攻克棉花“癌癥”，讓棉花從“海選”走向“定制”

潔白如雪的棉花，是人們冬日生活的溫暖來源之一。它具有吸濕、透氣、舒適等優(yōu)點(diǎn)，是制造紡織品的優(yōu)秀之選。

攻克棉花“癌癥”

棉花是關(guān)系國計(jì)民生的戰(zhàn)略物資，也是僅次于糧食的第二大農(nóng)作物。因此，保證棉花產(chǎn)量至關(guān)重要。然而，讓棉花健康生長并不是一件容易的事，大規(guī)模的棉花種植也為一些病蟲害的蔓延提供了溫床。

20世紀(jì)90年代，我國主要棉產(chǎn)區(qū)遭受了棉鈴蟲和黃萎病的侵襲，嚴(yán)重影響了棉花的產(chǎn)量和品質(zhì)。二者的防治均為世界性難題，尤其是黃萎病，這種由土壤傳播的維管束病害，幾乎無法用傳統(tǒng)的噴藥方法控制，因此被棉農(nóng)戲稱為棉花的“癌癥”。

當(dāng)時(shí)，我國農(nóng)業(yè)科技領(lǐng)域?qū)S萎病一直缺乏系統(tǒng)有效的解決方案。河北農(nóng)業(yè)大學(xué)教授馬峙英帶領(lǐng)其團(tuán)隊(duì)，進(jìn)行抗黃萎病育種基礎(chǔ)研究與新品種選育攻關(guān)，在抗病棉花品種培育的道路上不斷邁進(jìn)。

經(jīng)過20余年的努力，馬峙英教授帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)收集、篩選和鑒定了超過2200份棉花的基礎(chǔ)種質(zhì)，并通過多種方法篩選出了240份優(yōu)異種質(zhì)。在此基礎(chǔ)上，他們構(gòu)建了棉花優(yōu)異種質(zhì)數(shù)據(jù)庫，創(chuàng)制了47份抗黃萎病育種親本，鑒定到7個(gè)抗黃萎病相關(guān)的新基因。此外，他們還改進(jìn)了黃萎病抗性鑒定和選擇技術(shù)，并成功培育出了5個(gè)新的棉花品種。馬峙英教授帶領(lǐng)的科研項(xiàng)目《棉花抗黃萎病育種基礎(chǔ)研究與新品種選育》也榮獲2009年度國家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎二等獎。

讓棉花成為“全能型選手”

隨著糧食和棉花種植布局的調(diào)整以及紡織工業(yè)的發(fā)展，解決棉花在旱、薄、鹽堿、病蟲害等多重逆境下的生長問題，以及滿足中高端原棉需求的問題，已經(jīng)成為了產(chǎn)業(yè)的迫切需求。因此，馬峙英教授繼續(xù)帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)深入田間地頭。10年里，他們對棉花進(jìn)行了“精準(zhǔn)育種”，不僅解析了遺傳種質(zhì)之間的分子親緣關(guān)系，還構(gòu)建了用于鑒定棉花性狀的指紋圖譜。

為了更好地理解棉花性狀變化與遺傳變異之間的關(guān)系，從2012年開始，馬峙英教授領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)仔細(xì)篩選了419份核心棉花種質(zhì)，對它們進(jìn)行基因組重測序，并進(jìn)行了深度分析。在此過程中，他們揭示了陸地棉纖維品質(zhì)和產(chǎn)量的遺傳機(jī)制，破譯了棉花育種改良的基因組結(jié)構(gòu)變異和遺傳效應(yīng)，發(fā)現(xiàn)了控制不同性狀的重要遺傳位點(diǎn)和新基因，為作物多性狀協(xié)同改良提供了新的依據(jù)和資源，使棉花育種從“海選”走向“定制”成為可能。

由馬峙英教授領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)育成的“農(nóng)大棉”系列棉花品種不僅能夠抵抗多種逆境，同時(shí)產(chǎn)量也大幅提高。在2007年到2018年的11年間，這些新品種已經(jīng)在全國范圍內(nèi)累計(jì)種植超過3000萬畝，為我國農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)貢獻(xiàn)了巨大的價(jià)值。這些新品種的育成不僅增加了農(nóng)民的經(jīng)濟(jì)收入，還為我們的冬天帶來了更多溫暖。值得一提的是，馬峙英帶領(lǐng)的科研項(xiàng)目《多抗優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)“農(nóng)大棉”新品種選育與應(yīng)用》也獲得了2019年度國家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎二等獎。

“農(nóng)大棉”系列棉花品種的成功育種和廣泛種植，逐漸減少棉花對農(nóng)藥的依賴，保護(hù)了生態(tài)環(huán)境。

在棉花領(lǐng)域?qū)＜覀兊牟恍概涂蒲袆?chuàng)新下，中國的棉花產(chǎn)業(yè)正邁向新的高度。馬峙英教授和他的團(tuán)隊(duì)為我們展示了科技的力量，將精準(zhǔn)育種的理念轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實(shí)。

文：四川大學(xué)博士 牛明澤

審稿專家：祝葉華，科技導(dǎo)報(bào)社副編審

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