棉花是世界性的重要的经济作物，是纺织工业的主导质料。现在，已知天然五颜六色棉品种资源悉数归于棕色和绿色系列，色彩单调、色牢度及色饱和度缺乏成为约束五颜六色棉工业高质量展开的技能瓶颈。

  “用传统的遗传育种手法没有办法处理现在五颜六色棉色彩单调的问题，发掘五颜六色棉纤维色素物质组成和调控的要害基因，说明纤维色泽构成的机理，经过基因工程取得多种色彩的五颜六色纤维，是棉花纤维色泽改进的新方向和突破点。”孙玉强教授解释道。

  从2010年起，孙玉强团队就使用农杆菌介导的棉花转基因技能，创制棉花骤变体，其间一个紫化骤变株系HS2从种子萌发到植株衰亡，整个生育期茎、叶、蕾等安排器官都呈紫色，并安稳遗传。

  经过剖析花青素含量和成分发现，导致植株紫化骤变的底子原因是HS2中积累了很多游离态无色花青素、有色花青素及中心产品，而且花青素的组成和含量也产生改动。

  “骤变体中花青素品种首要有矢车菊素、飞燕草素和天竺葵色素三种羟基化花青素单体，其含量极明显地添加，而别的三种植物中常见的花青素单体，芍药素、矮牵牛素、锦葵素，简直检测不到。”孙玉强教授说。

  研讨依据效果得出，在紫化骤变体HS2中，类黄酮代谢通路的中游中心类黄酮-花青素途径的要害酶基因表达量大幅上调，导致很多游离态花青素累积，呈现紫化性状。

  孙玉强解释道，花青素甲基化过程反常或许反应花青素上游基因表达，导致羟基化的天竺葵色素、矢车菊色素和飞燕草素及上游物质的累积，然后整株呈现紫色骤变。

  在之前的研讨中，孙玉强团队发现HS2骤变体从茎、叶到花、铃等器官都呈现紫色，唯一纤维色彩没有改动。

  孙玉强剖析以为，这或许与骤变体华夏花青素组成的GhANR和GhLAR两条通路表达水平比较低有关，导致纤维华夏花青素累积不行，所以棉花纤维依然呈现白色。

  那么HS2骤变体能否用于五颜六色纤维的遗传改进然后使纤维色彩加深甚至会呈现新的色彩呢？从2012年开端，孙玉强团队使用紫化骤变体HS2别离与9个棕色棉和绿色棉的品种进行正反交，并使用紫化性状、纤维色彩结合分子符号挑选安稳的杂交子孙株系。

  经过接连多代的选育，现在，团队现已取得纤维色泽安稳、色彩明显改动的多个杂交组合，包含深棕色至咖啡色，绿色、军绿色和深绿色，橙色，还有不同深浅的蓝色系。

  上述效果意味着该团队在五颜六色棉分子改进方面取得重大突破，创制了很多的五颜六色棉种质资源和新品系。

  在此研讨基础上，该研讨团队提出五颜六色棉纤维色彩分子改进的新策略：在HS2紫化骤变体供给很多花青素组成的基础上，经过遗传操作GhDFR，GhF3’H和GhF3’5’H等基因，改动花青素品种、含量和份额（如 “红色系”矢车菊色素和“蓝色系”飞燕草色素），结合操作GhANR和GhLAR改动PA的含量和品种，或进一步提高PA聚合度等，然后培养更多色彩的五颜六色棉。

  五颜六色棉纤维老练时天然具有色彩，能够无需印染直接纺纱成布，供给环保、健康、天然的产品，防止纺织品化学印染带来的环境污染和对人们健康的损害，是纺织工业绿色展开重要的物质基础。五颜六色棉纤维因其花青素类物质含量较高，还具有较高的抗氧化性、抗菌性等长处。

  “未来，五颜六色棉将更多地应用于婴幼儿衣物、玩具和医用纱布等范畴。”孙玉强以为五颜六色棉未来可期。现在，孙玉强团队正在持续展开五颜六色棉纤维色彩改进和新色彩五颜六色棉的培养作业。

  据悉，该研讨首要依托浙江理工大学植物基因组与五颜六色纤维分子改进实验室，浙江理工大学孙玉强教授和华中农业大学张献龙教授为一起通讯作者，浙江理工大学柯丽萍副研讨员为该论文榜首作者，石河子大学孙杰教授参加了五颜六色棉纤维色素物质的判定剖析。该研讨取得国家自然科学基金新疆联合基金要点支撑项目和浙江省自然科学基金要点项目的赞助。