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新突破,中棉所成功培育粉红色棉花!未来可以无需印染直接纺纱成布了?

放大字体  缩小字体 发布日期:2024-06-11  来源:“未来,彩色棉将更多地应用于婴幼儿衣物、玩具和医用纱布等领域  浏览次数:44
核心提示:中国农业科学院棉花研究所棉花分子遗传改良创新团队日前成功将甜菜红素在棉花纤维中富集,创制出纤维粉红色的棉花,为利用基因

      中国农业科学院棉花研究所棉花分子遗传改良创新团队日前成功将甜菜红素在棉花纤维中富集,创制出纤维粉红色的棉花,为利用基因工程方法培育多类型彩色纤维棉提供了新思路。
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      中国农业科学院棉花研究所研究员葛晓阳表示,基因工程改造属于环境友好型方法,在满足人们需求的同时,更加绿色生态。世界上绝大多数棉花品种生产白色纤维,然后在纺织加工过程中用化学染料着色,以满足消费者的不同需求,这就造成了潜在的环境污染。据葛晓阳介绍,大自然中现存的天然彩色棉,主要是棕色和绿色,但其农艺性状和纤维品质较差,严重阻碍了它们在棉花育种中的广泛应用。
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      随着人们生活水平的提高,对“天然”的需求越来越大,这便成为创造彩色纤维棉花的动力。葛晓阳表示,棉花分子遗传改良创新团队对植物色素形成调控基因进行研究中,通过合成生物技术来创造彩色纤维。
      色素积累通常会在不同的植物组织中产生丰富多彩的表型,比如原花青素及其衍生物就是棕色棉纤维成色的色素。那么能不能利用不同色素创制出不同颜色的棉花呢?葛晓阳及其所在的棉花分子遗传改良创新团队产生了探索的想法,他们想到了火龙果中的甜菜红素。

      该研究首先将甜菜红素合成相关的3个关键基因进行密码子优化,以棉花品种“中棉所49”为受体获得了富含甜菜红素棉花新材料。未成熟的纤维因甜菜红素积累而表现出粉红色表型,成熟纤维中甜菜红素的含量随着液泡的裂解而降低,导致颜色变浅,未来需要就如何使成熟纤维的颜色不褪色进行深入研究。这是科学家首次将甜菜红素导入棉花并稳定表达,为创制新类型彩色棉奠定了基础。

      从基因克隆到获得T0代新型彩色纤维棉花,整个周期为7-8个月,葛晓阳说,团队大概花了两年多的时间,才成功培育出高代稳定遗传的粉红色棉花。他说:“在实验过程中问题是不断出现的,我们要做的就是多讨论,寻找解决方案,解决问题,达到创制新型彩色棉花的目的。”
      实际上,粉红色棉花还并未达到研究团队的最高预期,下一步科研人员将针对甜菜红素沉积而不消退的机理进行深入的研究。“最终的目的就是将彩色棉花品种推广和应用到市场中,满足更多人群的需要,所以还需要进一步研究和实验。”
      “这次研究成果给了我们信心。”葛晓阳说:“我们的研究结果表明,可以通过基因工程改良产生天然粉红色棉花,并且不会影响棉花的纤维产量和质量,未来将可以替代合成染料生产出的彩色棉纤维,提供一个更加环保和健康的天然彩色产品。”
      除了粉红色,此前,浙江理工大学生命科学与医药学院孙玉强教授团队通过基因工程创制一个棉花紫化突变体,解析了突变体GhOMT1基因的功能缺失调控花青素累积的内在机理,由此团队通过杂交育种技术提高纤维中原花青素含量开辟出培育多种颜色的彩色棉新途径。
      经过连续多代的选育,目前,团队已经获得纤维色泽稳定、颜色显著改变的多个杂交组合,包括深棕色至咖啡色,绿色、军绿色和深绿色,橙色,还有不同深浅的蓝色系。
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      上述成果意味着该团队在彩色棉分子改良方面取得重大突破,创制了大量的彩色棉种质资源和新品系。
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应用紫化突变体结合基因操作进行彩色棉纤维改良的模式图
      彩色棉纤维成熟时天然具有颜色,可以无需印染直接纺纱成布,提供环保、健康、天然的产品,避免纺织品化学印染带来的环境污染和对人们健康的危害,是纺织产业绿色发展重要的物质基础。彩色棉纤维因其花青素类物质含量较高,还具有较高的抗氧化性、抗菌性等优点。
      “未来,彩色棉将更多地应用于婴幼儿衣物、玩具和医用纱布等领域。”孙玉强认为彩色棉未来可期。目前,孙玉强团队正在继续开展彩色棉纤维颜色改良和新颜色彩色棉的培育工作。
 
 
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