第二章 棉花育种的种质资源

1. 第二章 棉花育种的种质资源

8. 主要内容 • 棉属的分类 • 棉属的起源与进化 • 种质资源的类别及其利用价值 • 种质资源的收集、保存及育种利用研究

9. 问题思考 • 什么是种质资源？ • 举例说明棉花种质资源的重要性？ • 你认为哪些可以是棉花的种质资源？ • 你了解我国棉花的种质资源状况吗？

10. 种质资源 • 作物育种中对所有可以用来进行作物改良的品种、类型、近缘种或野生种的总称。

11. 棉花育种的种质资源 • 棉属的野生种和种系 • 过时品种 • 推广品种 • 引进品种 • 尚未定型的品系

12. 我国棉花品种的系谱来源 • 岱字棉 • 斯字棉 • 德字棉 墨西哥的一个家系12个棉株 • 福字棉 • 金字棉

13. 我国棉花品种资源概况 • 品种资源的范围相当狭窄 • 缺乏 • 1.综合性状优良； • 2.产量高； • 3.纤维品质好； 品种 • 4.兼抗枯黄萎病

14. 我国棉花品种状况（突出缺点） • 纤维强力较差 • 细度偏粗 • 不抗黄萎病 • 没有好的种质资源？ • 棉属野生种，如瑟伯氏棉、异常棉等都具有纤维强力较好、细度较细，并兼抗黄萎病的基因。

15. 研究棉花育种的种质资源十分重要

16. 第一节 棉属的分类 • 植物分类学：被子植物锦葵目、锦葵科、棉族 • 主要形态特征： • 一年生或多年生木本灌木 • 叶片 • 枝条 • 花（苞叶，花萼，花瓣，花柱） • 果实 • 种子 • 细胞学特征

17. 一、根据形态特征分类 • 株型 • 叶形 • 花器构造 • 种子光滑与否 • 有否短绒

18. J.Bauhin 3个种 Xylon • G.Bauhin 4个种 Gossipium • J.P.Tounefort 6个种 Xylon • 1735和1737年，林奈发表《自然系统》和《植物属志》 • 1753年，《植物种志》发表，确定棉属分为三个种：草棉，海岛棉，亚洲棉，后来增加了陆地棉和宗教棉

19. 1791-1793，Von Rohr 《棉花栽培评论》 • 1866，Parlatore 分为7个种 • 1863，1877-1878 Todaro 2个亚属，34个种和4个组54个种 • 1926-27，George Watt 《世界野生棉和栽培棉》 41个种24个变种。

20. 以上学者提出的分类，主要依据棉花的形态性状，未考虑历史、地理、细胞遗传学等因素，不具有严格的进化方面的意义。以上学者提出的分类，主要依据棉花的形态性状，未考虑历史、地理、细胞遗传学等因素，不具有严格的进化方面的意义。

21. 二、根据染色体数目分类 • 1922，R.G.Nikolajeva 棉花染色体数目 • 1925-1927，G.S.Zaitzev《棉属分类的贡献》 • 旧世界棉：非洲棉和亚洲棉 • 新世界棉：陆地棉和海岛棉

22. 1932,S.C.Harland 《棉属遗传学》根据染色体数目和能否相互杂交为标准，分为两类 • 第一类 染色体数n=26 • 第二类 染色体数n=13

23. 三、根据染色体组分类 • 美国植物学家Fryxell 1992年将棉属分为4个亚属、8个组、9个亚组、50个种 • （P177棉属的种及地理分布） • 39个增加了林地棉、小小棉等12个种，茅叶棉不作为一个独立的种 • A B C D E 5个染色体组分别代表亚洲、非洲、澳洲、美洲、阿拉伯－印度类型的二倍体棉种

24. 栽培种的分类：草棉 • 草棉性状 • 植株矮小，下部无或少叶枝； • 铃小，铃开裂角度大； • 生育期短，极早熟； • 较强的耐高温、干旱和盐碱能力； • 产量低； • 纤维品质差。

25. 草棉种系 • 波斯棉 • 库尔加棉 • 槭叶棉 • 威地安棉 • 阿非利加棉

26. 栽培种分类：亚洲棉 • 亚洲棉性状 • 叶枝少或无 • 蕾铃期短，铃小壳薄 • 吐絮快而集中，早熟 • 耐旱和耐瘠能力强，对枯萎病有较强抗性，铃病轻。对棉铃虫、红铃虫、棉蚜、红蜘蛛有较强抗性 • 产量低 • 纤维粗短

27. 亚洲棉地理种系(Silow，1944) • 苏丹棉 • 印度棉 • 缅甸棉 • 长果棉 • 孟加拉棉 • 中棉

28. 亚洲棉分类（1923，王善佺）－生态型和经济价值亚洲棉分类（1923，王善佺）－生态型和经济价值 • 早熟类 • 大铃类 • 长绒类 • 粗绒类 • 紫绒类 • 毛叶类 • 从形类 • 杂类 • 我国的项显林按材料的原产地和表现型分为早熟矮秆、中熟、多毛高秆。

29. 栽培种分类：陆地棉 • 陆地棉性状 • 叶枝少或无 • 铃大，卵圆或圆形，铃面光滑 • 中晚熟 • 野生种具有抗病虫，抗不良环境特性 • 产量高 • 纤维品质较好

30. 陆地棉种系 • 莫利尔氏棉 • 李奇蒙德氏棉 • 鲍莫尔氏棉 • 尖斑棉 • 尤卡坦棉 • 马利加兰特棉 • 阔叶棉

31. 栽培种分类：海岛棉 • 海岛棉性状 • 植株高大 • 铃小，锥形或长卵圆形，铃面粗糙 • 晚熟 • 抗逆性一般 • 产量低 • 品质特优

32. 海岛棉分类 • 秘鲁棉 • 葡萄叶棉 • 巴西棉 • 达尔文氏棉 • 埃及棉型 • 海岛棉型 • 中国云南联核木棉、离核木棉

33. 第二节 棉属的起源与进化

34. 一、二倍体棉种的起源与进化 • 1.二倍体种的单源起源 • （1）细胞学证据 • （2）种间杂交，染色体之间或多或少可以配对。

35. 2.染色体组基数 • 研究表明G.stocksii棉中7条染色体同源，其余6条是不同的。N=13的种具有多倍体的特性 • 棉族的染色体基数为n=7,经过杂交加倍变成现在的染色体基数n=13。棉属也不例外。

36. 3.棉属染色体组间进化关系 • （1）.Phillips(1966,1974) 种间杂种F1减数分裂染色体配对情况 • 原始祖先种：E组 • 中间进化类型：C组和D组 G组与C组同源 • 进化类型： B组和A组 F组与A组同源

37. （2）Kattermant和Ergle、Edwards 1976年 单核DNA含量分析，认为D组可能是棉属中原始的类群 • （3）Johnson和Thein 1970 种子蛋白质凝胶电泳分析。 认为B组可能是最原始的类群

38. （4）聂汝芝等1993年，根据棉属植物的核型研究结果。认为B组为最原始祖先。（4）聂汝芝等1993年，根据棉属植物的核型研究结果。认为B组为最原始祖先。 • east and northeast F组和E组 • south A组 • west and northwest D组 • southeast C组 • G组和F组由E组或B组衍生而来 • 王坤波、陈松、周宝良等都认为B组为最原始祖先。

39. 二、二倍体栽培种的进化 • 草棉和亚洲棉，A染色体组 • 与B染色体组杂交产生可育的后代 • 由B染色体组衍生进化而来 • 仅草棉有野生类型，阿非利加草棉是所有二倍体栽培棉的祖先

40. 三、异源四倍体棉的起源 • 亚洲棉×美洲四倍体棉种杂交 • 新世界棉由两个n=13的种的非同源染色体加倍而成的双二倍体 • A染色体的亚洲棉 • 小D染色体的美洲二倍体种 • 非洲草棉变种为A染色体亚组的供体 • 雷蒙德氏棉可能是D染色体亚组的供体

41. 第三节 种质资源的类别 及其利用价值

42. 一、类别 • 1.第一种质库（AD染色体组棉种） • 可以与陆地棉直接杂交的棉种和类型 • （1）陆地棉 • （2）海岛棉 • （3）四倍体野生棉种

43. 2.第二种质库（A和D染色体组血缘相近的种） • 通过一定的技术，可获得杂种（染色体加倍等） • （1）草棉 • （2）亚洲棉 • （3）D、B和F染色体组的野生棉种

44. 3.第三种质库（C、G、K、E染色体组野生种） • 与栽培棉血缘关系较远暂时难以利用的野生棉种 • 4.第四基因库，如BT基因

45. 二、利用价值 • 1.提高丰产性。 • 铃数如瑟伯氏棉 • 铃重如异常棉、雷蒙德氏棉 • 衣分如澳洲棉

46. 2.改良纤维品质 • 纤维强度、细度、长度如异常棉、雷蒙德氏棉

47. 3.提高抗病性 • 抗黄萎病：异常棉、澳洲棉、瑟伯氏棉等 • 抗枯萎病：瑟伯氏棉、澳洲棉、旱地棉等

48. 4.提高抗虫性 • 抗棉铃虫：索马里棉、异常棉等 • 抗蚜虫：戴维逊氏棉、斯托克西棉等 • 抗红蜘蛛：海岛棉、比克氏棉等

49. 5.提高抗逆性 • 抗旱：澳洲棉、辣根棉等 • 耐低温：斯托提棉、瑟伯氏棉 • 耐盐渍化：戴维逊氏棉、陆地棉的尤卡坦棉种系

50. 6.细胞质雄性不育系的培育 • 异常棉、瑟伯氏棉等 • 7.种子无腺体/植株有腺体棉花新类型的选育 • 比克氏棉、南岱华氏棉