傳統(tǒng)的棉花組織培養(yǎng)，通常以品種為基因型，以無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，會產(chǎn)生組織培養(yǎng)體系不穩(wěn)定、重復性差的現(xiàn)象。棉花所李付廣研究員帶領(lǐng)研究團隊，通過遺傳研究，發(fā)現(xiàn)“分化性狀”主要受2對主基因控制，基因間存在加性、顯性和上位性，其主基因的遺傳率達74.68%-83.22%。因此，他們利用常規(guī)育種手段，首次在國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。
李付廣等利用該項技術(shù)，通過葉柄組織培養(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，其無菌苗下胚軸分化率均能達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)化驗證外源基因160個左右，并建立了我國基因驗證技術(shù)平臺。該平臺擁有“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項國家發(fā)明專利技術(shù)。利用該基因驗證技術(shù)平臺，已為國內(nèi)17個單位的24個實驗室構(gòu)建的156個候選基因進行了轉(zhuǎn)化驗證；同時創(chuàng)造了一批轉(zhuǎn)基因材料涉及到抗棉鈴蟲、抗蚜蟲、抗黃萎病、纖維品質(zhì)改良、耐旱等重要性狀。
“外源基因功能驗證平臺”所獲得的基因功能信息，可使上游單位有針對性地改良和優(yōu)化相應的候選基因，淘汰沒有價值的基因，提高了工作效率。通過此平臺，可使全國棉花基礎(chǔ)研究單位形成一個整體，提高該領(lǐng)域的創(chuàng)新能力和國際競爭力。“棉花組織培養(yǎng)性狀純化及外源基因功能驗證平臺構(gòu)建”獲得2010年國家技術(shù)發(fā)明二等獎。
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)基因試驗材料
