出品：科普中國
監制：中國作物學會 光明網科普事業部
統籌：程維紅 徐 琴
作者：溫天旺（江西農業大學講師）
“衣食住行”是人們生活的基本保障，而其中“衣”的主要來源就是紡織工業第一大原料——棉花。種植在田間的棉花纖維通常都是雪白雪白的，我們實際上可以看到的是人們身著五彩斑斕的衣裳。這些花花綠綠的布料則主要來源于棉花紡織布料后經過工業印染加工而形成的，而實際上自然界也存在著一類天然彩棉，無需印染加工就可以形成彩色布料，那就是天然彩棉。
什么是天然彩棉？
當前，天然彩棉主要包含棕色棉和綠色棉兩大類（圖1），天然彩棉是由于棉纖維細胞在分化和發育過程中可以產生色素物質，并且色素物質可以在纖維細胞內積累從而形成具有顏色的纖維。
圖1 白棉、天然棕色棉和天然綠色棉（圖片由石河子大學孫杰教授提供）
天然彩棉是棉花中重要的種質資源，彩棉種植和育種歷史悠久。天然彩棉有將近5000年的歷史。約在4000年前秘魯開始天然彩棉的種植，但是彩棉由于其品質差以及顏色不穩定，逐漸被淘汰出生產行列。
20世紀六十年代初，人們重新認識到彩棉的重要性，美國、埃及、秘魯等18個國家相繼開展彩棉研究與開發。美國80年代初，彩棉育種家福克斯引進中美洲印第安人種植的彩色棉與當地的長纖維白棉雜交篩選培育出黃色、棕色、紅色和綠色等長纖維天然彩棉。
我國于上世紀70年代開始進行彩棉的種質資源收集，最初從美國引進了一批彩棉種質資源，經過各科研單位（中國農科院棉花研究所和石河子農科院等）并聯合公司（中國彩棉股份有限公司）研究，獲得了眾多天然彩棉品種。
天然彩棉有哪些優勢？
天然彩棉不需要印染加工就能呈現天然的彩色，因此不含化學染料、不產生偶氮化合物、不含甲醛等有毒化合物，特別適合紡織貼身衣物，具有質地柔軟和穿著舒適的優勢（Murth，圖2）；彩棉在加工過程中不需要漂白、印染、消毒等加工過程，減少了勞動力的投入和化學染料的使用，不會形成化學污染和化學殘留，在處理此類天然彩色纖維時，可以采取填埋等方式，對環境不會造成污染，屬于環境友好型原材料；另外天然棕色棉具有天然抗菌性以及良好的防火性能。
圖2 天然彩棉及其紡織品
彩棉從何而來又將去往何處？
從彩棉悠久的種植歷史以及眾多野生棉纖維呈現棕色來看，彩棉自古有之，而研究人員和育種家在田間也時常發現白棉可以突變為棕色棉和綠色棉。
近年來，中國農科院棉花研究所、西南大學、華中農業大學和石河子大學都為彩棉育種和基礎研究做出了重要貢獻，尤其鑒定到棕色棉目標基因并通過基因工程獲得了棕色的轉基因棉花。
未來，通過基因工程轉入棉花內源或者外源物種的彩色基因可能可以獲得更多色彩的彩棉品種，從而為紡織工業提供更多無需印染的紡織布料，為我國實現環境友好型社會、碳中和做出一份貢獻。
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