棉花是重要的经济作物和纺织原料，其稳产、高产对国计民生关系重大。中国农业科学院棉花研究所研究员、河南省棉花产业技术体系遗传育种岗位专家严根土带领其科研团队，创新了棉花育种的关键方法，克服了育种的瓶颈，在多抗稳产棉花新品种选育与应用方面取得了明显突破。先后育成了中棉所44、中棉所46、中棉所49、中棉所59、中棉所61、中棉所72、中棉所75、中棉所79、中棉所80、中棉所94等系列棉花新品种，至今已累计推广超过8 000万亩，增创社会经济效益150亿元。“多抗稳产棉花新品种中棉所49的选育技术及应用”项目成果荣获2016年度国家科学技术进步奖二等奖。

一、推动新疆棉种换代

新疆历史上大面积推广的重大品种有军棉1号、中棉所35和中棉所49，在当时特定的生态环境条件下，对新疆棉花产业的发展作出了重要的贡献。“军棉1号”于1979年选育，其推广之际，新疆被确定为无病棉区，与黄河、长江流域棉区分属不同的生态区，少有内地棉花引进新疆试种。20世纪90年代初，新疆棉区枯萎病蔓延，不抗枯、黄萎病的“军棉1号”无力招架，不得已从黄河流域引进“中棉所12”“豫棉15”等抗病品种。随着棉花种植区域向干旱、盐碱地转移，黄萎病危害进一步加重，并且铃重偏小、衣分偏低、品种种性退化等瓶颈问题更加突出。这对棉花品种的抗性要求更加全面，对铃重与衣分的协同改良更加迫切，对种性纯度的要求也越来越急迫。再加上近年来新疆棉花的种植技术也发生了很大改变，如滴灌、精量播种、适宜机械化采收等新技术的涌现，也是棉花品种推广应用中必须研究的课题。

针对上述难题，严根土带领科研团队多次到新疆棉花主产区实地考察，确定了“高产优质为基本点，突出耐旱碱低温和抗病”的育种目标。在育种方法上，他们以高密度种植模式为主，在新疆设立了3个棉花育种试验点，开展跨生态区、低世代大群体穿梭、高强压力鉴定等综合选择。在骨干亲本的创制上，他们选用种间和地理双异缘材料，开展生物与非生物两个方面逆境抗性的研究，既聚合了对多个逆境的抗性，又实现了铃重与衣分的协同改良。

二、创新棉花育种方法

严根土团队的育种策略的指导思想是创制或选用的亲本“短板”性状的起点要高，不能带有不可克服的缺陷，且主攻的目标性状是可以追溯或跟踪的。采用远缘杂交、复合杂交等创造变异育种方法，育成含有种间远缘种质和地理远缘种质的优质骨干亲本材料“中51504”。以1 216份材料为基础，通过聚类分析、系谱分析等，筛选到与“中51504”遗传背景差异大、基因型互补性强的配套亲本“中9409”（之后定名“中棉所35”）。

创建了低世代大群体多逆境交叉选择的育种技术，构建了以稳产为首要目标、跨生态区、多逆境的棉花育种平台，有利于客观评价品种的稳定性，拓宽育种思路。同时结合田间鉴定，提出了高强压力抗性的筛选指标，吻合程度在80%以上，客观地评价品种的抗性。利用平台进行大群体交叉选择，在主产棉区实地多点同步且相互穿插，并依据旱碱等多抗鉴定进行选择。这有利于减少大田盐碱等不均匀造成的误差，挖掘大铃等优良性状。低密度与高密度同步选择，有利于提高选择的准确率。采用大群体自交纯化，解决了高密度良种繁育容易混杂的难题。发明了“中棉所49”的DNA指纹检测方法，与大群体自交纯化相结合，分子纯度达到95.8%。结合种子质量全程精控等技术，在“中棉所49”长期大面积推广过程中的种子质量保障方面发挥了重要作用。

三、推动产业化应用

严根土团队培育的“中棉所49”及研发的育种方法，不仅为棉花科研提供了良好的遗传素材，同时也丰富了棉花育种的理论与技术。该品种与育种方法已被多家育种单位借鉴和采用。通过严根土团队的技术途径育成了“新陆中45号”“新陆中66号”等10多个棉花新品种和一批优异新材料，为同类品种的选育提供了材料及技术支撑。

“中棉所49”对旱碱低温和病害多抗，适应性强。铃重与衣分协同改良，高产稳产。纤维长度、马克隆值及纤维整齐度佳，品性优良，适宜机采。该品种连续10年入选国家农业主管部门推荐的主导品种，同时成为国家与新疆维吾尔自治区两级区试的对照品种。目前累计推广面积7 118.5万亩，其中2013—2015年累积推广面积2 650万亩，对棉花产业的稳定作出了卓有成效的贡献。

团队创建了基于“中棉所49”的棉花种植标准化技术体系，建立了棉花生产全程标准化模式，实现了科研、生产、监管的一体化，为棉花种植的规范化提供了一个先例。他们还将这一研究成果通过国家棉花种植综合标准化示范区实施标准化生产，把自主创新成果转化为技术标准和生产力。数据显示，与非示范区相比，示范区每亩增产30公斤籽棉，增收180元/亩；棉花生产机械化程度比非示范区提高20%；机械采摘原棉品质3级及以上达到90%，示范区比非示范区亩增效20%。

“中棉所49”立足新疆，面向中亚五国，是农业科技立足自主创新、服务产业发展和国家战略需求的典范。“中棉所49”从选育方案制定开始就主动适应棉区向新疆转移的趋势。团队育成的“中棉所44”于2014年通过吉尔吉斯共和国国家审定，目前成为当地主栽品种，这对推进农业“走出去”，构建中亚国际棉花产业聚集带具有重要意义。

专家简介

严根土，1967年生，浙江衢州人，中国农业科学院棉花研究所研究员，现任棉花所抗逆育种课题组组长、河南省棉花产业技术体系遗传育种岗位专家，兼任中国农村专业技术协会专家委员会委员、新疆塔里木河种业股份有限公司和新疆前海种业有限责任公司等顾问专家。荣获2016年度国家科学技术进步二等奖，2008—2013年和2014—2015年被评为中国农业科学院先进工作者，荣获2017年河南省五一劳动奖章，2017年被授予全国首届创新争先奖状，入选国家百千万人才工程，被授予“有突出贡献中青年专家”荣誉称号。