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棉花新品种培育技术正从传统育种向分子育种阶段迈进，其中“863”计划发挥了关键作用。在该计划的“优质高产棉花分子品种创制”和“棉花功能基因组学研究与应用”等项目的支持下，研究人员建立了高效的棉花遗传转化平台，为外源基因功能验证提供了技术支撑；同时完成了棉花基因组测序，为棉花生物学研究提供了重要的基础数据库。将两者结合，为我国棉花重要功能基因挖掘与利用、分子育种乃至全基因组设计育种带来了前所未有的机遇，标志着我国棉花生物学研究进入了快速发展阶段。

棉花遗传转化中存在转化周期长、效率低、试验重复性差、培养体系不稳定等问题。中国农业科学院棉花研究所发现，主要原因是棉花为常异交作物，缺乏纯系。为此，研究人员以建立“棉花叶柄组织培养与高分化率材料选育方法”为突破口，建立了以田间活体棉株叶柄为外植体的棉花成熟组织培养高效再生技术体系与高分化率材料选育方法。

目前，研究人员已选育出分化率稳定的材料20份，建立了稳定的组织培养体系。新体系的转化率达32.9%，是原来的2.88倍；叶柄转化率为51.8%，是原来下胚轴转化率的4.5倍。利用新体系，已为国内17个单位的实验室转化验证了156个候选基因。

新体系创造了大量转基因新材料，上交国家中期库材料865份；培育的材料获农业部不同阶段安全性评价批准165份，其中获转基因生物安全证书的材料有47份。经中国农科院棉花研究所育种课题组研究应用，已培育出转基因棉花品种24个。转基因材料还被河南农科院、浙江大学等单位引用，培育出转基因棉花新品种20多个，创造经济效益17.86亿元。

该研究所还完成了二倍体栽培棉品种——亚洲棉的全基因组测序。研究人员利用高分辨率的遗传连锁图谱，将90.4%的基因组序列定位到13条染色体上，发现亚洲棉蛋白编码基因数量为41330个。测序结果为棉花重要农艺性状分子机制的解析、基因资源挖掘与利用、遗传改良、异源多倍体的形成及演化规律等多个研究提供了支持。