河北省低酚棉育种研究进展及综合利用

权月伟　唐光雷　米换房　翟雷霞　李继军　李文蕾

摘要：通过对棉花育种行业的了解和查阅有关资料，回顾了国内外低酚棉育种的发展历程，重点阐述了河北省低酚棉育种的发展优势及研究进展，并介绍了低酚棉在饲料、食品等方面的综合利用情况。目的是促进河北省低酚棉新品种的推广，以应对河北省棉花种植结构调整。

关键词：河北省；低酚棉；育种；研究进展；综合利用

中图分类号：S562.035 文献标识码：A 文章编号：2095—3143（2016）06—0024—04

DOI：10.3969/j.issn.2095-3143.2016.06.005

0引言

棉花（Cossypium hirsutum L.）是重要的纤维作物，长期以来除了棉花纤维被有效利用外，棉花植株、种子中的蛋白质、脂肪等成分很大一部分被遗弃。造成这种现象的原因是普通棉花含有一种对人畜有害的物质一棉酚。低酚棉俗称无毒棉，是集棉、粮、油、饲、药于一体的多元高效经济作物，其棉酚含量低于0.02%。低酚棉的棉仁可作高蛋白优质食品，棉籽油可作优质保健油，棉籽饼及棉株枝叶可作饲料，去掉的叶枝、赘芽可作青饲料，棉籽壳和铃壳均可作食用菌的培养基。种植低酚棉可以为食品工业、饲料工业提供大量的优质蛋白资源，使食用蛋白资源更广阔。

棉花是河北省主要的经济作物，为广大农民带来较大的种植效益。近年来由于棉花价格持续疲软以及劳务用工费用持续上涨，河北省棉花面积正在逐年减少。培育和推广低酚棉新品种对河北省棉花种植结构调整具有积极意义。

1国内外低酚棉育种浅述

1.1国外低酚棉育种概况

1954年，美国科学家McMichael以爱字棉为母本，霍皮棉为父本构建杂交群体，通过杂交育种技术多代选择，于1960年获得无腺体棉花突变体植株，该棉花植株的茎、叶、种子均变现为无色素腺体。McMichael团队继续研究，利用获得的突变体，通过杂交和回交的育种方法，经过多代选择，终于在1965年培育出了第一个无腺体棉花品系“23B”，开辟了棉花育种的新领域。科学家们通过研究发现，无腺体棉花品系“23B”是由两个隐性基因控制。1966年，Biet等科学家培育出了第一个显性基因控制的无腺体棉花品系。随后，世界各国纷纷开始了低酚棉育种研究。埃及育种家们培育出了低酚棉新品种亚历山大4号，印度的育种家们也培育出了一批低酚棉新品种并在生产上推广应用。

1.2国内低酚棉育种概况

中国低酚棉育种始于20世纪70年代，到20世纪90年代达到了一个高峰，中国农业科学院棉花科学研究所、湖南省棉花科学研究所、河北省农业科学院、辽宁省农业科学院经济作物研究所等十余个农业科研单位相继开展了低酚棉育种及遗传机理的研究工作。1978年，湖南省棉花研究所培育出了国内第一个低酚棉品种低酚棉1号，开启了我国低酚棉育种研究的新时代，低酚棉育种进入蓬勃发展的阶段。截止到20世纪90年代，国内育种家们培育低酚棉品种（系）接近60个，其中以中棉所13号、豫棉2号、冀无252、冀棉19号、冀棉21号和湘棉11号推广种植面积最大。中国的低酚棉种植面积一度稳定在10万hm²，成为当时世界上低酚棉种植面积最大的国家。

在20世纪90年代中期，棉铃虫持续暴发为害，造成种棉成本上升、植棉效益下降，严重挫伤了棉农的种棉积极性。自1994年开始国内植棉面积逐年减少，1997年下降到不足333.3万hm²。1996年美国转Bt基因抗虫棉的引入，有效地遏制了当时棉铃虫的爆发为害，以新棉33B、DP99B为代表的转基因抗虫棉迅速推广普及。至此，科研单位开始转Bt基因抗虫低酚棉品种的选育研究。补的种质资源材料，有利于拓宽杂交后代的遗传基础，创造出丰富的遗传变异群体，从而培育出优良的品种。河北农业大学的马峙英等对国内外的145份低酚棉材料的生育特性、产量表现和纤维品质进行了鉴定和筛选，最终获得了数十份具有丰产、大铃、高衣分、长纤维和高强度的优异种质资源。张桂寅，等对116份低酚棉品种进行聚类分析，并构建了3个低酚棉核心种质库。

邯郸市农业科学院培育的低酚棉新品种邯无198，不仅产量高而且棉籽中含有丰富的蛋白质和脂肪等营养成分（见表1）。利用邯无198品种做亲本，又培育出了邯无216、邯M263抗虫低酚棉新品系和一批棉花育种中间材料，创新了抗虫低酚棉种质资源。

2.2河北省低酚棉的育种优势

河北省开展低酚棉育种研究较早，培育了一批低酚棉品种，如冀无252、冀棉19号、冀无3703、石无16和省无3003等，其中以冀无252和冀棉19号推广面积最大。1998年以后开始转基因抗虫低酚棉的育种研究。

近年来，各级部门越来越重视低酚棉育种研究。2008年农业部转基因生物新品种培育重大专项“转基因特色专用棉花新品种培育”和2013年河北省科技支撑计划项目“多抗、优质、专用棉花种质资源创新及育种新技术研究”立项，其中包括低酚棉种质资源创新，转基因抗虫低酚棉的培育及推广等内容。2014年河北省渤海粮仓科技示范工程项目启动，邯郸市农业科学院利用自身优势，开展低酚棉高效利用与示范工作。这些立项旨在创制低酚棉种质资源，培育转基因抗虫低酚棉品种。在相关部门的大力扶持下，河北省低酚棉育种取得了较大进步，相继培育出了邯无198、邯无216、农大棉12号和衡无1086等转基因抗虫低酚棉品种。

2.3近年来河北省育成的抗虫低酚棉品种表现

2011年河北省设立了冀中南低酚棉区域试验，设立多个试验点对低酚棉棉花新品种（系）的丰产性、抗逆性、适应性及纤维品质进行鉴定，为低酚棉品种的审定和推广提供科学依据。到目前为止，邯无216和农大棉12号低酚棉新品种已通过河北省农作物审定委员会审定。

在冀中南低酚棉新品种生产试验中，对照邯无198籽棉产量和皮棉产量分别为3136.5 kg/hm²和1137.0 kg/hm²，纤维长度为28.6/mm、比强度为28.4 eN/tex、马克隆值为4.4。结果表明：一是邯无216、农大棉12号的籽棉、皮棉和霜前皮棉均比对照邯无198增产，籽棉分别比对照增产11.6%和10.6%，皮棉分别增产13.9%和16.4%；二是邯无216和农大棉12号的纤维长度和比强度均高于对照，特别是邯无216的纤维品质表现突出，平均纤维长度为30 mm，断裂比强度为31.3 eN/tex，马克隆值3.9，达到了优质棉标准；三是邯无216的马克隆值与对照相当，农大棉12号的马克隆值高于对照；四是邯无216和农大棉12号的霜前花率分别为85.2%和81.2%；五是邯无216和农大棉12号生育期分别为127天和128天。两个品种的主要指标性状比对照均有了较大的提高。

3低酚棉的综合利用

3.1作食品利用

低酚棉棉籽中含有多种人类必须的氨基酸，棉仁经过深加工可作高蛋白优质食品；低酚棉籽中含有丰富的亚油酸，用低酚棉籽制作的成品油色香味俱佳，是营养价值极高的保健油，而且加工工艺简单，成本低，价值高；棉籽壳和铃壳可作生产食用菌的培养基，培养出的香菇、平菇、银耳、木耳等食用菌，其产量高、质量好、营养丰富、美味可口。

河北省农业科学院棉花研究所首次利用低酚棉籽生产高营养食用“棉芽维益菜”，该产品具有营养丰富、维生素含量高、适口性强、风味独特等特点。该项目拓宽了低酚棉综合利用的领域，提高了棉农的收益，调动了农民植棉的积极性。

3.2作饲料利用

在新疆地区，棉秆、棉壳、棉桃、棉叶常常被当地的农民用来做牛和羊的饲料。普通棉花的棉酚含量高，对牲畜危害较大，常常引发牲畜中毒性疾病，甚至死亡。邯鄲市农业科学院尝试在新疆种植低酚棉，除了棉花的纤维价值，其枝叶、棉秆、赘芽均可作为当地牲畜高品质的饲料。低酚棉植株经粉碎后直接饲喂牛羊，从体重变化、饲料报酬、经济效益的综合评价来看，低酚棉不仅可以代替饲草，而且其经济效益远远高于饲草。

有关单位研究认为，利用低酚棉仁饼作猪和肉鸡的搭配日粮，其适口性好、营养成分高、成本低，且接受试验的猪、鸡均发育正常。因此，低酚棉饼粕是饲喂家禽的好饲料。

4小结与讨论

近年来，随着劳动力成本的不断增加植棉效益逐年下降，同时，国家重视粮食安全，粮棉争地矛盾依旧存在，研究培育低酚棉新品种，进行棉副产品综合利用开发能有效缓解这一突出矛盾。国家应该大力扶持发展低酚棉，各级科研单位应该积极与企业展开低酚棉副产品综合利用方面的合作开发，探索出一条“不与粮食争地，实现棉田增粮”的棉花生产发展新途径。