棉花良种科技创新规划（2016～2020）

棉花良种科技创新规划（2016～2020）

衣食住行衣为首，丰衣足食衣在先，棉花种业事关国计民生。为贯彻落实《国务院关于加快推进现代农作物种业发展的意见》（国发〔2011〕8号）和《国务院办公厅关于深化种业体制改革提高创新能力的意见》（国办发〔2013〕109号），制定本规划。

1 发展现状与需求

1.1 现状与问题

我国是世界棉花生产、消费和进口第一大国，同时也是纺织服装生产贸易第一大国。棉花是我国重要的经济作物和纺织工业原料，涉及近1亿棉农的生计和2 000万纺织工人的就业；作为主要棉副产品的棉籽油是我国第四大食用油。据国家统计局统计，2014年我国棉花播种总面积421.9万hm2，全国棉花总产量616.1万t，棉花单产1 461 kg/hm2。我国棉花最高年消费量1 200万t，占世界棉花消费量的50%，棉花供需矛盾十分突出。

我国棉花育种科技和应用整体处于国际先进水平，部分领先。国产转基因棉花新品种的培育和大面积推广应用全面提升了我国棉花产业的国际竞争力，降低了棉花生产成本，减少了农药危害，保护了生态环境，成为我国农业转基因技术创新和应用的典范。随着现代生物技术的发展，二倍体棉花（雷蒙德氏棉和亚洲棉）以及四倍体棉花（陆地棉）全基因组遗传图谱绘制相继完成，对于提升我国棉花科研水平，促进高产、优质、抗逆等重要性状形成的分子机制解析、棉花分子育种和新品种的选育具有重要意义。据不完全统计，目前全国有60个大专院校及科研院所从事棉花科技及育种研发；204个涉棉种业企业注册资金3 000万元以上；每年育成60个左右棉花新品种并应用于生产。近5年来，通过国家审定的棉花品种共计43个。

目前，我国棉花产业现状不容乐观，产业安全问题愈加凸显。主要表现在以下4个方面：第一，植棉面积逐年下降，棉花供给安全受到严重威胁。2014年我国棉花种植面积较2008年下滑26.75%，为近10年来最低水平，且呈进一步下滑趋势。目前，我国年均进口棉花400万t，已经成为继大豆之后的第二大进口农产品。第二，植棉成本逐年增加，棉农积极性受挫。随着工业化、城镇化进程加快，大量农村劳动力转移到城市，棉花生产用工成本大幅上升。同时，种子、地膜、农药等农业生产资料价格上涨，植棉比较效益越来越低，严重影响了棉农植棉积极性。第三，棉花生产全程机械化程度低。我国棉花生产一直沿袭以人工为主的精耕细作型生产方式，目前是大宗农作物中机械化程度最低的，已远不能满足现代农业发展的需求。第四，棉花种植进一步向旱碱瘠薄地转移，生产条件日益恶化、生产风险不断加大。气候异常、盐碱干旱、地膜污染和病虫危害加重，造成棉花年际间、地区间产量变幅较大，资源环境约束趋紧，严重影响棉花稳产增产。

1.2 趋势与需求

为保障粮食安全并发展棉花生产优势区域，我国未来棉花产业将实施“西进、东移、北上”的重大战略转移。以发展西北内陆棉区为主，重点推动山东黄河三角洲、河北黑龙港、江苏滨海盐碱地区、长江中游沿江平原和丘陵旱地等地区棉花生产，培育内蒙等高纬度植棉区域。同时，以新疆棉区为技术转移中心，扩大与中亚和南亚地区国家的科技合作，拓展和充实新丝绸之路经济带。因此，必须高度重视提升棉花良种科技自主创新能力，抢占产品和技术制高点，确保我国棉花种业安全。

1.2.1 产学研合作是提升棉花种业企业创新能力的重要途径

我国棉花种业起步较晚，但发展迅速，已形成种质资源、育种技术、品种培育、良种生产与加工的完整产业链条，成为转基因抗虫棉研发强国。面向新时期棉花产业发展需求，品种尚需进一步适应机械化和优质化，良种繁育体系需进一步健全。科教单位与企业紧密合作，产学研用有机衔接，是协同推进我国棉花种业技术创新和产业化的重要途径。

1.2.2 新基因、新材料创制是选育突破性棉花品种的先决条件

主产棉区病虫草危害、低温冷害、高温干热、盐渍化、干旱等生产灾害频发，对棉花可持续发展和效益提高形成严重威胁。发掘重要性状关键基因及与重要性状紧密连锁的分子标记，通过棉花特异种质资源创新、挖掘以及分子育种技术，将抗逆与优质、高产等性状聚合，创制新材料，满足主产棉区对多抗、优质、高产、广适棉花新品种的需求。

1.2.3 突破性新品种选育是棉花产业战略转移的重要基石

随着生产方式转变，棉农急需高产高效、管理简化和适于机采的棉花品种。由于不同棉区生态及耕作制度的差异，需要培育不同特性的高产高效品种，以适应不同种植区对高产品种的需求。棉花是劳动密集型的大田经济作物，种植管理复杂，从种到收有40多道工序，管理用工多，生产成本高。因而，培育轻简化品种、实现棉花轻简化生产是今后棉花生产发展的必由之路。在棉花产业发展过程中，棉花采收始终是制约植棉效益提高的关键环节，培育早熟、丰产、适应机械化采收的品种，以适应棉花生产方式转变的需求。

2 规划思路与原则

2.1 规划思路

按照“国发〔2011〕8号”和“国办发〔2013〕109号”文件的整体规划和要求，积极探索建立中国特色的棉花种业科技体系，推进育繁推一体化种子企业和优势科教单位协同合作，构建以产业为导向、以企业为载体、以基地为依托，产学研相结合、育繁推一体化的现代育种体系，提升我国棉花种业创新和转化能力。

2.2 基本原则

以培育具有重大应用价值和自主知识产权的棉花新品种为重点，以提升我国棉花科技创新能力和创新效率、强化种业发展核心竞争力为目标，大力推动科研单位、高校和棉种企业的科技资源高效配置，形成“产、学、研”相结合的科企合作模式，培育突破性棉花新品种，为棉花产业健康稳定发展提供强力支撑；通过种子企业加大科研、转化和应用的投入，加强对自主创新品种的保护力度，推动育种成果向企业转移，培育 “育、繁、推”一体化、创新能力强的具有国际影响力的棉花种业企业集团。

3 规划目标

3.1 总体目标

由国内优势单位牵头，联合具有较强研发能力和特色的科研院所、大专院校和企业，开展产学研合作和育繁推一体化研发。发挥棉花抗旱耐盐碱优势，以轻简化植棉为突破口，实现棉花生产高产、优质、高效。到2020年，建立自动化、高通量的棉花种质资源鉴定、品种分子检测技术体系以及商业化种子检测平台；完善高校、研究所与种业企业科企合作运行机制，通过“产、学、研”紧密结合的育种创新联合体，在资源材料、重大品种以及人才储备上取得突破；孵化“育、繁、推”一体化、具备国际竞争力的棉花种业企业，并以中亚为突破口，推进实施棉花种业“走出去”战略。

通过科企合作，开展早熟和中早熟、机采棉、强优势杂交棉和常规棉新品种的培育；建立面向全国三大主产棉区的新品种（系）测试体系；加强新品种（系）示范推广基地、核心区、辐射区、中试和生产线等推广网络的构建。以品种为导向，推进种质资源开发、育种材料创制、优良品种培育、种子生产加工、良种良法配套、品种示范推广和技术服务一体化，逐步形成“分工明确、布局合理、协作紧密、运转高效”的新型棉花产学研合作格局。

3.2 具体目标

种质创新：筛选优质、抗旱、耐盐碱、抗病虫、早熟等目标性状突出的资源材料400～500份，发掘和定位重要性状功能基因和标记80～100个，创制优异育种新材料40～50份。

核心技术：在育种方法、基因发掘、种质创新、品种测试、良种繁育、种子加工贮藏与质量检测控制等环节，形成棉花种业关键核心技术3～5套。建成高水平共性技术创新平台和品种培育基地8～10个，基本形成市场导向的种业技术创新链。

品种创制：创制适合轻简化、机械化生产的高产、优质、早熟、抗逆棉花新品种20～30个，满足不同棉区生产条件、种植方式以及纺织工业新需求。

品种产业化：建立规模化、标准化、现代化的高效棉花良种繁育基地5～8个，示范推广良种200万hm2，良种增产贡献率50%；棉花良种覆盖率80%以上。

企业培育：培育具备国际竞争力的“育、繁、推”一体化现代棉花种子企业2～3家；企业研发投入强度达到销售收入3%～5%。

4 主要攻关方向

4.1 种质资源研究与新基因发掘

开展棉花重要种质资源的收集、鉴定、评价与利用，建设覆盖我国棉花种质资源库的棉花种质信息网络和共享服务平台，支持种质资源高效利用和共享，完善棉花种质资源保护、研究、管理与服务创新体系。发掘野生棉及特异种质资源中的优异基因，并提出育种利用途径，拓宽育种亲本的遗传基础，创制一批能够支撑现代种业发展和原始创新的优异种质资源和基因资源。

4.2 关键育种技术研究

开展以棉花全基因组序列为基础的品种分子设计育种理论与方法研究，建立规模化、自动化、安全、高效的棉花分子育种技术体系和平台，支持以安全为前提的转基因产业化，完善棉花检测和评估系统，强化独立研发、安全评价与安全管理能力，突破一批高效、精准、定向化分子育种技术。

4.3 棉花突破性新品种培育

开展复合多抗，兼顾养分高效利用、资源节约、环境友好的棉花新品种选育研究，建设满足不同棉区生产需求的高效育种技术平台和生态育种试验站，完善早熟、高产、优质和适合机械化的育种技术体系，支持育繁推一体化种子企业聚集育种材料、技术、人才等资源要素，扩大商业化育种规模，快速提升种业科技创新能力，建立自主创新的科研育种体系，选育适宜轻简化、机械化的突破性棉花新品种。

4.4 品种测试与试验示范

开展种子市场规模化和标准化品种鉴定、综合技术集成与示范工作，建设国家品种监测与示范网（站），建立“产、学、研”相结合的科企合作运行机制，支持研制新品种区域试验、生产试验、品种保护测试和品种引进鉴定规范与标准，完善新品种检测和查询体系，实行品种审定与品种保护统一标准样品制度，结合轻简化植棉、病虫害绿色防控，实现棉花农艺农机融合的标准化种植模式及示范带动新突破。

4.5 良种制（繁）种

开展育种家种子—原原种—原种—良种的4级种子生产技术、杂交棉简化制种技术、常规棉高产高效繁育技术等关键技术研究，建立棉花良种繁育标准及杂交棉制种规程。根据品种要求，整合高保真亲本繁育技术、高效制种技术、种子质量监控技术等，组装形成棉花品种高效繁育技术体系。支持棉种企业开展棉花良种的制（繁）种工作，完善良种良法集成配套。强化棉花种子生产专业化、管理规范化、经营集约化、服务社会化，突破棉花品种选育、繁殖和推广一体化的良种繁育新体系。

4.6 种子加工与质量控制

对棉种制种过程中轧花、剥绒、脱绒、包衣、包装等流程进行工艺优化和技术改进；建设一批标准化、规模化、集约化、机械化的稳定优势种子生产基地，支持科研院所与大中型企业联合实施以分子标记技术为基础的高通量种子质量检测技术规范，完善棉种加工管理技术标准体系、种子加工和检测平台以及质量追踪监控技术体系，强化种子加工设备现代化、操作程序化、工艺科学化、质量标准化；突破形成职责明确、手段先进、监管有力的种子管理体系，显著提高优良品种覆盖率。

5 重点任务

5.1 棉花核心种质创制及重要性状遗传基础研究

优异种质资源的引进、挖掘与材料创新：引进棉花重要种质资源；精准鉴定和发掘棉花抗旱、耐盐碱、优质、早熟、抗病虫等重要性状的关键基因/QTL；搭建高效的种质资源信息共享平台；创制一批抗性好、高衣分、长纤维、高比强、适宜机械化生产的新材料；创新一批遗传来源广泛的新型育种工具材料。核心种质重要农艺性状遗传基础与分子解析：在全基因组水平解析核心种质目标性状形成和演化的特征、规律和机理，建立基因组-表型组生物信息数据库，为种质创新和品种选育服务。棉花产量和纤维品质协同提高的遗传基础研究：对棉纤维产量和品质形成的遗传调控网络进行分子解析，明确棉花产量与品质协同改良的关键调控节点，同步改良棉花纤维产量和品质。重要农艺性状的功能基因研究：构建和完善规模化基因挖掘方法和功能验证技术体系，挖掘棉花产量、品质、抗病、抗逆、资源高效利用等性状基因，明确基因功能。

5.2 棉花关键育种技术研究

高效分子育种技术创新：研发建立高效质体转化、基因沉默、基因组编辑等技术体系，通过目标基因和背景的分子聚合选择，实现高效和定向化棉花育种材料创新。

全基因组育种技术创新：构建棉花高通量基因分型技术平台，利用全基因组关联分析技术，建立育种骨干亲本基因组-表型组关联数据库，开展棉花全基因组分子设计育种技术研究。高效诱变育种技术创新：研究航天搭载诱变、理化诱变等棉花诱变育种新技术，创制新变异和新种质。染色体工程育种技术创新：研究不同棉种系统进化关系及基因同源性、染色体结构变异和数量变异的规律，解析外源重要农艺性状关键基因/QTL形成分子机制，创制棉花远缘渐渗新种质，为倍性育种提供支撑。

5.3 棉花突破性新品种创制

强优势杂交种创制：研究棉花新型不育系、恢复系和强优势杂交种亲本选育技术；挖掘棉花种间、亚种间杂交种强优势潜力，探索优势利用简化制种新途径新方法，实现杂种优势利用关键核心技术的重大突破，培育强优势杂交棉新品种。稳产多抗新品种创制：创造不同抗性聚合的多抗育种新材料，对品种的稳产优质多抗性状进行分子设计与基因聚合，培育稳产多抗棉花新品种。棉麦（棉油）两熟棉花新品种创制：培育适合黄河流域棉花小麦两熟和长江流域棉花油菜两熟的早熟棉花新品种，提高复种指数，适应生产方式变革，实现棉粮（油）综合高效。节本高效环境友好型新品种创制：培育易管省工、适应机械化采收的棉花新品种，选育水、氮、磷、钾、药等资源高效利用的环境友好型新品种。

5.4 棉花品种测试与试验示范

新品种鉴定规范与标准研制：建立健全新品种检测和查询体系，规范品种区试、审定、推广、新品种保护的田间测试标准及DNA指纹图谱鉴定标准，建立品种相似性鉴定技术规程。国家棉花品种区试、监测与示范网（站）建设：研究建立国家品种监控技术体系和示范网（站），进行主推品种、储备品种和特色品种的合理规划，发挥品种审定对育种方向的导向作用。棉花新品种轻简化栽培与病虫害绿色防控技术研究：研究棉花农艺农机融合的标准化种植模式，研究适合全程机械化作业和机采棉的群体、株型、熟性和脱叶催熟调控技术，研究病虫草害绿色防控技术，集成组建高产高效综合技术体系。

5.5 棉花良种的制（繁）种

常规棉良种扩繁技术研究：研究常规棉高质高效种子扩繁技术，解决规模化提纯复壮技术难题；杂交棉简化制种技术研究：开展杂交棉高质高效种子生产技术研究，降低制种用工和劳动强度，重点解决杂交棉简化制种技术；标准化种子生产基地建设：合理布局生产基地，完善田间配套工程，建设标准化、规模化常规棉原种扩繁基地和杂交棉制（繁）种基地。

5.6 棉花种子加工与质量控制

棉种生产加工关键技术研究：围绕棉种加工破籽率高、残酸率高等技术难题，研究并改进种子脱绒、包衣、包装等生产工艺技术，降低加工成本，全面提高种子成品率和播种质量。棉种质量监控体系研究：建立以分子标记技术为基础的高通量种子质量检测技术，研究制定棉种质量控制技术操作规程和管理技术标准体系，构建以物联网为基础的种子质量追踪监控技术体系。