文：回溯档案

编辑：回溯档案

棉花属于棉属，被称为主要纤维作物，已生长在世界热带、亚热带和半干旱地区，纤维作为棉花的主要产品已广泛用于纺织工业，每年需要数百万包棉花。

随着牲畜饲料对棉花籽粕的需求，棉花植物油的利用率也在增加，巴基斯坦经济在很大程度上依赖于农业部门，农业部门占该国国内生产总值的19.2%，提供了38.5%的就业机会，近70%人口的生计依赖于农业。

棉花在促进该国以农业为基础的经济增长方面发挥着至关重要的作用，值得注意的是，50%的工业劳动力和60%以上的出口来自棉花作物产品链。

巴基斯坦是世界上棉花生产、出口和消费的主要国家之一，棉花在巴基斯坦的几个地区广泛种植，其中旁遮普省和信德省是主要种植带，旁遮普省是棉花包总种植面积和总产量领先的省份。

维持巴基斯坦棉花生产的主要挑战

棉花是巴基斯坦最受欢迎的经济作物，巴哈瓦尔布尔、巴哈瓦尔纳格尔、木尔坦、拉希姆亚尔汗、D.G. 汗、哈内瓦尔、拉詹布尔、洛德兰和穆扎法尔加尔地区的炎热干燥地区是旁遮普邦的核心棉花种植区。

在信德省，棉花在纳瓦布沙、桑哈尔、诺谢罗费罗兹和戈特基地区的炎热干燥地区广泛种植，除了经济意义外，与美国和印度相比，巴基斯坦的棉花种植总面积和总产量都大幅下降。

那里的农民现在更喜欢种植玉米或甘蔗而不是棉花，无法对农民采取激励措施是棉花种植减少的另一个主要原因，不同的育种策略大大提高了世界每公顷籽棉产量指数。

由于纺织业规模相对较大，巴基斯坦日益成为棉花的主要消费国，棉花消费总量已达到近100亿包棉花，产量的大幅提高对于满足国内纺织行业的需求至关重要。

原棉出口是巴基斯坦收入最大的主要商品之一，但是自2012年以来，棉花出口一直在下降，国内消费增长40%~50%，优质面料出口增加，原棉出口减少。

与此同时巴基斯坦棉包的进口量正在增加，现在通过从巴西、美国、坦桑尼亚和埃及进口，几乎一半的特短棉纱消费需求得到了满足。

因此，必须采取政策来增加农民的利润以及满足国内对棉包的总需求（Cotictics），多年来投入成本的迅速增加以及无法获得补贴导致棉花种植面积大幅减少。

农民社区转而种植其他作物以获得更高的利润，较高的价格以及对棉花的激励可能会阻止农民种植其他作物，同时应鼓励在开伯尔-普赫图赫瓦省和俾路支省的适宜地区种植棉花，以提高总产量。

尽管采取了多种育种措施，但棉花产量仍远低于过去几年，交换未经认证的棉花种子往往会使种子质量下降，物理和遗传质量的种子对于在幼苗阶段建立适当的林分至关重。

但是低优质棉花种子会严重破坏发芽、出苗，并降低抗虫害的能力，在巴基斯坦接受Bt棉花的商业接受后，Bt棉花的种植面积大幅增加。

然而，近年来一些Bt棉花生产线成为导致产量损失的潜在威胁，因此应禁止在农民田地种植未经批准和不标准的Bt品系。

长时间的热应激会引起棉花的生理、形态和生化变化，会影响开花、花粉肥力和每株植物的棉铃数量，这最终降低了棉花的产量潜力。

巴基斯坦棉花育种简史

棉属已鉴定出50种，包括45个二倍体和5个异体多倍体，G. hirsutum， G. barbadense， G. mustelinum， G. darwinii，和 G. tomentosum 是异体多倍体。

这些品种属于AD基因组群，地理分布不同，俗称新世界棉花，相比之下，二倍体物种由A到G加K基因组组成，分布在世界各地，被称为旧世界棉花。

G. hirsutum和G. barbadenes是商业四倍体，而G. herbaceum和G. arboreum是商业种植的二倍体，植物结构，铃大小，种子形状和纤维特性是四倍体和二倍体物种之间的关键差异性状（Wendel和Cronn）。

arboreum（当地称为Desi棉花）种植的历史可以追溯到大约7000年前信德省印度河流域的种植。

直到1920年，印度河流域的农民社区在巴基斯坦的边缘土地上种植了二倍体G. arboreum,在21世纪之前，大多数G. arboreum品种是通过从单个种群或各种品种的混合物中选择而开发的。

2000年之前，Z. Mollisoni，278-Mollisoni，39-Mollisoni，15-Mollisoni和119-Sanguineum是精英批准的品种，具有出色的产量和纤维质量。

与先前批准的品种相比，通过选择育种开发的后续品种没有显示出显着增加的产量，在狭窄的遗传背景下的连续选择抑制了植物园的进一步育种进展。

在主要棉花种植区，高产的G多毛棉品种逐渐取代了G植物园，同样，二倍体棉花G. herbaceum在巴基斯坦也无法很好地生长，大多数可用的二倍体物种现在主要用于增强陆地棉花基因型的非生物胁迫弹性状。

1818年陆地棉花的引入引起了全球棉花生产的革命，它具有出色的产量、早熟和中等良好的纤维质量，促进巴基斯坦陆地棉花种植的初步试验发生在十八世纪初（Ali）。

成功的种植同时也是纺织工业的革命，纺织工业对原棉的需求在几年内增加了许多倍,因此，育种者利用创新方法来改善纤维质量，包括短纤维长度、强度和细度。

此外，还引进了Stoneville-213，Deltapine Smooth Leaf和Coker Wild等外来种质，在不同地点种植，并杂交到当地适应性良好的品种以纳入目标性状。

连续育种创造了具有优越特性的品种，包括更高的产量、更高的投入响应以及对热、干旱、盐、病毒、真菌和害虫的耐受性,随后它不仅增加了陆地棉的种植面积，而且为满足国内纤维需求铺平了道路。

随着世界上Bt（苏云金芽孢杆菌）棉花的发展，棉花产量得到了进一步提高,Bt毒素增强了棉花对主要害虫的抗药性，并大大减少了农药的使用，并产生了高质量的棉花。

转基因Bt棉花材料的利用将抗虫害性状引入巴基斯坦的高产品种（，几个Bt棉花品种被批准用于维持纺织部门的经济增长。

barbadense（称为Pima或埃及棉花）具有超长短绒，但产量较低，生长期较长，并且容易受到各种疾病的影响，埃及棉花现在种植面积不到全球棉花种植总面积的5%与陆地棉花不同，在巴基斯坦推广巴巴登斯的育种计划仍然是育种者面临的主要挑。

因为上述热量最终会影响其产量和纤维质量,该物种现在用于整合外来抗病性并提高目标基因型的纤维质量（Tiwari）。

巴基斯坦的棉花育种方法

后代选择在棉花育种中具有重要意义,育种者广泛采用谱系或质量选择来从杂合子群体中识别所需的植物,循环选择是另一种育种技术，有时用于积累定量遗传性状的目标基因。

在巴基斯坦，基于表型的简单选择被广泛用于培育具有目标表型的品种,靶表型可分为定性性状和定量性状，定性性状受一个或几个基因调控，适合通过简单的表型选择进行分离。

相反，数量性状是多基因的，难以选择，并且遗传力水平低（Singh ），自上个世纪以来，巴基斯坦的棉花育种程序和后代选择技术保持不变，但变化有限。

简要的育种程序如下：对比自交亲本进行筛选以产生大量F1通过不同的繁殖交配设计进行杂交，F型1然后种子前进到 F2生成，无需任何选择。

非生物抗逆棉

全球变暖正在损害世界棉花的可持续生产，高温、干旱、盐度和营养缺乏等非生物胁迫对棉花生产产生负面影响。

在巴基斯坦的棉花生产季节，通常普遍存在40°C至45°C的高温，温度胁迫无论是低约束还是高约束，棉花作物的产量潜力。

播种阶段的寒冷天气导致发芽晚和作物建立不均匀，高温介导的热应激是导致巴基斯坦最近每公顷产量下降的最重要原因之一。

它不仅限制了养分的吸收，还减少了种子发芽、幼苗生长、开花次数和每株植物的棉铃总数，此外高温胁迫影响铃形成的生理，代谢和生化机制，皮棉产量和纤维质量。

先前的育种工作表明，批量选择和系谱选择有助于产生耐热品种，例如NIAB-999、NIAB-111、NIAB-777、CIM-240、CIM-598和CIM-602显示出更好的热应激适应性。

耐热候选基因的鉴定与靶基因组编辑相结合是创建耐热棉花的重要策略，棉花的垂直主根系统使其具有极强的抗旱性。

然而，长期缺水会抑制气孔传导、营养物质运输和光合连接酶活性，除此之外干旱胁迫会诱导活性氧（ROS）的生物合成，从而对植物中的细胞膜、蛋白质、脂质和核酸造成氧化损伤（Iqbal）。

此外干旱胁迫通过根和叶结构的功能改变显着降低了棉花质量,巴基斯坦育种界实施了若干传统和非传统战略，以减少干旱对棉花生产力的不利影响。

从不同的批准品种中，CIM-546，CCRI-60，Cyto-177和BH-167推荐用于旁遮普省的干旱地。

巴基斯坦棉花育种的主要制约因素

尽管棉花具有全球意义，但自过去几十年以来，巴基斯坦的棉花生产一直停滞不前，撇开其他问题不谈，以下育种限制大大限制了棉花产量和纤维质

结论

棉花是巴基斯坦重要的外汇来源，然而在过去几年中，籽棉产量和总种植面积不断下降,气候变化和新疾病的出现显著影响了已经批准的棉花基因型的产量潜力，有几种方法，但基于表型选择的棉花育种在获得理想性状方面具有一定的局限性,同时对可用革兰质资源的表征可以增强基因选择库，同时最有可能消除限制棉花可持续产量的瓶颈问题。

遗传分析、标记开发、QTL图谱、基因组测序、基因编辑和转化的最新进展为棉花育种提供了新的视野，携带三基因的转基因系的开发已经取得了重大进展，综上所述，除了常规育种之外，CRISPR/Cas等基因组编辑工具的应用可以为理解靶性状的遗传控制提供有效的平台，因此在巴基斯坦开发粉红棉铃虫、吸虫、棉叶卷曲病毒和耐热品种将是更进一步的战略。

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