7月1日，中国农业科学院西部农业研究中心传出好消息：该中心棉花分子遗传改良创新团队在全球首次建立棉花株型数字化定量分类体系，并依托该体系成功找到调控棉花株型的关键基因，由此一举破解长期困扰新疆宜机采棉花品种选育“凭经验看株型、靠人工测性状”的卡脖子难题。

6月24日，中国农业科学院西部农业研究中心棉花分子遗传改良创新团队科研人员在进行棉花植株3D数字模型建模研究。李伦摄

该研究团队首席科学家、中国农业科学院西部农业研究中心副主任杨作仁介绍，新疆是我国最大棉花生产基地，产量占全国总产量的90%以上，机采率突破95%。然而，适宜机械化采收的棉花品种需要具备“株型紧凑、果枝短、角度小、结铃集中”的特点，传统棉花育种长期依靠肉眼观察、卷尺测量评价棉花株型，不仅效率低下，而且人工评判标准差异大，导致宜机采棉花性状选育精准度差、育种周期漫长，制约着机采棉育种高质量发展。

研究团队依托419份具有代表性的陆地棉种质资源，自主研发了一套低成本、高通量棉花三维表型成像平台。通过自动旋转台配合高清相机360度环绕拍摄，并利用三维重建算法，最短只需4小时即可生成高精度棉花植株3D数字模型，等于给棉花做了“全身CT”。

科研人员在田间进行棉花株型性状调查。李伦摄

与此同时，研究团队创新性提出了“株型决定角（PADA）”量化指标，将棉花株型系统划分为圆柱型、陀螺型等9种标准类型，并为每种类型制定了精确的数学分类规则，相当于给每一种株型颁发了全球通用的“数字身份证”，实现了棉花株型评判从主观经验判断到精准数字量化的历史性革新。

更为关键的是，在建立数字化标准的基础上，研究团队进一步打通了“表型-基因型-功能验证”全链条。研究人员利用从平台获取的精准株型数据，在棉花染色体上成功定位并克隆了调控棉花株型的关键基因。实验证实，该基因就像棉花株型的“总开关”：当该基因过量表达时，棉花植株高大、果枝长且角度大，冠层松散；而通过RNA干扰技术让该基因沉默后，棉花则会呈现出株高降低、果枝缩短、角度变小、株型紧凑的优质宜机采表型。

“过去培育一个宜机采品种需要8至10年时间，现在有了这套基因标记技术，我们可以在苗期就筛选出携带优异等位基因的单株，育种周期可缩短一半以上。”杨作仁表示。

目前研究团队已利用该关键基因创制了10余份遗传性状稳定的宜机采棉花新种质，正在新疆多个植棉区进行田间测试。