棉花新品種培育技術(shù)從傳統(tǒng)走向分子

    棉花新品種培育技術(shù)從傳統(tǒng)走向分子階段中，863計(jì)劃功不可沒。

    在該計(jì)劃的“優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)棉花分子品種創(chuàng)制”和“棉花功能基因組學(xué)研究與應(yīng)用”等項(xiàng)目的支持下，研究人員建立的棉花遺傳轉(zhuǎn)化平臺，為棉花外源基因功能驗(yàn)證提供了技術(shù)支撐；完成的棉花基因組測序，為棉花生物學(xué)研究提供了重要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫。并將兩者結(jié)合，為我國棉花重要功能基因挖掘與利用、分子育種，乃至全基因組設(shè)計(jì)育種提供前所未有的機(jī)遇，標(biāo)志著我國棉花生物學(xué)研究進(jìn)入了快速發(fā)展階段。

    棉花遺傳轉(zhuǎn)化中存在轉(zhuǎn)化周期長、效率低、試驗(yàn)不能重復(fù)、培養(yǎng)體系不穩(wěn)定等問題，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院棉花研究所發(fā)現(xiàn)主要原因是棉花是常異交作物，沒有純系。

    研究人員以建立“棉花葉柄組織培養(yǎng)與高分化率材料選育方法”為突破，建立了以田間活體棉株葉柄為外植體的棉花成熟組織培養(yǎng)高效再生技術(shù)體系與高分化率材料選育方法。

    目前，研究人員選育出來分化率穩(wěn)定的材料20份；建立了穩(wěn)定的組織培養(yǎng)體系，新體系的轉(zhuǎn)化率達(dá)32.9%，是原來的2.88倍；葉柄轉(zhuǎn)化率為51.8%，是原來下胚軸轉(zhuǎn)化率的4.5倍；利用新體系為國內(nèi)17個(gè)單位的實(shí)驗(yàn)室轉(zhuǎn)化驗(yàn)證156個(gè)候選基因。

    新體系創(chuàng)造大量轉(zhuǎn)基因新材料，上交國家中期庫材料865份；培育的材料獲農(nóng)業(yè)部不同階段安全性評價(jià)批準(zhǔn)165份，其中獲轉(zhuǎn)基因生物安全證書的材料有47份。

    經(jīng)中國農(nóng)科院棉花研究所育種課題組研究應(yīng)用，培育出轉(zhuǎn)基因棉花品種24個(gè)。轉(zhuǎn)基因材料還被河南農(nóng)科院、浙江大學(xué)等引用，培育出轉(zhuǎn)基因棉花新品種20多個(gè)，創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益17.86億元。

    該研究所還完成了二倍體栽培棉品種-亞洲棉全基因組測序。研究人員利用高分辨率的遺傳連鎖圖譜，將90.4%的基因組序列定位到13條染色體上，發(fā)現(xiàn)亞洲棉蛋白編碼基因數(shù)量為41330個(gè)。測序結(jié)果為棉花重要農(nóng)藝性狀分子機(jī)制的解析、基因資源挖掘與利用、遺傳改良、異源多倍體的形成及演化規(guī)律等多個(gè)研究提供了支持。