“国家863项目‘棉花杂种优势利用技术研究与新品种选育’，属于‘优质超高产农作物新品种’重大专项。对一般人来说，‘杂种’这个词不大好听，但是在农业上，杂种优势利用技术以及用该技术培育出的新品种，被许多育种家们看作是农作物增产的一个亮点，对解决人们的温饱问题至关重要，也是当前世界生物技术竞争的关键领域。”中国农科院棉花研究所棉花遗传育种室副主任、杂种优势利用组组长邢朝柱研究员呵呵笑着说。
杂种优势育种实现新丰产
“农作物育种技术有一个不断深入发展的过程。我国虽然在起步时落后于欧美发达国家的水平，但是近十几年来，通过国家各大科研专项的支持，国内各大科研院校的携手合作，从基因克隆、遗传转化、抗病虫鉴定到品种选育，充分发挥各自优势。产学研的结合，使我国农业科技快速前进，其中一部分已经达到了世界先进水平。”邢朝柱说。
在上个世纪60年代，全球出现了一场绿色革命，那是农作物矮秆的发现和育种的成功，农作物产量大幅增加，解决了很多人吃饭、穿衣问题。但是此后的十多年来，所培育的农作物常规品种产量始终徘徊不前，怎么办？一种新的育种技术进入了科学家们的视野，利用农作物的杂种优势可能是进一步提高产量的有效途径。于是，在上个世纪70年代，我国的水稻和玉米杂交种优势新品种开始大面积应用，效果非常显著，我国的粮食产量明显提高了。
那么，在棉花这样一个大作物种类里，杂种优势利用技术是否能获得同样的成功？这个疑问也是决定我国棉花产量能否走上一个新台阶的关键。答案是肯定的，而且在进入21世纪后，全国80%以上的棉花育种单位都开展了棉花杂种优势利用的研究，于是，棉花杂种优势利用也成了我国棉花育种主要方向之一，谁能育种过硬的杂交种，谁将站在国内棉花育种技术的前列。
杂种优势育种战胜国外抗虫棉
我国是棉花生产大国、进口大国、纺织工业大国、纺织品服装消费和出口大国，棉花产业及其产品在国民经济中的地位举足轻重。棉花是我国最重要的经济作物，全国常年植棉面积8000万亩，总产550—600万吨，主产品产值800亿元上下。全国以棉为主的县区达到300多个，吸纳从业农民达到1.5亿人，棉花生产是其主要的经济来源，在黄河、长江和西北集中产区农民60%的收入来自棉花。棉花产品还关系500万纺纱工人的就业，关系纺织品服装的国际市场，2006年棉纺织品创汇达到1470亿美元，占全国出口创汇20%左右。
“这么大的棉纺产业需要大量的棉花原料，所以棉花育种必须满足棉花丰产的要求；另外，我国加入了WTO，市场进一步对外开放。棉种市场面临着较大的冲击，尤其是美国岱字棉公司抗虫棉迅速进入我国棉种市场，在黄河流域的河北省、长江流域的安徽省设立合资公司，并把它的抗虫棉品种抢先一步引进中国市场，一度占有国内抗虫棉70%的市场份额。”邢朝柱说，中国棉花品种面临着前所未有的激烈竞争。要使中国棉花品种立于不败之地，就必须利用自身优势和特点，发展杂交棉，尤其是更好的抗虫杂交棉新品种。
“由于杂交棉在我国已应用多年，具有较强的研究和应用实力。而且我国人口众多、劳动资源丰富、成本低，利用这些优势大力发展杂交棉是抵御外国品种侵占中国市场最有利的措施之一。”邢朝柱说，依靠产品优势，在科技部、农业部等支持下，国产转基因抗虫棉生产稳步上升，2002年，国产转基因抗虫棉占据30%的市场份额，2003年首次超过美国，2004年超过市场份额60%，彻底打破了美国抗虫棉的垄断。
三大优势新棉种
“在863项目‘棉花杂种优势利用技术研究与新品种选育’的支持下，我们课题组重点培育出了中棉所47、中棉所52和中棉所54这三个重点新品种。”邢朝柱一一地向记者介绍道。
选育出的中棉所47是我国第一个双价转基因抗虫杂交棉。该杂交新品种集抗虫、高产、优质于一体，在2004年就获得了国家转基因安全评价证书，同年还通过了国家农作物品种审定委员会审定（国审棉2004001）,也是我国第一个通过审定的双价（Bt+CpTI）转基因抗虫杂交棉。
邢朝柱说，就像人长期服用某种药物，会对这种药物产生抗药性，棉虫也是一样，长期生活在某种转基因抗虫棉上，就会对这种抗虫基因产生抗性，使抗虫效果下降。“与单价转基因抗虫杂交棉相比，中棉所47具有延缓棉铃虫和红铃虫产生抗性的特点。”它生育期仅135天左右，特别适合黄淮流域麦棉套作和江淮广大棉区春播种植；其结棉铃性强，吐絮特别顺畅，容易采集收获，而且色泽洁白，结棉桃速度快而集中，早熟不早衰；高产稳产，比当时主推棉种对照增产了27%，皮棉和子棉产量均居首位。通过国家区试品种稳定性分析，产量稳定性和适应性在参试所有品种表现最佳。品质优良，近两年该杂交种在长江流域江苏、安徽、湖北和河南等省种植推广，表现十分突出，显示出良好丰产性、适应性和抗虫性。
项目选育出的抗虫杂交新棉种———中棉所52，在2001—2003年参加了国家的黄河流域棉花品种区域试验，在2005年，获得了国家转基因生物安全证书，同年3月通过国家农作物品种审定委员审定（国审棉2005006）。同中棉所47一样，中棉所52特性优良，生长稳健，早熟不早衰。而且单株棉秆结棉铃性能强，结出的棉铃个头大，单个重达5.8克左右，抗枯萎病、耐黄萎病；一般能减少农药防治次数或用药量的50%—80%；高产稳产，比当时主推棉种增产15.7%，增产效果达显著水平，居当年黄河流域棉花品种区域参试之首。
选育出不育系抗虫杂交棉———中棉所54。它出苗快而且壮，属于早发不早熟品种，棉株较为高大，生长势头强；结铃性能强，棉桃吐絮畅并且集中，桃大，棉桃重达5.9克，丰产性好，比对照品种增产15%以上，品质优良，抗枯萎病、耐黄萎病；对棉铃虫和红铃虫具有较强的抗性，一般可减少农药防治次数或用药量的50%—70%。
由于中棉所54为不育系配制的杂交种，不需人工去除雄蕊，可直接人工授粉，或者采用昆虫辅助传粉，这样，与人工去雄蕊授粉制种相比较，大约能减少50%以上的用工数，大大降低了生产杂交种的成本。
不育系杂交制种获发明专利
培育出一种带有低酚标记性状的转基因抗虫双隐性核雄性不育系，利用此不育系，研制出一套采用蜜蜂作为传粉媒介生产抗虫杂交种的技术体系（专利号：ZL200310113447.1）。该发明可以大大减少制种田的劳动强度，比一般杂交棉制种减少60%以上的用工。另外，以此不育系为母本，很容易区别真假杂交种，而且在苗床上即可轻易拔除，可以大面积、大规模地借助昆虫辅助传粉进行不育系田间制种；该抗虫不育系恢复源广泛，一般陆地棉品种（系）均可作为其恢复系，选育的杂交种杂交优势明显，且抗虫效果好。
数字863
中国农业科学院棉花研究所杂种优势利用组，在“十五”和“十一五”期间，先后承接了国家863计划棉花新品种选育课题、国家科技部转基因专项等10多项重大和重点项目，主持科研经费达1500多万元。
率先开展了我国转基因抗虫杂交棉选育研究，育成我国第一个单价和双价转基因抗虫杂交棉以及双隐性核不育系杂交种；根据不同生态区特点，先后培育出4个国家审定的和1个省审定的转基因抗虫杂交棉，其中包括中棉所29、中棉所38、中棉所39、中棉所47和中棉所52，这些杂交种目前在生产上已成为主推品种，累计推广面积达2000多万亩，取得了显著的经济和社会效益。
主持完成鉴定成果3项：“转基因抗虫双隐性核雄性不育系—中抗A”；“高产优质多抗棉花杂交种———中棉所29”；“转基因抗虫不育系杂交种中棉所38选育”。这些成果为棉花杂交制种技术的改进奠定了坚实的基础；其中，专利“一种棉花不育系制种方法”是培育了一种带有标记性状的抗虫不育系，利用此不育系进行昆虫传粉，生产出杂交种可以区别真假，与人工制种相比可降低制种成本40%—60%。
申请国家发明专利2项，其中获得国家发明专利1项。
辅导农技人员和棉农2万多人次；协助良种生产单位先后建立棉花杂交棉制种基地25个，普及长江流域和黄河流域8省21个市县，制种面积达2万多亩，推广杂交种1000多万亩，给制种单位和棉农带来显著的经济和社会效益，同时也为本单位创收500多万元。
