ,duxm @cricaas. com. cn 基金项目 :农业部保种项目 (NB052070401232 和 NB062070401233) , 科技部基础工作平台项目 (2004D KA30380222) 中国棉花种质资源的收集与保存 杜雄明 , 周忠丽 , 贾银华 , 刘国强 (中国农业科学院棉花研究所 ,农业部棉花遗传改良重点开放实验室 ,河南安阳 455000) 摘要 :一百多年来 ,我国已从 53 个产棉国引入国外棉花种质资源 100 次以上 ,引入种质 2222 份 ,其中 ,陆地棉 2013 份 ,海岛棉 209 份 ,引种种质份数最多的 5 个国家是美国、前苏联、澳大 利亚、巴基斯坦、埃及。迄今为止 ,中国农业科学院棉花研究所共收集到国内外陆地棉 6822 份、陆地棉野生种系 350 份、海岛棉 585 份、亚洲棉 378 份、草棉 17 份、多年生野生棉 41 份 ,合 计 8193 份 ,我国棉花种质资源的保存数量稳居世界第 4 位。这些种质资源分别保存在北京国 家长期库、青海省复库和安阳中期库 ,野生棉保存在海南岛棉花种植圃。同时 ,也建立了较为 完善的棉花种质资源数据库系统。近 20 年来 ,向 9 个国家和我国 23 个省 (市) 发放棉花种质 资源 10855 份次。 关键词 :棉花 ;种质资源 ;收集 ;保存 中图分类号 :S562. 02 　　　文献标识码 :A 文章编号 :100227807 (2007) 0520346208 Collection and Conservation of Cotton germplasm in China DU Xiong2ming , ZHOU Zhong2li , J IA Yin2hua ,L IU Guo2qiang ( Cotton Research I nst i t ute , CA A S , Key L aboratory of Cotton Genetic I m p rovement , M i nist ry of A g ricul t ure , A ny ang , Henan 455004 , Chi na ) Abstract :Two thousand two hundred and twenty2two accessions , including 2013 of G. hi rsut um and 209 of G. barbadense cot ton germplasm were int roduced f rom 53 foreign count ries during t he recent 100 years. The top five count ries wit h large numbers of int roduced germplasm were America , Russia , Aust ralia ,Pakistan and Egypt . Total of 8193 accessions including 6822 of G. hi rsut um , 350 of G. hi r2 sut um race ( sub2species) , 385 of G. barbadense ,378 of G. arboreum , 17 of G. herbaceum and 41 wild species cot ton germplasms were collected , which ranked 4th in the world. These germplasms were kept in Beijing National Long2term Genebank , Qinhai Replication Bank and Anyang Cotton Medium2term Genebank ,and t he wild species was kept in Cot ton garden at Hainan island. A perfect cot ton germ2 plasm database system was also established. Total of 10855 accessions were delivered to nine count ries and 23 provinces or cities in China during t he recent 20 years. Key words :cot ton ; germplasm ;collection ;conservation 　　种质资源 (germplasm resources)亦称遗传资 源 ( genetic resources ) 或基因资源 ( gene re2 sources) ,它是指一切具有一定种质或基因的生 物类型的总称 ,包括品种、品系和野生种及其近缘 种的植株、种子、无性繁殖器官、花粉、单个细胞 , 甚至特定功能或用途的基因[1 ] 。棉花种质资源所 有的遗传物质均存在于各个品种之中 ,所以我国 习惯称棉花种质资源 ,它包括棉属的栽培种、陆地 棉半野生种系、野生种及其近缘植物[224 ] 。 　棉 花 学 报 　Cotton Science 　　2007 ,19 (5) :346～353 1 　棉花种质资源的类别 棉花种质资源按其特性、来源、遗传组成等可 划分不同的类别。按种质的来源可分为农家品种 (地方品种) 、选育品种、半野生种系、野生棉种和 棉属近缘植物。 1 . 1 　农家品种 指在自然经济农业时期 ,在某地种植数十年、 数百年 ,甚至更长时间的品种。某个品种在局部 地区内经长期的选择和栽培 ,使某种特性得到了 加强与提高 ,演变成适合当地特定的生态条件下 种植的品种 ,通常是以地方命名或以性状命名的。 我国栽培的四大棉种都有过地方品种 ,其中以亚 洲棉的地方品种最多。亚洲棉经过了 2 千多年的 栽培 ,产生了丰富的遗传类型 ,形成适宜各种生态 条件的地方品种 ,组成驰名世界的“中棉”。《中国 的亚洲棉》编入的 301 个品种中 ,地方品种有 279 个 ,占 92 %以上。如南通中棉 ,临汾中棉 ,惠民一 窝猴 ,大治细绒茧 ,上海莺湖棉等[5 ] 。草棉大多也 是地方品种 ,如金塔草棉 ,敦煌草棉等。陆地棉早 期引入的品种有的也演变成地方品种 ,如从美国 引进的脱字棉在湖北省经长期种植和选择形成的 植株紧凑 ,果枝与果节较短 ,满株有桃等特性的棉 花品种 ,老百姓称它为“一树红”,也称“一树猴”。 “霸王鞭”是山西省汾阳县狭家庄农民于 1923 年 从金字棉 ( King) 中选得的零式果枝的变异株繁 殖育成。还有贵州的罗甸铁籽 ,福建的建阳短果 枝棉等。多年生的海岛棉几乎全是地方品种 ,如 开远木棉 ,文山木棉等。地方品种多数没有经过 现代育种技术的改进 ,其中有些品种虽然有明显 的缺点 ,但往往具有某些罕见的特性 ,如特别抗某 种病虫害或耐某种逆境等[225 ] 。科学技术的进步 , 加速了品种的更替 ,地方品种已经全被选育品种 所替代 ,它潜在优良特性一直被人们所关注和 利用。 1 . 2 　选育品种 系指人工育成的品种 ,它们过去曾经或目前 正在生产上使用 ,同时又是进一步选育新品种的 种质基础。采用现代育种技术 ,如选择、杂交、诱 变、生物技术等方法育成的品种、品系 ,包括过时 品种 ,正在推广品种、国外引进品种、育种材料和 遗传工具材料等都划归为选育品种[6 ] 。选育品种 是集适应性 ,丰产性和抗病性一体的优良品种 ,是 最便于利用的种质资源 ,是种质资源的基本材料。 选育品种中的突变体 ,非整倍体等遗传工具材料 对棉花育种理论和应用研究具有重要价值。 1 . 3 　陆地棉半野生种系 栽培棉种在长期的进化过程中 ,在不同的生 态条件下 ,分别形成了不同的地理或生态类型 ,通 称地理种系。其中与棉花育种关系最为密切的是 陆地棉地理种系 ,又称陆地棉半野生种系。陆地 棉的半野生种系有莫利尔氏棉 ( G. hi rsut um sub2 s p . mori l l i) 、李奇蒙德氏棉 ( G. hi rsut um subs p . richmon di) 、鲍莫尔氏棉 ( G. hi rsut um subs p . p al meri) 、尖斑棉 ( G. hi rsut um subs p . p unct a2 t um) 、尤卡坦棉 ( G. hi rsut um subs p . y ucat a2 nense) 、玛丽加朗棉 ( G. hi rsut um subs p . m arie2 gal ante) 、阔叶棉 ( G. hi rsut um subs p . l at i f ol i um) 等 7 个[ 728 ] 。有的学者还将墨西棉 ( G. hi rsut um subs p . mex icanum) 也列为陆地棉半野生种系。 陆地棉半野生种系与陆地棉品种杂交都正常可 育 ,可以直接利用于杂交育种工作。陆地棉半野 生种系具有抗病、抗虫、耐旱、耐盐碱、高强纤维等 优良性状和特性 ,都是可供育利用的种质资源。 1 . 4 　野生棉种 棉属野生棉种有 47 个 ,其中二倍体种有瑟 伯氏棉、辣根棉、哈克尼西棉、雷蒙德氏棉、比克 氏棉等 44 个 ,四倍体种有黄褐棉、毛棉、达尔文 氏棉 3 个 [ 728 ] 。野生棉种经过自然界长期适应性 的选择 ,积累起许多有益的特征特性 ,如抗病、 抗耐旱、耐脊、耐盐碱等 ,以及内含的高强纤维、 高产、无腺体等都是可供育种利用的重要性状。 随着高新技术的发展与研究资料的积累 ,从野 生棉种质资源中进一步发掘新的优良基因是很 有可能的 ,这种基因的优良性状 ,在试验条件下 完全可组合成新的品种。野生棉种的丰富的遗 传基础和众多的变异类型 ,是育种的宝贵种质 资源 ,它的优良性状的有效利用 ,将会使棉花育 种提高到一个新水平。 1 . 5 　棉属近缘植物 与棉属近缘的植物主要是指棉族中除棉属以 外的 7 个属 (包括 73 个种) ,即美非棉属 ( Cien f u2 egosi a) 、桐棉属 ( T hes pesi a) 、哈皮棉属 ( H am2 pea) 、柯基阿棉属 ( Koki a) 、头木槿棉属 ( Cep ha2 lohibiscus) 、拟似棉属 ( Goss y pioi des) 、勒布罗棉 属 (L ebronneci a) [ 728 ] 。其中一些是棉花重要害虫 的转主寄生植物 ,同时在生活方式、生物学特性、 形态特征等方面都比较接近。它们的某些优良性 状可以通过生物技术在棉花育种中利用。 7435 期 　　　　　　　　　　　　　杜雄明等 :中国棉花种质资源的收集与保存 2 　国外种质资源的引进 中国非棉花原产国 ,中国植棉历史的开端 ,即在 于棉花的引种。棉花引种在中国棉业发展上意义重 大。引进国外棉花品种在生产上直接利用是获得生 产上迫切需要棉花新品种的迅速有效的途径[224 ,9] 。 2 . 1 　草棉的引种 草棉 ( G. herbaceum L ) 起源于非洲南部 ,最 先栽培于东南非洲或西南非洲。它也是传入中国 最早的棉花 ,也是我国种植历史最长的棉种。大 约 2200 年前 ,张骞通过丝绸之路 ,自中亚细亚带 来了草棉 ,之后 ,在我国西北一带自新疆、甘肃直 到陕西广为种植 ,长期以来形成了一些优良的地 方品种。但由于它产量低、纤维短 ,不耐潮湿 ,20 世纪 50 年代退出了生产领域。 2 . 2 　亚洲棉的引种 亚洲棉 ( G. arboreum L . ) 起源于印度的印度 河下游河谷地带 ,是人类栽培和传播较早的棉种。 大约在公元前后 ,亚洲棉经过缅甸、泰国、越南逐 渐传入我国的云南、广西、海南和广东等省、区 ,再 由我国南部边疆逐步向北方广大区域种植推广。 亚洲棉在中国经过长期的栽培驯化 ,形成了丰富 的品种类型 ,特称之为中棉 ( G. arboreum race si nensesi) ,使中国成为亚洲棉的次级起源中心。 2 . 3 　海岛棉的引种 海岛棉 ( G. barbadence L) 原产于南美洲、中 美洲及加勒比地区。我国种植的海岛棉首先是从 埃及或南美传入多年生海岛棉在云贵高原、台湾 与华南沿海种植 ,俗称木棉。云南开远的多年生 离核木棉和联核木棉很可能是埃及带来的海岛棉 散布种植而形成。离核木棉是一般的海岛棉 ,联 核木棉是海岛棉的变种巴西棉 ( G. barbadense v ar brasi l l iense) 。有记录可查的海岛棉首次引 入我国是 1919 年从美国引入埃及棉型海岛棉 ( Egyptian2type cot ton) 。原苏联的埃及型海岛棉 品种在新疆较易适应 ,新疆的吐鲁番盆地适合中 熟海岛棉种植。 2 . 4 　陆地棉的引种 陆地棉 ( G. hi rsut um L)起源于中美洲墨西哥 南部的高原及加勒比地区。陆地棉是全世界种植 面积最大的棉种 ,是各产棉国的主栽类型。1865 年我国开始引进陆地棉在上海试种 ,之后 ,我国曾 多次从国外大量引种。如 1892 年 (清朝光绪十八 年)湖广总督张之洞从美国首次大批引进陆地棉 ; 1904 年从美国引入乔治思、皮打琼、奥斯亚等品 种的大量种子 ; 1919 年我国从美国引入金字棉、 爱字棉、脱字棉、杜兰果棉、哥伦比亚棉、隆字棉、 埃及棉及海岛棉 8 个棉花标准品种 ,于长江、黄河 流域各产棉省共 20 处试种 ; 1919 年前后从朝鲜 引入金字棉系统的木浦 11324 特早熟品种在东北 棉区试种 ,后成为我国选育早熟品种的主要早源 种质。以后还引进大量的德字棉 531、斯字棉 4 号、岱字棉 14、珂字棉 100、斯字棉 2B 等品种在我 国棉区大面积推广。这些品种不但替代了亚洲棉 , 表 1 　我国棉花国外引种国家(地区)和种质份数 Table 1 　The germplasm numbers and the countries with introduced cotton seeds 国家 (地区) 份数 国家 (地区) 份数 国家 (地区) 份数 美国 1199 坦桑尼亚 5 印度尼西亚 2 前苏联 497 越南 5 安哥拉 1 澳大利亚 135 阿尔巴尼亚 4 布隆迪 1 巴基斯坦 95 古巴 4 刚果 1 埃及 43 日本 4 加纳 1 法国 37 乌兹别克斯坦 4 柬埔寨 1 墨西哥 19 巴西 3 捷克 1 保加利亚 16 朝鲜 3 加拿大 1 乍得 13 喀麦隆 3 秘鲁 1 叙利亚 12 西班牙 3 缅甸 1 乌干达 11 非州 2 尼加拉瓜 1 印度 11 马里 2 葡萄牙 1 象牙海岸 10 摩洛哥 2 瑞典 1 苏丹 9 南斯拉夫 2 也门 1 土耳其 6 尼日利亚 2 伊朗 1 希腊 6 上沃尔特 2 赞比亚 1 肯尼亚 5 索马里 2 其它 22 尼泊尔 5 匈牙利 2 合计 2222 843 　　　 　　　　　　　　　　　　　　　棉 　花 　学 　报 　　　　　　　　　　　　　　　　　 19 卷 而且 ,在我国产生了许多新的变异和特殊类型 ,这 些变异经过系统选育和杂交转育等方式 ,形成了 中国特色的陆地棉品种和种质资源。 2005 年统计 ,一百多年来 ,我国从 53 个国家 (地区)引入棉花种质资源 100 次以上 ,引入 2222 份种质 ,其中 ,陆地棉 2013 份 ,海岛棉 209 份。80 年代以前引种特点是大批量引进和直接用于试验 和生产 ,引种量达 6000 t 以上 ;80 年代后 ,引种了 数目众多的种质类型 ,种质数量达 2100 多份。从 引种的国家看 ,引种种质份数最多的 5 个国家是 美国、前苏联、澳大利亚、巴基斯坦、埃及 (表 1) 。 2 . 5 　国外棉花品种和种质资源的引进和搜集经 历 4 个阶段 第一阶段 (1865 - 1950 年) ,引进国外棉种直 接种植和利用。这期间引进美国陆地棉品种约 28 个 , 海岛棉 2 个 ;前苏联陆地棉品种 7 个 , 海 岛棉 4 个。引种品种数少 ,量大 ,共达 4000 多吨。 其中从美国批量购买商用品种 ,大到 560 t ,小到 能够供 10～20 点试种。经过试验 ,美国的斯字棉 4 号、德字棉 531、岱字棉 14、斯字棉 2B、斯字棉 5A、岱字棉 15 等在我国相应棉区先后推广开来 , 前苏联的涡及 1 号、611 波及 24221 在特早熟棉区 推广以及 108 夫、司 3173、克 1543 和海岛棉 2 依 3、5476 依等在新疆种植。 第二阶段 (1951 - 1980 年) ,引进国外种质和 自育良种并进阶段。种质量不多 ,主要种质仍然 是美棉和苏联棉。值得一提的是 1950 年后引进 的岱字棉 15 ,在 1958 年种植面积达 350 万 hm2 , 占当时全国棉田面积的 62. 9 % ,引导了我国第 3 次品种更换 ,同时 ,以岱字棉 15 等引进品种为基 础材料通过系统选种 ,在长江、黄河流域 ,还育成 了大量新品种 (系) ,而这些自育品种又促成了 60 - 70 年代的第 4 次品种更换[224 ] 。到 20 世纪 70 年代末 ,我国自育品种的种植面积已经达到全国 棉田面积的 80 %以上。这一阶段 ,我国还引进和 培育了低酚棉品种 ,1972 年第一次从非洲马里引 进了低酚棉种质资源 ,1974 - 1975 年又从美国引 进了兰布莱特 GL5 等低酚棉种质资源 ,并开始了 低酚棉育种 ,至 90 年代中期已选育出 20 多个低 酚棉品种。 第三阶段 (1981 - 1995 年) ,大量引进、征集 国外种质资源 ,改良自育品种。通过种质交换 ,学 者访问、专家考察、聘请外国专家、以及中国与美 国棉花品种联合试验等方式已从美国、前苏联、巴 基斯坦、澳大利亚、法国等 50 多个国家引进栽培 品种 ,半野生种系、野生棉种、遗传材料共有约 1857 份 ,其中 ,海岛棉 201 份。引进的主要是珂 字棉、斯字棉、德字棉、岱字棉、爱字棉、PD 棉、佩 马斯特、探科棉等系列种质 ,有些种质也可能是经 过引种的原始种质 ,在国内经过系谱选育和改良 后形成的。我国科技人员进行了驯化、选择、杂 交、创新的棉花新品种选育工作。如中棉所 12 利 用了乌干达棉 ,泗棉 3 号有墨西哥 910 的血缘 ,低 酚棉品种全是由马里低酚棉和美国的兰布莱特 GL25 演变过来的。 第四阶段 (1996 至今) ,这一期间除了少量引 进了岱字棉、密斯科特、苏联 T YJ 、苏联司字棉等 新培育棉种质外 ,主要以引进新棉 33B、新棉 99B 等抗虫品种为主要特征。20 世纪 90 年代 ,美国 的转 Bt 基因抗虫棉新棉 33B、99B 及 32B 等品种 传入我国 ,由于这些品种具有高抗棉铃虫及鳞翅 目害虫的特点 ,适应了我国棉花生产减轻棉铃虫 严重为害的需要 ,迅速在河北及黄河流域棉区推 广种植。 3 　国内棉花种质资源的搜集 王善全、冯泽芳 1922 年和 1923 年先后搜集 了江苏、浙江、辽宁、山东等 13 个省的亚洲棉品种 112 个 ;1939 - 1947 年中央农业实验所从全国各 地搜集到 1200 份亚洲棉品种材料 ,包括冯泽芳、 奚元龄、陈仁等在四川西部、云南考察时搜集到的 亚洲棉品种 (这次考察也搜集到一些多年生木 棉) ,1952 年华北农业科学研究所搜集到亚洲棉 73 份。这些种质资源因日本侵华大部份受损失 , 到现在仅保留了 300 多份[224 ] 。 除此之外 ,我国曾经组织了两次 ( 1953 - 1957 ,1979 - 1983 年) 大规模的全国范围的棉花 种质资源考察和搜集。 3 . 1 　1953 - 1957 年 农业部曾于 1955 年和 1956 年两次向全国发 布征集各主要农作物原始品种材料的通知 ,要求 以县为单位对各种农作物全面收集整理。从 1953 - 1957 年历时 4 年 ,共收集到棉花种质估计 有 2000 多份。据项显林手稿“棉花品种资源网组 成”介绍 ,1958 - 1961 年中国农业科学院棉花研 究所保存的种质资源有 :陆地棉 679 份、海岛棉 25 份、亚洲棉 256 份、非洲棉 1 份、野生棉 5 份、 棉属近缘植物 41 份 ,合计 1007 份。在第一次大 9435 期 　　　　　　　　　　　　　杜雄明等 :中国棉花种质资源的收集与保存 规模收集棉花种质资源后 ,全国五大棉区资源保 存点保存的种质资源份数已经达到 3769 份。但 其中含有较多的重复 ,1974 年 ,经过整理统计后 , 实际上有 3024 份 ,其中陆地棉 2445 份 ,海岛棉 268 份 ,亚洲棉 297 份 ,草棉 14 份。 3 . 2 　1975 - 1983 年 1970 年以后 ,我国先后组织了棉花科技人员 对海南、广西、贵州、云南等 23 个省、自治区的 100 多个县 (市) 进行了棉花种质资源的考察、搜 集。1979 年农业部和国家科委又联合发出了通 知 ,要求各省、市、自治区全面开展种质资源的补 充征集和组织重点考察。为此 ,中国农业科学院 棉花研究所 1975 - 1983 年第二次大规模组织了 有关棉花研究单位对云南、海南、广西、贵州等省 (区)进行了考察 ,搜集到一批当地的棉花种质材 料。截至 2000 年底止 ,共搜集到国内种质资源 5186 份 ,其中亚洲棉 378 份。 3 . 3 　1984 年至今 1984 年后的收集和考察相对较为分散 ,主要 通过农业部的保种项目 ,主要对我们主产棉地区 和南方山区进行了收集和考察。中国农业科学院 棉花研究所在 2000 年后 ,对各种质资源点和主产 棉区创新种质进行了收集和保存 ,共获得 1000 多 份种质 ,其中不少为远缘杂交渐渗系。该所在 2002 年 10 - 11 月还组成三队分别对云南、贵州、 广西等省、区少数民族居住的边远山区进行棉花 种质资源的考察 ,三队考察搜集到亚洲棉 89 份 , 陆地棉 43 份 ,海岛棉 18 份 ,棉花近缘植物 19 份、 混杂种子 7 份[10213 ] 。 50 年来 ,中棉所已收集到国内外陆地棉 6822 份、陆地棉半野生种系 350 份、海岛棉 585 份、亚 洲棉 378 份、草棉 17 份、多年生野生棉 41 份 ,合 计 8193 份 (表 2) 。这些种质资源分别保存在北 京国家长期库、青海省西宁复库和本所中期库。 我国棉花种质资源的保存数量跃居世界第 4 位。 表 2 　中国棉花种质资源种类和来源( 2005) Table 2 　The types and sources of cotton germplasm in China 种 　名 份数 来 　源 陆地棉 6822 中国、美国、前苏联、澳大利亚、巴基斯坦等 53 个国家 海岛棉 585 前苏联、埃及、中国、法国、安提拉瓜、美国 亚洲棉 378 中国、印度、叙利亚 草棉 17 中国 陆地棉种系 350 墨西哥 野生种 41 澳大利亚、墨西哥、美国、巴基斯坦等国 合计 8193 4 　种质整理和鉴定 搜集到的棉花种质资源要及时整理 ,首先要 与已有的种质资源进行核对 ,发现重复搜集的材 料 ,要与原品种一起经田间种植后决定去留 ;对严 重混杂 ,又未发现具有利用价值的材料予以淘汰 ; 搜集到的国外材料要先经检疫圃的检验 ,在未发 现有检疫的病虫时 ,方可转到大田繁殖。对性状 稳定确认是新的材料要编号、繁种入国家中期库 和长期库保存 ,并进行一系列的性状鉴定评价。 棉花种质资源鉴定评价共有 82 项物候期、形 态特征、经济、品质等性状描述[14 ] ,包括 61 项农 艺性状 (如生育期、果枝类型、叶片形状、花冠颜 色、苞叶形状、铃形、种子短绒等) ,2 项花瓣化学 成分含量 (棉酚、单宁) ,8 项纤维品质性状 (纤维 长度、断裂比强度等) ,3 项种子化学成分含量 (种 仁蛋白、种仁脂肪等) , 8 项抗病虫、耐逆性状 (黄 萎病、枯萎病、棉铃虫、蚜虫、抗旱、耐盐等) ,而且 全国的棉花种质资源繁殖保存点上 ,都实行统一 的描述标准[14 ] ,包括每个性状的数据采集时间、 对象、方法、分级标准以及注意问 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 。农艺、经济 性状由保存单位鉴定 ,其它由各学科比较权威的 单位统一鉴定。 5 　棉花种质资源的保存现状 保存是种质资源工作的又一重要环节。棉花 种质资源经过整理 ,编目后 ,必须妥善保存 ,使之 维持原有的遗传特性和生活力 ,才能随时的提供 研究和利用。种质资源保存的方法较多 ,主要有 原位保存法和移位保存法两类。我国棉花种资源 的保存主要采用了移位保存法 ,即长期库、中期 库、短期库、资源圃等[ 4 ,15 ] 。 5 . 1 　长期库 1986 年建在中国农业科学院品种资源研究 053 　　　 　　　　　　　　　　　　　　　棉 　花 　学 　报 　　　　　　　　　　　　　　　　　 19 卷 所内 (北京市) 。库温为 (218 ±2) ℃,相对湿度为 (57 ±7) % ,种子寿命 50 年以上。该库可储存农 作物种质资源 40 万份以上 ,现已储存 35 万份。 入长期库的种质不对外分发 ,为了防止发生意外 事故 ,还在青海省西宁市建了一个复份库 ,保存与 长期库完全相同的一套农作物种质资源。 5 . 2 　中期库 (又称棉花种质资源专用库) 建在河南省安阳市中国农业科学院棉花研究 所内。国家棉花种质资源中期库于 1979 年新建 , 2001 年重建 ,重建的库温为 (0 ±2) ℃,相对湿度 (50 ±7) % ,规划种子寿命 15 年以上。中期库保 存编过国家目录号和准备编目录号的种质资源。 中期库是工作库 ,主要任务是保持每份入库种质 的遗传完整性和种子的生活力 ,还要负责对国内、 外种质资源的收集、整理、编目、保存、评价、发放 利用、创新、繁殖更新等 ,定期向长期库输送新收 集的编过目录号的种质资源。 5 . 3 　短期库 设在每个棉区的资源保存点。短期库的结构 因各个棉区的气候差异而不同。新疆棉区的短期 库只需普通房 ,种子寿命可达 20 年以上 ;特早熟 棉区的短期库为底层隔潮 ,四周和顶层隔热的房 子 ,种子寿命 3～5 年 ;其它棉区的短期库为低温、 低湿的种子库。也有的单位将种子袋封好口后放 在商用的冷库内保存。每个短期库负责本棉区种 质资源的搜集、保存和更新 ,并定期向中、长期库 输送新的种质资源。 5 . 4 　种质圃 是设在海南省三亚市崖城镇“国家棉花种质资 源圃”的简称 ,田间活体保存多年生的陆地棉半野 生棉种系、野生棉种和部分棉属近缘植物[17 ] 。 5 . 5 　种子入库 管理办法 关于高温津贴发放的管理办法稽核管理办法下载并购贷款管理办法下载商业信用卡管理办法下载处方管理办法word下载 及管理技术 1986 年 5 月制定了“国家种质库种子入库管 理办法”并建立了种子入库操作 流程 快递问题件怎么处理流程河南自建厂房流程下载关于规范招聘需求审批流程制作流程表下载邮件下载流程设计 以及入库种子 的数量、质量标准。送存的每份种子有全国统一编 号、单位保存号、种子繁殖年代、品种名称 ,并按统 一的记载标准 ,记录的农艺、经济性状、抗病虫性、 耐逆性等录入国家作物种质资源数据信息系 统[1 ,15 ] 。 在种子库保存的种子发芽率下降到预定的指 标 (65 %～85 %) ,或分发所余种子量太少 (不足 1000 粒) ,或生活力退化而无法保持该种质的遗 传完整性时 ,就必需进行繁殖更新 ,以替代库内原 来保存的陈旧种质。田间种植要有足够数量的株 数 (50～100 株) ,再次认真记载主要的遗传性状 , 严格自交 ,拔掉杂株 ,保证更新材料的遗传完整 性 ,使每一份种质的全部遗传信息仍然保留在群 体中。当繁殖的种子合格时 ,替换库内原有种子。 种质资源数据库的建立是种质保存和利用中 较为重要的一个环节。我国的棉花数据库的数据 分为四种类型 ,即基础数据、鉴定评价数据、管理 数据和交换数据[324 ] 。 数据库信息系统主要有三类 :文件系统、数据 库系统、网络系统。文件系统指数据以文件方式 储存 ,数据规范化处理。目前已经利用计算机对 棉花种质资源基因库进行信息管理 ,种质资源特 性分布信息系统可以对棉花的农艺性状、品质、 耐逆、抗病虫等特征、特性进行空间分析 ;对于完 善种质资源的保护措施 ,建立核心种质 ,品种的生 态类型 ,加强与国外种质资源的交流也有重要的 参考价值[ 324 ,18 ] 。 6 　发放利用 据不完全统计 (“九五”以前发放资料记载不 全) ,近 20 年来 ,中期库向 9 个国家和我国 23 个 省 (直辖市) 共发放棉花种质资源 10855 份次 (表 3) 。 每年分发的种质份数基本取决于利用者 ,随 着我国基础研究、应用研究的不断深入 ,以及国家 棉花中期库工作人员服务意识、服务质量的加强 与提高 ,近年来种质发放份次数明显提高。对 1996 - 2006 年分发的种质统计分析表明 (图 1) , 1995 - 2000 年发放 2241 份次 ,年均 448 份次 ; 2001 - 2005 年发放 3604 份次 ,年均 721 份次 ,两 个五年年均发放份次数相比提高了 60. 9 %。 从棉花种质资源的用途看 ,育种利用约占 50 % ,目前仍占绝对优势[ 16 ] 。近几年在基础研究、 毕业论文中的应用数量呈增多趋势 ,2001 - 2006 年 ,为 51 位硕士、博士研究生提供 700 份种质资 源 ,完成毕业研究论文[19220 ] 。应用范围也更为广 泛 ,除了引用种质进行种质创新和新品种选育 外[21222 ] ,还涉及到从表现型到分子遗传、基因定 位、基因克隆等。棉花纤维品质功能基因组学研 究是目前基础研究的热点 ,并获得国家 973 项目 支持 ,所用纤维发育突变体材料均由棉花中期库 提供。利用中期库提供的种质 ,不少单位获得了 重要成果。 1535 期 　　　　　　　　　　　　　杜雄明等 :中国棉花种质资源的收集与保存 表 3 　发放棉花种质的地区分布 Table 3 　The distribution of delivered cotton germplasms in different areas 发放地区 份次 涉及单位数 发放地区 份次 涉及单位数 河南 2525 27 甘肃 52 5 新疆 1803 21 海南 28 4 江苏 981 22 重庆 25 2 河北 863 24 上海 20 4 北京 862 15 越南 18 山东 573 18 澳大利亚 12 湖北 542 15 天津 11 3 江西 422 9 埃塞俄比亚 10 湖南 356 11 巴基斯坦 10 四川 330 5 马塞罗 6 山西 314 8 吉林 4 1 浙江 257 4 西藏 3 1 辽宁 256 6 印度 1 安徽 122 16 广东 1 1 美国 104 云南 1 1 陕西 101 5 未登记单位 190 巴西 52 总计 10855 图 1 　1996 - 2000 年发放种质的年度分布情况 Fig. 1 　The distribution of delivered germplasm in 1996 - 2000 农业部棉花品质监督检验测试中心利用海 7124、鄂光短果枝、斯字棉 825、棕絮 1 号等 34 份 棉花种质 ,制订了《棉花新品种特异性、一致性与 稳定性 (DU S)测试指南》,2003 年通过专家审定 , 将作为国家标准发布实施 ,目前已在我国棉花新 品种保护中开始应用。其中的 11 份种质被选为 标准品种。其余种质在性状的分析与确定中发挥 了重要作用。 7 　问题与讨论 7 . 1 　大规模开展我国棉花种质资源的收集工作 在 80 年代以前 ,我国分别于 1936 - 1947 , 1975 - 1983 年在全国各地广泛考察和搜集棉花 种质资源 ,但目前 ,已有 20 多年未能大规模考察 和征集国内棉花种质资源。这期间正是我国棉花 品种发展的黄金时期 ,我国棉花品种经历了第五 次、第六次换种 ,期间培育出了大量抗病、优质、丰 产及特异性种质材料和品种[224 ,23 ] ,由于经费的限 制 ,我们虽以信函等方式征集到一少部分 ,但绝大 多数都遗散在各地的科研、教学或生产等单位 ,有 的甚至遗失。为此 ,需要考察和调查五大棉区的 棉花主产省 (区) 、实地考察 1983 年以来培育出的 品种、具有特异性状的材料的种植、利用情况 ,汇 编档案资料 ,征集入库 ,进行品种登记和初步分类 鉴定。 7 . 2 　加强亚洲棉考察和收集 亚洲棉具有抗病虫、潜在优质纤维基因等特 性 ,近年来 ,亚洲棉粗绒特性在美国、印度等国受 到很大重视。据资料统计 ,我国曾整理了 1000 多 份亚洲棉 ,但国家目前仅存 300 多份 ,非常有必要 对我国南方丘陵地区及边远山区亚洲棉考察和征 集。印度和巴基斯坦是亚洲棉起源地之一 ,印度 目前已有 1700 多份亚洲棉 ,是世界上亚洲棉资源 保存最多的国家 ,拟去印度 Nagp ur 中央棉花研 究所和巴基斯坦 Multan 中央棉花研究所考察和 征集亚洲棉[5 ] 。 7 . 3 　加强对各产棉国的种质资源的收集 在 90 年代后 ,由于《生物多样性公约》的制 定 ,种质资源的收集受到了很大限制。世界棉花 种质资源约 5 万份 ,排名在前四位的是乌兹别克 斯坦、印度、美国和中国。独联体和美国由于重视 收集全世界种质资源 ,所以不但份数多 ,而且 ,多 样性强。印度为棉花起源中心之一 ,所以 ,多样性 也好。我国棉花由于不是起源中心 ,必须通过考 察、访问、合作研究和交换品种等方式 ,广泛收集 世界各国种质资源 ,才能增加其遗传多样性。更 为重要的是 ,我国非常缺乏抗黄萎病棉花种质和 253 　　　 　　　　　　　　　　　　　　　棉 　花 　学 　报 　　　　　　　　　　　　　　　　　 19 卷 品种[ 3 ,24225 ] 。 7 . 4 　采取措施 ,促使信息反馈 国家越来越重视种质利用的效果 ,但用户信 息反馈仍然是一大难题 ,中期库目前提供的种质 越来越多 ,但获得有价值的信息反馈越来越少 ,育 种利用较以前更难收到反馈 ,而且系谱资料也很 难查到 ,用代号的较多 ,特别是杂交种。信息反馈 难的问题其它作物同样存在 ,都在想办法解决 ,并 初见成效 ,作为参考模式 ,棉花种质资源中期库已 将种质发放、信息反馈建立了单位和个人信誉档 案 ,将在网上公布[16 ] 。 参考文献 : [1 ] 娄希祉 ,董玉琛 ,刘 旭 ,等. 中国农作物种质资源收集 保存评价与利用研究进展 [J ] . 植物遗传资源学报 , 2004 (增刊) :14222. 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