新疆棉花种质资源的收集与保存方法浅析

阿同古丽?吾司曼

摘 要 新疆是我国主要的棉花产区，不仅需要做好田间管理工作，同时要对种质资源的收集和保存加以重视，这是保证种植品质和种植效益的关键，以往在种质管理方面存在诸多不足，需要加以解决。基于此，阐述了种质资源的繁殖与鉴定，探讨棉花种质资源的保存方法，并分析棉花种质资源创新与利用，以推动新疆地区棉花种植业的进一步发展。

关键词 新疆;棉花;种质资源;收集;保存

中图分类号：S562 文献标志码：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2020.30.101

我国是世界上重要的棉花产区，在棉花种植过程中需要分析自然环境以及种植技术的利用。目前，棉花种植技术逐渐改进，显著提升了棉花的品质。棉花的种质资源研究主要是种子收集和资源保存，再鉴定种质资源。长期以来使用的常规育种技术与飞速发展的生物技术不协调，需要在新时期对种质资源加强研究，调整研究方向，进而促进新疆棉花种植业的发展。

1 种质资源的收集

研究棉花的种质资源主要是为了培育出遗传多样性的亲本材料，新疆作为优质棉花的主要种植区，对棉花的种质资源收集工作十分关注。因此，要围绕棉花生产的实际需要，收集大量的棉花种质资源，这也是保证棉花生产和科学研究的前提。进行育种工作，不管是直接在原始材料中选择还是杂交后在群体中选择，都需要物种资源作为杂交亲本或者原始材料。在新疆的种质资源获得途径中，主要是从外地引进，其次是与相关科研单位进行物质资源交流获得。通过新疆科研人员对材料的培育，得到了少量的种质资源变异材料，其中包括高衣分材料、高强纤维材料、大铃材料、矮秆材料、光子材料、无腺体材料、窄卷苞叶材料、花瓣红心材料和红叶材料，对这些特异性材料的利用可以为棉花育种和遗传研究提供丰富的亲本材料[1]。

2 种质资源的繁殖与鉴定

不管是采集到的棉花品种资源，还是交换的棉花种质资源，都需要在当年或者第二年的科研试验田鉴定，记录下观察到的植物学性状以及农艺性状，并记录物种资源的丰产性、抗逆性、抗病性、抗盐性、抗碱性以及抗低氮能力。结合种质资源的保存要求，通常调查衣分、子指、单株结铃数、单铃质量、铃型、株型、叶型和绒长等项目;对于特质棉花品种，需要研究人员记录早熟性、叶色深浅、柱头长短、茎干粗细、叶片褶皱度、茸毛疏密以及散粉多少等性状，并把全部采集的数据存到网络中。棉花是一种异花授粉作物，不过一些繁殖材料需要自交，当所需的后代数量不多时，研究人员可以在清晨将马上开花的花瓣夹住，这样可以避免外来的花粉进入;当所需的后代数量很多，需要研究人员使用纱网罩住。对于大部分材料，一般利用种植8行、收集中间4行的方法，通过该措施可以降低异交率，之后把繁育的后代全部入库，使用皮辊轧花机取样20～100 g。

3 棉花种质资源的保存方法

在保存方法上，需要将种质资源放置于挂藏室，合理悬挂在挂藏架上，主要是考虑到棉花的种类和年限，采用分层和分格的方法，贴好标签，之后上传到计算机系统，进而为以后期的管理和查找提供帮助。棉花的种子表皮坚硬，导热性不佳，将其放置于低温条件下可以保证至少10年的寿命。在新疆南部地区，短期库需要普通库房，可以让种子寿命达到20年，以图木舒克市为例，该地区受到温带极干旱荒漠氣候影响，昼夜温差大，年平均气温11.6 ℃、年降雨量38.3 mm、蒸发量2 088.2 mm、空气湿度小，较利于保存棉种[2]。

4 棉花种质资源利用与鉴定评价方法

4.1 种质资源的利用

4.1.1 杂交育种

2008年，研究人员发现了不育株，在基因转育技术的支持下，如今已经培养出不育品种，这个品种中分别包括了50%的可育株和不育株。对于可育株来说，具有单株结铃强、铃重大、空果枝少的特点，而不育株可以将其作为母本，发挥出配合力好的优势，在铃重、衣分等方面也具有优势。在新疆棉花种植产区，将不育株当作亲本，可以培植出高产、耐黄、抗枯品系[3]。

4.1.2 DMPC技术

DMPC技术就是分析二甲基苯甲醇的技术。2010年，新疆地区就已建立基因流动性育种种质基因库，利用花粉将棉株的优良基因集中在基因库，在其中选择性状稳定的后代，目前已经培育出3个优良的品系。

4.2 棉花种质资源鉴定评价方法

在新疆的棉花种质资源鉴定过程中，需要对现有的种质资源特征进行科学评价，挖掘不同品种的优势，进而促进棉花的育种以及科研工作开展。要想实现对种质资源的充分利用，需要进一步对种质资源的遗传性状进行深入分析。研究人员要对收集到的种质资源分析，鉴定农艺、经济性状和纤维品质，由鉴定单位分析出种质的农艺性状、黄萎病特性、抗枯性、抗逆性、纤维量和种子品质，并将数据信息上传到中国棉花品种资源信息库，具体方法包括以下两种。

4.2.1 表型精准鉴定

在不同年份和不同试点，对大量的种质资源鉴定，需要做好表型调查，检查的内容包括：1）播种期、吐絮期、生育期;2）株型、株高、第一果枝节位、果枝数、铃数、铃型、铃重;3）叶片颜色、叶片性状、叶片面积、叶片厚度、叶背主脉茸毛、主茎茸毛、衣分、纤维品质。得到数据后，在系统中分析表型遗传相似度，然后对表型遗传多样性进行分析，建立物质名称、地理与生物来源、分类学等数据库。为了满足精确调查，要实现从定性检查向定量检查的转变。在抗病和抗虫方面也需要完善鉴定方法，一般初选的抗盐种质要经过沿海盐碱滩涂的实境鉴定[4]。

4.2.2 基因型鉴定

新疆早期的棉花基因型鉴定主要是利用细胞学鉴定方法，这种方法可以结合染色体的形态和数量分析出不同棉花的属性，以此区分出在形态上不容易区别的材料，进而对棉花的多样性遗传进行深入研究。在DNA分子标记技术的发展下，RFLP、RAPD、AFLP、SSR等得到了利用。这些技术各具特点，如AFLP可以判断一个DNA分子是否理想，还可以分析出基因组的特异性、共显性以及覆盖是否均匀;RFLP、AFLP都是酶切技术，但是相较于SSR，具有操作复杂、成本较高的劣势，所以在使用上会受到一些限制。整体看来，SSR体现出多态性良好的优势，在遗传多样性和遗传图谱构建中得到了有效利用。

4.3 棉花种质创新技术和方法

为了从根本上解决棉花种植中的物质资源遗传相关问题，可以借助人工合成多倍体、远缘杂交、分子辅助选择育种与常规的育种技术结合，进而挖掘野生资源和地方品种，培育出毛棉、海南棉、达尔文棉和黄褐棉等四倍体棉，还可以培育出耐旱性性好、抗虫害能力好、耐盐碱的新品种。利用这种技术可以对地方的品种科学筛选，如用于杂交、回交以及聚合育种。通过对现有的棉花种质分析，一些棉花的种质基因不同、来源不同、遗传背景也不同，要想让优质的基因和重要性状结合存在一定的技术难度，而利用修饰杂交、轮回选择可以解决这一问题，当前我国已经培育出一些新的品种并且大面积推广[5]。

4.4 创新种质的利用情况和展望

在新疆的棉花种质资源利用中，主要的参与对象是科研单位、教育单位和生产单位。科研单位主要任务是品种选育、杂交育种;教育单位可以利用实物标本向学生介绍棉花种质资源的多样性;生产单位可以直接對种质资源进行利用和加工，让棉花的品质不断提升。

5 结语

棉花是我国主要的经济作物，要想提升栽种的品质，就要加强技术研究。种植人员需要特别对温度、湿度加以关注，做好施肥工作。新疆地区昼夜温差大、光照充足，利于棉花的种植，加之近年来技术的突破，使得新疆成为我国主要的棉花种植区域。在新疆棉花的种植过程中，培育技术的利用十分关键，需要做好棉花种质资源的分析、研究、收集与保存工作，并加强信息库的建设，为我国棉花种植业发展提供支持。

参考文献：

[1] 钱玉源，刘祎，崔淑芳，等.基于表型的棉花种质资源遗传多样性分析及核心种质的抽提[J].华北农学报，2019，34（S1）：29-35.

[2] 眭书祥，朱青竹，赵丽芬，等.不同类型抗虫棉花种质资源培育与利用分析[J].河北农业科学，2017，21（5）：60-65，68.

[3] 杜雄明，刘方，王坤波，等.棉花种质资源收集鉴定与创新利用[J].棉花学报，2017，29（S1）：51-61.

[4] 吕丽敏，张帅，雒珺瑜，等.棉花种质材料对苗期蚜虫的抗性鉴定[J].中国棉花，2017，44（5）：13-17.

[5] 胡玉枢.辽宁棉花种质资源研究思路与方法[J].辽宁农业科学，2016（4）：42-45.

（责任编辑：赵中正）