在國家野生棉種質資源圃里，棉花研究所研究員劉方在介紹野生棉搜集、保存和利用的故事。

冬末春初，在北方的大街小巷，還隨處可見穿著棉衣的行人。在如此日常的生活場景背后，卻很少有人知道，在我國，其實75%的棉花品種都會經過南繁的“洗禮”。棉花本身也并非原產于中國，而是漂洋過海的“舶來品”，起源于非洲、澳洲和美洲等地。

雖然并非起源地，但如今，我國的棉花育種已經處于國際一流水平，眾多優(yōu)異的野生棉種質資源被保存于國家野生棉種質資源圃（以下簡稱“資源圃”），在科研人員的合力攻關下，正影響著中國棉花的未來。

種質資源的“避風港”

棉花的起源地并非中國，這也意味著大多野生的棉種難以在我國找到合適的生長環(huán)境。因此，為了將種質資源完好地保存下來，科學家們需要創(chuàng)造條件，建起能夠滿足野生棉生長條件的資源圃。

自上世紀80年代起，中國農業(yè)科學院的專家們就為保存這些自國外考察收集和引進的種質資源而四處奔走選址，最終選擇了我國位于北緯18度的熱帶地區(qū)——三亞。“從陵水到保亭再到樂東以南這片區(qū)域，氣候和溫度都與大部分野生棉的原生境接近，是最好的活體保存地。”中國農業(yè)科學院棉花研究所研究員、資源圃常務副主任劉方說，“中間陸陸續(xù)續(xù)又擴建了幾次，現在已經非常完善了?！?/p>

劉方介紹，目前全球已知共有54個棉種，但有些棉種只有標本或者記錄，實際上還存有活體的野生棉只有40多種?！拔覀兊馁Y源圃目前保存了來自美洲、澳洲、非洲等地的39種野生棉，占全世界可收集野生棉種類的80%以上，基本涵蓋了所有原產地，是全球最大、最全的野生棉活體保存種質圃，收集保存資源棉種數和雜種數均居世界第一?！?/p>

為什么活體保存如此重要？因為對野生棉來說，和保存種子相比，活體保存既可以保留物種的多樣性，同時還可以研究環(huán)境變化之后這些野生棉的生存狀況。這些野生棉種質資源中有一部分由國際合作引進，但大部分還是科學家們走遍全球，前往夏威夷群島、巴西東北部、澳大利亞、厄瓜多爾的加勒帕戈斯群島等地艱苦考察收集而來。

“隨著生物信息學的迅速發(fā)展，團隊也正準備搭建一個實物共享與信息共享的綜合利用平臺，以后育種家及國內外研究人員可以通過互聯網獲得資源圃野生種質材料的照片、性狀、保存狀態(tài)、基因組成等詳細信息，使這些野生種質資源得到更充分更廣泛的利用。”劉方說。

棉花品種的“大觀園”

“糧安天下，棉促文明。糧食解決了人類的溫飽問題，而棉花在人類文明發(fā)展和社會進步中起到了關鍵推動作用。”提起棉花，劉方充滿熱愛：“它的作用十分重要，不僅可以御寒，還在一定程度上促進了全球文明史的發(fā)展，比如說工業(yè)革命中，是紡織業(yè)點燃了第一把火，提升生產力，而且棉花還是全球紙幣制造不可或缺的原材料之一。”

走進資源圃，就仿佛走進了具有熱帶風情的“小花園”，這里的野生棉姿態(tài)各異，與日常生活中我們看到的棉花不同。有的與路邊的高大樹木無異、有的茂盛如灌叢、還有的匍匐在地，錯落有致，每一種都有獨特的編號。

而當記者近距離觀察，還能看到像手一樣的三裂棉、三葉草形狀的司篤克氏棉……斯特提棉形似牽?；?，是一種產自澳大利亞中部的野生棉花，生長在荒漠中，因此也曾被稱為“沙漠玫瑰”；毛棉表層有一層蠟質絨毛，只在夏威夷群島上存在，有許多不同的形態(tài)，有些生長在海水中，耐鹽堿性非常高。

野生棉對自然環(huán)境的需求各異，有的喜歡水，有的需要旱。比如旱地棉，適應干旱的環(huán)境，不澆水就可以正常開花結果，水分充足反而不能結果。因此，資源圃鋪設了滴灌管，根據野生棉的不同特性對它澆水、施肥、打藥，對其進行科學栽培，讓棉花“優(yōu)生優(yōu)育”。

除了野生棉之外，資源圃中還保存著人類馴化的主要品種，談論起這些，劉方如數家珍：“當前一共有四個人工栽培馴化的棉種，分別是草棉、亞洲棉、陸地棉、海島棉。草棉源于非洲南部，后來在西亞兩河流域被人進一步馴化后向全球擴展；陸地棉主要在墨西哥尤卡坦半島，適應性好、產量高；新疆長絨棉就是海島棉，纖維長，拉力好……現在全世界生產中99%是陸地棉和海島棉?！?/p>

劉方還在搜集野生棉種質資源的過程中發(fā)現了一個有趣的現象，克勞茨基棉與戴維遜氏棉是近緣姊妹種，親緣關系非常近，本應生長在接近的區(qū)域中，如今卻遠隔重洋，耐人尋味。

育種研究的“基因寶庫”

“隨著人類栽培技術和育種技術的發(fā)展，棉花的特點越來越明顯，高產、優(yōu)質棉花品種不斷出現，但同時，這些栽培棉花也越來越同質化，遺傳資源越來越狹窄。這意味著，整個棉花產業(yè)的抗風險能力在降低，而野生棉花中保留著大量優(yōu)異的基因，有的耐鹽堿性很強、有的抗冷、有的抗蟲、有的抗病性高，這些特殊的性狀和基因，是現代育種不可缺乏的材料?！敝袊r業(yè)科學院棉花研究所海南科研中心負責人劉記介紹。

如今，野生棉已經成為我國棉花基礎研究和應用基礎研究資源的主渠道。資源圃的重要功能是保存、鑒定和創(chuàng)新利用野生種質資源的優(yōu)異性狀，并將其導入栽培品種中，來改良現有的品種。“比如瑟伯氏棉抗冷性很好，對解決新疆棉花生產的倒春寒和秋季極端冷空氣侵襲有著潛在的應用價值。澳洲棉有抗病基因源，對棉花生產上抗黃萎病育種有很好的利用價值。棉花本身抗鹽堿性很好，是改良土壤的好作物?！眲⒎浇榻B。

在挖掘野生棉種質資源“基因寶庫”的過程中，科研人員需要不斷攻克各種難題。一方面是要解決部分棉種“水土不服”的問題。有的野生棉在原生境正常開花結果，但到了這里就很難開花結果，需要科研人員通過人工輔助授粉、扦插或嫁接的方式來進行繁殖。另一方面，還要不斷提高資源圃抵御自然災害的能力。2012年臺風來襲，導致一個棉種植株全部死亡，因此資源圃在2015年新建成了4個溫室，將室外活體種質資源在溫室中復制保存了一套，并在內外都設置了可以聯網采集數據的監(jiān)控系統(tǒng)，實時監(jiān)測所有材料的生長狀態(tài)。

“我們想培育出適宜機械化生產的棉花新品種，平時就圍繞棉花的株高及生育期做一些基礎性研究，再發(fā)掘矮化基因，如果成功的話，可以為農民減負?！眲⒂浾f，研究人員已經找到了2個關鍵基因，它們在轉入棉花后，會表現出株高變矮、側枝短、開花提前的性狀，目前正處于實驗室研究階段。

此外，棉花是改良鹽堿地的先鋒作物，但目前的抗鹽堿性是有極限的，并不是所有的鹽堿地都能種。育種家們正在利用一些野生棉的耐鹽堿基因，育成耐鹽堿性更強的棉花品種，這對未來改良鹽堿地，保障農業(yè)生產、糧食安全都有非常重要的意義。（李麗穎 陳楠）