第四节我国棉花育种工作中的几个重要问题一、转基因抗虫棉的培育.ppt

主要内容 我国棉花品种工作现状及前瞻 棉花育种的种质资源 棉花育种的遗传学基础 产量育种 棉花品质育种 棉花抗病育种 低酚棉育种 棉花抗虫育种 高新技术育种 第一章 我国棉花品种工作 现 状 及 前 瞻 第一节 棉花生产在我国国民经济中的地位 一、我国棉产在世界棉产中的地位 1.棉田面积趋于相对稳定 世界棉田总面积：3180-3310万hm2 中国近年来400-500万hm2以上 2.棉花总产量明显增长（单产提高） 3.单产水平差别显著 4.中国棉花在世界的地位举足轻重 二、我国棉产发展概况 1.1980年前的30年 2.1980-1984年的5年 3.当前棉花生产形势 三、我国棉花生产分布概况 第二节 我国棉花品种工作的发展 亚洲棉 草棉 纤维粗短，不适合机械纺织 脱（爱，隆，金，岱，斯，珂，德）字棉 金字棉 辽河流域 斯字棉 黄河流域 岱字棉 长江流域 混杂退化严重，带来棉花枯萎病和黄萎病 品种改良 第一次 1919-1920 金字棉，脱字棉，隆字棉 第二次 1935-1936 斯字棉，德字棉 第三次 50年代 岱字棉和斯字棉 品种改良 第四次 70年代 徐州209等 第五次 80年代 鲁棉1号，鄂荆1号等 品种改良 第六次 80年代末，90年代中期 中棉12 第三节 棉花育种方法及成果 一、引种 注意引种地区间气候条件的相似性 注意品种生育类型在不同棉区的适应性 岱字棉15 二、系统育种法 在现有推广种植的品种群体中，选择优良的变异个体（单株或单铃），培育而成新品种的方法。 隆字棉→斯字棉2B，5A→斯字棉7号→斯字棉213 17687→108φ→149φ 斯字棉2B→徐州209→徐州1818→徐州58→徐州142 岱字棉15→洞庭1号，通棉5号，沪棉204，泗棉1号，鄂棉6号，中棉所3号，鸭棚棉等 棉花品种、品系性状遗传变异的来源 天然杂交； 基因突变； 岱字棉15→鸭棚棉 剩余变异及潜伏纯合基因在不同生态条件下显现。 三、杂交育种法 1.概念：指遗传性状不同的种、类型或品种间进行有性杂交产生杂种，继而对杂种加以选择培育，创造新品种的方法。 2.亲本选配 3.杂交方式 4.后代处理 四、远缘杂交育种法 从瑟伯氏棉中引入纤维高强度性状 从哈克尼西棉中引入细胞质雄性不育及恢复育性性状 克服杂交不亲和性的方法 克服杂种不育的方法 五、棉花杂种优势利用 六、诱变育种法 七、高新技术在棉花育种中的应用（组织培养，外源基因导入） 第四节 我国棉花育种工作中的几个重要问题 一、转基因抗虫棉的培育 1987年美国Monsanto公司 中科院生物技术研究中心 Bt转基因抗虫棉 江苏农科院经作所 20世纪90年代以来，我国北方棉区棉铃虫连年大爆发，造成重大经济损失，仅以1992年为例，北方棉区减产皮棉160万担，直接经济损失50亿元。 863计划针对这一问题，于1991年立题开展抗虫棉的研制。 1992年，中科院生物技术中心郭三堆先生的课题组成功地完成了Bt基因的人工全合成和高效植物表达载体的构建。 1993年，开始对棉花的遗传转化进行攻关，采用农杆菌介导法和花粉管通道法，使转化率达到1％。 1996—1997年，863安排了抗虫棉的开发和试种示范。 迄今为止，已经审定的单价抗虫棉品种4个—晋棉26、国抗1号、国抗12、中棉38等。 苏云金芽孢杆菌（以下简称Bt）是一种革兰氏阳性菌。 Bt在芽孢形成过程中产生Bt杀虫晶体蛋白。 Bt杀虫晶体蛋白基因 杀虫基因位于苏云金芽孢杆菌的质粒上，也有报道称苏云金芽孢杆菌的染色体上存在杀虫蛋白基因。 Bt杀虫蛋白的抗虫机制 Bt杀虫晶体蛋白被敏感性昆虫取食后，进入昆虫中肠道。晶体溶解，杀虫蛋白分子从晶体点阵结构中释放出来。在昆虫消化道内消化酶的作用下，蛋白被水解，释放出约60－70kDa抗蛋白酶的活性毒素分子。活性毒素分子可与中肠道上皮细胞纹缘膜上的特异性受体结合，并发生作用而使细胞膜穿孔。消化道细胞的离子、渗透压平衡遭到破坏，最终导致昆虫死亡。 Bt杀虫蛋白的作用过程 杀虫晶体蛋白的溶解及原毒素的毒性激活 活性毒素与特异性受体结合 昆虫消化道细胞的穿孔及细胞裂解 转基因抗虫棉存在问题 遗传稳定性 抗性丧失 二、纤维品质的改进 长度改进明显 强度亟待改进与提高20-22g/tex,25g/tex 重视纤维整齐度 培育低或无粘着性的品种 三、抗性持久性的培育 基因对基因学说 抗性的持久