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近日，國際知名期刊

《Plant Biotechnology Journal》

在線發(fā)表了一項來自中國科學家的成果

該成果報道了浙江理工大學

生命科學與醫(yī)藥學院孫玉強教授團隊

通過基因工程創(chuàng)制一個棉花紫化突變體

解析了突變體

功能缺失調(diào)控花青素累積的內(nèi)在機理

由此團隊通過雜交育種技術(shù)

提高纖維中原花青素含量

開辟出培育多種顏色的彩色棉新途徑

棉花變紫的主要原因

棉花是世界性的重要的經(jīng)濟作物，是紡織工業(yè)的主導原料。目前，已知天然彩色棉品種資源全部屬于棕色和綠色系列，顏色單調(diào)、色牢度及色飽和度不足成為限制彩色棉產(chǎn)業(yè)發(fā)展的技術(shù)瓶頸。

“用傳統(tǒng)的遺傳育種手段無法解決目前彩色棉顏色單調(diào)的問題，挖掘彩色棉纖維色素物質(zhì)合成和調(diào)控的關(guān)鍵基因，闡明纖維色澤形成的機理，通過基因工程獲得多種顏色的彩色纖維，是棉花纖維色澤改良的新方向和突破點?！睂O玉強教授解釋道。

從2010年起，孫玉強團隊就利用農(nóng)桿菌介導的棉花轉(zhuǎn)基因技術(shù)，創(chuàng)制棉花突變體，其中一個紫化突變株系

通過分析花青素含量和成分發(fā)現(xiàn)，導致植株紫化突變的主要原因是

“突變體中花青素種類主要有矢車菊素、飛燕草素和天竺葵色素三種羥基化花青素單體，其含量極顯著增加，而另外三種植物中常見的花青素單體，芍藥素、矮牽牛素、錦葵素，幾乎檢測不到?！睂O玉強教授說。

研究結(jié)果表明，在紫化突變體

孫玉強解釋道，花青素甲基化步驟異?？赡芊答伝ㄇ嗨厣嫌位虮磉_，導致羥基化的天竺葵色素、矢車菊色素和飛燕草素及上游物質(zhì)的累積，從而整株呈現(xiàn)紫色突變。

彩色棉培育新途徑

在之前的研究中，孫玉強團隊發(fā)現(xiàn)HS2突變體從莖、葉到花、鈴等器官都呈現(xiàn)紫色，唯獨纖維顏色沒有改變。

孫玉強分析認為，這可能與突變體中原花青素合成的

那么

不同纖維顏色品系選育

經(jīng)過連續(xù)多代的選育，目前，團隊已經(jīng)獲得纖維色澤穩(wěn)定、顏色顯著改變的多個雜交組合，包括深棕色至咖啡色，綠色、軍綠色和深綠色，橙色，還有不同深淺的藍色系。

上述成果意味著該團隊在彩色棉分子改良方面取得重大突破，創(chuàng)制了大量的彩色棉種質(zhì)資源和新品系。

在此研究基礎(chǔ)上，該研究團隊提出彩色棉纖維顏色分子改良的新策略：

彩色棉纖維成熟時天然具有顏色，可以無需印染直接紡紗成布，提供環(huán)保、健康、天然的產(chǎn)品，避免紡織品化學印染帶來的環(huán)境污染和對人們健康的危害，是紡織產(chǎn)業(yè)綠色發(fā)展重要的物質(zhì)基礎(chǔ)。彩色棉纖維因其花青素類物質(zhì)含量較高，還具有較高的抗氧化性、抗菌性等優(yōu)點。

“未來，彩色棉將更多地應用于嬰幼兒衣物、玩具和醫(yī)用紗布等領(lǐng)域。”孫玉強認為彩色棉未來可期。目前，孫玉強團隊正在繼續(xù)開展彩色棉纖維顏色改良和新顏色彩色棉的培育工作。

據(jù)悉，該研究主要依托浙江理工大學植物基因組與彩色纖維分子改良實驗室，浙江理工大學孫玉強教授和華中農(nóng)業(yè)大學張獻龍教授為共同通訊作者，浙江理工大學柯麗萍副研究員為該論文第一作者，石河子大學孫杰教授參與了彩色棉纖維色素物質(zhì)的鑒定分析。該研究獲得國家自然科學基金新疆聯(lián)合基金重點支持項目和浙江省自然科學基金重點項目的資助。

內(nèi)容來源| 生命科學與醫(yī)藥學院

文字| 張若嫻

編輯排版 | 黨委宣傳部

投稿郵箱：zjlgdxwx@zstu.edu.cn

轉(zhuǎn)載請注明來源：浙江理工大學