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—— 第二部分 国家自然科学基金项目成果巡礼 ——

  中国是世界上最大的纺织品生产国和消费国,目前国产原棉在数量和质量上已不能满足市场需要。因此,提高棉花的产量,改进其品质,非常重要。但由于我国耕地资源和现有育种手段的限制,在现有基础上要实现棉花产量与纤维品质的同步提高,必须依靠育种理论和技术上的突破。

  西南大学生物技术研究中心裴炎教授课题组在国家自然科学基金重点项目(批准号:30530490,利用激素合成与传导基因改良棉花的纤维品质与产量)等项目资助下,开展了棉花纤维发育的分子机理及基因工程改良的研究。该课题组研究表明高浓度的生长素累积是纤维细胞起始所必需的。据此,提出通过定向控制植物激素相关基因的表达,在棉花纤维细胞起始期适度增加棉花胚珠表皮细胞中的IAA浓度,促进纤维细胞起始,进而提高纤维产量的策略并取得成功,获得了纤维产量大幅提高、纤维细度也得到显著改进的新材料,在棉花高产优质育种上取得重大突破。该成果的部分内容发表在Nature Biotechnology [2011,29(5):453-458]上,该刊同期专门撰文进行评述,称这一研究结果“展示了下一代转基因作物的潜力”。

  该项成果是利用转基因技术实现产量与品质同步改良的首例成功报道。目前已申请中国专利和国际专利保护,具有完全的自主知识产权。所获高产优质新材料已发放给国内多家育种单位,用于棉花品种的遗传改良。由于转基因棉花已经为公众接受,本研究获得的转基因材料有可能在短期内实现产业化,给棉花种植业和纺织业带来显著经济效益。该成果是从基础理论研究到田间应用的有机结合。

 

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