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摘 要 当前棉花育种采取的生物技术主要包括细胞工程和基因工程两个方面，首先利用细胞工程创造出全新的种质材料，再通过基因工程培育出具有抗除草剂和抗病虫害的棉花品种。基于此，以生物技术在棉花育种中的运用探究为题，展开了一系列的探讨与分析，通过对生物技术对于棉花育种工作的影响及现状的介绍，表明了生物技术对于棉花育种工作具有关键作用。
关键词 棉花育种；生物技术；关键作用
中图分类号：S562 文献标志码：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2016.35.053
目前，我国的生物技术在棉花育种方面取得了很大的成效，并投入使用，这对我国的棉花种植业产生了积极地推动作用，是一项提高棉花抗倒伏、抗病虫害、提高棉花产量的重要技术。同时，利用生物育种技术还能有效提高化肥和灌溉用水的利用效率，有效降低种植棉花的成本，提高棉花产业的经济效益。此外，生物技术还可以降低棉花对土壤条件的依赖程度，增加棉花的种植面积，如在盐碱地、旱地等种植，从而降低化肥、农药的使用次数，减少环境污染。把生物技术应用到棉花育种中，能够有效提高棉花的育种速度，提高棉花品质，促进棉花更好地生长，提高经济效益。
1 棉花育种的现状和发展趋势
棉花是我国经济发展中重要的纤维作物和经济作物，我国的棉花育种主要包括四个阶段：1950年，我国的棉花育种常规育种主要包括系统育种和引种；1960-1970年，引种则被淘汰，杂交育种和系统育种成为主要潮流；1980年后，杂交育种被广泛采用；1990年以后，由于传统的棉花育种对抗旱、抗虫、抗黄萎病等方面没有取得较大的进展，與此同时生物技术迅速发展，在创造新材料的方面也颇具优势，为提升社会的经济效益贡献较大，我国的棉花育种开始广泛应用单交和复合杂交技术、基因枪导入技术、农杆菌介导法和花粉管通道法等转基因棉花育种技术，并处于世界前列。当前，棉花育种的最大目标并不仅仅是培育优质、高产、多抗品种，而是培育有机、生态、天然的棉花品种。
2 棉花育种工作中的多种生物技术
2.1 花粉管通道技术
花粉管通道技术是我国科学家自行研发的一种新型转基因技术，并在棉花育种工作中获得了较大突破，花粉管通道技术的发明首先是在大豆、玉米、小麦等农作物进行实验，然后把抗枯萎病DNA大片段转移到棉花上，谢道昕等人研发完成了转基因棉花品种植株，并在陆地棉中取得了实验成功，研发出了具有耐枯萎、吐絮集中、抗逆性强、及高产等特性点的棉花新品种，即湘棉12号[1]。此后，转基因抗虫棉也得到广泛应用，我国农科院李付广 等又把双价抗虫基因移入到中棉所23中，使双价转基因材料得到了研发和运用。此外，我国的棉花转基因技术体系也更加完善。同时，在实际运用中，花粉管通道技术也不会因为棉花基因型的不同而造成不良影响，具有较强的独立自主性，逐渐赶超国际先进水平。同时，我国农科院棉花研究所设立的转基因技术平台，通过3种转化技术每年可以培育出5 000株的棉花，并因此获得国家科技进步奖。
2.2 基因枪导入技术
基因枪导入技术于1987年由美国科学家研究开发出来，这是基因枪导入技术发展的初始阶段。此项技术发展重点在于粒子的加速系统，主要任务就是提高射弹可控性，这就需要提高对粒子运行速度与射入的浓度关系的重视[2]。由于基因枪转化技术具有多样化的靶受体类型，同时还不受宿主控制的特点，因此成为了应用最为广泛的技术。目前，我国已运用此项技术获得了多种转基因植株，如水稻、小麦等。由于此项技术具有旺盛的生命力，因此发展潜力十分良好。在棉花育种过程中，运用此技术把棉花胚性悬浮细胞系作为受体进行轰击，从而获得转化植株，随后又运用茎尖分生组织转化棉花受体，使棉花转化植株的研发取得较大成功，最终的转化率为0.027%～0.22%、可以育种的多种陆地棉和海岛棉的转化植株[3]。我国科学家还运用基因枪技术把抗旱、抗虫等基因转入到棉花品种中，增加了转基因棉花品种的育种价值，我国农科院还建成了基因枪轰击转化体系，促进了植株转化率的提高。
2.3 农杆菌介导技术
农杆菌介导技术是运用外源基因转化棉花的经典技术，并在当前的棉花转基因技术中占据主导地位，获得广泛应用。我国通过农杆菌介导法获得了珂字棉转基因植株，此项技术在国际上获得了广泛推广[4]。同时珂字棉中的多种类型大量运用到转基因实验中，促进了转化效率的提高，在实际运用转基因棉花材料时还需要完善的系统选育和杂交选育。我国科学家通过不懈努力，使农杆菌介导技术取得了具体化和简单化的发展，并明确了技术应用的关键部位，建立了快速、多样化的棉花育种的规模化转化体系，让棉花转基因技术育种实现了流水线生产，使得棉花的成株规模更加高效化、显著化，生产成本得以降低。
3 生物技术在棉花育种应用中存在的不足和改进措施
生物技术在棉花育种方面进行了大量的研究，目前整个社会和科研单位非常重视这项技术，因此投入了大量的人力、物力和资金研究棉花育种。例如：对植物产量性状、抗性、育性等的QTL定位、基因定位和分子标记工作[5]。虽然在这方面获得了较大的成就，但我国的生物育种技术仍处于初级阶段，不足之处还很多，提升的空间仍很大。
生物技术在棉花育种中的运用可能对人体健康和环境造成影响。虽然生物技术不断发展，越来越多的转基因产品进入到人们的日常生活中，如转基因玉米、花生、大豆等。虽然这些转基因产品的营养价值和口感非常好，但是否会对人类健康造成危害、危害影响是否具有潜伏性仍无法预知，仍然具有不确定性，需要进一步钻研和印证[6]。
对于以上问题，人们应增加改进措施。首先，应加强科研工作，不断创新技术，投入更多的资金和人力，不断攻坚克难，促进科研成果的不断进步，使生物技术在棉花育种方面的运用更加完善。其次，对于已经研发出的技术成果，广泛进行试验，使得技术成果转化成现实生产力。增加生物技术的推广力度，使其更好地为棉花育种服务，促进棉花育种的不断进步，使得科研技术转化成成果。最后，不断加强生物技术在棉花育种方面的研究力度，完善和遵守相关法规和制度，不断规范生物育种技术，使得此项技术对于人体健康和周围环境的影响降到最低，充分发挥生物技术对棉花育种的最大综合效益。
4 结语
生物技术在棉花育种的工作中获得了可喜成果，在棉花育种的工作及生产进展中进行了强有力的推动，因此在21世纪的棉花育种中，生物技术必然占据重要的地位。与此同时，也应看到生物技术在棉花育种工作中的其局限性：其一，由生物技术要求较高的实验环境和技术条件，增加了基层育种的难度；其二，利用生物技术改良棉花时，由于棉花的品质、产量等主要经济性状是数量性状，在生物技术上分离转移这些基因具有较大难度；其三，通过生物技术手段获得基因棉还要用常规育种方法进行转育和田间选择，对基因棉的稳定性、适应性进行鉴定。所以，应将生物技术和常规育种手段相结合，才能把生物技术在棉花育种的工作潜力发挥到极致。
参考文献
[1]张建军，金湘，毛培宏.离子束生物技术在棉花育种中的应用述评[J].种子，2006（11）：40-42.
[2]赵兴华，渠云芳，黄晋玲.分子标记技术在棉花育种中的应用[J].山西农业科学，2011（6）：611-615.
[3]古力努尔·艾哈塔尔.生物技术在棉花育种中的应用探究[J].科技创新与应用，2016（13）：287.
[4]贾新合，赵国栋.高新技术在棉花遗传育种中的应用及进展[J].江西棉花，2004（2）：3-7.
[5]曾红军.生物技术在棉花育种工作中的应用发展前景[J].石河子科技，1998（6）：17-18.
[6]张海波.良种引种技术在棉花育种中的应用[J].山西农业科学，2008（12）：29-30.
（责任编辑：赵中正）
关键词 棉花育种；生物技术；关键作用
中图分类号：S562 文献标志码：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2016.35.053
目前，我国的生物技术在棉花育种方面取得了很大的成效，并投入使用，这对我国的棉花种植业产生了积极地推动作用，是一项提高棉花抗倒伏、抗病虫害、提高棉花产量的重要技术。同时，利用生物育种技术还能有效提高化肥和灌溉用水的利用效率，有效降低种植棉花的成本，提高棉花产业的经济效益。此外，生物技术还可以降低棉花对土壤条件的依赖程度，增加棉花的种植面积，如在盐碱地、旱地等种植，从而降低化肥、农药的使用次数，减少环境污染。把生物技术应用到棉花育种中，能够有效提高棉花的育种速度，提高棉花品质，促进棉花更好地生长，提高经济效益。
1 棉花育种的现状和发展趋势
棉花是我国经济发展中重要的纤维作物和经济作物，我国的棉花育种主要包括四个阶段：1950年，我国的棉花育种常规育种主要包括系统育种和引种；1960-1970年，引种则被淘汰，杂交育种和系统育种成为主要潮流；1980年后，杂交育种被广泛采用；1990年以后，由于传统的棉花育种对抗旱、抗虫、抗黄萎病等方面没有取得较大的进展，與此同时生物技术迅速发展，在创造新材料的方面也颇具优势，为提升社会的经济效益贡献较大，我国的棉花育种开始广泛应用单交和复合杂交技术、基因枪导入技术、农杆菌介导法和花粉管通道法等转基因棉花育种技术，并处于世界前列。当前，棉花育种的最大目标并不仅仅是培育优质、高产、多抗品种，而是培育有机、生态、天然的棉花品种。
2 棉花育种工作中的多种生物技术
2.1 花粉管通道技术
花粉管通道技术是我国科学家自行研发的一种新型转基因技术，并在棉花育种工作中获得了较大突破，花粉管通道技术的发明首先是在大豆、玉米、小麦等农作物进行实验，然后把抗枯萎病DNA大片段转移到棉花上，谢道昕等人研发完成了转基因棉花品种植株，并在陆地棉中取得了实验成功，研发出了具有耐枯萎、吐絮集中、抗逆性强、及高产等特性点的棉花新品种，即湘棉12号[1]。此后，转基因抗虫棉也得到广泛应用，我国农科院李付广 等又把双价抗虫基因移入到中棉所23中，使双价转基因材料得到了研发和运用。此外，我国的棉花转基因技术体系也更加完善。同时，在实际运用中，花粉管通道技术也不会因为棉花基因型的不同而造成不良影响，具有较强的独立自主性，逐渐赶超国际先进水平。同时，我国农科院棉花研究所设立的转基因技术平台，通过3种转化技术每年可以培育出5 000株的棉花，并因此获得国家科技进步奖。
2.2 基因枪导入技术
基因枪导入技术于1987年由美国科学家研究开发出来，这是基因枪导入技术发展的初始阶段。此项技术发展重点在于粒子的加速系统，主要任务就是提高射弹可控性，这就需要提高对粒子运行速度与射入的浓度关系的重视[2]。由于基因枪转化技术具有多样化的靶受体类型，同时还不受宿主控制的特点，因此成为了应用最为广泛的技术。目前，我国已运用此项技术获得了多种转基因植株，如水稻、小麦等。由于此项技术具有旺盛的生命力，因此发展潜力十分良好。在棉花育种过程中，运用此技术把棉花胚性悬浮细胞系作为受体进行轰击，从而获得转化植株，随后又运用茎尖分生组织转化棉花受体，使棉花转化植株的研发取得较大成功，最终的转化率为0.027%～0.22%、可以育种的多种陆地棉和海岛棉的转化植株[3]。我国科学家还运用基因枪技术把抗旱、抗虫等基因转入到棉花品种中，增加了转基因棉花品种的育种价值，我国农科院还建成了基因枪轰击转化体系，促进了植株转化率的提高。
2.3 农杆菌介导技术
农杆菌介导技术是运用外源基因转化棉花的经典技术，并在当前的棉花转基因技术中占据主导地位，获得广泛应用。我国通过农杆菌介导法获得了珂字棉转基因植株，此项技术在国际上获得了广泛推广[4]。同时珂字棉中的多种类型大量运用到转基因实验中，促进了转化效率的提高，在实际运用转基因棉花材料时还需要完善的系统选育和杂交选育。我国科学家通过不懈努力，使农杆菌介导技术取得了具体化和简单化的发展，并明确了技术应用的关键部位，建立了快速、多样化的棉花育种的规模化转化体系，让棉花转基因技术育种实现了流水线生产，使得棉花的成株规模更加高效化、显著化，生产成本得以降低。
3 生物技术在棉花育种应用中存在的不足和改进措施
生物技术在棉花育种方面进行了大量的研究，目前整个社会和科研单位非常重视这项技术，因此投入了大量的人力、物力和资金研究棉花育种。例如：对植物产量性状、抗性、育性等的QTL定位、基因定位和分子标记工作[5]。虽然在这方面获得了较大的成就，但我国的生物育种技术仍处于初级阶段，不足之处还很多，提升的空间仍很大。
生物技术在棉花育种中的运用可能对人体健康和环境造成影响。虽然生物技术不断发展，越来越多的转基因产品进入到人们的日常生活中，如转基因玉米、花生、大豆等。虽然这些转基因产品的营养价值和口感非常好，但是否会对人类健康造成危害、危害影响是否具有潜伏性仍无法预知，仍然具有不确定性，需要进一步钻研和印证[6]。
对于以上问题，人们应增加改进措施。首先，应加强科研工作，不断创新技术，投入更多的资金和人力，不断攻坚克难，促进科研成果的不断进步，使生物技术在棉花育种方面的运用更加完善。其次，对于已经研发出的技术成果，广泛进行试验，使得技术成果转化成现实生产力。增加生物技术的推广力度，使其更好地为棉花育种服务，促进棉花育种的不断进步，使得科研技术转化成成果。最后，不断加强生物技术在棉花育种方面的研究力度，完善和遵守相关法规和制度，不断规范生物育种技术，使得此项技术对于人体健康和周围环境的影响降到最低，充分发挥生物技术对棉花育种的最大综合效益。
4 结语
生物技术在棉花育种的工作中获得了可喜成果，在棉花育种的工作及生产进展中进行了强有力的推动，因此在21世纪的棉花育种中，生物技术必然占据重要的地位。与此同时，也应看到生物技术在棉花育种工作中的其局限性：其一，由生物技术要求较高的实验环境和技术条件，增加了基层育种的难度；其二，利用生物技术改良棉花时，由于棉花的品质、产量等主要经济性状是数量性状，在生物技术上分离转移这些基因具有较大难度；其三，通过生物技术手段获得基因棉还要用常规育种方法进行转育和田间选择，对基因棉的稳定性、适应性进行鉴定。所以，应将生物技术和常规育种手段相结合，才能把生物技术在棉花育种的工作潜力发挥到极致。
参考文献
[1]张建军，金湘，毛培宏.离子束生物技术在棉花育种中的应用述评[J].种子，2006（11）：40-42.
[2]赵兴华，渠云芳，黄晋玲.分子标记技术在棉花育种中的应用[J].山西农业科学，2011（6）：611-615.
[3]古力努尔·艾哈塔尔.生物技术在棉花育种中的应用探究[J].科技创新与应用，2016（13）：287.
[4]贾新合，赵国栋.高新技术在棉花遗传育种中的应用及进展[J].江西棉花，2004（2）：3-7.
[5]曾红军.生物技术在棉花育种工作中的应用发展前景[J].石河子科技，1998（6）：17-18.
[6]张海波.良种引种技术在棉花育种中的应用[J].山西农业科学，2008（12）：29-30.
（责任编辑：赵中正）