你是否知道，，棉花有这么多“隐藏手艺”(瞰前沿·@科学家)

　　网友：看到最近有报道说，，棉花能用于生产腾贵的虾青素。。。。。。我想知道，，这是怎样实现的？？？？除了做衣服，，棉花究竟有几多“隐藏手艺”？？？？

　　编辑：看似通俗的棉花，，现实是一座“万能宝藏”。。。。。。借助植物合成生物学手艺，，科学家一直向深度和广度挖掘棉花价值。。。。。。本期“瞰前沿”我们约请中国农业科学院棉花研究所研究员、西部农业研究中心研究员杨作仁，，请他为我们揭秘棉花的“隐藏手艺”。。。。。。

　　棉花是“长在植物上的布”——棉铃裂开，，露出蓬松的纤维，，经由纺纱、织布，，可以酿裁缝服、棉被等纺织品。。。。。。

　　棉花纤维凭证长度可分为三大类：粗绒棉纤维粗短如板寸，，织出的牛仔布细密耐磨，，抗撕裂强度是通俗棉的两倍；；；；细绒棉依附平衡的强度和透气性，，成为一样平常纺织品的绝对主力，，应用领域包括贴身衣饰、家纺、医疗防护(纱布、棉球)等，，我国现在莳植的棉花大多属于此类；；；；长绒棉具有纤维长、手感好等特点，，常用于纺织高支纱，，是高等家纺及打扮的质料。。。。。。

　　棉花可不但仅是纺织质料。。。。。。借助植物合成生物学等手艺，，棉花正从“纤维专家”升级为“功效工厂”。。。。。。今年6月，，中国农业科学院棉花研究所、生物手艺研究所联合西部农业研究中心相助创造出生产虾青素的工程棉花，，即是这方面研究的代表性效果。。。。。。

　　虾青素是自然抗氧化剂之一，，其抗氧化能力远高于维生素E、β—胡萝卜素，，被誉为“超等抗氧化剂”。。。。。。虾青素具有扫除体内的氧自由基、增强细胞的再生能力、维持机体平衡、镌汰朽迈细胞在体内群集等作用，，被普遍应用于食物、饲料、制药和化妆品领域。。。。。。现在，，自然虾青素主要从雨生红球藻和甲壳类生物(虾、蟹等)中提取。。。。。。然而，，这些提取的产量有限，，并且化学合成虾青素的生物活性较低。。。。。。

　　因棉株中含有富厚的虾青素合成前体——类胡萝卜素，，棉花被以为是合成虾青素的理想“代工厂”。。。。。？？？？蒲兄霸蓖ü3步买通了虾青素合成途径：先引入“要害钥匙”，，从莱茵衣藻“借”β—胡萝卜素酮化酶，，从雨生红球藻“借”β—胡萝卜素羟化酶；；；；再装置“生物导航”，，给这些外源酶装上质体定位信号，，将其精准指导至“生产车间”；；；；最后启动“全株流水线”，，在通俗棉花“中棉所49”中植入基因表达？？？？椋钪张嘤錾呵嗨氐摹癟Y工程棉”。。。。。。

　　该工程棉花植株在幼苗期和成熟期的叶片、花器官、棉铃、棉籽及棉籽油中均泛起虾青素的特征性红色，，且差别组织中的虾青素积累泛起梯度漫衍。。。。。。富含虾青素的工程棉花有何用途？？？？在“TY工程棉”中，，棉花就像装上了“生物芯片”，，变身“抗氧化剂合成工厂”。。。。。。好比，，棉叶片和棉铃壳可开发动物饲料添加剂(替换人工色素)，，还可作为提取虾青素的质料等；；；；棉籽油的功效和附加值也升级了，，棉籽油中的自然维生素E连系虾青素，，可提升抗氧化协同效应。。。。。。

　　从棉籽到棉秸秆，，棉花全身都是宝

　　纤维是棉花的“主业”，，而棉花的“副业”早就已经应用在卡卡湾厅生涯中。。。。。。

　　棉籽是棉花结出的“硬核果实”。。。。。。棉籽油是我国古板的食用植物油之一，，榨油后的棉籽粕是我国莳植生产的第二大饲用植物卵白泉源，，可以作为牛羊等反刍动物和水产养殖的饲料。。。。。。近年来，，随着加工装备和工艺手艺的日趋成熟，，棉籽卵白产品的卵白质含量和质量均获得显著提升，，棉籽浓缩卵白受到许多水产饲料企业的接待。。。。。。

　　棉籽壳也大有用途。。。。。。棉籽壳含有4%—6%粗卵白，，含有43%—48%粗纤维，，是食用菌莳植最主要的原质料之一。。。。。。据报道，，每100公斤棉籽壳，，可划分用于生产平菇100公斤、香菇150—200公斤、金针菇160公斤、灵芝7—10公斤，，是食用菌作育料的好选择。。。。。。别的，，棉籽壳还可作为活性炭、糠醛、木糖、木糖醇等细腻化工的质料，，增值潜力大。。。。。。

　　棉籽中尚有“甜蜜素”——棉子糖。。。。。。棉子糖是一种“低卡功效性低聚糖”，，具有低热量、不被人体消化吸收却能增进肠道康健的特征，，是康健食物的理想添加剂，，适用于减肥食物、低糖食物，，以及糖尿病患者的特殊膳食。。。。。。另外，，棉子糖在肠道内能被双歧杆菌等有益菌优先使用，，增进这些有益菌的增殖，，从而改善肠道微生态情形，，有助于增强免疫力，，预防便秘、腹泻等问题。。。。。。

　　若是说对棉籽、叶片的使用是“挖掘内部潜力”，，那么对棉短绒、棉秸秆等“废物”的开发，，则让棉花向“全生物质使用”迈进。。。。。。

　　轧棉机从棉籽剥离长纤维之后，，棉籽上还留存大宗的棉短绒，，已往多被看成废物，，但它的用途实则禁止小觑。。。。。。棉短绒可被普遍用于食物、医药、日化、塑料、电子、造纸、冶金、航空航天等领域，，被誉为“特种工业味精”。。。。。。用棉短绒制作的无烟火药照旧国防工业的主要质料。。。。。。近年来，，外洋科学家发明，，棉籽绒还可用于生产和制备可降解塑料薄膜。。。。。。

　　棉花秸秆占棉花总生物量的50%以上，，主要由纤维素、半纤维素和木质素组成，，这些组分可以转化为生物基质料、化学品和生物燃料等高价值产品。。。。。。在畜牧生产上，，棉花秸秆可作为牛、羊饲料使用。。。。。。破损的棉花秸秆纤维配以水泥和砂，，可制备水泥砌块，，有优异的力学性能。。。。。。棉花秸秆还可作为固体发酵质料，，用于生产高质量生物炭。。。。。。

　　从“简单产出”到“多功效高值化”转变

　　当一片棉叶、一粒棉籽都可以成 为虾青素的“微型工厂”，，科学家最先一直挖掘棉花这种古老作物的应用价值。。。。。。在实验室与工业界，，棉花的应用规模一直拓展，，编织着一张联络农业、食物、保健品、能源、环保的立体网络。。。。。。

　　推动棉花从“简单产出”到“多功效高值化”转变，，合成生物学是要害手艺支持。。。。。。除了创造可生产虾青素的工程棉花外，，科研职员还举行了诸多探索。。。。。。

　　例如，，中国农业科学院棉花研究所通过将火龙果里甜菜红素的合成途径导入棉花，，培育出粉红色纤维棉花；；；；河南大学通过提高类胡萝卜素合成强度，，培育出金色纤维棉花。。。。。。这些新型彩色棉花的培育，，有望镌汰染料对情形的污染，，并为消耗者提供更多选择。。。。。。

　　基于合成生物学手艺，，以棉花为载体将会编写更多高附加值产品的基因图谱。。。。。。例如，，研发蓝色、紫色、橙色等多彩棉；；；；将棉纤维、棉叶片等作为细胞工厂，，生产更多高附加值功效性化合物。。。。。。随着研究的深入，，我们期待更多功效多样、色彩富厚、环？？？？梢涣拿藁ㄆ分治适馈。。。。。

　　从“简单产出”到“万能型选手”，，棉花插上科技的同党，，应用场景将一连扩大，，笼罩更多领域。。。。。。

　　(作者为中国农业科学院棉花研究所研究员、西部农业研究中心研究员，，本报记者喻思南采访整理)

　　杨作仁