第二节、棉花育种的种质资源

2.0 概述

2.1 棉属的分类

2.2 棉属的栽培种及其特征

2.3 种质资源的利用价值

种质资源：也称遗传资源，是棉花育种中对所有可以用来进行棉花改良的品种、品系近缘种或野生种的总称。

我国以往培育的棉花品种，无论系统育种或杂交育种，追溯其系谱来源，不外乎由美国引进的岱字棉、斯字棉、德字棉、福字棉、金字棉等品种。

这些棉花品种最早都来自于墨西哥的一个家系 12 个棉株。品种资源的范围相当狭窄，缺乏综合性状优良、产量高、纤维品质好、兼抗枯、黄萎病性能及主要虫害的理想品种，给新品种的培育带来一定的局限性。

当前我国自育品种突出的缺点是纤维强力较差、细度偏粗、不抗黄萎病。

棉属野生种，例如瑟伯氏棉、异常棉等都具有纤维强力较好、细度较细并兼抗黄萎病等潜力的基因，

将野生棉种的优良种质渗入并转移给栽培品种的基因型，是培育具有突破性品种的有效途径之一。因而研究棉花育种的种质资源显得十分重要。

2.0 概述

2.1 棉属的分类在植物分类学上，所有野生和栽培的棉种都属于被子植物的锦葵目（ Malvales ）、锦葵科（ Malvaceae ）、棉族（ Gossypieae ）、棉属 (Gossypium) 。

其中除 4 个栽培棉种外，其余均是野生种，分布于热带和亚热带的广大地区。棉花是喜温、喜光作物。

棉属中包括许多棉种，其中有 4 个栽培种：草棉、亚洲棉、陆地棉和海岛棉。栽培最广泛的是陆地棉，其产量约占世界棉花总产量的 90% ；海岛棉约占 5 ～ 8% ；亚洲棉约占 2 ～ 5% ；草棉已很少栽培。

根据棉花的形态学、细胞遗传学和植物地理学的研究，一般认为棉属包括 51 个种，除 4 个栽培种外，其余均为野生种，各棉种的染色体基数 x=13 ，可概分为二倍体和四倍体两大类群。

棉属的主要形态特征：

● 一年生或多年生的木本灌木，叶片全缘或 3-9 个裂片；

● 下部多为单轴型的营养枝，上部多为假合轴型的果枝；

● 每花有 3 片苞叶，形成三角苞，苞叶全缘或具锯齿，有的苞叶很小；

● 花萼呈杯状，上缘或平截状，波状或尖齿状；

● 花瓣 5瓣，覆瓦状排列，雄蕊多，在花丝下部联合成管状，花药单室，子房 2-5室；

● 花柱棒状，柱头裂片数和子房室数相等；

● 果实为背面开裂的蒴果；

● 成熟种子常在种壳内留有胚乳遗迹；

● 细胞学特征是 2n=26 或 2n=52（染色体基数 x=13）

2.2 棉属的栽培种及其特征

棉属有四个栽培种：

草棉（ Gossypium herbaceum）

亚洲棉（ G.arboreum）

陆地棉（ G.hirsutum）

海岛棉（ G.barbadense）

（ 1 ）草棉：

● 二倍体栽培棉种之一，染色体组为 A1 ，染色体数 2n=2x=26 ；

●原产于非洲南部，是非洲大陆栽培和传播较早的棉种，又称非洲棉（ Afri

can cotton）；

● 有 5 个种系（ race）；

● 栽培的草棉多为一年生，原始的野生棉祖先仍是多年生；

● 主要优良特性：

生育期短，极早熟，具有较强的耐高温、干旱和盐碱的能力，对一些病虫害抗性也较强；

● 缺点：

高湿条件下易感染角斑病、枯萎病、黄萎病和根腐病；产量低、纤维品质差。

（ 2 ）亚洲棉：● 二倍体栽培棉种之一，染色体组为 A2 ，染色体数为 2n=2x=26 ；●原产于印度次大陆，由于在亚洲最早栽培和传播，又称亚洲棉 (Asian cotton) ；● 有 6 个种系（ race）；● 有一年生（主要的栽培类型）和多年生（原始类型）两大类群；● 中国的亚洲棉又普遍称之为中棉（ G.Nanking Meyen）；● 主要优良特性：▲成熟早，吐絮快而集中；▲抗逆性强，不仅对枯萎病、棉蚜、棉铃虫、红铃虫等病虫害有较强的抗性，而且由于棉铃下垂，在多雨潮湿地区可以减少烂铃僵花，并耐旱耐瘠，耗水需肥较少，栽培管理简单，产量比较稳定；▲纤维粗短，强力高，弹性大，适于纺织拉绒布或棉毛混纺及棉絮等专门用途

● 缺点：▲产量低、棉铃小，增产潜力较小，绒长 <25mm ；▲纤维粗短，不适于机纺中支以上的细纱；

▲结黄萎病的抗性低于陆地棉和海岛棉。

（ 3 ）陆地棉：● 四倍体棉种之一，染色体组为 (AD)1 ，染色体数为 2n=4x=52

●原产于中美洲墨西哥的高地及加勒比海地区，又称高原棉（ Upland cotton）；● 世界各植棉国都从美国引种陆地棉品种进行种植，因此陆地棉又通称美棉（ American cotton）；● 有 7 个野生种系（ race）；● 栽培类型是典型的一年生类型，表现为中性光周期反应；● 主要优良特性：▲枝多叶大，蒸腾系数大，需水较多；▲根系发达。吸水力强，较能耐旱；▲抗病、抗虫、耐旱、耐盐碱及部分优良的纤维和种子品质，

抗黄萎病与各棉种相比是：陆地棉野生种系 > 海岛棉 > 亚洲棉 > 陆地棉▲产量高、纤维品质好，适应机器纺纱和国际市场的需要。▲陆地棉野生种系与陆地棉栽培品种杂交正常可育，因此可以直接利用野生棉种资源改良栽培品种的遗传组成；

（ 4 ）海岛棉：● 四倍体棉种之一，染色体组为 (AD)复合型，染色体数为 2n=4x=52 ；●原产南美洲、中美洲和加勒比地区；● 有许多近缘棉种；生产上种植的有两个类型，即埃及型、美国埃及型（马棉型）；●原始的海岛棉均为多年生型，经过驯化，才出现一年生类型，即海岛棉的海岛型（ Sea Island cotton），现代栽培的海岛棉均由其衍生而来。●特征：▲植株高大、健壮，透光性好；▲铃期长，较晚熟；▲茎叶光滑或有茸毛，一般棉铃虫、金钢钻难以产卵附着，可减少受害；▲生长期长，顶芽生长旺盛，对土壤和大气湿度敏感，易徒长，且易感染角斑病，故多分布在生长季节长，温度高，雨量少的干旱灌溉棉区；▲铃小、衣分低，皮棉产量低于陆地棉；▲纤维细长、强力高，在栽培棉种中纤维品质最好，商业上又称长绒棉。

2.3 种质资源的利用价值目前已发现棉属有 51 个种。其中四个栽培种分别又划分为若干个种系 (race) 。除栽培品种外，棉花研究人员还对棉属野生种及种系的有益性状及其育种潜力进行了鉴定，用于指导育种实践。根据育种需要，棉属野生种的育种潜力可分为以下若干方面：

1 、提高丰产性提高结铃性 : 陆地棉半野生种系、瑟伯氏棉；提高铃重：雷蒙德氏棉、亚洲棉的长果棉种系，异常棉；增加衣分：澳洲棉、亚洲棉的长果棉种系和孟加拉棉种系

2 、改良纤维品质提高纤维长度：异常棉、雷蒙德氏棉、司笃克氏棉、亚雷西亚棉、亚洲棉的长果棉和中棉种系等。提高纤维强度：异常棉、瑟伯氏棉、雷蒙德氏棉、斯托提棉、辣根棉、司笃克氏棉、亚雷西亚棉、旱地棉、哈克尼西棉、毛棉、亚洲棉的缅甸棉种系、陆地棉的尖斑棉种系等；改良纤维细度：异常棉、瑟伯氏棉、雷蒙德氏棉、毛棉、亚洲棉的缅甸棉和中棉种系、陆地棉的尖斑棉种系和达尔文氏棉等；

3 、提高抗病性抗黄萎病：异常棉、斯托提棉、澳洲棉、瑟伯氏棉、三裂棉、旱地棉、比克氏棉、索马里棉、雷蒙德氏棉、黄褐棉、哈克尼西棉、陆地棉和草棉的部分种系等；抗枯萎病：瑟伯氏棉、三裂棉、旱地棉、裂片棉、拟似棉、克劳茨基棉、比克氏棉、澳洲棉、草棉的部分种系等。

4 、提高抗虫性抗棉铃虫：索马里棉、异常棉、瑟伯氏棉、辣根棉和雷蒙德氏棉等；抗棉蚜：戴维逊氏棉、司笃克氏棉和比克氏棉等；抗棉红蜘蛛：海岛棉、比克氏棉、司笃克氏棉、戴维逊氏棉、异常棉、裂片棉和澳洲棉等。

5 、提高抗逆性抗干旱：澳洲棉、辣根棉、戴维逊氏棉、哈克尼西棉、旱地棉、雷蒙德氏棉、司笃克氏棉、毛棉、达尔文氏棉和陆地棉的尖斑棉种系等；耐低温：斯托提棉和瑟伯氏棉等；耐盐渍化：戴维逊氏棉和陆地棉的尤卡坦棉种系等。

6 、细胞质雄性不育系的培育棉花三系配套：降低杂交棉制种成本、提高制种效率一些野生棉种的细胞质常具有不育性，通过种间杂交可以选育出带有野生种的细胞质而其细胞核为陆地棉的细胞质雄性不育系，如异常棉、瑟伯氏棉、哈克尼西棉、长萼棉和毛棉以及亚洲棉等。

7 、种子无腺体／植株有腺体棉花新类型的选育棉酚：对人和单胃动物有毒性选育低酚棉品种：抗逆性不理想。最理想的是选育出种子无酚／植株有酚的棉花品种，这一特性在栽培品种中尚不存在。而来自澳大利亚的一些野生种大多具有这一特性，如斯托提棉、南岱华氏棉、鲁滨逊氏棉、澳洲棉和比克氏棉等 10 多个种。

8 、选育出带有苞叶早落基因的新品种陆地棉品种的苞叶：开花后不会脱落，会污染棉花纤维，导致品质下降，苞叶在吐絮 (或开花）前自动脱落：哈克尼西棉、辣根棉和特纳氏棉，经研究表明，这一性状由 2 对隐性基因控制，但转育较困难。

9 、杂交不亲和性育种

由于一些野生种带有杂交致死基因，与一般陆地棉杂交常常发生致死，表现为杂交不亲和，利用这一特性可以用于亲本保存和遗传隔离。如克劳茨基棉、戴维逊氏棉和拟似棉等。

10 、其它 抗虫：棉铃象鼻虫、棉叶蝉、红铃虫、白粉虱和根结线虫 抗病：抗叶斑病、锈病和根腐病