中國是世界上最大的紡織品生產(chǎn)國和消費國,，棉花也成為我國最重要的經(jīng)濟作物之一，在國民經(jīng)濟中具有十分重要的地位,。
目前國產(chǎn)原棉在數(shù)量和質(zhì)量上,，已經(jīng)不能滿足市場需要,，進口原棉數(shù)量不斷增加，尤其是適紡高檔棉紗的優(yōu)質(zhì)原棉,，幾乎全部依賴進口,。同時，由于人口眾多,，耕地資源十分有限,，糧食生產(chǎn)壓力很大。國情不允許我們采用單純擴大栽種面積來增加產(chǎn)量,，只有通過育種和栽培手段,，提高棉花的單位面積產(chǎn)量，同時改善綿纖維品質(zhì)才能解決問題,。
由于受種質(zhì)資源和常規(guī)育種技術(shù)的限制,，棉花品種的產(chǎn)量潛力已開始進入平臺期，要實現(xiàn)棉花產(chǎn)量與纖維的同步提高,，難度更大,。常規(guī)育種技術(shù)已經(jīng)難以滿足我國對棉花產(chǎn)量和質(zhì)量快速增長的要求。
在國家自然科學(xué)基金重點項目“利用激素合成與傳導(dǎo)基因改良棉花的纖維品質(zhì)與產(chǎn)量”的資助下,，西南大學(xué)生物技術(shù)研究中心裴炎課題組開展了棉花纖維發(fā)育的分子機理及基因工程改良的研究,。
該課題組研究發(fā)現(xiàn)，生長素在開花當(dāng)天的纖維起始細胞中有高濃度積累,，而IAA運輸抑制劑處理棉花以及無纖維突變體的胚珠表皮細胞中沒有這種高濃度積累,，這表明高濃度的生長素累積是纖維細胞起始所必需的。
據(jù)此,，課題組提出通過定向控制植物激素相關(guān)基因的表達,，在棉花纖維細胞起始期適度增加棉花胚珠表皮細胞中的IAA濃度，促進纖維細胞起始,，進而提高纖維產(chǎn)量的策略,。針對這一策略，經(jīng)過多年堅持不懈的努力,，篩選出了適宜的啟動子,，在上千個轉(zhuǎn)基因棉花株系中獲得了纖維產(chǎn)量大幅度提高、同時纖維的細度也得到顯著改進的新材料,，在棉花高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)育種上取得了重大突破,。
Bt抗蟲基因以及抗除草劑基因在轉(zhuǎn)基因作物中得到廣泛應(yīng)用，并成為生物技術(shù)育種成功應(yīng)用的范例,。但迄今為止,，轉(zhuǎn)基因技術(shù)在提高作物產(chǎn)量上成功的事例極少，更無產(chǎn)量與品質(zhì)同時得到顯著改進的報道,。這一成果是利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)實現(xiàn)產(chǎn)量與品質(zhì)同步改良的首例成功報道,。
該技術(shù)不僅可以大幅度提高棉花的纖維產(chǎn)量,，同時也使纖維的細度得到顯著改進。而常規(guī)育種高產(chǎn)選育的結(jié)果往往導(dǎo)致纖維增粗,。而粗纖維在紡紗中會使斷頭增加,，產(chǎn)品質(zhì)量下降，因此很難做到產(chǎn)量和品質(zhì)的同步提高,。據(jù)美國農(nóng)部專家估計,，棉花纖維的馬克隆值（衡量纖維細度的指標(biāo)，高于5.0為粗纖維）每降低0.1,，可使美國棉農(nóng)增加0.34億美元的收入,。該技術(shù)可使馬克隆值高于5.0的棉花降低0.5~0.7，效果十分顯著,。同時,，高細度纖維是生產(chǎn)高檔紡織品所必需的原料，可大幅度提高紡織品的附加值,。因此,，該技術(shù)除了產(chǎn)量提高所產(chǎn)生的直接經(jīng)濟效益外，纖維細度改進帶來的效益也是十分可觀的,。將這一技術(shù)應(yīng)用于棉花育種,，將產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟效益。
該研究所獲得的轉(zhuǎn)基因棉花材料已經(jīng)順利完成轉(zhuǎn)基因生物中間試驗,，并獲準(zhǔn)進入環(huán)境釋放,。高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)新材料已經(jīng)發(fā)放給國內(nèi)多家育種單位；由于轉(zhuǎn)基因棉花已經(jīng)為公眾接受,，該成果將在短期內(nèi)實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。該成果是從基礎(chǔ)理論研究到田間應(yīng)用的有機結(jié)合,，是理論研究與生產(chǎn)實踐緊密結(jié)合的結(jié)果,。
該技術(shù)已經(jīng)申請了中國專利和國際專利保護，具有完全的自主知識產(chǎn)權(quán),。（生物谷Bioon.com）
