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我国是世界上最大的产棉国和消费国。但由于种质资源狭窄，导致品种同质性和产量长期徘徊不前，成为了制约棉花生产可持续发展的核心问题。
华中农业大学张献龙教授领衔的棉花团队与河间市国欣农村技术服务总会等单位合作，在国家863计划、国家自然科学基金等项目支持下，将常规育种与现代生物技术相结合、自交与杂交相结合、资源创新和育种方法创新相结合，坚持上、中、下游结合，历时20多年，最终完成了“棉花种质创新及强优势杂交棉新品种选育与应用”成果，荣获国家科技进步二等奖。
在长期的棉花育种与栽培实践中，张献龙团队瞄准国际前沿，掌握了成熟的棉花细胞培养技术体系，创造了多项“国际第一”：首个从雷蒙地棉、克劳茨基棉等野生棉细胞获得再生植株，首次从克劳茨基棉等野生棉原生质体再生植株，实现陆地棉与克劳茨基棉、比克棉、戴维逊棉等多个野生棉种的对称、部分不对称、完全不对称融合并再生植株等。
在此基础上，他们通过集合远缘杂交、细胞工程和常规育种评价等技术，创制了784份分别以海岛棉、达尔文棉和毛棉等为供体的陆地棉远缘杂交高世代材料，借助分子标记和主要农艺性状系统鉴定，筛选出一批早熟、高产、优质及多抗的棉花新品系。通过轮回选择和聚合育种，丰富了棉花杂交育种亲本的遗传结构和选择的针对性；通过分子标记系统评价，建立了棉花骨干亲本群。值得一提的是，利用成熟的细胞培养技术，团队筛选获得了具有高效再生和高频转化效率的陆地棉种质“YZ—1”并获得了转基因方法专利，这是目前报道的再生最快和转基因效率最高的陆地棉种质，已被美国德州理工大学、中国农科院、中国种子集团公司和大北农集团等国内外科研和种子公司用于棉花基础和生物技术研究。
近年来，张献龙团队建立了成熟的棉花分子技术育种体系，共获得与成果相关的发明专利5个，发表相关研究论文147篇，其中SCI论文63篇，丰富了棉花种质创新与育种的新方法、新理论，为棉花高效育种提供了科学依据。专家评论说，成果扎实的基础研究，突破了种质资源狭窄的问题，拓宽了棉花育种的遗传基础，为强优势棉花杂交育种提供了创新材料和理论指导。
张献龙团队坚持将论文写在大地上，培育出“华杂棉1号”、“华杂棉2号”、“华惠103”、“华杂棉4号”和“华杂棉H318”等5个优质、高产、多抗棉花新杂交种并大面积应用于生产，获得授权发明专利5项。5个棉花杂交种中，“华杂棉H318”、“华杂棉2号”和“华杂棉1号”的皮棉产量较区试对照增产接近或超过10%；“华杂棉H318”、“华杂棉4号”、“华杂棉2号”和“华杂棉1号”的纤维品质均达到国家优质棉标准。特别是“华杂棉H318”在国家组织的区试中具有高产、优质、多抗、适应性广等突出特点，在当年审定的5个品种中综合指数居第一位。
在长江流域棉花区试评价中，“华杂棉H318”的子棉、皮棉和霜前皮棉亩产分别为244.3公斤、101.4公斤、95.4公斤，分别比对照高出104.9%、109.2%、111%。2011年10月8日，中国工程院院士喻树迅研究员带领的专家组，在黄梅、鄂州等棉区对“华杂棉H318”的田间表现进行了实地考察。专家们认为，“该品种性状表现一致，生长整齐，棉株长势稳健，表现出较强的抗逆性；该品种早熟不早衰，结铃性强、多，上桃快，上中下部结铃均匀，丰产性好，增产潜力大；吐絮舒畅，易采收，品级高。”
张献龙团队还在棉花栽培环节下功夫，研制出“推迟播种，合理密植，集中施肥且氮肥后移”的促早熟简化高效栽培模式，保证了品种丰产、稳产和与小麦、油菜等作物的接茬，提升农户植棉效益，推动了杂交棉生产方式的转变。通过产、学、企合作，实现了农业科研成果的迅速转化。5个杂交种累计在湖北、河南、湖南、江西、安徽等省共推广应用过千万亩，为当地的棉花生产、农民增收做出了突出贡献。
