傳統(tǒng)的棉花組織培養(yǎng)，通常以品種為基因型，以無(wú)菌苗的下胚軸或子葉為外植體建立其培養(yǎng)體系。但這種培養(yǎng)方式，會(huì)產(chǎn)生組織培養(yǎng)體系不穩(wěn)定、重復(fù)性差的現(xiàn)象。棉花所李付廣研究員帶領(lǐng)研究團(tuán)隊(duì)，通過(guò)遺傳研究，發(fā)現(xiàn)“分化性狀”主要受2對(duì)主基因控制，基因間存在加性、顯性和上位性，其主基因的遺傳率達(dá)74.68%-83.22%。因此，他們利用常規(guī)育種手段，首次在國(guó)際上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)體系與高分化率受體親本材料篩選方法。
李付廣等利用該項(xiàng)技術(shù)，通過(guò)葉柄組織培養(yǎng)，從中棉所24、中棉所27和冀合312、中091等4個(gè)品種（系）中篩選出葉柄分化率在100%的棉花組織培養(yǎng)“純系”20個(gè)，其無(wú)菌苗下胚軸分化率均能達(dá)95%，并建立了穩(wěn)定的組織培養(yǎng)體系，從中篩選出3類適宜該體系的高效轉(zhuǎn)化載體，與定向篩選前的材料相比效率提高了3-5倍。李付廣課題組每年可轉(zhuǎn)化驗(yàn)證外源基因160個(gè)左右，并建立了我國(guó)基因驗(yàn)證技術(shù)平臺(tái)。該平臺(tái)擁有“利用棉花葉柄組織培養(yǎng)與高分化率材料選育方法”、“一種棉花枝條扦插方法及其專用扦插生根劑”和“棉花再生苗生根培養(yǎng)方法及其專用培養(yǎng)基”等3項(xiàng)國(guó)家發(fā)明專利技術(shù)。利用該基因驗(yàn)證技術(shù)平臺(tái)，已為國(guó)內(nèi)17個(gè)單位的24個(gè)實(shí)驗(yàn)室構(gòu)建的156個(gè)候選基因進(jìn)行了轉(zhuǎn)化驗(yàn)證；同時(shí)創(chuàng)造了一批轉(zhuǎn)基因材料涉及到抗棉鈴蟲(chóng)、抗蚜蟲(chóng)、抗黃萎病、纖維品質(zhì)改良、耐旱等重要性狀。
“外源基因功能驗(yàn)證平臺(tái)”所獲得的基因功能信息，可使上游單位有針對(duì)性地改良和優(yōu)化相應(yīng)的候選基因，淘汰沒(méi)有價(jià)值的基因，提高了工作效率。通過(guò)此平臺(tái)，可使全國(guó)棉花基礎(chǔ)研究單位形成一個(gè)整體，提高該領(lǐng)域的創(chuàng)新能力和國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力。“棉花組織培養(yǎng)性狀純化及外源基因功能驗(yàn)證平臺(tái)構(gòu)建”獲得2010年國(guó)家技術(shù)發(fā)明二等獎(jiǎng)。
李付廣研究員觀察棉花組織培養(yǎng)性狀
李付廣研究員與同事在田間調(diào)查轉(zhuǎn)基因試驗(yàn)材料
