目前,虽然我国的棉花抗病育种工作已取得了巨大进步,但在抗病新品种的培育和利用方面还存在诸多问题。主要表现在: (1) 棉花的枯萎病已基本得到控制, 但品种整体上对黄萎病的抗性较差,培育多种抗性品种势在必行。(2) 病菌生理小种的不断变异, 导致抗病品种因“丧失”抗性而被淘汰, 因此应针对性地选育持久抗性品种。(3) 育种方法单一,棉花抗病种质资源遗传基础狭窄,尤其缺乏高抗黄萎病的种质资源,导致抗源单一化严重,有利于病菌特定种型的繁衍, 从而加速了品种抗病性的变异。(4) 抗病性鉴定方法不完善,技术不规范,不同地区鉴定结果往往缺乏可比性、可靠性和稳定性,严重阻碍了抗病资源的有效利用。(5) 抗病品种的品质、产量及生态适应性等综合性状尚不能满足生产要求。(6) 由于棉花黄萎病抗性机制的复杂性, 目前能用于辅助育种的分子标记还相对较小。
2 棉花抗病育种的解决策略
2.1 加强种质资源的研究与利用
加强抗病种质资源的收集、保存、评价、利用和创新工作, 鉴定筛选抗性基因, 通过外源基因导入创造新型抗源品系, 是抗病育种的基础和重点工作。同时利用多种诱变手段(化学突变、物理诱变和分子诱变等) 创造抗性新种质。
2.2 提高致病强度是加强病圃建设、鉴定品种抗性的关键
从鉴定材料开始, 反复在发病重且均匀的人工病圃或天然病地中选择,是 提高抗病能力的关键。病圃中感病对照品种发病率要求达到85%-90%,当病圃中发病减轻或均匀度差时, 翻入病株秸秆作基肥, 或播种时以孢子悬浮液浸种, 以提高土壤含菌量。此外, 选择强菌系寄主当年分离的病菌, 是建立病圃的最好病源。
2.3 抗病育种周期长育种方法单一
在棉花抗病育种中,由于要打破不利基因连锁,实现有利基因的重组,就要进行大量品种间的杂交,有时会是远缘杂交,使后代导入有利基因,然后进行多代回交和定向选择等育种方法,使分离的后代稳定,直至纯合,这需要很长时间和巨大的工作量。然而仅采用常规单一育种方法,抗病育种难得突破性进展,培育抗病品种应采用多种方法相结合。
2.4 深入研究抗性遗传规律
棉花对枯、黄萎病抗性遗传研究至今尚无确切结论,严重影响抗病育种工作成效。首先,应掌握棉枯、黄萎病病菌致病力变异问题,明确病原菌是否存在品种专化性;其次,需要制定一套操作规范性好、结果稳定性强的抗性鉴定方法;再次,要分别研究不同棉种抗源材料的遗传规律,确定不同种类的抗源遗传特征是否相同。
2.5 完善分子标记辅助育种平台,实现分子设计育种
加快遗传图谱的构建, 发展饱和的遗传图谱,寻找与目的基因紧密连锁的两侧标记, 提高基因型与表现型的一致性。从全基因组水平上对棉花抗病QTL展开研究, 包括抗病QTL的数目、位置、效应以及抗病QTL与QTL间、QTL与环境的互作、QTL的一因多效性等, 充分发掘抗病QTL的信息, 选择最佳组合进行标记辅助选择。将抗病QTL筛选与品种选育过程相结合,如选择生产应用品种作为作图亲本之一, 或利用回交高代QTL方法将QTL筛选与育种同步进行。将棉花抗病常规选择与标记辅助选择相结合, 针对不同性状的特点, 研究高效的选择方法。如动物育种中采用的两阶段选择方法, 即在早代通过标记辅助选择提高抗病QTL基因的频率, 在后期世代结合表型选择, 快速获得理想的表型。
