高產優(yōu)質三系抗蟲棉分子育種技術體系

高產優(yōu)質三系抗蟲棉分子育種技術體系，是由中國農業(yè)科學院生物技術研究所，在國家高技術研究發(fā)展計劃、農業(yè)部發(fā)展棉花專項資金、農業(yè)科技跨越計劃等項目的資助下創(chuàng)建的。該技術采取了分子育種、遺傳轉育、基因聚合、免疫試紙及分子標記技術等多技術相結合的互補策略，首次在國際上創(chuàng)建了可應用于生產的高產、優(yōu)質三系抗蟲棉，攻克了原三系雜交棉無抗蟲性、不育性不穩(wěn)、恢復力不強、雜種產量優(yōu)勢缺乏的世界性難題，培育了高產、優(yōu)質、三系抗蟲棉新品種，并實現了大規(guī)模生產應用。2005年以戴景瑞院士、李振聲院士、王留民研究員等專家組成的鑒定委員會進行鑒定后，一致認為三系抗蟲棉是棉花育種的重大突破，整體技術水平國際領先。

　　所謂“三系抗蟲棉”，是指由細胞質核互作不育系、保持系和恢復系三個親本材料，其中不育系和恢復系配組，選配出的具有明顯雜種優(yōu)勢的抗蟲雜交棉。棉花三系配套研究開始于上個世紀60年代，國內外先后育成了具有哈克尼西棉、三裂棉等野生棉細胞質的不育系及其配套的恢復系，但由于野生棉細胞質對產量具有一定的不利影響，在生產應用上無法體現棉花的雜種優(yōu)勢，而且它們屬于部分雄性不育系，育性不穩(wěn)定，易受環(huán)境條件的影響，因此始終沒有實現規(guī)模產業(yè)化。

　　該技術利用陸地棉細胞質不育系，并聚合栽培棉中存在的恢復加強因子，通過基因工程的方法導入抗蟲等性狀，配制出具有明顯產量優(yōu)勢的三系雜交抗蟲棉花新品種，其雜種F1比對照人工去雄雜交抗蟲棉F1增產7%-13%，比常規(guī)抗蟲棉增產25%以上。與目前廣泛應用的人工去雄雜交棉相比，該體系在制種技術上，效率提高40%，產量提高20%，成本降低60%，純度可達100%，且適宜大規(guī)模制種。目前，已獲得優(yōu)良種質材料300多份，配置強優(yōu)勢組合60多個，國家審定 “銀棉“2號”、“銀棉8號”等三系抗蟲棉品種4個，累計推廣應用550萬畝，平均比當地主推常規(guī)抗蟲棉品種增產16.5%，實現經濟效益14億元。

　　我國適宜抗蟲三系棉的棉田約有5000萬畝，若該技術得以普及，則可年增產皮棉100萬-120萬噸，實現年社會經濟效益超過180億元。高產抗蟲三系雜交棉的推廣應用，不僅大幅度提高了產量，促進了棉花產業(yè)的發(fā)展，而且提升了我國分子育種技術的國際競爭力。

　　首席專家簡介

　　郭三堆，中國農業(yè)科學院生物技術研究所研究員，長期從事基因工程技術與分子生物學研究。其領導的科研團隊培育出具有我國自主知識產權的單、雙價以及融合抗蟲棉，使我國成為世界上第2個獨立自主研制成功抗蟲棉的國家，近年來建立的三系抗蟲棉分子育種技術體系，是棉花育種上的一個新的突破。目前正在開展抗旱耐鹽、抗除草劑、三系雜交棉不育及育性恢復機理等方面的研究。先后獲國家獎5項、省部級獎9項，發(fā)明專利授權15項，其中獲專利金獎、優(yōu)秀獎各1項。