彩棉丨关于棉花育种的第一万零一种可能

在我们的生活中，

许多物品都与棉花有关。

无论是衣物、棉被、

背包、窗帘，

甚至连人民币中都含有棉花成分。

棉花早已深入到了我们的生活之中。

五月棉花秀， 八月棉花干。

花开天下暖， 花落天下寒。

——清 · 马苏臣

棉

中国是世界上棉花产量最高的国家，但棉花并非中国本土作物。在棉花传入之前，国人最早用于纺织的原料是葛、麻、蚕丝和羊毛，而木棉则被用于充填枕褥。

葛是今天南方山区常见的葛藤，长达数十米，十分坚韧，葛分离出的纤维可制成细线或粗绳，是用于结绳编网的主要材料。密编的网披在身上，成为了衣、被。

麻，指的是苎麻和大麻，它们与葛一样是最早的纺织原料。麻布是我国平民长期的主要衣着原料，“布衣”也成为了平民的代称。《出师表》中“臣本布衣”中“布”指的就是麻布。

据史料记载，棉花在南北朝时期之前传入我国。直到12世纪唐宋时期，我国西南边疆及福建、四川都种植了原产印度的亚洲棉，新疆及甘肃也有棉花，种植了起源于非洲南部的非洲棉。但当时棉花棉布仍属珍贵产品，在人民衣着中所占比重不大。

宋元以后，棉花逐渐取代了麻而成为纺织业的主要原料。到了明朝中后期，几乎所有男女老少都已穿着棉布衣服了。

王祯在《农书》中这样描述棉花：“且比之桑蚕，无采养之劳，有必收之效，比之苎麻，免缉绩之工，得御寒之益。可谓不麻而布，不茧而絮。”

棉花生产比传统的养蚕和种麻更加方便、经济价值更高，自我国边疆传到中原后，逐渐取代原先的丝和麻，成为我国人民的主要衣着原料。

我国植棉历史悠久，棉花从无到有、从少到多，至今已发展成为世界产棉大国。

在我国的棉花种植史中，棉区布局经历了三次转移。

20世纪50-70年代，我国棉花生产重心在南方，长江流域棉区面积占全国的40%，总产量占全国的60%。

80年代棉区从南向北开启了第一次转移，黄河流域成为新的生产重心，面积和总产量分别占全国的56%和50%。

90年代中期开启了棉区从南、从北向西的第二次转移，西北内陆新疆成为全国棉花生产的重心，形成了“长江流域、黄河流域、西北内陆三足鼎立”的格局。

近十年来，长江和黄河流域棉花面积逐渐下降，棉花生产重心再次向西转移，形成了新疆“一家独大”的格局。新疆具有得天独厚的生态条件，棉花单产全国最高。

20世纪90年代，我国内地主产棉区棉铃虫连年大暴发，造成重大经济损失，棉农“谈虫色变”。

“除了电线杆子不吃，

其他什么都吃。”

棉铃虫的肆虐不但让当时我国棉花生产遭受巨大损失, 而且由于过量使用化学农药造成了严重的环境污染以及人、畜中毒死亡事故。

1997年，我国引入种植美国转基因抗虫棉，美国抗虫棉进入我国市场后，企图垄断我国棉花种子市场，攫取高额利润。

内忧外患之下，我国“863”计划提出通过基因工程的方法解决棉铃虫问题，以中国农科院生物技术研究所郭三堆研究员为代表的一大批科研人员进行了科研攻关。

1999年，国产抗虫棉通过安全评价，并在河北、河南、山西、山东、安徽等9省区得到推广。以不断超越外来抗虫棉的品种表现，迅速赢得棉农认可。品种占有率从1997年的7%，到2007年时已完全取得主导地位，一举实现了转基因抗虫棉品种95%国产化。

此时的中国棉田里，已经再难看到国外转基因棉花品种的蛛丝马迹。

国产抗虫棉的研制成功和应用，不仅有效控制了棉铃虫和红铃虫的危害，而且打破了抗虫棉主要依赖美国进口的局面，保护了棉农的生命财产安全，提升了我国农业高新技术的国际竞争力。

彩棉育种

在培育抗虫棉的同时，专家在棉花品种多样性上也下了许多功夫。

我国早在1994年便开始了彩棉育种研究和开发，彩棉研究目前居世界领先水平。

彩棉即天然彩色棉花，是采用杂交、基因转导等现代生物工程技术，培育出的一种在吐絮时就具有红、黄、绿、棕等天然色彩的棉花。中国农科院棉花研究所培育的棕絮1号，在国际彩棉品种改良中处领先地位。

棕絮1号纤维品质优良、产量高、抗病虫、早熟、综合农艺性状好，适应性广，该品系促成了中国第一批有色棉纺织品问世，并使九采罗彩色棉系列纺织品进入了规模化开发阶段，这在世界彩色棉改良中是一大突破。

将其用于纺织，可以免去繁杂的印染工序，降低生产成本，减少化学物质对人体的伤害，是名符其实的绿色环保产品。

但我国现有的彩色棉主要是棕色和绿色棉花，颜色相对单一，难以满足人们丰富多彩的生活需求。

新型彩色纤维棉花创制成功

近日，中国农业科学院棉花研究所棉花分子遗传改良创新团队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。

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。

注：中棉所49（原系名中287）是由中国农业科学院棉花研究所，通过10多年的努力，利用多亲本聚合杂交及生态育种技术相结合培育成功的优质高产广适棉花新品种，是“十五”国家“863”计划重大科研成果。该品种的产量、品质、抗病和早熟等主要经济技术指标均比对照品种中棉所35有提高，综合性状处于同类国内外领先水平。

在组成型启动子驱动下，棉纤维及其他组织均呈现粉红色表型。在纤维特异性启动子驱动下，只有棉纤维呈现粉红色。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。

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进一步研究。该研究首次将甜菜红素导入棉花并稳定表达，是以棉花为底盘生物开展合成生物学研究的初步探索，为创制新类型彩色棉奠定了基础。

粉红色棉花田，

究竟有多美？

期待品种育成的那一天！

◆ ◆ ◆ ◆ ◆

关注小农，和小农边吃边追溯果蔬的人文历史，探寻植物文化，从自然界中寻求启迪。