本项目获2011年度国家自然科学奖二等奖。

该项目主要完成人：朱玉贤，秦咏梅，姬生健，施永辉，李鸿彬

我国是全球最大的棉花生产国、消费国和纺织品生产国，终年种植面积在8000万亩左右，棉花种植业与纺织业在我国国民经济中起着举足轻重的作用，是我国两亿多棉农和一千多万纺织工人及相关行业人员的主要经济来源。统计资料表明，1949年，我国种植棉花277万公顷，总产888万担，占世界棉花总产量的6.2%。“十五”期间，我国每年平均种植棉花460-500万公顷，总产8600-9000万担，分别占世界棉花面积和总产的15%和24%左右。

从1998年开始，蛋白质与植物基因研究国家重点实验室朱玉贤课题组运用基因组学及功能基因组学的方法，开展棉花纤维伸长发育相关功能基因的克隆、表达及基因表达产品的生物学功能研究。利用现有的棉花纤维突变体获得棉纤维伸长阶段特异性表达的棉花cDNA，研究与纤维伸长发育密切相关的代谢途径，为揭示棉花纤维发育的分子机制、特别是纤维细胞长度的调控机制，说明纤维品质相关基因的网络效应，从而为大幅度提高棉纤维品质提供理论依据和物质基础。研究发现植物激素乙烯在调控棉纤维伸长过程中的重要作用，发现饱和超长链脂肪酸作用于乙烯信号的上游，而果胶多糖生物合成则位于乙烯信号的下游。有关超长链脂肪酸通过调控植物激素乙烯的生物合成显著促进棉纤维伸长，是目前国际上关于超长链脂肪酸作为植物信号分子的首次报道，并首次提出了关于棉纤维等特殊细胞生长发育的“线性细胞伸长模式”。

陆地棉植株及不同时期的蕾铃：A．开放当天花； B. 开放次日（已授精）花；

C. 未吐絮的棉铃；D.已吐絮的棉铃；E.正常生长的旺花期转基因棉花植株。

本研究不仅为全面说明纤维细胞的伸长机制提供重要的线索，而且为通过调节植物代谢过程来控制棉纤维发育，提高我国棉花的产量和品质提供了重要的基因资源。项目组与中国农业科棉花研究所合作，已将指导乙烯生物合成的E6-ACO及E6-KCS转化载体导入栽培棉花品种，成功创制了具有明显优势的、以改善纤维品质和提高产量为主要目标的第二代转基因棉花（转基因抗虫棉是迄今我国唯一商业化种植的第一代转基因棉花），获得了一批纤维长度和比强度均有显著提高的棉花新材料，将对改善我国棉花纤维品质，提升我国棉花财产的国际竞争力发生深远影响。

编辑：拉丁