中國是世界上最大的紡織品生產(chǎn)國和消費(fèi)國,，棉花也成為我國最重要的經(jīng)濟(jì)作物之一，在國民經(jīng)濟(jì)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(jìn)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(jìn)口。同時(shí),，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(kuò)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(shí)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(jìn)入平臺期,，要實(shí)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(diǎn)項(xiàng)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(jī)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(xì)胞中有高濃度積累,，而IAA運(yùn)輸抑制劑處理棉花以及無纖維突變體的胚珠表皮細(xì)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(xì)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(dá)，在棉花纖維細(xì)胞起始期適度增加棉花胚珠表皮細(xì)胞中的IAA濃度,，促進(jìn)纖維細(xì)胞起始，進(jìn)而提高纖維產(chǎn)量的策略。針對這一策略,，經(jīng)過多年堅(jiān)持不懈的努力,，篩選出了適宜的啟動子，在上千個(gè)轉(zhuǎn)基因棉花株系中獲得了纖維產(chǎn)量大幅度提高,、同時(shí)纖維的細(xì)度也得到顯著改進(jìn)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(shí)得到顯著改進(jìn)的報(bào)道,。這一成果是利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)量與品質(zhì)同步改良的首例成功報(bào)道。
該技術(shù)不僅可以大幅度提高棉花的纖維產(chǎn)量,，同時(shí)也使纖維的細(xì)度得到顯著改進(jìn),。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(jì),，棉花纖維的馬克隆值（衡量纖維細(xì)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(shí),，高細(xì)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(jì)效益外,，纖維細(xì)度改進(jìn)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(jì)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(yàn)，并獲準(zhǔn)進(jìn)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(shí)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(jī)結(jié)合,，是理論研究與生產(chǎn)實(shí)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(hù)，具有完全的自主知識產(chǎn)權(quán),。（生物谷Bioon.com）
