摘要：发明了棉花组织培养分化性状的纯化方法，将中棉所24的转化率由15.1%提高到51.8%，转化效率大幅度提高，使棉花成为可进行大规模基因功能验证的目标作物，为国内24个实验室转化验证候选基因156个，促进了基础研究成果在棉花上的应用。建立了棉花规模化转基因技术体系，创制抗虫种质材料1479份，上交国家中期库性状稳定材料865份，与育种家合作培育不同类型抗虫棉新品种32个，累计推广面积1亿亩。获国家发明二等奖1项、国家科技进步二等奖2项。

一、个人简历

李付广，男，1966年8月出生，博士，研究员，博士生导师，副所长。1989年毕业于北京农业大学，同年分配至中国农业科学院棉花研究所工作至今，2003年获得中国农业科学院研究生院博士学位。

2005年荣获农业部有突出贡献的中青年专家称号，2006年获国务院政府特殊津贴，2007年入选新世纪百千万人才工程国家级人选，2008年荣获中国科协求实杰出青年成果转化奖，2011年被评为全国农业科研杰出人才，2011年度国家杰出青年基金获得者。兼任中国棉花学会副理事长，中国青年科技工作者协会理事，中国农业生物技术学会理事。

二、研究进展及创新业绩

1、建立了棉花规模化转基因技术体系，创制了大量抗虫种质材料，加快了国产抗虫棉的育种进程

农杆菌介导法是国际上常用的转基因方法，该方法以下胚轴切段为外植体，是棉花转基因的始点，经“下胚轴切段-愈伤组织-胚性愈伤-胚状体-转基因植株”等一系列组培程序后，获得转基因植株，其转化周期一般在10-12个月，费工费时、效率低。通过技术创新与改进，有效缩短了转化周期。该转化方法的另一缺点是幼苗移栽成活率低，一般只有30%左右。经探索研究，成功地将嫁接技术应用于转基因研究，将幼苗移栽成活率从30%提高到90%以上，转化效率显著提高。

通过上述改进与创新，棉花转基因周期由10-12个月缩短至6个月左右，受体品种中棉所24的转化率也提高到15.1%（与国际上常用品种-珂字棉201的转化效率相当），并建立了棉花规模化转基因技术体系，创造出抗虫性强、遗传稳定、具有应用价值的抗虫棉花种质材料621份，加快了国产抗虫棉的育种进程。

2、发现了棉花组织培养胚胎发生的细胞学标记，拓展了棉花转化品种的基因型范围

我国棉花种植区域涉及黄河流域、长江流域和西北内陆三大棉区，生产上需要早熟、中早熟、中熟等多种生态类型的棉花品种。因此，拓展可进行组织培养的受体品种基因型范围，创制不同类型抗虫种质材料，培育多种生态型抗虫棉新品种，对满足不同棉区的生产需求具有重要意义。

通过对“模式”转化品种--中棉所24组培过程进行形态学观察，发现胚性愈伤组织由细胞体积相对一致、结合紧密、富含细胞器的细胞团组成，并伴随淀粉粒积累。随后，又发现这一现象具有普遍性，理论上可作为细胞学标记用以鉴别胚性愈伤组织。

借助该细胞学标记鉴别胚性愈伤组织，又逐步建立了中394、中091、冀合321等15个棉花生产品种（系）的再生技术体系，有效拓展了组培品种的基因型范围，并创制出一系列具有重要育种价值的、不同基因型的、已进行了转基因安全评价的骨干种质材料，进而培育出多个适宜不同棉区种植的抗虫棉新品种，促进了国产抗虫棉的生态育种。

3、发明了棉花组培分化性状的纯化方法，大幅提升了转化效率，构建了候选基因快速功能验证平台

由于棉花转化效率总体偏低，而且品种间和品种内均存在培养体系不稳定现象。研究发现这一问题的根源在于，（1）育种家在选育品种时，关注的是外在表型和农艺性状，而组培分化性状属内在性状，育种家无法对其关注和纯化；（2）棉花是常异交作物，异交率为3%-5%，故无纯系。因此，建立棉花组培分化性状的纯化方法已成为提高其转化效率的关键。

要对组培分化性状进行纯化，就必须有可靠的参照系。以下胚轴为外植体的传统组培技术不具备条件，因为这一过程一旦发生，其个体就不复存在，也就无法对试验中发现的高分化率遗传个体及其后代进行跟踪研究。为此，发明了以田间活体棉株叶柄为外植体的“棉花成熟组织高效组培再生技术体系”，并获国家发明专利，成功解决了参照系问题。选择中棉所24田间单株的叶柄进行组培，筛选高分化率遗传个体，以其为参照，对田间相应的个体进行自交纯化，第二年将收获的高分化率遗传个体的自交种子再种植到田间，继续筛选分化率更高的单株，经7代连续定向自交纯化，成功从中棉所24中选育出分化率达95%以上的棉花“纯系”10个。

以筛选获得的高分化率“纯系”为受体品种，利用高效植物表达载体进行转基因，转化率从原来的15.1%提高51.8%，并以此为基础，建立了稳定的、基于棉花组培的候选基因快速转化验证平台，每年能获得6000-8000个独立转化体，使棉花成为可直接进行大规模基因功能验证的目标农作物，先后为北京大学、清华大学、复旦大学、中科院等国内17个单位24个实验室转化验证候选基因156个，加快了基础研究成果在棉花遗传育种上的应用进程。

4、丰富了棉花种质资源，提升了抗虫种质基础，培育出重大抗虫棉新品种

目前，共创制各类抗虫材料1479份，并将其中865份遗传稳定的种质材料上交国家棉花中期库，相当于中期库收集、保存材料的1/10，对丰富棉花种质资源具有重要意义。利用这些材料，与育种家合作培育出中棉所41、中棉所45、中棉所47、中棉所50、中棉所60、中棉所70等不同生态类型的转基因抗虫棉花新品种32个，累计推广面积超过1亿亩，对促进国产抗虫棉从1999年市场占有率的5%提升到2010年的97%发挥了重要作用。

三、获奖成果及专著、论文、知识产权情况

获奖成果3项：（1）“棉花组织培养性状纯化及外源基因功能验证平台构建”，2010年获国家技术发明二等奖，第一完成人；（2）“高效广适双价转基因抗虫棉中棉所41”，2009年获国家科技进步二等奖，第二完成人；（3）“棉花规模化转基因技术体系平台建设及其应用”，2005年获国家科技进步二等奖，第一完成人。

出版著作2部，发表论文60多篇，获得国家发明专利4项，培养研究生20多名。